Investigating Food Quality Evaluation: Complete Analysis of Aroma Compounds and Metabolites in Food
Aplikace | 2016 | ShimadzuInstrumentace
Analýza aroma sloučenin a metabolitů pomocí plynové chromatografie s hmotnostní spektrometrií je klíčová pro objektivní hodnocení kvality potravin. Umožňuje identifikovat profil aromatických látek a biologických metabolitů, které ovlivňují chuť, vůni, trvanlivost i funkčnost výrobků. Ve výzkumu japonského saké poskytuje tento přístup navíc kvantitativní data vhodná pro multivariační analýzu a rozlišení různých druhů saké na základě chemického složení.
Hlavním cílem bylo kompletně stanovit aroma sloučeniny a metabolity ve třech typech komerčně dostupného saké (futsu-shu, junmai-shu, daiginjo-shu) a pomocí multivariační analýzy (PCA) vyhodnotit jejich schopnost odlišit tyto typy. Studie sestává ze dvou částí: prvořadou analýzu těkavých aroma látek technikou HS-GC-MS a následnou analýzu nevolatilních metabolitů po derivatizaci.
Analýzou aroma sloučenin bylo detekováno 78, 76 a 86 sloučenin pro futsu-shu, junmai-shu a daiginjo-shu. PCA score plot jasně oddělil tři typy saké, zatímco loading plot ukázal, že nejvíce přispívají ethylacetát, isobutanol, 3-methylbutyl-acetát či furfural. Metabolitů bylo nalezeno 147, 140 a 149, přičemž PCA opět umožnila rozlišit vzorky. Charakteristické metabolity zahrnovaly různé cukry (glukózu, trehalózu), aminokyseliny (prolin, alanin), organické kyseliny (jablečnou, citrátovou) a další klíčové složky ovlivňující chuťový profil saké.
Komplexní profilování aroma sloučenin a metabolitů ve spojení s multivariační analýzou nabízí:
Očekává se rozšíření metod při monitoringu fermentačních procesů v reálném čase a využití strojového učení pro předpověď senzorických vlastností. Dále lze metodu aplikovat na širokou škálu potravin a nápojů, včetně vín, piva nebo mléčných produktů.
Studie demonstruje, že celková analýza aroma sloučenin a metabolitů pomocí HS-GC-MS a GC-MS po derivatizaci je účinným přístupem pro hodnocení kvality saké. Multivariační zpracování dat umožňuje jasné rozlišení vzorků a identifikaci signifikantních markerů pro průmyslovou kontrolu kvality.
* Natsuki Mimura, Atsuko Isogai, Kazuhiro Iwashita, Takeshi Bamba, Eiichiro Fukusaki. Gas chromatography/mass spectrometry based component profiling and quality prediction for Japanese sake. Journal of Bioscience and Bioengineering, 118(4):406–414, 2014.
GC/MSD, GC/MS/MS, HeadSpace, GC/QQQ
ZaměřeníPotraviny a zemědělství, Metabolomika
VýrobceShimadzu
Souhrn
Význam tématu
Analýza aroma sloučenin a metabolitů pomocí plynové chromatografie s hmotnostní spektrometrií je klíčová pro objektivní hodnocení kvality potravin. Umožňuje identifikovat profil aromatických látek a biologických metabolitů, které ovlivňují chuť, vůni, trvanlivost i funkčnost výrobků. Ve výzkumu japonského saké poskytuje tento přístup navíc kvantitativní data vhodná pro multivariační analýzu a rozlišení různých druhů saké na základě chemického složení.
Cíle a přehled studie
Hlavním cílem bylo kompletně stanovit aroma sloučeniny a metabolity ve třech typech komerčně dostupného saké (futsu-shu, junmai-shu, daiginjo-shu) a pomocí multivariační analýzy (PCA) vyhodnotit jejich schopnost odlišit tyto typy. Studie sestává ze dvou částí: prvořadou analýzu těkavých aroma látek technikou HS-GC-MS a následnou analýzu nevolatilních metabolitů po derivatizaci.
Použitá instrumentace
- Headspace sampler HS-20
- GCMS-TQ8040 – triple kvadrupólový plynový chromatograf s hmotnostním spektrometrem
- Databáze NIST 14 pro identifikaci aroma sloučenin
- Smart Metabolites Database pro analýzu metabolitů
Použitá metodika
- Aroma sloučeniny: vzorky sacharidově upraveného saké (10 % etanolu) obohaceny 3-oktanolem, nasycovány NaCl, analyzovány headspace technikou.
- Chromatografie: kolona HP-INNOWax, program teplot od 40 °C do 240 °C, split 3:1, detekce EI skenem m/z 35–350.
- Metabolity: extrakce vzorků, sušení, derivatizace oximačním činidlem a MSTFA, GC-MS v MRM režimu s kolonkou BPX5 a programem teplot 60 °C–330 °C.
Hlavní výsledky a diskuse
Analýzou aroma sloučenin bylo detekováno 78, 76 a 86 sloučenin pro futsu-shu, junmai-shu a daiginjo-shu. PCA score plot jasně oddělil tři typy saké, zatímco loading plot ukázal, že nejvíce přispívají ethylacetát, isobutanol, 3-methylbutyl-acetát či furfural. Metabolitů bylo nalezeno 147, 140 a 149, přičemž PCA opět umožnila rozlišit vzorky. Charakteristické metabolity zahrnovaly různé cukry (glukózu, trehalózu), aminokyseliny (prolin, alanin), organické kyseliny (jablečnou, citrátovou) a další klíčové složky ovlivňující chuťový profil saké.
Přínosy a praktické využití metody
Komplexní profilování aroma sloučenin a metabolitů ve spojení s multivariační analýzou nabízí:
- Objektivní nástroj pro rozlišení a klasifikaci produktů na základě chemického složení.
- Podporu senzorických testů přesnějším chemickým podkladem.
- Možnost sledovat kvalitu, autenticitu a konzistenci výroby alkoholu i jiných potravin.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se rozšíření metod při monitoringu fermentačních procesů v reálném čase a využití strojového učení pro předpověď senzorických vlastností. Dále lze metodu aplikovat na širokou škálu potravin a nápojů, včetně vín, piva nebo mléčných produktů.
Závěr
Studie demonstruje, že celková analýza aroma sloučenin a metabolitů pomocí HS-GC-MS a GC-MS po derivatizaci je účinným přístupem pro hodnocení kvality saké. Multivariační zpracování dat umožňuje jasné rozlišení vzorků a identifikaci signifikantních markerů pro průmyslovou kontrolu kvality.
Reference
* Natsuki Mimura, Atsuko Isogai, Kazuhiro Iwashita, Takeshi Bamba, Eiichiro Fukusaki. Gas chromatography/mass spectrometry based component profiling and quality prediction for Japanese sake. Journal of Bioscience and Bioengineering, 118(4):406–414, 2014.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
METABOLOMICS: Applications for Food Safety and Quality Control
|Shimadzu|Brožury a specifikace
METABOLOMICS: Applications for Food Safety and Quality Control Metabolomics is an array of techniques used to comprehensively detect and analyze various metabolites formed in vivo during biological activity. In the food industry, metabolomics is used to qualitatively and quantitatively analyze…
Klíčová slova
acid, acidshu, shumetabolites, metabolitesethyl, ethylfutsu, futsukynurenine, kynureninejunmai, junmaigeographical, geographicalcysteine, cysteinetryptophan, tryptophanaroma, aromadaiginjo, daiginjosake, sakeuric, uricmethionine
Application Notebook - Solutions for Food Development
2018|Shimadzu|Příručky
C10G-E060 Solutions for Food Development Application Notebook First Edition: March, 2018 © Shimadzu Corporation, 2018 Solutions for Food Development Index Application Notebook Facile quantitation of fundamental components Simultaneous Analysis of Water-Soluble Vitamins by Newly Developed "Shim-pack MAqC-ODS I" Column Newly…
Klíčová slova
allo, alloacid, acidthr, thranalysis, analysisdiacetyl, diacetylnews, newsile, ileamino, aminoflowrate, flowrateolive, olivevinegar, vinegarcolumn, columnbeverages, beveragesflesh, fleshyogurt
Science-Based Evaluation and Visualization of Sake Flavors and Providing this Information to Consumers
2023|Shimadzu|Technické články
C190-E302 Technical Report Science-Based Evaluation and Visualization of Sake Flavors and Providing this Information to Consumers Keiko Matsumoto1, 2, Kenichiro Wakayama3, Satomi Kunieda2, and Shinji Kawabata3 Ab stract: One of the appeals of Japanese sake is the wide variety of…
Klíčová slova
junmai, junmaikamikawa, kamikawagoryo, goryoginjo, ginjotokachi, tokachidaiginjo, daiginjosake, sakeyamahai, yamahaikoji, kojiaroma, aromatokubetsu, tokubetsuisoamyl, isoamylflavor, flavortaste, tastesuisei
Analyzing Flavor Scientifically - Analytical and Testing Instruments for Food Development
2018|Shimadzu|Ostatní
C10G-E052 Analyzing Flavor Scientifically Analytical and Testing Instruments for Food Development World Map of Shimadzu Sales, Service, Manufacturing, and R&D Facilities Sales and Service Manufacturing R&D 2 Analyzing Flavor Scientifically At Shimadzu, we are using our technologies to support the…
Klíčová slova
texture, texturedeliciousness, deliciousnessfood, foododors, odorscomponents, componentsacids, acidsitems, itemsanalysis, analysisodor, odoramino, aminochromatograph, chromatographflavor, flavorparticle, particlebeer, beeracid