在食品与饮料行业,“香气”是决定产品品质与消费者偏好的核心密码。然而,香气成分种类繁多,浓度跨度从ppm级到ppt级,传统的单一分析模式往往顾此失彼——非靶向扫描灵敏度不足,痕量关键气味物难以捕捉;MRM靶向分析虽灵敏却会遗漏未知组分。
岛津全新GCMS-TQ RX系列三重四极杆气质联用仪,搭载Scan/MRM同时测定技术,配合Smart Aroma Database香气数据库与MMI多模式进样口,一次进样即可实现"全面筛查"与"痕量精测"的完美统一!
图1 GCMS-TQ8040 RX
MMI热脱附(TD)模式——无需专用设备,灵活进样更省心
岛津MMI多模式进样口不仅支持分流/不分流(SPL)、大体积进样(LVI)等模式,更支持手动热脱附(TD)模式。配合MonoTrap进行香气富集,无需购置专用热脱附仪即可实现高灵敏度香气分析,大幅降低设备成本与实验室空间占用。MMI多模式进样口最大升温速率高达1200°C/min,即使低沸点组分也能获得优异的峰形。
图2:不同升温速率下TD模式获得的色谱图(己酸甲酯)
Scan/MRM同时测定+Smart Aroma Database——一次进样,智能建方法,全面又灵敏
传统Scan模式灵敏度有限,MRM模式又会遗漏未知物。GCMS-TQ RX系列支持同时采集,兼得两者之长:Scan数据用于非靶向全面筛查,MRM数据用于靶向分析痕量关键气味物质。配合LabSolutions Insight Explore GCMS软件,对Scan数据进行解卷积峰检测和谱库检索,同时对MRM数据进行靶向定量分析,一套软件,双重洞察。
方法开发同样无需标准品——Smart Aroma Database已收录约500种香气化合物的保留指数、质谱图及MRM通道(图3)。结合正构烷烃保留时间,系统自动计算出峰时间,一键生成最优方法。Smart MRM+功能可同步优化每个MRM通道的驻留时间,即便面对484个组分 × 2~3个通道(总计1452个MRM通道)的复杂条件,仍确保每个通道获得充足驻留时间,实现高灵敏度采集(图4)。方法开发时间从数天缩短至几分钟。
图3:Smart Aroma Database中注册的信息
图4:Scan/MRM分析方法中质谱采集时间
应用实例:两种酱油,风味“全解析”!
选取两种市售酱油(A和B),分别采用顶空提取和浸入提取两种方式,使用MonoTrap在60°C搅拌30分钟完成香气富集,操作简便高效。
图5:使用MonoTrap对香气组分进行富集
(左:顶空提取,右:浸入提取)
结果一
Scan数据+解卷积分析,复杂基质中全面筛查
使用LabSolutions Insight Explore GCMS对Scan数据进行解卷积处理(如图6),结合Smart Aroma Database数据库与NIST23谱库进行检索(相似度≥80):
浸入提取检出201个峰,其中147个成功匹配,优于顶空提取(138个峰,123个匹配)。成功鉴定出酱油特征香气成分,包括酱油酮、4-乙烯基-2-甲氧基苯酚、3-甲硫基丙醇等(如图7)。
解卷积技术可有效分离共流出峰,即使被完全掩盖的“隐身”峰,仍能提取出清晰质谱图并完成定性确认(如图8)。
尽管Scan数据可检出201个峰,然而部分气味阈值极低的关键香气组分,因浓度低于Scan的检测限而未能被检出——这些痕量物质,可能是决定产品风味差异的核心密码。
图6 LabSolutions Insight Explore GCMS分析界面
图7:TIC图及解卷积峰检测结果(酱油A)
(上:顶空提取,下:浸入提取)
图8:解卷积分析的检测结果与定性分析结果
A:4-乙基-2-甲氧基苯酚,B:4-甲基-5-(β-羟乙基)噻唑
结果二
MRM数据精准捕获痕量关键气味物质
针对Scan模式未能检出的痕量目标物,MRM数据给出了答案。在酱油A的浸入提取样品中,MRM数据共检测到113种香气化合物,包括呋喃酮、3-甲硫基丙醛、二甲基三硫和甲基(2-甲基-3-呋喃基)二硫等气味阈值极低的关键风味贡献物。酱油A和B因生产工艺不同,在MRM数据中呈现明显的峰强度差异(图9),证明该方案可用于不同产品间的风味差异比较与工艺评价。
图9:浸入提取方式下两种酱油部分MRM谱图比较(左上:呋喃酮 右上:3-甲硫基丙醛 左下:二甲基三硫 右下:甲基(2-甲基-3-呋喃基)二硫)
岛津GCMS-TQ RX系列香气分析方案,依托MMI多模式进样口的灵活热脱附功能、Smart Aroma Database数据库的智能方法开发能力,以及Scan/MRM同时测定技术兼顾全面筛查与痕量精测的优势,实现了食品风味分析全流程的智能化升级。

