ACS 2021: Combining GC with MS and Olfactory Detection for a Variety of Food, Flavor, and Fragrance Analyses

Význam tématu

Gasová chromatografie kombinovaná s hmotnostní spektrometrií a čichovou detekcí představuje klíčový nástroj pro analýzu potravinářských, chuťových a vůňových vzorků. Díky oddělení jednotlivých složek, jejich identifikaci a současnému hodnocení aroma nabízí ucelený pohled na to, které látky skutečně přispívají k výsledné senzorické charakteristice.

Cíle a přehled studie / článku

Studie předkládá aplikaci integrované platformy GC-TOFMS-O (time-of-flight mass spectrometry a olfactory detect) na tři modelové případy: charakterizaci esenciálního oleje muškátového oříšku, vysvětlení individuálních rozdílů ve vnímání aroma koriandru a určení zdroje nepříjemného odéru v pivu.

Použitá metodika a instrumentace

Pro oddělení a detekci analytů byl použit následující přístrojový park:

• LECO Pegasus BT GC-TOFMS pro separaci a plnomultifrekvenční záznam m/z signálu
• GL Science Phaser Pro pro čichovou detekci (olfactory port)
• Matematické dekonvoluční algoritmy pro rozlišení koelucí a zvýšení citlivosti
• Vyhledávání v knihovnách pro předběžné identifikace na základě retenčních indexů (RI) a spektremetrických podobností

Hlavní výsledky a diskuse

• Muškátový oříšek: V TIC chromatogramu detekováno 10 nejznámějších píků, ze kterých čichová detekce označila čtyři klíčové aroma složky. Mezi ně patřily monoterpeny (α-pinene, limonene) a fenylpropanoidy (safrol, myristicin), identifikované na základě RI a spektrové shody.
• Koriandr: Studie olfaktorických rozdílů prokázala, že čtyři aldehydy jsou vnímány jako mýdlové vůně jen částí jedinců (genetická variabilita), zatímco u ostatních působí svěže či citrusově. GC-MS umožnila jejich kvantitativní a kvalitativní detekci.
• Pivo – off-odor: Při analýze vzorku piva se po fermentaci objevil plastový odér. GC-MS-O identifikovala styren vznikající dekaboxylací cinnamové kyseliny za účasti enzymů a zvýšené teploty. Zjištění nasměrovalo další kroky v optimalizaci procesu.

Přínosy a praktické využití metody

• Umožňuje cílenou analýzu látek skutečně významných pro aroma, nikoli jen na základě vysoké koncentrace.
• Přispívá k rychlému řešení kvality a odstraňování nežádoucích vůní či chutí v potravinářské výrobě.
• Propojení senzorických dat s chemickou identifikací zefektivňuje výzkum nových příchutí a vůní i kontrolu kvality.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace s chemometrickými a strojově učenými přístupy pro automatizovanou interpretaci komplexních vzorků.
• Vývoj citlivějších čichových senzorů a jejich digitalizace pro online monitoring aroma procesů.
• Rozšíření metodiky na nové matricové aplikace: fermentace, aromatizované vody, kosmetika a medicínské vůně.

Závěr

Kombinace GC-TOFMS a čichové detekce poskytuje výkonnou platformu pro izolaci, identifikaci a hodnocení aroma-impact složek ve složitých vzorcích. Synergie separace, plného m/z záznamu a senzorické analýzy umožňuje efektivní senzoricky řízený výzkum a praktické aplikace v potravinářství i dalších odvětvích.

Reference

Humston-Fulmer EM, Binkley JE, Fell LM. Combining GC with MS and Olfactory Detection for a Variety of Food, Flavor, and Fragrance Analyses. LECO Corporation, Saint Joseph, MI, USA.