赛默飞色谱与质谱分析

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白酒风味物质研究,赛默飞GC-MS让您看得“通透”

发布时间: 2021-07-14 13:08 来源:赛默飞色谱与质谱分析

 

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白酒中风味物质的种类和含量十分丰富,主要包括醇类、醛类、酸类、酯类、芳香族化合物等多种类型化合物,这些物质是决定白酒香气、口感和风格的关键。气相色谱质谱联用仪由于其分离效果好、分析速度快且尤其适用于低沸点、挥发性物质分析等优点,已经成为白酒风味物质研究的主要手段。

 

传统GC-MS对于风味物质的定性分析主要采用“色谱优先”的方法,通过积分算法进行色谱峰的检测,然后将色谱峰与谱库进行比对和匹配,以匹配度高低确认化合物。这种方法的缺点之一就是无法鉴定共流出物,尤其是在低浓度的情况下。赛默飞GC-MS自带的解卷积软件在进行定性分析时采用“质谱优先”的方法,能够有效分离色谱上共流出但质谱顶点依然分离的化合物。

 

此外,随着高分辨质谱技术的发展和应用,白酒风味物质的研究又多了一种新的手段和方案,高分辨质谱的高灵敏度和超高的分辨率可帮助我们发现其他分析手段可能忽视的特征物质。赛默飞全新Orbitrap Exploris GC系列高分辨气质联用仪具有业界最高的240,000分辨率(m/z=200),并提供fg级全扫描HRAM数据,低于1ppm的质量精度,可以满足复杂基质样品的分析需求,是白酒风味成分定性定量分析的强有力工具。

 

下面我们就来看看两种不同的方案吧!

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01

单四极杆GC-MS法定性分析

荔枝酒中的挥发性物质

荔枝酒中挥发性化合物数量众多,且各色谱峰响应差别较大,用传统的“色谱优先”方法进行定性分析时,难以准确定性共流出物,如下图,保留时间20.47-20.50 min有明显共流出峰,NIST谱库检索结果为3-甲硫基丙醇(3-(methylthio)-1-propanol)。

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显然,这种方式会让我们丢失一些色谱峰的信息,假如采用“手动提取离子流图- 扣除背景- 谱库检索”的方式,确实会增加色谱峰的数量,但过程冗长而复杂,大大增加操作人员工作量。赛默飞GC-MS使用的Deconvolution 解卷积软件能够自动将色谱峰进行解析并将多个质谱峰对齐并归属成对应的化合物,然后进行谱库检索与匹配,最终以列表或报告的形式呈现出结果。保留时间20.47-20.50 min的共流出峰在Deconvolution 软件中被自动解析为三个色谱峰,并进行谱库检索得到对应的定性结果,如下图所示。

 

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此外,Deconvolution 解卷积软件还可以自动读取NIST谱库中不同色谱柱的保留指数(RI) 信息,并与实际样品中RI 的计算值进行比较,通过保留指数辅助判断定性结果,下图是根据正构烷烃数据计算化合物保留指数界面。

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02

GC-Orbitrap/MS分析

白酒中风味物质

GC-Orbitrap/MS高分辨气质联用仪拥有前所未有的分析性能,为每个分析样品提供更广泛、更深入的数据信息。高灵敏度和超高分辨率可保证分析目标物免受质量数相近化合物的干扰,帮助发现其他技术可能忽视的特征物质,为发现新化合物、寻找低浓度关键标志物提供了可能。通过TraceFinder解卷积软件对数据进行解卷积和峰对齐处理,在某白酒样品中解析出1557个化合物,见下图。

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通过研究白酒中特征性风味化合物的差异可有效鉴别白酒类别,更好的分析不同类型白酒的差异性,是明晰不同风格白酒、全面认识白酒风味组分特征的基础。功能强大的Compound Discoverer软件可以实现对复杂的GC-MS数据的提取和分析并得到独立色谱峰型的信号,发现样品集之间的真正差异,查看一项研究中各个组分的分布趋势,或识别位于多个样品组之间的组分,所有这些均以交互式视图显示。

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通过上图主成分分析(PCA)结果显示,不同组的样品点能够通过PCA分析有效的聚在一起。PC1、PC2两个主成分可以解释76.5%的变异量。

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上图右上角部分的趋势图可以显示出左边表格中选定的组分在A和B两个样品中峰面积的差异,帮助寻找目标异味标记物。右下角的火山图则可以直观反映出A和B两个样品中差异性物质的情况,每一个点代表一个物质,火山图左边蓝色部分显示的是在样品A中含量显著低于样品B中含量的物质,右边红色部分则显示的是在样品A中含量显著高于样品B中含量的物质,并且这些物质可以一键快速选取,在窗口直接查看和导出差异组分的定性结果。以上结果都为发现样品之间的真正差异提供可靠的参考。

 

总结

在使用单四极杆GC-MS进行白酒风味物质定性研究时,Deconvolution 解卷积软件能够有效分离色谱上共流出但质谱顶点依然分离的化合物,并且可以结合NIST谱库中的保留指数辅助定性。而高分辨气质联用仪则具有数据质量精度高、高分辨、高灵敏度等特点,借助独有的Compound Discoverer软件,可以快速发现样品集之间的真正差异。两种分析手段的组合使用可以大大助力白酒风味物质研究工作。


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