JASIS 2021
新技術説明会【食品成分・香り分析】

オンライン自動前処理-測定システム
アミノ酸,有機酸,脂肪酸等,糖類, 短鎖脂肪酸におい分析
2021年11月9日
株式会社アイスティサイエンス
佐々野僚一

固相誘導体化法：アミノ酸/有機酸

STEP ①

STEP ②

STEP ③

STEP ④

STEP ⑤

STEP ⑥

試料負荷＆保持洗浄

脱水／１分

誘導体化／３分誘導体化／1分

溶出

アミノ酸と有機酸をイオン交換相互作用により固相に保持

水-ACNで固相に残存している非イオン性化合物を除去

ACN で 固 相 に 残 存 している水分を除去

メトキシアミンを固相に含侵させて、目的成分を固相中でメトキシム化

MSTFAを固相に含侵させて、目的成分を固相中でTMS化

試料

水-ACN

ACN

メトキシアミン

MSTFA

アミノ基-SO3 ⊝⊕NH3-R-SO3 ⊝⊕ NH3-Rカルボキシル基-N ⊕ ⊝OOC-R-N⊕(CH3)3(CH3)3-N ⊕ ⊝ OOC-R-SO3 ⊝-N ⊕ ⊝ OOC-R-N⊕(CH3)3-N⊕(CH3)3

非イオン性化合物（糖類、グリセリド）

H2O(CH3)3⊕ NH3-R(CH3)3-SO3 ⊝⊕ NH3-R-N ⊕ ⊝ OOC-R-N⊕(CH3)3(CH3)3-SO3 ⊝ヘキサン
TMS-NH-R-N ⊕ TMS-OOC-R-N⊕(CH3)3(CH3)3-SO3 ⊝-N ⊕-N⊕(CH3)3(CH3)3
R-NH-TMS
R-COO-TMS

特許登録：（株）アイスティサイエンス

従来法と本法の前処理比較
◼ 従来法

◼ 本法
試料

試料 50µL
添加：MeOH/H2O/CHCl3 1000µL

添加：H2O/ACN

振とう抽出（37℃, 30分）

抽出遠心分離（1600rpm, 4℃, 3分）

抽出

振とう抽出

分取：上澄み 600µL

遠心分離

添加：超純水 300µL
遠心分離（1600rpm, 4℃, 3分）
分取：上澄み 400µL（MeOH/水の混液）

バイアル

精製
0.5 時間装置にセットしてスタートボタンを押すだけ！

２０ 時間

オンライン固相誘導体化SPE-GC-MS

減圧濃縮遠心分離（1600rcf, 4℃）

脱水

凍結：液体窒素
凍結乾燥（一晩：16時間）

自動前処理時間

10～25 分SGI-M10017 時間

誘導体化試薬添加
メトキシアミン/ピリジン溶液 100µL
誘導体化反応（30℃, 90分）

誘導体化反応（37℃, 30分）

誘導体化

遠心分離（1600 rcf, 4℃, 3分）

3 時間

誘導体化試薬添加：MSTFA 50µL

分取：上澄み 100µL

→

バイアル

測定：GC/MS：注入1µL（スプリット 25:1)

MS導入量
試料 4µg相当

試料負荷40µL精製脱水誘導体化

MS導入量
試料 25µg相当

LVI-S250
Spiral Insert
スプリット 50:1

GC-MS

オンラインSPE-GC/MS system

SPL-M100とアジレント社製GCMS

SPL-M100と島津社製GCMS

前処理フロー【ドライアイス凍結粉砕】
農作物の可食部100~200 g にドライアイスを加えて凍結粉砕した。

◼ アミノ酸/有機酸
コンディショニング
ACN-水(1/1)

【抽出】
試料採取 10 g 凍結粉砕した試料

Automation

バイアルFlash-SPE ACXs

添加 水 10 mL
手振とう

負荷[保持] 抽出上澄液 50 µL
添加 ACN 20 mL

振とう抽出 10 min

遠心分離 3500 rpm, 3 min
分取 抽出上澄液 500 µL

洗浄 ACN-水(1/1)
脱水 ACN
含侵 0.5% メトキシアミン-ピリジン
固相誘導体化反応 メトキシム化, 3 min

添加 ACN 500 µL
振とう (37 ℃, 1 min)
遠心分離 14000 rpm, 3 min
添加 0.1N NaOH
抽出上澄液

含侵 MSTFA-トルエン(3/1)
固相誘導体化反応 TMS化, 1 min
溶出 ヘキサン or トルエン

GC/MS スプリット 1:50

測定条件：アミノ酸/有機酸、糖類
SPE-GC Interface SPL-M100 (AiSTI Science)
SPE Cartridge
Flash-ACX
Sampling Volume 50 µL
PTV Injector
Insert TypeInjector Temp.

LVI-S250 (AiSTI Science)
Spiral Insert
220℃(0.5min)-50℃/min-290℃(16min)

GC
Inlet Mode
Split 1:50
Flow Mode
Constant Flow, 1 ml/min
Pre-Column
0.25mm i.d. x 1m
ColumnVf-5ms, 0.25mm i.d. x 30m, df;0.25µm
Oven Temp.
100℃(2min)-10℃/min-220℃-30℃/min-310℃(4.7min)
Trans. Line Temp. 290℃
MSMS Method

SCAN, m/z;70-470

予冷式ドライアイス凍結粉砕
常温粉砕

凍結粉砕

凍結乾燥ではなく、水分を含んだまま凍結させて粉砕する。

きゅうり

食品全体の成分を均一化する。
水分を含んだ成分濃度の分析。
大がかりな装置を必要としない。

ぶどう

ささみ肉
7

各農作物のSCAN-TIC◼ ほうれん草A. ほうれん草
ホウレンソウにはシュウ酸が多く含まれており、体内でカルシウムと結合し腎臓や尿路に結石を引き起こすことがある。
B. トマトグルタミン酸の濃度が非常に高いためうま味があること、酸味・水分があることから、ケチャップ、トマトソース、ピザソースなどに用いられる。
C. うめ
強い酸味が特徴であり、クエン酸をはじめとする有機酸などを多く含む。

◼ トマト

◼ うめ

各農作物の成分量比較

HOU：ほうれん草
TOM：トマト
UME：うめほうれん草調理の成分量比較◼ 調理
➢生
➢ 煮た葉
➢ 煮汁
◼ 対象成分
◆ アミノ酸／有機酸／等

ほうれん草
ホウレンソウにはシュウ酸が多く含まれており、体内でカルシウムと結合し腎臓や尿路にシュウ酸カルシウムの結石を引き起こすことがある。また、シュウ酸は水溶性であるため、多量の水で茹でこぼすことでシュウ酸を茹で汁中に溶出させるなど、生食を避け調理法を工夫する事が要される。(wikiPedia)

煮た葉
ほうれん草 100 g を大きく３分画に切り、水100mLを加え沸騰してから３分程煮た。
その煮た葉＋煮汁の100 gを試料とした。

煮汁
上記の煮た葉を取り出した後の煮汁を試料とした。

‹#›ほうれん草-生：再現性No.
235689101113141516171920222425262729303132343536374043

成分名U1U2U3U4U5U6Ave.
Alanine-2TMS
2,705,765 2,625,243 2,661,635 2,613,090 2,563,111 2,522,121 2,615,161
Oxalic acid-2TMS
21,958,314 21,851,090 21,894,348 22,511,436 21,642,163 21,152,779 21,835,022
Malonic acid-2TMS
548,802
512,489
526,249
519,043526,234
560,334
532,192
Valine-2TMS
4,606,428 4,497,232 4,519,964 4,488,579 4,370,621 4,330,268 4,468,849
Leucine-2TMS
3,949,838 3,823,120 3,869,338 3,815,906 3,775,518 3,506,105 3,789,971
Isoleucine-2TMS
3,815,850 3,746,055 3,773,535 3,748,879 3,647,235 3,642,443 3,729,000
Proline-2TMS
722,955
701,361
703,837
693,309677,892
656,913692,711
Glycine-3TMS
311,795
300,133
304,260
291,269
293,179
271,290295,321
Succinic acid-2TMS
686,713683,285
686,428
692,873
682,757
675,948684,667
Fumaric acid-2TMS
142,760
142,743
148,768
147,353
140,625
139,958
143,701
Serine-3TMS
3,965,989 3,691,721 3,774,761 3,724,560 3,590,127 3,663,876 3,735,172
Threonine-3TMS
602,931560,277
568,682558,021
542,283
550,970
563,861
Malic acid-3TMS
1,584,318 1,575,211 1,591,829 1,609,113 1,555,666 1,566,658 1,580,466
Aspartic acid-3TMS
4,528,602 4,434,587 4,423,349 4,546,915 4,327,986 4,393,956 4,442,566
Methionine-2TMS
53,84457,581
57,174
46,74055,391
50,12853,476
GABA-3TMS
442,631435,615443,665
423,246
417,886
397,142426,698
Threonic acid-4TMS
111,636
103,963
109,708
112,379
106,450
117,600
110,289
Ketoglutaric acid-MO-2TMS
4,372
4,620
5,300
5,0804,489
4,590
4,742
Glutamic acid-3TMS
4,609,844 4,600,117 4,559,014 4,622,500 4,452,911 4,616,932 4,576,886
Phenylalanine-2TMS
1,525,816 1,487,573 1,505,821 1,508,921 1,441,017 1,419,540 1,481,448
Asparagine-3TMS
1,993,942 1,800,771 1,838,868 1,826,318 1,806,007 1,968,777 1,872,447
Putrescine-4TMS
100,127
90,21892,87994,574
87,116
79,29090,701
Shikimic acid-4TMS
23,913
20,94622,90922,98821,733
20,74922,206
Citric acid-4TMS
480,734
471,479
470,472
476,376
461,721453,838
469,103
Adenine-2TMS
32,88828,552
26,642
27,28325,23924,36427,495
Lysine-4TMS
1,086,746 1,036,401 1,065,106 1,021,094 1,015,699
926,104 1,025,192
Histidine-3TMS
309,715305,531314,436
317,818
296,923
287,021305,241
Tyrosine-3TMS
3,660,407 3,522,793 3,549,047 3,567,762 3,463,739 3,332,989 3,516,123
Tryptophan-3TMS
138,662
133,594
136,100
134,166
131,844
134,228
134,766
Adenosine-4TMS
54,50452,592
57,39854,37052,77451,43153,845RSD.,%
2.5
2.0
3.5
2.3
4.0
1.9
3.3
4.7
0.8
2.5
3.4
3.7
1.2
1.9
8.0
4.2
4.3
7.7
1.4
2.8
4.6
7.8
5.7
2.1
11.0
5.4
3.8
3.1
1.7
3.9

‹#›

Phosphoric acid-3TMS

Lysine-3TMS
Tyrosine-3TMS

Citric acid-4TMS

Glutamine-3TMS

Asparagine-3TMS

Glutamic acid-3TMS

Malic acid-3TMS
Aspartic acid-3TMS

Serine-3TMS
Threonine-3TMS

Leucine-2TMS

Valine-2TMS

Oxalic acid-2TMS

調理による成分量：SCANクロマトグラム比較

生葉煮葉煮汁‹#›調理による成分量比較
シュウ酸‹#›２段階試料負荷による野菜ジュースの分析◼ アミノ酸/有機酸/糖類
試料採取 野菜ジュース 50 μL
添加 水 150 μL

Flash-SPE ACXs

手振とう
添加 ACN 800 μL

１回目負荷

添加 0.1N NaOH
抽出上澄液コンディショニング
ACN-水(1/1)

負荷[保持] 抽出上澄液 40 µL
洗浄 ACN-水(1/1)

振とう (37 ℃, 1 min)
遠心分離 14000 rpm, 3 min

Automation

脱水 ACN
2回目負荷

負荷[保持] 抽出上澄液 3 µL
混合 ACN
脱水 ACN
含侵 10% メトキシアミン-ピリジン
固相誘導体化反応 メトキシム化, 15 min
含侵 MSTFA-トルエン(3/1)
固相誘導体化反応 TMS化, 1 min

溶出 ヘキサン or トルエン
GC/MS スプリット 1:50

14

野菜ジュースのSCAN-TIC

野菜ジュースの連続分析による再現性

ピーク面積値（絶対値）の結果です。
内標による補正はしていません。

ブルーチーズの t-BDMS誘導体化による分析
試料： 100mg
添加 水 100µL

コンディショニング
ACN-水(1/1)

添加 ACN 800µL
振とう （37℃, 30min）
遠心分離（14000rpm, 5min）

Automation

バイアルFlash-SPE AXs
負荷[保持] 抽出上澄液 50 µL
洗浄 ACN-水(1/1)

分取 上澄み液：200µL
添加 ACN-水 600µL
添加 0.1N NaOH水 （pH調製）
バイアル

脱水 ACN
含侵 MTBSTFA-トルエン(1/3)
固相誘導体化反応 t-BDMS化, 1 min
溶出 ヘキサン
GC/MS スプリット 1:20

測定条件：短鎖脂肪酸
SPE-GC Interface SPL-M100 (AiSTI Science)
SPE Cartridge
Flash-ACX
Sampling Volume 50 µL
PTV Injector
Insert TypeInjector Temp.

LVI-S250 (AiSTI Science)
Spiral Insert
150℃(0.5min)-25℃/min-290℃(16min)

GC
Inlet Mode
Split 1:20
Flow Mode
Constant Flow, 1 ml/min
Pre-Column
0.25mm i.d. x 1m
ColumnVf-5ms, 0.25mm i.d. x 30m, df;0.25µm
Oven Temp.
60℃(3min)-10℃/min-100℃-20℃/min-310℃(4min)
Trans. Line Temp. 290℃
MS
MS Method

SCAN, m/z;70-470

ブルーチーズ3種のSCANトータルイオンクロマトグラム比較
誘導体化試薬：MTBSTFA
試料：ブルーチーズ３種

C

12345789112122242526272829

B

A

Formic acid-tBDMS
Acetic acid-tBDMS
Propionic acid-tBDMS
Butyric acid-tBDMS
Valeric acid-tBDMS
Enanthic acid-tBDMS
Lactic acid-2tBDMS
Octanoic acid-tBDMS
Succinic acid-2tBDMS
Decanoic acid-tBDMS
Dodecanic acid-tBDMS
Tetradecanoic acid-tBDMS
Aspartic acid-3tBDMS
Glutamic acid-3tBDMS
Hexadecanoic acid-tBDMS
cis-9-Octadecenoic acid
Stearic acid-tBDMS

ブルーチーズAの連続分析による再現性
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10Ave.

RSD, %

1

Methanoic acid-tBDMS

5,662,335

6,087,241

6,025,118

5,973,966

6,068,586

5,802,239

6,134,522

6,101,179

5,798,742

5,777,380

5,943,131

2.8

2Ethanoic acid-tBDMS

18,770,224 20,146,848 19,677,295 20,067,483 20,422,968 19,469,683 21,313,154 20,143,063 20,431,335 20,147,390

3

Propanoic acid-tBDMS

4

Butanoic acid-tBDMS

5Pentanoic acid-tBDMS

85,54090,561

86,59092,154

94,20586,63690,47588,60388,35088,237

6

Hexanoic acid-tBDMS

885,558

909,180

860,093962,674

948,573

900,324

908,790901,709906,454

7

Heptanoic acid-tBDMS

108,089

106,675

100,268

116,243

111,757

107,815

107,017108,204

106,6388

Lactic acid-2tBDMS

2,937,700

2,896,698

2,933,690

3,024,671

3,004,121

3,016,702

3,054,493

2,995,071

9

Octanoic acid-tBDMS

7,698,998

7,401,664

7,429,620

8,050,950

7,874,511

7,738,806

7,568,072

10

Maleic acid-2tBDMS

ーーーーーー

11

Succinic acid-2tBDMS

930,429

907,160

953,785

962,154959,702

12

Fumaric acid-2tBDMS

97,01595,707

107,631

99,765

108,764

13

Malic acid-3tBDMS

168,152

158,283

162,771

167,983

14

a-Ketoglutaric acid-3tBDMS

63,20655,23160,496

63,38015

Tartaric acid-4tBDMS

ーーー

16

Citric acid-4tBDMS

20,40016,533

19,185

No. 化合物名

20,058,944

3.3

576,679

571,387

4.0

13,001,525 14,053,261 13,282,154 14,064,781 14,082,758 13,297,350 14,175,957 13,582,032 13,870,275 13,807,788

13,721,788

3.0

89,135

3.0

902,439

908,579

3.2

107,850

108,056

3.7

3,028,298

2,984,398

2,987,584

1.7

7,785,579

7,625,665

7,743,874

7,691,774

2.6

ー

ー

ー

ー

ー

ー

976,303951,261

990,590989,084993,676

961,4142.9

114,054

109,247

116,137

106,451

101,762

105,653

6.5

158,269

167,363

170,771

181,388

176,893177,783

168,966

4.7

59,28961,57559,89164,92470,24965,13562,338

6.5ーーーーーーーーー

20,28918,807

19,405

18,88820,926

20,03718,756

19,323

6.4

524,184

593,124554,110

ピーク面積値（絶対値）の結果です。
内標による補正はしていません。

579,284

587,008

547,840

600,395

572,069

579,179

オンライン固相捕集-溶媒溶出法
捕集コンディショニング

乾燥

固相からの溶出液をGCに全量導入するオンラインSPE-GC/MSシス
テムによる新しい固相捕集-溶媒抽出法を開発した。

溶媒溶出＆注入

N2ガス
配管

固相に捕集

固相数 mg

溶媒吸引

ニードル

溶出しながら全量注入
脱水

脱水

測定

◼ 迅速に気相を一定量捕集可能。
◼ 熱に弱い成分を分析可能。
◼ 気相中の水分を除去可能。
◼ オンサイトサンプリングが可能。
◼ 誘導体化が可能。

加温部

前処理時間14分① 試料を一定時間加温（50℃）

【捕集方法】
気相を５ｍL吸引、攪拌し、再び5 mL吸引を繰り返して捕集します。
攪拌攪拌

５ ｍL
吸引

② 固相を溶媒でコンディショニング③ 窒素ガスで固相を乾燥④ 試料を一定時間攪拌

５ ｍL
吸引

⑤ 試料の気相を固相に一定量吸引⑥ 窒素ガスで固相を乾燥⑦ 注入口へニードルを挿入

加温⑧ 目的物質を溶媒で固相から溶出させながらGCへ全量注入。
‹#›ステーキ醤油：におい分析
Limonene

Caryophyllene

3-Carene
γ-Terpinene

142125915101
3 41311867

1. Camphene
2. Terpinolene
3. Cymene
4. Eucalyptol
5. Terpinolene
6. 1-Allyl-2-isopropyldisulfane
7. Fenchol
8. Trisulfide, methyl propyl
9. 4-terpineol
10.Terpineol
11.Elemene
12.Copaene
13.Humulene
14.Zingiberene
15.Bisabolene‹#›ステーキ醤油：アミノ酸/有機酸分析
4,52193167 1081217182011995

1. Lactic acid-2TMS
2. Alanine-2TMS
3. Valine-2TMS
4. Phosphoric acid-3TMS
5. Leucine-2TMS
6. Isoleucine-2TMS
7. Proline-2TMS
8. Glycine-3TMS
9. Succinic acid-2TMS
10.Serine-3TMS

11. Threonine-3TMS
12. Malic acid-3TMS
13. Aspartic acid-3TMS
14. Methionine-2TMS
15. Pyroglutamic acid-2TMS
16. GABA-3TMS
17. Glutamic acid-3TMS
18. Phenylalanine-2TMS
19. Citric acid-4TMS
20. Lysine-4TMS
21. Tyrosine-3TMS‹#›

Hxadecanoic acid, ethyl ester

Dodecanoic acid, ethyl ester

Decanoic acid, ethyl ester

Octanoic acid, ethyl ester

Succinic acid, diethyl ester

Phenylethyl Alcohol

Hexanoic acid, ethyl ester

ワイン：におい分析‹#›ワイン：アミノ酸有機酸分析
9436127810

1. Lactic acid-2TMS
2. Ethanolamine-3TMS
3. Phosphoric acid-3TMS
4. Proline-2TMS
5. Glycine-3TMS
6. Succinic acid-2TMS
7. Serine-3TMS
8. Malic acid-3TMS
9. Tartaric acid-4TMS
10.Citric acid-4TMS5‹#›

柚子胡椒：におい分析

α-Pinene

Ally isothiocyanateLimonene

γ-Terpinene

2186953471011

1. β-Pinene
2. Myrcene
3. o-Cymene
4. p-Cymene
5. Linalool
6. Mentha-2,8-dienol
7. Mentha-2,8-dienol
8. Isocarveol
9. Carvone
10.Caryophyllene
11.Famesene‹#›

柚子胡椒：アミノ酸有機酸分析‹#›

Isovaleric acid-tBDMS
Valeric acid-tBDMS

Butyric acid-tBDMS

納豆：におい-誘導体化分析

誘導体化試薬 MTBSTFAを溶出溶媒に混液させて、t-BDMS化を行った。

‹#›オンラインSPE-GCシステム‹#›

アイスティサイエンスのブース■Hall6 6A-504 (島津製作所様の横）

是非お立ち寄りください！