Non-targeted analysis of whisky using SPME Arrow and Orbitrap Exploris GC 240 mass spectrometer
Aplikace | 2024 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Analýza whisky má klíčový význam pro zajištění kvality a odhalování padělků v náročném trhu s prémiovými lihovinami. Kombinace cílených i necílených metod umožňuje komplexní profilování chemického složení, což podporuje důvěryhodnost značek, ochranu spotřebitelů a plnění legislativních požadavků.
Cílem aplikace bylo demonstrovat schopnosti vysokorozlišovacího Orbitrap Exploris GC 240 MS ve spojení se SPME Arrow pro analýzu známých i neznámých vzorků whisky. Studie kladla důraz na rozlišení whisky podle výrobce, regionu původu, stáří a detekci možných přídavků či padělků pomocí knihoven vysoké přesnosti (HRAM Flavor and Fragrances) a statistického softwaru Compound Discoverer.
Vzorky whisky (ředěné na 4 % alkoholu) byly extrahovány hlavičkovou SPME Arrow technikou na autosampleru TriPlus RSH SMART a separovány kapilární GC na TRACE 1610 s kolonkou TG-624SilMS. Detekce probíhala v režimech elektronového nárazu (EI) a pozitivní chemické ionizace (PCI) na Orbitrap Exploris GC 240 MS s rozlišením 120 000 při m/z 200. Pro identifikaci sloučenin byly použity knihovny NIST a Thermo Scientific HRAM Flavor and Fragrances. Datovou analýzu a dekonvoluci zprostředkoval software Compound Discoverer, pro cílenou kvantifikaci byla využita metoda plného skenu a interní kalibrace lockmassy.
Targetovaná analýza ukázala lineární kvantifikační rozsahy pro klíčové aroma sloučeniny (3-methyl-1-butanol, 2-methyl-1-butanol, isoamylacetát a 3-oktanon) s hodnotami LOQ v řádu desetin μg·mL⁻¹. Poměr 3-methyl-1-butanolu k 2-methyl-1-butanolu se ukázal jako užitečný otisk pro odlišení pravých malt a zrnových whisky (typické poměry 1,9–3,5). Necílená analýza prostřednictvím PCA odhalila významné rozdíly související s použitím sladovaného či nesladovaného obilí (marker furfural), délkou zrání a regionálními charakteristikami. Patrné byly anomálie u některých vzorků s abnormálně vysokými hladinami esterů, fenolů nebo PAH sloučenin, což naznačuje možné přidání aroma složek či nevhodné skladovací podmínky.
Spolehlivá kombinace HS-SPME Arrow a Orbitrap Exploris GC 240 MS umožňuje komplexní analýzu whisky s vysokou citlivostí, selektivitou a rychlostí. Systém poskytuje robustní nástroje pro kvantifikaci klíčových aroma markerů a necílenou chemickou charakterizaci, což výrazně posiluje schopnost laboratorní kontroly a forenzní detekce padělků.
SPME, GC/MSD, GC/HRMS, GC/Orbitrap, GC/MS/MS
ZaměřeníPotraviny a zemědělství
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Analýza whisky má klíčový význam pro zajištění kvality a odhalování padělků v náročném trhu s prémiovými lihovinami. Kombinace cílených i necílených metod umožňuje komplexní profilování chemického složení, což podporuje důvěryhodnost značek, ochranu spotřebitelů a plnění legislativních požadavků.
Cíle a přehled studie
Cílem aplikace bylo demonstrovat schopnosti vysokorozlišovacího Orbitrap Exploris GC 240 MS ve spojení se SPME Arrow pro analýzu známých i neznámých vzorků whisky. Studie kladla důraz na rozlišení whisky podle výrobce, regionu původu, stáří a detekci možných přídavků či padělků pomocí knihoven vysoké přesnosti (HRAM Flavor and Fragrances) a statistického softwaru Compound Discoverer.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky whisky (ředěné na 4 % alkoholu) byly extrahovány hlavičkovou SPME Arrow technikou na autosampleru TriPlus RSH SMART a separovány kapilární GC na TRACE 1610 s kolonkou TG-624SilMS. Detekce probíhala v režimech elektronového nárazu (EI) a pozitivní chemické ionizace (PCI) na Orbitrap Exploris GC 240 MS s rozlišením 120 000 při m/z 200. Pro identifikaci sloučenin byly použity knihovny NIST a Thermo Scientific HRAM Flavor and Fragrances. Datovou analýzu a dekonvoluci zprostředkoval software Compound Discoverer, pro cílenou kvantifikaci byla využita metoda plného skenu a interní kalibrace lockmassy.
Hlavní výsledky a diskuse
Targetovaná analýza ukázala lineární kvantifikační rozsahy pro klíčové aroma sloučeniny (3-methyl-1-butanol, 2-methyl-1-butanol, isoamylacetát a 3-oktanon) s hodnotami LOQ v řádu desetin μg·mL⁻¹. Poměr 3-methyl-1-butanolu k 2-methyl-1-butanolu se ukázal jako užitečný otisk pro odlišení pravých malt a zrnových whisky (typické poměry 1,9–3,5). Necílená analýza prostřednictvím PCA odhalila významné rozdíly související s použitím sladovaného či nesladovaného obilí (marker furfural), délkou zrání a regionálními charakteristikami. Patrné byly anomálie u některých vzorků s abnormálně vysokými hladinami esterů, fenolů nebo PAH sloučenin, což naznačuje možné přidání aroma složek či nevhodné skladovací podmínky.
Přínosy a praktické využití metody
- Rychlá a bezprašná příprava vzorku s minimem ruční manipulace
- Široké pokrytí analyzovaných sloučenin díky plnému skenu při vysokém rozlišení
- Spolehlivá identifikace a dekonvoluce i v přítomnosti složitého pozadí látek
- Možnost paralelního sledování cílených markerů a necílené chemické charakterizace
- Efektivní nástroj pro kontrolu kvality, forenzní analýzu a ochranu značky
Budoucí trendy a možnosti využití
- Rozšíření knihoven HRAM pro další specializované aroma skupiny
- Integrace pokročilé statistiky a strojového učení pro automatizované odhalování anomálií
- Vývoj kompaktních přístrojů pro on-site monitoring výrobních procesů
- Rozšíření aplikace na další destiláty a nápoje s komplexní aromatickou kompozicí
- Propojení s multidimenzionální chromatografií a hromadnými technikami pro hlubší profiling
Závěr
Spolehlivá kombinace HS-SPME Arrow a Orbitrap Exploris GC 240 MS umožňuje komplexní analýzu whisky s vysokou citlivostí, selektivitou a rychlostí. Systém poskytuje robustní nástroje pro kvantifikaci klíčových aroma markerů a necílenou chemickou charakterizaci, což výrazně posiluje schopnost laboratorní kontroly a forenzní detekce padělků.
Reference
- Aylott RI, MacKenzie WM Analytical strategie pro potvrzení autenticity skotské whisky Journal of the Institute of Brewing 2010;116:215–229
- Marčiulionytė R a kol Roasted malt for distilling Impact on malt whisky new make spirit production and aroma volatile development Journal of the American Society of Brewing Chemists 2022;80(4):329–340
- Kleinjans GCS a kol Polycyclic aromatic hydrocarbons in whiskies The Lancet 1996;348(9043):1731
- Stupak M a kol Novel approach to assess quality and authenticity of Scotch Whisky based on GC–HRMS Anal Chim Acta 2018;1042:60–70
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Workflow for differential analysis of whisky using an Orbitrap Exploris GC 240 mass spectrometer
2024|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application note | 003374 Food and beverage Workflow for differential analysis of whisky using an Orbitrap Exploris GC 240 mass spectrometer Authors Goal Nicholas A. Warner1, Giulia Riccardino2, The goal of this application note is to describe a simple and…
Klíčová slova
whisky, whiskydiscoverer, discoverercompound, compoundmass, massarrow, arrowidentification, identificationthermo, thermohram, hramlibrary, libraryage, agescientific, scientificspme, spmesoftware, softwareethyl, ethylfragrance
Chemical Profiling and Differential Analysis of Whiskies Using Orbitrap GC-MS
2016|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Dominic Roberts,1 Jana Hajslova,2 Jana Pulkrabova,2 and Paul Silcock1 1 Thermo Fisher Scientific, Runcorn, UK 2 University of Chemistry and Technology, Prague, Czech Republic Ap plica t ion Note 1 0492 Chemical Profiling and Differential Analysis of Whiskies Using Orbitrap…
Klíčová slova
whisky, whiskyscotland, scotlandbourbon, bourbonexactive, exactivemass, masscampbeltown, campbeltownlowlands, lowlandsproposed, proposedchemical, chemicalspectrum, spectrumsingle, singlepci, pciadulteration, adulterationaccuracy, accuracydifferences
IVAS 2017: Chemical Profiling and Differential Analysis of Whiskies using Exactive™ GC Orbitrap™ GC-MS
2017|Thermo Fisher Scientific|Prezentace
Chemical Profiling and Differential Analysis of Whiskies using Exactive™ GC Orbitrap™ GC-MS Elena Ciceri Sales Support Expert GC/GC-MS The world leader in serving science Overview • Introduction to whisky adulteration • Technology solution • Study details • Results • Conclusions…
Klíčová slova
bourbon, bourbonwhisky, whiskyscotland, scotlandionone, iononecampbeltown, campbeltownlowlands, lowlandssingle, singleexactive, exactivewhiskies, whiskiesorbitrap, orbitrapthermo, thermobeta, betascientific, scientifichighland, highlandage
A novel approach to assess the quality and authenticity of Scotch Whisky based on gas chromatography coupled to high resolution mass spectrometry
2018|Agilent Technologies|Vědecké články
Analytica Chimica Acta 1042 (2018) 60e70 Contents lists available at ScienceDirect Analytica Chimica Acta journal homepage: www.elsevier.com/locate/aca A novel approach to assess the quality and authenticity of Scotch Whisky based on gas chromatography coupled to high resolution mass spectrometry Michal…
Klíčová slova
whisky, whiskyscotch, scotchwhiskies, whiskiesmalt, maltdppm, dppmbourbon, bourbonmaturation, maturationcasks, caskscask, caskauthentication, authenticationmatured, maturedidentification, identificationcompounds, compoundsidentified, identifiedfake