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Establishment of simultaneous analysis of tase and aroma compounds

Research Project

Project/Area Number 21K19089
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 38:Agricultural chemistry and related fields
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

Matsui Toshiro  九州大学, 農学研究院, 教授 (20238942)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 田中 充  九州大学, 農学研究院, 准教授 (70584209)
Project Period (FY) 2021-07-09 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords質量分析 / 食品分析 / 風味 / グラファイトカーボンブラック / ノンターゲット分析 / 味香り分析 / LDI-MS / MALDI-MS / SALDI-MS
Outline of Research at the Start

本研究は1台のMALDI-MS装置で、誘導体化などの前処理を行うことなく、香りと味成分を「そのまま」ワンストップ分析しようとするものであり、世界初の風味成分の同時分析法の提案となる。構築しようとするSALDI-MS食品分析法は、香り成分をイオン化支援材に吸着保持させ、マトリックス剤を使用することなく定量できる画期性がある。

Outline of Final Research Achievements

This study aimed to establish a new methodology to detect directly and simultaneously detect taste- and odor-active compounds. Graphite carbon black (GCB) nanoparticles, a chemical adsorbent for a variety of compounds, including gaseous molecules, which consists of sp2-conjugated atomic carbon with high specific surface area, possess the characteristics essential for a surface-assisted laser desorption ionization-mass spectrometry (SALDI-MS) material. The proposed GCB-LDI-MS successfully detected volatile compounds (e.g. ethyl esters, alcohols, fatty acids, and aldehydes) and a series of taste-active compounds (e.g., amino acids and sugars) simultaneously. Then, GCB-LDI-MS allowed hundreds of MS peaks derived from soy sauces in both positive and negative modes without any tedious sample pretreatments. PCA using the obtained MS peaks clearly distinguished three soy sauce products.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は1台のMALDI-MS装置で、誘導体化などの前処理を行うことなく、香りと味成分を「そのまま」ワンストップ分析しようとするものであり、世界初の風味成分の同時分析法の提案となる。構築しようとするSALDI-MS食品分析法は、香り成分をイオン化支援材に吸着保持させ、マトリックス剤を使用することなく定量できる画期性がある。実際に、本法により食品の製品識別が達成され、その識別には味と匂いに寄与する成分が関与していることを示されていることから、本法は従来にないマルチモーダルな化学分析法であるといえる。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2024 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Application of graphite carbon black assisted-laser desorption ionization-mass spectrometry for soy sauce product discrimination2024

    • Author(s)
      Mitsuru Tanaka, Keishiro Arima, Haruna Ide, Mariko Koshi, Naoto Ohno, Miho Imamura, Toshiro Matsui
    • Journal Title

      Biosci. Biotechnol. Biochem

      Volume: 88

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 食品因子の腸管吸収の質量分析イメージング法2023

    • Author(s)
      松井利郎、田中 充
    • Journal Title

      医学のあゆみ,

      Volume: 287 Pages: 649-654

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] Laser Desorption Ionization?Mass Spectrometry with Graphite Carbon Black Nanoparticles for Simultaneous Detection of Taste- and Odor-Active Compounds2022

    • Author(s)
      Tanaka Mitsuru、Arima Keishiro、Takeshita Tomotaka、Kunitake Yuri、Ohno Naoto、Imamura Miho、Matsui Toshiro
    • Journal Title

      ACS Applied Nano Materials

      Volume: 5 Issue: 2 Pages: 2187-2194

    • DOI

      10.1021/acsanm.1c03890

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 食品成分の吸収とMS分析2023

    • Author(s)
      松井利郎
    • Organizer
      第71回質量分析総合討論会
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      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] グラファイトカーボンブラック支援レーザー脱離イオン化-質量分析法を用いた迅速簡便な食品風味成分分析法の構築2023

    • Author(s)
      今村太陽、有馬継士郎、松井利郎、田中 充
    • Organizer
      日本分析化学会 第72年会
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  • [Presentation] Graphitized sheet-assisted laser desorption ionization-mass spectrometry for simple and rapid detection of small organic compounds2023

    • Author(s)
      劉 卓非、有馬継士郎、桑原 涼、西木直巳、田中 充、松井利郎
    • Organizer
      日本分析化学会 第72年会
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  • [Presentation] Development of a Coumarin-Tagged MALDI-MS Technique and its Application for the Screening of Glycinin-Derived Peptides in Rat2023

    • Author(s)
      Yizhi Xiao, Risa Katagihara, Toshiro Matsui, Mitsuru Tanaka
    • Organizer
      2023年度日本食品科学工学会西日本支部大会
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  • [Presentation] グラファイトカーボンブラック支援-レーザー脱離イオン化質量分析法を用いた低分子栄養成分の一斉検出2022

    • Author(s)
      井手晴菜、有馬継士郎、松井利郎、田中 充
    • Organizer
      第69回日本食品科学工学会大会
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  • [Presentation] グラファイトカーボンブラックの分子吸着特性を利用したレーザー脱離イオン化-質量分析法の揮発性成分検出への応用2022

    • Author(s)
      今村太陽、有馬継士郎、松井利郎、田中 充
    • Organizer
      令和4年度(2022年度)日本食品科学工学会および日本栄養・食糧学会九州・沖縄支部大会合同大会
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  • [Presentation] Simultaneous detection of food compounds by a graphite carbon black-aided laser desorption ionization-mass spectrometry2022

    • Author(s)
      Haruna Ide, Keishiro Arima, Toshiro Matsui, Mitsuru Tanaka
    • Organizer
      22nd ICN (Int. Congress of Nutrition) in Tokyo 2022 Symposium
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 風味成分一斉分析のためのカーボンブラックをイオン化支援材とする新たなLDI-MS法の構築2021

    • Author(s)
      有馬継士郎、田中 充、國武友里、今村美穂、大野直土、松山 旭、松井利郎
    • Organizer
      第68回日本食品科学工学会大会
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  • [Presentation] 金ナノ粒子を用いたレーザー脱離イオン化質量分析法による食品風味成分の一斉分析法の構築2021

    • Author(s)
      有馬継士郎、松井利郎、田中 充
    • Organizer
      第6回日本食品分析学会
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  • [Remarks] 食品分析学HP

    • URL

      http://www.agr.kyushu-u.ac.jp/lab/foodanalysis/

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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 結晶性グラファイト基板及び該結晶性グラファイト基板を用いた測定用デバイス2023

    • Inventor(s)
      西木 直巳、桑原 涼ら
    • Industrial Property Rights Holder
      西木 直巳、桑原 涼ら
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2023-104410
    • Filing Date
      2023
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      2023 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] イオン化支援材2023

    • Inventor(s)
      西木 直巳、桑原 涼ら
    • Industrial Property Rights Holder
      西木 直巳、桑原 涼ら
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2023-142310
    • Filing Date
      2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report

URL: 

Published: 2021-07-13   Modified: 2025-01-30  

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