A Non-Targeted Metabolomic Study of Pomegranate Juice to Investigate the Nutritional and Quality Characteristics Using Novel SONAR DIA Acquisition and Vion Ion Mobility QTof MS

Význam tématu

Analýza komplexních potravinářských vzorků na úrovni metabolomiky je klíčová pro posouzení nutričních, senzorických a autentizačních vlastností produktů. Granátové jablko je bohatým zdrojem polyfenolů, které ovlivňují zdraví i kvalitu džusů. Cílem je rozvinout citlivé a selektivní metody pro neřízenou detekci a identifikaci fytoaktivních sloučenin v komerčních vzorcích.

Cíle a přehled studie / článku

Studie demonstruje aplikaci nového datově nezávislého akvizičního režimu SONAR DIA ve spojení s Vion iontovou mobilitou a QTof-MS pro neřízené profilování metabolitů v džemech z granátového jablka. Cílem bylo rozlišit tři typy výrobku (čerstvý šťávový aril, džusy 100 % NFC a produkty z koncentrátu) a identifikovat klíčové markerové sloučeniny.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky připraveny ředěním (1 mL šťávy nebo 1 g aril + 3 mL vody), sonikací, centrifugací a filtrací.

• Chromatografie: UPLC ACQUITY I-Class s kolonkou HSS T3 (2,1 × 100 mm, 1,8 µm), 45 °C, gradient 10 mM acetátu/amoniaku vs. acetonitril, průtok 0,4 mL/min.
• Hmotnostní spektrometrie: Xevo G2-XS QTof se SONAR DIA (skenovací kvadrupól, rychlost >2000 spekter/s) v negativním ionizačním režimu.
• Iontová mobilita: Vion IMS QTof pro rozlišení isobarických sloučenin.
• Software: Progenesis QI (PCA, OPLS-DA, Metascope databázové vyhledávání).

Hlavní výsledky a diskuse

• PCA jasně třídí tři skupiny vzorků podle typu zpracování.
• Čerstvá šťáva (Arils) a 100% NFC byly bohaté na flavonoidové glykozidy (např. myricetin-3-galaktosid, kvercetinové deriváty).
• Produkty z koncentrátu obsahovaly syntetické barviva a konzervační látky (např. C.I. Pigment red 149).
• SONAR DIA oddělil koeluující sloučeniny podle kvadrupólových oken, což zlepšilo přesnost fragmentačních přiřazení oproti standardnímu MSE.
• Iontová mobilita umožnila separaci izobarických párů (např. citrát/isocitrát), důležitých pro ověření autenticity.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí rychlou katalogizaci komplexních potravinářských vzorků v jednom měření, zvýšenou selektivitu a spolehlivost identifikace markerů kvality a autenticity. Umožňuje laboratorím QA/QC a výzkumným týmům detailní neřízené profilování bez rozsáhlé separace cílených analýz.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace rozsáhlejších IMS databází pro systematické rozlišení izomerů.
• Automatizace workflow s umělou inteligencí pro rychlejší anotaci metabolitů.
• Rozšíření na další potravinářské a zemědělské matice pro kompletní foodomics.
• Využití v monitoringu bezpečnosti potravin a sledování podvodů.

Závěr

SONAR DIA ve spojení s iontovou mobilitou a QTof-MS představuje průlomový přístup pro neřízenou metabolomiku potravin. Nabízí čistší spektra, vyšší počet identifikovaných sloučenin a spolehlivé multiplexní rozlišení v jednom experimentu, což posouvá kvalitu analýz směrem k robustní autentizaci a kontrole kvality nápojů.

Reference

1. Mena P. et al. Rapid and Comprehensive Evaluation of (Poly)phenolic Compounds in Pomegranate (Punica granatum L.) Juice by UHPLC-MSn. Molecules. 2012;17:14821–14840.
2. Gethings L. et al. Lipid Profiling of Complex Biological Mixtures by LC/MS Using a Novel Scanning Quadrupole Data Independent Acquisition Strategy. Rapid Commun. Mass Spectrom. 2017;31(19):1599–1606.
3. Moseley H.N.B. et al. Scanning Quadrupole Data-Independent Acquisition. Part A: Qualitative and Quantitative Characterization. J. Proteome Res. 2018;17(2):770–779.