白酒中風(fēng)味物質(zhì)的種類(lèi)和含量十分豐富,主要包括醇類(lèi)、醛類(lèi)、酸類(lèi)、酯類(lèi)、芳香族化合物等多種類(lèi)型化合物,這些物質(zhì)是決定白酒香氣、口感和風(fēng)格的關(guān)鍵。氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀由于其分離效果好、分析速度快且尤其適用于低沸點(diǎn)、揮發(fā)性物質(zhì)分析等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為白酒風(fēng)味物質(zhì)研究的主要手段。
傳統(tǒng)GC-MS對(duì)于風(fēng)味物質(zhì)的定性分析主要采用“色譜優(yōu)先”的方法,通過(guò)積分算法進(jìn)行色譜峰的檢測(cè),然后將色譜峰與譜庫(kù)進(jìn)行比對(duì)和匹配,以匹配度高低確認(rèn)化合物。這種方法的缺點(diǎn)之一就是無(wú)法鑒定共流出物,尤其是在低濃度的情況下。賽默飛GC-MS自帶的解卷積軟件在進(jìn)行定性分析時(shí)采用“質(zhì)譜優(yōu)先”的方法,能夠有效分離色譜上共流出但質(zhì)譜頂點(diǎn)依然分離的化合物。
此外,隨著高分辨質(zhì)譜技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,白酒風(fēng)味物質(zhì)的研究又多了一種新的手段和方案,高分辨質(zhì)譜的高靈敏度和超高的分辨率可幫助我們發(fā)現(xiàn)其他分析手段可能忽視的特征物質(zhì)。賽默飛全新Orbitrap Exploris GC系列高分辨氣質(zhì)聯(lián)用儀具有240,000分辨率(m/z=200),并提供fg級(jí)全掃描HRAM數(shù)據(jù),低于1ppm的質(zhì)量精度,可以滿(mǎn)足復(fù)雜基質(zhì)樣品的分析需求,是白酒風(fēng)味成分定性定量分析的強(qiáng)有力工具。
下面我們就來(lái)看看兩種不同的方案吧!
01
單四極桿GC-MS法定性分析
荔枝酒中的揮發(fā)性物質(zhì)
荔枝酒中揮發(fā)性化合物數(shù)量眾多,且各色譜峰響應(yīng)差別較大,用傳統(tǒng)的“色譜優(yōu)先”方法進(jìn)行定性分析時(shí),難以準(zhǔn)確定性共流出物,如下圖,保留時(shí)間20.47-20.50 min有明顯共流出峰,NIST譜庫(kù)檢索結(jié)果為3-甲硫基丙醇(3-(methylthio)-1-propanol)。
顯然,這種方式會(huì)讓我們丟失一些色譜峰的信息,假如采用“手動(dòng)提取離子流圖- 扣除背景- 譜庫(kù)檢索”的方式,確實(shí)會(huì)增加色譜峰的數(shù)量,但過(guò)程冗長(zhǎng)而復(fù)雜,大大增加操作人員工作量。賽默飛GC-MS使用的Deconvolution 解卷積軟件能夠自動(dòng)將色譜峰進(jìn)行解析并將多個(gè)質(zhì)譜峰對(duì)齊并歸屬成對(duì)應(yīng)的化合物,然后進(jìn)行譜庫(kù)檢索與匹配,最終以列表或報(bào)告的形式呈現(xiàn)出結(jié)果。保留時(shí)間20.47-20.50 min的共流出峰在Deconvolution 軟件中被自動(dòng)解析為三個(gè)色譜峰,并進(jìn)行譜庫(kù)檢索得到對(duì)應(yīng)的定性結(jié)果,如下圖所示。
此外,Deconvolution 解卷積軟件還可以自動(dòng)讀取NIST譜庫(kù)中不同色譜柱的保留指數(shù)(RI) 信息,并與實(shí)際樣品中RI 的計(jì)算值進(jìn)行比較,通過(guò)保留指數(shù)輔助判斷定性結(jié)果,下圖是根據(jù)正構(gòu)烷烴數(shù)據(jù)計(jì)算化合物保留指數(shù)界面。
02
GC-Orbitrap/MS分析
白酒中風(fēng)味物質(zhì)
GC-Orbitrap/MS高分辨氣質(zhì)聯(lián)用儀擁有的分析性能,為每個(gè)分析樣品提供更廣泛、更深入的數(shù)據(jù)信息。高靈敏度和超高分辨率可保證分析目標(biāo)物免受質(zhì)量數(shù)相近化合物的干擾,幫助發(fā)現(xiàn)其他技術(shù)可能忽視的特征物質(zhì),為發(fā)現(xiàn)新化合物、尋找低濃度關(guān)鍵標(biāo)志物提供了可能。通過(guò)TraceFinder解卷積軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解卷積和峰對(duì)齊處理,在某白酒樣品中解析出1557個(gè)化合物,見(jiàn)下圖。
通過(guò)研究白酒中特征性風(fēng)味化合物的差異可有效鑒別白酒類(lèi)別,更好的分析不同類(lèi)型白酒的差異性,是明晰不同風(fēng)格白酒、全面認(rèn)識(shí)白酒風(fēng)味組分特征的基礎(chǔ)。功能強(qiáng)大的Compound Discoverer軟件可以實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜的GC-MS數(shù)據(jù)的提取和分析并得到獨(dú)立色譜峰型的信號(hào),發(fā)現(xiàn)樣品集之間的真正差異,查看一項(xiàng)研究中各個(gè)組分的分布趨勢(shì),或識(shí)別位于多個(gè)樣品組之間的組分,所有這些均以交互式視圖顯示。
通過(guò)上圖主成分分析(PCA)結(jié)果顯示,不同組的樣品點(diǎn)能夠通過(guò)PCA分析有效的聚在一起。PC1、PC2兩個(gè)主成分可以解釋76.5%的變異量。
(點(diǎn)擊查看大圖)
上圖右上角部分的趨勢(shì)圖可以顯示出左邊表格中選定的組分在A和B兩個(gè)樣品中峰面積的差異,幫助尋找目標(biāo)異味標(biāo)記物。右下角的火山圖則可以直觀反映出A和B兩個(gè)樣品中差異性物質(zhì)的情況,每一個(gè)點(diǎn)代表一個(gè)物質(zhì),火山圖左邊藍(lán)色部分顯示的是在樣品A中含量顯著低于樣品B中含量的物質(zhì),右邊紅色部分則顯示的是在樣品A中含量顯著高于樣品B中含量的物質(zhì),并且這些物質(zhì)可以一鍵快速選取,在窗口直接查看和導(dǎo)出差異組分的定性結(jié)果。以上結(jié)果都為發(fā)現(xiàn)樣品之間的真正差異提供可靠的參考。
總結(jié)
在使用單四極桿GC-MS進(jìn)行白酒風(fēng)味物質(zhì)定性研究時(shí),Deconvolution 解卷積軟件能夠有效分離色譜上共流出但質(zhì)譜頂點(diǎn)依然分離的化合物,并且可以結(jié)合NIST譜庫(kù)中的保留指數(shù)輔助定性。而高分辨氣質(zhì)聯(lián)用儀則具有數(shù)據(jù)質(zhì)量精度高、高分辨、高靈敏度等特點(diǎn),借助獨(dú)有的Compound Discoverer軟件,可以快速發(fā)現(xiàn)樣品集之間的真正差異。兩種分析手段的組合使用可以大大助力白酒風(fēng)味物質(zhì)研究工作。
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