Comparing the Chemical Profiles of Plant-Based and Traditional Meats Using GC/MS‑Based Metabolomics
Aplikace | 2022 | Agilent TechnologiesInstrumentace
Populární růst zájmu o rostlinných alternativ masa klade důraz na detailní poznání jejich nutričního profilu v porovnání s tradičním hovězím masem. Metabolomika založená na GC/MS umožňuje komplexně sledovat široké spektrum nízkomolekulárních látek, mezi něž patří aminokyseliny, fenoly, mastné kyseliny či vitaminy, které nejsou zachyceny v klasických Nutričních štítcích. Přesné určení rozdílů organického složení je klíčové pro hodnocení nutriční ekvivalentnosti či komplementarity obou typů masných výrobků.
Cílem studie bylo porovnat chemické složení oblíbené rostlinné alternativy hovězího masa (PB) a tráveně krmeného mletého hovězího masa (GB) pomocí nefokusované GC/MS-based metabolomiky. Autoři využili Agilent 7890 GC spojený s 5977B GC/MSD k analýze derivatizovaných vzorků včetně multivariátní statistiky a klastrování. Studie hledala, zda se dvě skupiny liší přesto, že mají na etiketách srovnatelné Nutriční údaje.
Metodika umožňuje rozšířit pohled na nutriční hodnotu potravin nad rámec povinných štítků, odhalit komplementární či odlišné složky s biologickou aktivitou a podpořit vývoj vyvážených produktů. GC/MS-based metabolomika je robustní a relativně cenově příznivá, vhodná pro rutinní porovnání potravinových vzorků v potravinářském výzkumu, QA/QC i regulačním prostředí.
Nefokusovaná GC/MS-based metabolomika prokázala, že ačkoli rostlinná alternativa masa a tráveně krmené hovězí mají podobné Nutriční štítky, jejich metabolické profily se výrazně liší. Metoda poskytuje hluboký vhled do organického složení a je klíčová pro hodnocení nutriční ekvivalence, vývoje nových produktů a zajištění kvality v potravinářském sektoru.
GC/MSD, GC/SQ
ZaměřeníPotraviny a zemědělství, Metabolomika
VýrobceAgilent Technologies
Souhrn
Význam tématu
Populární růst zájmu o rostlinných alternativ masa klade důraz na detailní poznání jejich nutričního profilu v porovnání s tradičním hovězím masem. Metabolomika založená na GC/MS umožňuje komplexně sledovat široké spektrum nízkomolekulárních látek, mezi něž patří aminokyseliny, fenoly, mastné kyseliny či vitaminy, které nejsou zachyceny v klasických Nutričních štítcích. Přesné určení rozdílů organického složení je klíčové pro hodnocení nutriční ekvivalentnosti či komplementarity obou typů masných výrobků.
Cíle a přehled studie
Cílem studie bylo porovnat chemické složení oblíbené rostlinné alternativy hovězího masa (PB) a tráveně krmeného mletého hovězího masa (GB) pomocí nefokusované GC/MS-based metabolomiky. Autoři využili Agilent 7890 GC spojený s 5977B GC/MSD k analýze derivatizovaných vzorků včetně multivariátní statistiky a klastrování. Studie hledala, zda se dvě skupiny liší přesto, že mají na etiketách srovnatelné Nutriční údaje.
Použitá metodika a instrumentace
- Příprava vzorků: 18 vzorků PB a GB, vařeno na 71°C, mikro jádra rychle zmrazena v kapalném N2, homogenizována ve 50% acetonitrilu s 0,3% kyselinou mravenčí.
- Derivatizace: methoximatione v HCl a pyridinu (50°C, 30 min), následná silylace MSTFA (50°C, 30 min) pro zvýšení těkavosti.
- Instrumentace: Agilent 7890B GC s MMI a db-5ms kolony (15 m × 0,25 mm, 0,25 μm), Agilent 5977B GC/MSD v EI módu (50–600 m/z), backflushing pro eliminaci kontaminantů.
- Datová analýza: AMDIS pro dekonvoluci a anotaci, vlastní knihovna Fiehn GC/MS RTL, MetaboAnalyst (PCA, PLS-DA, heatmap), ChemRICH pro klastrování, KEGG, FooDB a PubChem pro biologický kontext.
Hlavní výsledky a diskuse
- Bylo identifikováno 190 derivatizovaných sloučenin, z nichž 171 (≈90%) vykázalo statisticky významné rozdíly (p<0,05) mezi PB a GB.
- Pro PB byly charakteristické vyšší hladiny fenolů, tokoferolů (vitamin E), fytosterolů a některých nenasycených mastných kyselin.
- GB obsahovalo exkluzivně nebo v převaze polyenové mastné kyseliny ARA a DHA, aminokyseliny, puriny a dipeptidy spojené s živočišným původem.
- PCA score plot jasně odlišil skupiny PB a GB s 97,3% variability na prvním komponentu. VIP analýza PLS-DA identifikovala nejvíce diskriminační metabolity.
Přínosy a praktické využití metody
Metodika umožňuje rozšířit pohled na nutriční hodnotu potravin nad rámec povinných štítků, odhalit komplementární či odlišné složky s biologickou aktivitou a podpořit vývoj vyvážených produktů. GC/MS-based metabolomika je robustní a relativně cenově příznivá, vhodná pro rutinní porovnání potravinových vzorků v potravinářském výzkumu, QA/QC i regulačním prostředí.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Integrace hyphenovaných technik (LC/MS, CE/MS) k zachycení sloučenin nevhodných pro GC/MS (např. nukleotidy, vitaminy B2, B12, termolabilní sloučeniny).
- Rozšiřování a validace vlastních knihoven spekter pro lepší pokrytí přirozených metabolitů.
- Využití strojového učení a umělé inteligence k automatizované anotaci a interpretaci metabolomických dat.
- Implementace multiplatformního metabolomického přístupu v potravinové diagnostice, certifikaci a personalizované výživě.
Závěr
Nefokusovaná GC/MS-based metabolomika prokázala, že ačkoli rostlinná alternativa masa a tráveně krmené hovězí mají podobné Nutriční štítky, jejich metabolické profily se výrazně liší. Metoda poskytuje hluboký vhled do organického složení a je klíčová pro hodnocení nutriční ekvivalence, vývoje nových produktů a zajištění kvality v potravinářském sektoru.
Reference
- International Food Council. A Consumer Survey on Plant Alternatives to Animal Meat. 2020.
- Barabsi AL. The Unmapped Chemical Complexity of our Diet. Nat Food. 2020;1:33–37.
- Van Vliet S. et al. A Metabolomics Comparison of Plant-Based Meat and Grass-Fed Meat. Sci Rep. 2021;11:13828.
- Fiehn O. et al. Identification of Uncommon Plant Metabolites. Anal Chem. 2000;72:3573–3580.
- Wu G. Important Roles of Dietary Taurine, Creatine, Carnosine. Amino Acids. 2020;20:329–360.
- Ruxton CHS. The Health Benefits of Omega-3 Polyunsaturated Fatty Acids. J Hum Nutr Diet. 2004;17:449–459.
- Wang HM et al. Recommendations for Improving Identification and Quantification in Non-Targeted GC/MS Metabolomic Profiling. Metabolites. 2017;7(3):45.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Alternative Proteins Testing Application Compendium
2024|Agilent Technologies|Příručky
Alternative Proteins Testing Application Compendium Table of Contents Introduction 4 Technique and Instrumentation Used Chapter Applications 1 Taste and Flavor 1.1 Analysis and Nontargeted Chemometric Profiling of Meats and Plant-Based Alternatives LC/MS Amino Acid Analysis: Automation of Sample Derivatization LC…
Klíčová slova
lod, lodnutrition, nutritiontaste, tasteflavor, flavorcontents, contentssafety, safetytable, tablequality, qualityacid, acidamino, aminopass, passwere, wereplant, plantacids, acidsfatwax
Comprehensive Food Profiling Combining High Resolution LC/MS and GC/MS Analyses
2017|Agilent Technologies|Aplikace
Comprehensive Food Profiling Combining High Resolution LC/MS and GC/MS Analyses Application Note Metabolomics Authors Abstract Zijuan Lai, Mine Palazoglu, and A comprehensive untargeted approach was applied to studying differences in food Oliver Fiehn compositions from three distinct diets. To achieve…
Klíčová slova
were, werevegetarian, vegetarianlipid, lipidmpp, mpptof, tofmetabolites, metabolitesfood, foodidentification, identificationdata, datacompound, compoundmetabolomics, metabolomicsannotation, annotationplate, platespectrum, spectrumfatty
Metabolite Identification in Blood Plasma Using GC/MS and the Agilent Fiehn GC/MS Metabolomics RTL Library
2009|Agilent Technologies|Aplikace
Metabolite Identification in Blood Plasma Using GC/MS and the Agilent Fiehn GC/MS Metabolomics RTL Library Application Note Authors Mine Palazoglu and Oliver Fiehn UC Davis Genome Center Davis, CA 95618 Abstract Gas chromatography / mass spectrometry (GC/MS) offers high separating…
Klíčová slova
fiehn, fiehnacid, acidmetabolomics, metabolomicsrtl, rtlmethyl, methyllibrary, libraryagilent, agilentretention, retentionspectra, spectraplasma, plasmablood, bloodlib, libitaconic, itaconicidentified, identifiedpubchem
Evaluation of the Deliciousness of Meat Alternatives
2021|Shimadzu|Brožury a specifikace
C10G-E090A Evaluation of the Deliciousness of Meat Alternatives Introduction According to a June 2019 report by the United Nations, the world population will increase from 7.7 billion to 9.7 billion in 2050. It states that due to rapid population growth,…
Klíčová slova
amino, aminoacid, acidmeat, meatvitamin, vitaminnucleic, nucleictexture, texturepbm, pbmchicken, chickenforce, forcefracture, fracturebeef, beefother, othercell, cellcomparison, comparisonacids