基于Orbitrap Exploris GC非靶向自动化分析茶叶中的风味物质

引言

风味是衡量食品、饮品品质的重要指标，茶叶风味主要是由茶叶冲 泡后，嗅觉能感知到的有香味的物质的总称，不同品种，不同发酵 方式的茶叶其所含化学成分不同，所表现的香型也不同。风味组 学是研究风味物质的关键技术，研究茶叶中所含香气物质的种类和 多少，对于改善和提高茶叶的香气品质具有重要意义。使用气相色 谱质谱联用仪去进行香气物质分析时，往往会遇到峰容量不够，且 共流出峰无法区分的困难，本文采用静电场轨道阱高分辨气质联用 仪Orbitrap Exploris GC，具有超高分辨率，低于1ppm的高质量 精度，为香气物质准确鉴定提供足够的支撑，数据分析采用Compound Discoverer组学分析软件，自动化进行解卷积非靶向定性 分析，将数据结果模型化，将香气物质分析流程最简化，无需数据 格式转换，即可得到最准确的分析结果，可广泛用于非靶向风味组学的研究中。

样品处理

称取不同品种的茶叶1.0g放于20mL顶空瓶中，放入1.0g预先高温 烘烤好的氯化钠，再加入10mL高纯水，无规律放于TriPlus RSH  Smart进样器中。市购主流品牌的碧螺春，福鼎白茶，铁观音，正 山小种，普洱茶，按照上述前处理方式进行6次无规律重复进样分 析，利用Compound Discoverer进行数据分析。

对GC-Orbitrap/MS EI定性出来的候选结果，可以用GC-Orbitrap/MS PCI正化学源分析进一步验证。以保留时间在28.953min的化合物 为例，在GC-Orbitrap/MS EI解卷积结果中定性为2-乙酰基吡咯，总得分97，HRF得分99.4，相似度指数（SI）为861，是候选结果中综 合得分最高的定性结果，2-乙酰基吡咯是一种用于咖啡、茶叶、榛子、坚果类的食用香精。用GC-Orbitrap/MS PCI对2-乙酰基吡咯的定 性结果进行进一步验证，在GC CI Deconvolution节点中设置好反应气为甲烷气，软件根据甲烷气的特征加和离子[M+H]+, [M+C2H5]+,  [M+C3H5]+自动选择对应的分子离子M+,Peak@28.944min的化合物得到的分子离子为109.05269，在Predict Compositions节点中设置 好可能含有的元素，不饱和度等信息，根据设置好的信息及分子离子M+，自动预测可能的化学式，此时分离离子109.05269得到的化学 式为C6H7NO，再利用ChemSpider进行化学式检索，得到的匹配结果信息为2-乙酰基吡咯，与GC-Orbitrap/MS EI解卷积结果符合。在 非靶向风味组学研究中，一般不具备标准品，此时，GC-Orbitrap/MS EI和GC-Orbitrap/MS PCI双重定性得到的结果，非常可靠。

结论

本文采用Thermo Fisher全新一代的静电场轨道高分辨气相色谱质谱联用仪Orbitrap Exploris GC结合Thermo Fisher组学分析软件Compound Discoverer，对不同品种的茶叶进行非靶向风味组学研究，样品使用Thermo Fisher RSH Smart自动进样器HS-SPME Arrow模块 进行固相微萃取采集，利用Compound Discoverer 3.3软件进行自动化分析，内置GC-Orbitrap/MS EI Workflow和GC-Orbitrap/MS PCI  Workflow，可最大限度地准确可靠的得到化学定性结果，再通过主成分分析，火山图等模型，快速标记出不同样品间的差异化合物， 可广泛用于非靶向风味组学研究。 

Orbitrap Exploris GC质谱仪可为复杂基质提供高置信度检测和精确定量，仅需极少的方法开发步骤即可获得最高分析效率。Orbitrap  Exploris GC 质谱仪为新一代 Thermo Scientific 质谱产品，集出色的质量数分辨率、灵敏度、分析速度和线性动态范围于一体，无检测 器饱和现象，即使对于最具挑战性的样品也能提供准确的结果。全扫描 HRAM 数据结合Compound Discoverer 软件，帮助分析人员通 过智能信息学工作流程全面了解其样品，轻松查询和重新查询全扫描 HRAM 数据，解答靶向采集数据无法解答的问题。既可根据目标 化合物列表筛查样品，也可以解析未知化合物。采集数据完成后，仍可确定要分析的化合物，不仅限于数据采集时测量的离子。先进 的化合物发现和识别流程便于您全面了解样品。Compound Discoverer 软件内置全套高级软件工具，可将您的全扫描 HRAM 数据转换 为已知化合物。由于识别样品或样品组之间的差异可能极具挑战性，因此 Compound Discoverer 软件还提供智能信息学工作流程，例 如差异分析，帮助您快速发现统计学显著性差异。

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