Ziel der Entwicklung
Aufgrund ihres Potenzials, komplexe analytische Fragestellungen zu beantworten, sollte in diesem Forschungsvorhaben eine UHPLC (Ultra High Performance Liquid Chromatography) mit hochauflösendem Massenspektrometer (Quadrupol (Q) und Time of Flight (ToF)) basierte non-targeted Metabolitanalytik (NTMA) für die Getränkeindustrie zur Marktreife geführt werden. Mit diesem analytischen Werkzeug soll zukünftig ein umfassender Überblick über die Metabolitspektren von Bier und seinen Zwischen- und Nebenprodukten möglich sein, der zur effizienten Lösung brauereispezifischer Fragestellungen beitragen soll. Die Zielstellung des Vorhabens war es, verschiedene im Rahmen eigener Arbeiten aufgetretene „Lücken“ in einem bisherigen Arbeitsfluss zu überwinden und somit eine marktfähige, den Stand der Technik übertreffende, Dienstleistung bereitzustellen.
Vorteile und Lösungen
Zur Entwicklung der marktreifen LC-Q-Tof basierten non-targeted Metabolitanalytik (NTMA) wurden folgenden Aspekte bearbeitet:
1) Entwicklung eines Konzepts für die Langzeitstabilität der Analytik, welches die Möglichkeit bietet, auch unabhängig voneinander gemessene Probensätze retrospektiv und ohne erneute Messung vergleichen zu können.
2) Optimierung der Datenbearbeitung in Sinne der Anwendbarkeit und Effizienz, mit dem Ziel, die Anzahl der potenziell relevanten Bierinhaltsstoffe zu verfeinern, die Vollständigkeit der Datensätze zu erfüllen und den bestehenden Arbeitsfluss, hinsichtlich seiner Effizienz zu optimieren.
3) Optimierung der statistischen Datenauswertung und Beschreibung der Datenqualität durch Auswahl geeigneter statistischer Verfahren zur Identifizierung relevanter Signale und zur Beurteilung der Güte des statistischen Modells.
4) Entwicklung eines Verfahrens zur Identifikation relevanter Metabolite, mithilfe einer Identifikationshierarchie.
5) Entwicklung eines kundenfreundlichen, der Fragestellung angepassten Reportings, welches die angewandte Datenbearbeitung, statistische Auswerteverfahren und eine grafische und/oder tabellarische Darstellung der Ergebnisse der Proben enthält.
Zielgruppe und Zielmarkt
Im Rahmen des vorliegenden Forschungsvorhabens wurde eine LC-Q-ToF basierte non-targeted Metabolitanalytik zur Marktreife geführt. Damit soll zukünftig eine innovative, bisher in dieser Form nicht am Markt verfügbare Analytikdienstleistung das bestehende Angebot der Forschungsstelle ergänzen. Die Analytik von Getränken, ihren Vorstufen oder Rohstoffen ist für die Forschungsstelle von besonderer Bedeutung, da nahezu jede technische und technologische Entwicklung bzw. die Beratung von Marktteilnehmern eine begleitende Analytik erfordert. Die Analytik strebt dabei unter Berücksichtigung zeitlicher Faktoren, wie Geschwindigkeit zwischen Probeneingang und Ergebnismitteilung, eine Maximierung des Verhältnisses zwischen Informationsgehalt und Kosten an. Aufgrund dieser Anforderung und unter Berücksichtigung der Leistungsfähigkeit der Dienstleistung ist die non-targeted Metabolitanalytik für die technologische Wettbewerbsfähigkeit bzw. für die wirtschaftliche Entwicklung der Forschungsstelle höchst relevant. Die Generierung neuartiger, innovativer Dienstleistungsangebote und die damit verbundenen Umsätze sind Grundvoraussetzung für die Wirtschaftlichkeit der Forschungsstelle, gerade analytische Innovationen sind als Basis für zukünftige Forschungsvorhaben essenziell. Durch die marktreife non-targeted Metabolitanalytik kann sich die Forschungsstelle weiterhin als attraktiver Partner in Forschungsvorhaben innerhalb und außerhalb der Getränkeindustrie positionieren. Dies ist von besonderer Bedeutung, da die Herstellung von Getränken große Schnittstellen mit den Branchen Landwirtschaft, Biotechnologie und Chemie aufweist.