成千上万的在全球啤酒独特的分子检测

来自德国的科学家使用了最先进的互补的质谱分析方法量化化学复杂性来自世界各地的啤酒。467年商业啤酒类型他们发现至少有7700不同的化学公式,这意味着成千上万的独特的分子。啤酒酿造从大麦和小麦、大米、玉米或包含分子可靠地表明最初的谷物。分析只需要10分钟每啤酒检测成千上万的代谢物,使得一个强大的质量控制的新方法。

啤酒酿造的传统至少可以追溯到公元前7000年,甚至农业的发明,考虑到大多数谷物可以自发地如果暴露在空气中的酵母发酵。巴比伦国王汉谟拉比的代码(规则1792年到公元前1750年),108到111的法律规范啤酒销售,表明人们一直渴望通过立法保障质量的啤酒了几千年。例如,巴伐利亚“Reinheitsgebot”(“纯度法律”)1516年,通常被认为是世界上最古老的仍功能——修改——食品规定,只允许大麦、水、啤酒花作为原料酿造啤酒(桶的没收处罚犯罪)。

现在,在最近的一项研究在化学的前沿,科学的啤酒带到一个新的水平。来自德国的科学家利用先进的分析方法揭示了代谢的复杂性——成千上万的不同分子的商业世界各地的啤酒。

巨大的化学复杂性

“啤酒是巨大的化学复杂性的一个例子。由于最近的改进分析化学,可比在权力的革命与不断增加的分辨率视频显示器的技术,我们可以揭示这种复杂性以前所未有的细节。今天很容易跟踪微小变化化学在食品生产过程中,为维护质量或检测隐藏的掺假,”主管Philippe schmitt - kopplin教授说通讯作者综合Foodomics平台在慕尼黑工业大学和分析生物地球化学研究中心的亥姆霍兹慕尼黑中心。

schmitt - kopplin和他的同事们使用了两个强大的方法——直接注入傅里叶变换离子回旋共振质谱(DI-FTICR MS)和超高效液相色谱四极飞行时间质谱(UPLC-ToF-MS)——揭示代谢物的全部467种啤酒酿造在美国、拉丁美洲、欧洲、非洲和东亚。其中包括啤酒、工艺和修道院啤酒,上面发酵啤酒,和gueuzes煮大麦作为发酵的淀粉的唯一来源,或大麦和小麦、大米和玉米(玉米)。

优势互补的方法。所有啤酒DI-FTICR-MS直接揭示了化学多样性和化学公式预测代谢物离子。作者使用UPLC-ToF-MS在100年的一个子集啤酒与解析分析结果可能的异构体。UPLC-ToF-MS使用色谱法首次单独的质量与相同的质量和碎片离子离子女儿离子,从而能够预测准确的分子结构。

作者把这些代谢物在“化学空间”内的关系,每一个链接到一个或更多的人通过一个单一的反应,例如添加一个甲氧基、羟基、硫酸,或sugar-group分子骨干,或将一个不饱和键转化为饱和键。这产生了一个重建的代谢物网络导致最终产品,包括近一百步的起点分子从原来的谷物,形成氨基酸色氨酸。来自这些次生代谢物,独特的谷物。

强大的质量控制方法

“我们的质谱分析方法,该方法只需要10分钟/样本,应该非常强大的质量控制在食品工业和新型分子标记的基础设置一道代谢物概要文件所需的食品检验、“schmitt - kopplin说。

作者发现大约7700离子具有独特的质量和公式,包括脂类、多肽、核苷酸、酚醛树脂、有机酸、磷酸盐,和碳水化合物,其中80%左右还没有描述的化学数据库。因为每个公式在某些情况下可能会掩盖25个不同的分子结构,这意味着成千上万的独特的代谢产物。

“这里我们揭示一个巨大的化学多样性在啤酒,数以万计的独特的分子。我们表明,这种多样性源于各种原材料、加工、发酵。然后放大分子复杂性之间的所谓的美拉德反应的氨基酸和糖类也给面包,牛排,肉和烤棉花糖“烧烤”之类的味道。这个复杂反应网络是一个令人兴奋的研究的焦点,鉴于它的重要性对食品质量、口味,小说的发展也对健康感兴趣的生物活性分子,”第一作者Stefan Pieczonka在慕尼黑工业大学博士生。

参考
Pieczonka SA Paravicini有年代,Rychlik M, schmitt - kopplin p .追踪德国纯度法律:区分的代谢特征小麦、玉米和大米啤酒。前化学。2021年,0。doi:10.3389 / fchem.2021.715372

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