番茄汁中代谢成分检测方案(气质联用仪)

ApplicationNewsNo.M310 http：//www.shimadzu.com.cn用户服务热线电话： 800-810-0439第一版发行日：2020年11月400-650-0439 ApplicationNews GC-MS GCMSTM-8040 NX 使用多元统计分析评估食品质量(1)-分析番茄汁中的代谢成分- No.M310 川北祥人、坂本雄纪 方案优势 Smart Metabolites DatabaseTM 可以以高灵敏度同时分析亲水性代谢产物。 多元统计分析可以客观分析样品间差异。 Traverse MSTM 软件可以轻松地进行 MRM 数据的多元统计分析。 |前言 在食品及饮料市场当中，许多食品企业开发出了除味觉以外，还具有更多形式附加值的食品。这些产品满足了人们以健康为导向的饮食理念。这些高价位的食品，可以让消费者品尝出食材本身的高级感、奢侈感，满足他们对养生需求。与普通商品相比，这些商品通过不同的材料、制造及流通方法等实现差异化，成为消费者购买商品时的一种选择。 食品中的成分，例如糖、核酸、氨基酸、有机酸和脂肪酸等，会因为产品品种和制造方法的不同而产生差异，影响包括味道、功能性成分和货架期在内的食品质量。 本文中旨在分析3种市售的番茄汁，探索他们中的差异性成分。采用 Smart Metabolites Database 代谢产物数据库，实现亲水性成分的同时分析，利用 Traverse MS 多元统计分析软件，发现不同样品之间的差异性成分。结论介绍如下文 |样品制备及分析条件 我们准备了三种市售番茄汁作为样品。这些样品只使用番茄和食盐作为配料。 预处理工作流程如图1所示。取100 uL番茄汁至1.5mL离心管中，加入10 uL 核糖醇水溶液(0.2mg/mL)作为内标。离心管中加入500 uL 混合比例为水：甲醇：三氯甲烷=1：2.5：1的提取溶剂，在37℃条件下振荡30 min。离心(4℃、3000g、10 min)， 取 450uL上层相(水/甲醇相)。添加400 uL超纯水，充分混合后再次离心5 min， 取上清液500 ul。之后用离心蒸发器使甲醇气化，通过冷冻干燥使之充分干固。在干固后的残渣中添加甲氧基胺盐-吡啶溶液(20mg/mL) 200 pL， 在30℃条件下振荡 90 min。然后，添加100 uL N-甲基-N-(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺(MSTFA)， 在37℃条件下振荡30 min， 上机分析。Smart Metabolites Database 代谢产物数据库含有475种代谢物的 MRM 参数， 可用于 GC-MS/MS 分析。测试条件如表1所示。 图1样品的预处理流程 GC-MS： ： GCMS-TQM8040NX 自动进样器： ： AOCTM-20i+s 色谱柱： ： BPX-5(Length 30 m， 0.25 mml.D.， df=0.25 um) [GC1 气化室温度： ：250℃ 柱温箱温度： ： 60 C (2 min)→(15 C/min)→ 330 C (3 min) 进样方式： ：分流 分流比： ：30 载气： ： He 载气控制： ： 39.0 cm/s (恒线速度) 进样量： ：1pL [MS] 离子源温度： ：200℃ 接口温度： ：280℃ 数据采集模式： ：MRM 循环时间： ：0.25秒 图2所示为具有代表性的样品1色谱图。从番茄汁的各检体当中检出葡萄糖和果糖等糖类、GABA等氨基酸、有机酸、核酸和饱和脂肪酸等113种成分(表2)。 使用多元统计分析软件 Traverse MS (Reifycs 公司)对这些检出的成分进行了多元统计分析。每个样品采集3次数据进行分析，每个样品中检测到的化合物浓度以核糖醇内标进行校正。三种番茄汁分别被标记为样羊1~3。只在样品1种添加了食盐，样品3则是采用高档品种的番茄制造。 图2番茄汁(样品1)的分析结果 对3种番茄汁样品数据进行主成分分析 (Principal Compon-ent Analysis： PCA)，以及系统聚类分析(Hierarchical ClustringAnalysis： HCA) 的结果分别如图3及图4所示。根据使用 PCA得分图和 HCA树形图，表明样品可被明确区分分。 此外，根据 HCA分析的热图，各种成分的含量在样品3中比其他两个样品高，而样品1中各种成分含量则相对较少。根据热图显示，在样品1和样品2中，差异性成分的相对含量较高。 图3主成分分析(PCA) 左：得分图、右：载荷图 样品1 样品2 样品3 图4使用系统聚类分析(HCA)的树形图和热度图 按照各成分的相对检出量进行渐变标记。颜色越红表示含量越高，颜色越绿表示含量越低。 为详细分析样品中的差异性成分，进行了方差分析(ANOVA，analysis of variance) 。图5显示了每个样品中 p-value < 0.01的差异性成分。在样品1中，半乳糖醛酸(植物细胞壁成分)相对其他两种样品呈现出含量较多的趋势。在样品2中，磷酸腺苷，甘氨酸、天冬酰胺等味觉成分则相对较多。 在样品3中，检出更高含量的各种成分，且明显含有大量的蔗糖(甜味成分)和柠檬酸(酸味成分)。所有3种番茄汁中均检出番茄的功能能成分4-氨基丁酸 (GABA)、葡萄糖胺、鸟氨酸和维生素B3(烟酰胺和烟酸)，同样地，这些成分也是在样品3中含量最高。 图5方差分析结果 (ANOVA) (只显示了 p<0.01 的部分成分。柱状图表示类内平均值，误差线表示标准偏差) 结论 采用 Smart metabolites Database 代谢产物数据库，可以对亲水性成分实现所有成分的同时分析和多元统计分析，发现不同番茄汁产品之间的差异性成分。结合味觉和风味等感官性评价，是一种非常具有前景且有效的产品开发手段，从而满足企业对市场开发的需求。 岛津应用云 GCMS、GCMS-TQ、Smart Metabolites Database 是岛津制作所株式会社在日本及其他国家的商标。Traverse MS 是 Life Fix 株式会社的商标 ( 免责声明： ) 岛津企业管理(中国)有限公司岛津(香港)有限公司 ( *本资料未经许可不得擅自修改、转载、销售； ) ( *本资料中的所有信息仅供参考，不予任何保证。 ) ( 如有变动，恕不另行通知。 ) 在食品及饮料市场当中，许多食品企业开发出了除味觉以外，还具有更多形式附加值的食品。这些产品满足了人们以健康为导向的饮食理念。这些高价位的食品，可以让消费者品尝出食材本身的高级感、奢侈感，满足他们对养生需求。与普通商品相比，这些商品通过不同的材料、制造及流通方法等实现差异化，成为消费者购买商品时的一种选择。食品中的成分，例如糖、核酸、氨基酸、有机酸和脂肪酸等，会因为产品品种和制造方法的不同而产生差异，影响包括味道、功能性成分和货架期在内的食品质量。      本文中旨在分析3种市售的番茄汁，探索他们中的差异性成分。采用Smart Metabolites Database代谢产物数据库，实现亲水性成分的同时分析，利用Traverse MS多元统计分析软件，发现不同样品之间的差异性成分。