การเปรียบเทียบสารประกอบอะโรมาติกในไวน์แดงสองชนิดที่แตกต่างกันโดยใช้ GC-TOFMS ความละเอียดสูง พร้อมการวิเคราะห์ข้อมูลแบบบูรณาการของ msFineAnalysis AI | หมายเหตุการใช้งาน

บทนำ

JMS-T2000GC AccuTOF^TM GC-อัลฟ่า

เป็นที่ทราบกันว่ารสชาติของเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ เช่น ไวน์ มีอิทธิพลอย่างมากจากสารประกอบอะโรมาติก เป็นที่ทราบกันดีว่ามีสารประกอบอะโรมาติกทั่วไปหลายชนิดที่มีส่วนทำให้เกิดรสชาติและกลิ่นโดยทั่วไปของไวน์โดยไม่ขึ้นกับภูมิภาคการผลิต และยังมีสารประกอบอะโรมาติกอีกมากมายที่ต้องขึ้นอยู่กับภูมิภาคการผลิตและชนิดขององุ่นเป็นอย่างมาก

ในกรณีของไวน์ มักจะพูดถึงความแตกต่างของรสชาติและกลิ่นระหว่างไวน์ที่ผลิตในพื้นที่การผลิตที่แตกต่างกัน เป็นเรื่องที่น่าสนใจที่จะทราบประเภทของสารประกอบอะโรมาติกที่มีส่วนทำให้เกิดความแตกต่างเหล่านั้น

การผสมผสานระหว่างการสกัดไมโครโซลิดเฟส (SPME) และสเปกโตรมิเตอร์แก๊สโครมาโตกราฟี-แมสสเปกโตรมิเตอร์ (GC-MS) ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการวิเคราะห์ ไม่เพียงแต่สารประกอบอะโรมาติกเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่ายด้วย วิธีการวิเคราะห์แบบผสมผสานใช้เพื่อตรวจจับสารประกอบเฉพาะของไวน์แดงสองประเภท ได้แก่ บอร์กโดซ์และบูร์กอญ ตัวอย่างอะโรมาติกทั้งหมดไม่เพียงวัดโดยอิเลคตรอนไอออไนเซชัน (EI) เท่านั้น แต่ยังวัดด้วยโฟโตอิออไนเซชัน (PI) เพื่อระบุสารประกอบทางเคมีที่มีลักษณะเฉพาะซึ่งรวมอยู่ในไวน์บอร์กโดซ์เพียงชนิดเดียวหรือไวน์บูร์กอญเท่านั้น นอกจากนี้ ข้อมูลการวัดทั้งสองยังได้รับการวิเคราะห์โดยใช้ซอฟต์แวร์ msFineAnalysis AI คุณลักษณะเฉพาะของสารประกอบทางเคมีที่แตกต่างกันระหว่างไวน์ทั้งสองชนิดได้รับการระบุโดยใช้ฟังก์ชันการวิเคราะห์เชิงอนุพันธ์ของ msFineAnalysis AI

การทดลอง

ตัวอย่างการทดสอบใช้ไวน์แดงทั่วไป 2 ชนิดที่ผลิตในบอร์กโดซ์และบูร์กอญซึ่งหาซื้อได้ตามซูเปอร์มาร์เก็ตทั่วไป เติมตัวอย่างไวน์ส่วน 15 มล. ลงในขวดแก้วขนาด 20 มล. และปิดผนึกทันที เส้นใย SPME ถูกสอดเข้าไปในช่องว่างส่วนหัวของขวดแก้ว และเส้นใยถูกสัมผัสเป็นเวลา 1 นาทีที่อุณหภูมิห้อง สารประกอบที่สกัดทั้งหมดในเส้นใย SPME ถูกนำเข้าสู่ GC โดยการให้ความร้อนที่ช่องฉีดของ GC เป็นเวลา 1 นาที รายละเอียดของเงื่อนไขการวัดแสดงอยู่ในตารางที่ XNUMX หากต้องการใช้ฟังก์ชันการวิเคราะห์เชิงอนุพันธ์ แต่ละตัวอย่างจะถูกวัดสามครั้งโดยใช้ EI ไอออไนซ์ จากนั้นผลการวัดเหล่านั้นจะถูกนำไปใช้กับ msFineAnalysis AI (JEOL Ltd.) ร่วมกับผลการวัดโดย PI ionization

ตารางที่ 1 เงื่อนไขการวัด

ผลสอบ

โครมาโตแกรมกระแสไอออนทั้งหมด (TICC) ที่ได้รับจากการวัดส่วนประกอบอะโรมาติกของไวน์บอร์กโดซ์และบูร์กอญโดย EI ไอออนไนซ์จะแสดงในรูปที่ 1 นอกจากนี้ แผนผังภูเขาไฟที่ได้รับจากการวิเคราะห์ความแตกต่างโดยใช้ไวน์บอร์กโดซ์เป็นตัวอย่าง A (สีน้ำเงิน) และไวน์บูร์กอญเป็นตัวอย่าง B (สีแดง) จะแสดงในรูปที่ 2 ในแผนภูมิภูเขาไฟของซอฟต์แวร์ msFineAnalysis AI แกนแนวนอนแสดงถึงอัตราส่วนความเข้มระหว่างสองตัวอย่าง (Log2(B/A)) และแกนแนวตั้งแสดงถึงความสามารถในการทำซ้ำทางสถิติ (-log10(p-value)) การใช้แผนผังภูเขาไฟนี้จะทำให้เข้าใจความแตกต่างในส่วนประกอบต่างๆ ได้ง่าย แปลงในพื้นที่ที่มีพื้นหลังสีน้ำเงินแสดงในรูปที่ 2 เป็นพีคที่ตรวจพบอย่างมีลักษณะเฉพาะในตัวอย่างที่ A และในทางกลับกัน ส่วนที่มีพื้นหลังสีแดงจะเป็นพีคที่มีลักษณะเฉพาะในตัวอย่างที่ B

รูปที่ 1 TICC พร้อม EI สำหรับตัวอย่าง A(สีน้ำเงิน) และ บี(สีแดง)

รูปที่ 2 แปลงภูเขาไฟของ บอร์กโดซ์(สีน้ำเงิน) เมื่อเทียบกับ บูร์กอญ(แดง)

ตารางที่ 2 ผลการวิเคราะห์เชิงคุณภาพเชิงบูรณาการสำหรับสารประกอบเฉพาะสำหรับ ตัวอย่าง A (บอร์โดซ์) และ ตัวอย่าง B (บูร์กอญ)

สารประกอบที่มีลักษณะเฉพาะในแต่ละตัวอย่าง (บอร์โดซ์ : ตัวอย่าง A และบูร์กอญ : ตัวอย่าง B) ได้รับการระบุและแสดงไว้ในตารางที่ 2 มีการระบุสารประกอบทั้งหมด 14 รายการ (9 รายการจากบอร์กโดซ์, 5 รายการจากบูร์กอญ) เกี่ยวกับสารประกอบ 8 จาก 14 ชนิด มีการระบุไอออนของโมเลกุล และค่า m/z ที่แน่นอนของไอออนโมเลกุลเหล่านั้นสอดคล้องกับค่า m/z ที่แน่นอนของสารประกอบโดยประมาณ นอกจากนี้ ค่าการครอบคลุมแฟรกเมนต์ EI ของสารประกอบเหล่านั้นที่คำนวณจากความสัมพันธ์ระหว่างองค์ประกอบองค์ประกอบของไอออนแฟรกเมนต์กับไอออนโมเลกุลก็มีค่าสูงเช่นกัน ซึ่งหมายความว่าความถูกต้องของการระบุแบบผสมนั้นสูงกว่าการค้นหาไลบรารีแบบธรรมดาเพียงอย่างเดียว
เป็นที่ทราบกันว่า 'เอสเทอร์ของกรดคาร์บอกซิลิก' หลายชนิดเป็นสารประกอบอะโรมาติกทั่วไปที่มีกลิ่นของไวน์ เมทิลและ/หรือเอทิลเอสเทอร์ของกรดไขมันต่ำหลายชนิดถูกตรวจพบจากทั้งไวน์บอร์กโดซ์และบูร์กอญ ซึ่งหมายความว่าเอสเทอร์ของกรดไขมันต่ำส่งกลิ่นหอมของไวน์อย่างมาก
การเปรียบเทียบ TICC โดย EI และ PI สำหรับเฮกซาโนอิกเอทิลเอสเทอร์ที่ตรวจพบจากทั้งไวน์บอร์กโดซ์และบูร์กอญแสดงในรูปที่ 3 ตำแหน่งของเฮกซาโนอิกเอทิลเอสเทอร์ในแปลงภูเขาไฟก็แสดงไว้ในรูปที่ 4 เช่นกัน ด้วยการใช้ฟังก์ชันการวิเคราะห์เชิงอนุพันธ์ของ msFineAnalysis การวิเคราะห์ข้อมูลโดยละเอียดและการยืนยันข้อมูลจึงพร้อมใช้งานสำหรับจุดสูงสุดแต่ละจุด

รูปที่ 3 TICC ของ EI และ PI สำหรับ Hexanoic acid ethyl ester ที่ตรวจพบในตัวอย่าง A และตัวอย่าง B

รูปที่ 4 ตำแหน่งสัมพัทธ์ของกรดเฮกซาโนอิกเอทิลเอสเตอร์ในแปลงภูเขาไฟ

รูปที่ 5 TICC ของ EI และ PI สำหรับ 3,4,4a,5,6,7-hexahydro-1,1,4a-trimethyl-2(1H)-แนฟทาลีโนน ตรวจพบเฉพาะในกลุ่มตัวอย่าง B (ไม่ใช่ในกลุ่มตัวอย่าง A)

รูปที่ 6 สเปกตรัมมวลของ 3,4,4a,5,6,7-hexahydro-1,1,4a-trimethyl-2(1H)-แนฟทาลีโนน ตรวจพบในตัวอย่างนี้ B

เป็นที่น่าสนใจที่จะสังเกตว่าเอสเทอร์ของกรดไขมันที่มีอะตอมของคาร์บอนค่อนข้างมากถูกตรวจพบว่าเป็นสารประกอบเฉพาะของไวน์บูร์กอญ
สารประกอบหลายชนิด เช่น Propylene Glycol และ Methyl salicylate ในไวน์บอร์โดซ์ และ 3,4,4a,5,6,7-hexahydro-1,1,4a-trimethyl-2(1H)-Naphthalenone ในไวน์ Bourgogne ถูกตรวจพบว่าเป็นสารประกอบที่มีลักษณะเฉพาะสำหรับ ไวน์เพียงหนึ่งในสองประเภทเท่านั้น
การวัด EI และ PI ของ TICC สำหรับ 3,4,4a,5,6,7-hexahydro-1,1,4a-trimethyl-2(1H)-Naphthalenone แสดงในรูปที่ 5 แม้ว่าจุดสูงสุดที่สอดคล้องกับ 3,4,4a,5,6,7-hexahydro-1,1,4a-trimethyl-2(1H)-Naphthalenone จะถูกตรวจพบว่าเป็นยอดเขาที่ไหล่ข้างยอดเขาขนาดใหญ่ แต่ก็ตรวจพบได้อย่างชัดเจนโดยใช้ ฟังก์ชันการแยกส่วนโครมาโทกราฟีของ msFineAnalysis AI สเปกตรัมมวลของ 3,4,4a,5,6,7-hexahydro-1,1,4a-trimethyl-2(1H)-Naphthalenone ที่วัดโดย EI และ PI จะแสดงอยู่ในรูปที่ 6

พบสารประกอบทั้งหมด 14 ชนิดที่เป็นสารประกอบลักษณะเฉพาะจากไวน์บอร์กโดซ์และไวน์บูร์กอญเท่านั้นในการศึกษานี้ แนะนำว่าสารประกอบเหล่านั้นมีส่วนทำให้เกิดกลิ่นและรสชาติอันเป็นเอกลักษณ์สำหรับไวน์ทั้งสองชนิด

สรุป

ใน MSTips นี้ เราได้แนะนำตัวอย่างการวิเคราะห์ความแตกต่างโดยใช้ msFineAnalysis AI เกี่ยวกับส่วนประกอบของกลิ่นในไวน์จากพื้นที่การผลิตที่แตกต่างกัน
ด้วยการใช้ msFineAnalysis AI การวิเคราะห์เชิงคุณภาพสำหรับ GC-TOFMS คาดว่าจะแม่นยำและมีประสิทธิภาพมากขึ้น

PDF (664 KB)