2023-07-12 19:10:32, 飞飞 赛默飞色谱与质谱分析
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葡萄美酒夜光杯,欲饮琵琶马上催。品尝美酒让心情愉悦,让生活甘美。专业的品酒师通过观色、品香、尝味三步来鉴定果酒风味和品质,却知其然而不知其所以然。现如今科研人员可借助尖端仪器来科学鉴定,将品酒师的感受转化为定量的化学语言,将检测到的化学分子信息与香气进行关联,揭示果酒香气的奥秘。在借助高分辨质谱后,更是为痕量呈香物质的鉴定增添了利器。近日,分析测试百科网采访了北京林业大学生物学院的朱保庆教授,他为我们揭开了果酒风味研究的神秘面纱,了解利用分析仪器开启果酒丰富口感和风味的奥秘。
朱保庆介绍到果酒研究是从原料、品质、产地等因素出发,在发酵、酿造、陈酿、瓶储等全过程中,分析呈香成色成味组份的演化规律,找到一些对感官刺激有积极贡献或消极作用的化合物,研究清楚其中风味的形成机制及控制因素,从而最终指导人们改善果酒的品质。用分析仪器结合多元统计分析,可以高效区分不同产地、不同年份、不同水果类型、不同微生物类型、甚至是不同酿酒师、不同企业的果酒产品。
那这种研究评价方法与品酒有什么区别呢
朱保庆解释,品酒师对酒进行评价,是通过色香味感全方位感受酒的风味,这是非常依赖于经验和天赋的。而借助分析仪器可以帮助把抽象的感受转化为具象的分析结果,将检测到的化学分子信息与香气进行关联,让研究者更好地研究其中奥秘。更重要的是,品酒师的质控只是凭借经验,知其然而不知其所以然,如果利用仪器弄清楚其化学本质,则可以更好地设计一些新工艺、开发一些新菌种,帮助控制香气化合物的演化规律和化合物之间的反应,从而设计更新型的酒类产品。
目前朱保庆实验室主要围绕山楂、桑葚、蓝莓、枸杞等国内特有的水果原料进行酒香成分分析工作。研究主要利用的是“分子感官科学”的分析手段,比如赛默飞的高分辨质谱分析仪Orbitrap Exploris GC去测定酒中真正能贡献香味的组分,再通过对组分的精确定性定量,和果酒中的香气属性建立一一对应关系。
朱保庆特别介绍了课题组一项创新性的工作:用包括赛默飞Orbitrap Exploris GC在内的各种分析仪器解析果酒中重要的呈香组分,整理和测定其质谱信息,最后将所有信息整理成一个数据库,http://foodflavorlab.cn/#/home ,该数据库目前有300-400种物质信息,可对所有食品风味领域的研究者开放。
B1蓝莓酒中δ-癸内酯的鉴定。(A) 实验色谱图和(B)去卷积后48.294至48.557分钟通过GC Orbitrap MS获得的B1样品的质谱。从(C)NIST数据库和(D)HRMS数据库获得的假定候选者的实验质谱和理论质谱之间的比较。从NIST数据库(E)获得的4-(乙氧基)-2-氧代丁-3-烯酸乙酯和从HRMS数据库(F)获得的δ-十内酯的理论质谱(点击查看大图)
“该数据库方便了行业从业者开展一些学术研究及产学研的应用工作,”
朱保庆说道,
“目前网站已经有一定的访问量,相信对整个行业也有挺大的意义。”
朱保庆与赛默飞的结缘始于2019年。
抱着尝试的心态,朱保庆老师开始了果酒分析的合作。系统地使用赛默飞的高分辨质谱分析了十几种果酒后发现,Orbitrap Exploris GC对内酯类硫化物和一些挥发酚都有比较好的检出。结合常规仪器测定酯类、醇类的积累,朱保庆对酒中呈香的机理进行了更系统更全面的分析,建立了更好更全面的化合物谱库进行溯源;最后,再借助多元统计、数据挖掘的算法,可以为酒的呈香、产地鉴别、年份鉴别等提供更好的参考。
朱保庆介绍
“截止目前,我们已经使用三四年赛默飞Orbitrap Exploris GC高分辨质谱。在它的帮助下,我们更清楚地分析了果酒里挖掘到的呈香含量的组分信息,取得了不少科研成果。目前我们已经将该方法拓展到了配方奶粉和食用油的香气分析中。在应用过程中,我们也发现了Orbitrap Exploris GC 具有很好的灵敏度,帮助我们发现了之前在三重四极杆气质联用仪中没有检测到的峰。”
使用GC-Orbitrap-MS分析非葡萄果酒中内酯和挥发性酚类的工作流程(点击查看大图)
“我们选择赛默飞首先由于其是行业领先的仪器分析专家,其次就风味分析常用的气质联用仪而言,我们在研究分析一些特殊香气的组分含量时,发现赛默飞Orbitrap高分辨质谱的灵敏度十分高。通过一些简单的前处理,Orbitrap就可轻松地检测出这些痕量组分。”
最后,朱保庆表达了对双方合作的展望和期待:
“赛默飞在技术上有很多的优势。我们希望同赛默飞开展更深入的合作,也期待赛默飞的仪器有更多新技术突破,为国内国际食品风味的解析提供更多的领先工具,让我们能见所未见,探索出更多食品香味形成的奥秘。”
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参考文献:
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