Frutas volátil análisis mediante una nariz electrónica

Un método rápido para el análisis de compuestos volátiles de las frutas se describe. Los compuestos volátiles presentes en el espacio de cabeza de un homogeneizado de la muestra se separaron rápidamente y se detecta con cromatografía de gases ultra-rápida (GC) acoplado con una onda acústica de superficie (SAW) del sensor. Un procedimiento para el manejo y análisis de datos también se discute.

El objetivo general de este procedimiento es realizar un análisis rápido de los compuestos volátiles en las frutas. Esto se logra cortando y homogeneizando primero el tejido de la fruta. A continuación, se analiza la fase de vapor por encima de la muestra líquida con la nariz electrónica.

Después del análisis electrónico de la nariz, los datos se exportan y transforman. El paso final del procedimiento es identificar las ventanas de índice de covas y consolidar los picos bajo una sola etiqueta de índice de covas utilizando la interfaz gráfica. En última instancia, los resultados muestran que las diferencias en la abundancia de folículos fructíferos medidos con una nariz electrónica pueden estar relacionadas con tratamientos experimentales como la variedad de fruta, la madurez y el almacenamiento.

La principal ventaja de esta técnica frente a los métodos existentes, como la cromatografía de gases tradicional, es que permite un análisis más rápido de los compuestos volátiles en la fruta. Al realizar este análisis, pueden producirse ligeros cambios en los tiempos de retención del analito. Esto podría llevar a una interpretación errónea de los datos sin una consideración cuidadosa del proceso de alineación de picos.

Después de cosechar los frutos en la etapa de madurez deseada, enjuague con agua del grifo. Para eliminar la suciedad y el polvo, seleccione las frutas para el análisis. Sobre la base de la ausencia de defectos externos e internos y el tamaño, la homogeneidad corta los frutos longitudinalmente en gajos para su uso en muestras volátiles.

Si corresponde, retire las semillas de la piel, el tejido de la cavidad de la semilla o la fruta del hueso. La selección de tejidos debe ser constante a lo largo de todo el experimento, y se debe tener en cuenta la variabilidad dentro de una sola fruta. Por ejemplo, las muestras deben obtenerse por igual de las partes finales de la flor ecuatorial y del tallo.

Combine el tejido de fruta seleccionado, mézclelo para aleatorizar y luego pese 200 gramos en una licuadora comercial. Agrega 200 mililitros de solución saturada de cloruro de calcio. El cloruro de calcio está destinado a actuar como un inhibidor de la actividad enzimática, que puede ocurrir después de cortar y homogeneizar la pulpa de la fruta.

Luego agregue 50 microlitros de una solución de 100 milimolares de dos iso de metilbutilo en metanol. Esta solución se añade como un estándar interno para monitorear cualquier posible pérdida de compuestos volátiles durante el proceso de homogeneización. A continuación, homogeneiza la mezcla en una batidora de laboratorio durante 30 segundos a 18.000 RPM.

Luego vierta inmediatamente en una botella de vidrio y selle con una tapa de teflón. Mantenga el homogeneizado en el frasco hasta que todas las muestras estén preparadas. Pipetear cinco alícuotas de mililitros de jugo sin espuma en viales de vidrio de 20 mililitros de color ámbar, preparando al menos tres viales por muestra.

Para que sirvan como réplicas técnicas. Selle los viales con tapones de rosca de acero equipados con tabiques de silicona de teflón. En este punto, las muestras pueden analizarse inmediatamente o congelarse rápidamente en nitrógeno líquido y almacenarse a temperatura ultrabaja para su posterior análisis.

Cargue el método de análisis apropiado en el Xenos. Introduzca los parámetros tal y como se encuentran en el protocolo escrito. Conecte una aguja de acero inoxidable con punta sin extracción de muestras a la entrada xenos.

Purgue el sistema varias veces con aire ambiente hasta que la línea de base sea estable y no se detecten picos mayores de 200 recuentos. Prepárese para afinar el instrumento insertando una aguja en el tabique de un vial que contiene una solución de acas de cadena recta para aliviar la presión. A continuación, inserte la aguja conectada a la entrada del instrumento en el tabique.

Ejecute la melodía iniciando el muestreo de espacio de cabeza. El resultado de la sintonía es utilizado por el software del instrumento para convertir el tiempo de retención de los picos aludidos de unidades de tiempo a índice covas o unidades KI. En consecuencia, una vez ajustado el sistema, los tiempos de retención se informan en unidades KI.

Comience el análisis de la muestra después del equilibrio de la muestra durante 30 minutos insertando agujas en el tabique del vial de muestra. Como se hace para la solución de acas de cadena recta. Inicie el muestreo del espacio de cabeza manualmente haciendo clic en el botón de reproducción, lo que hace que la bomba se active y retire los vapores presentes sobre la muestra.

Al final del análisis, aparece un cromatograma en la pantalla y el sensor se calienta automáticamente a 150 grados centígrados durante 10 segundos para limpiarlo. Cuando el cuadro de estado del sistema se vuelve verde, nuevamente, el instrumento está listo para analizar otra muestra. Para garantizar una línea de base estable y una limpieza adecuada del sistema, ejecute al menos un blanco de aire entre cada muestra.

Analice al menos tres réplicas técnicas por muestra, así como los blancos de viales. Exporte los datos a un archivo de Microsoft Excel después de la adquisición utilizando la función de datos almacenados en el software Mense. Una vez exportados los datos, agregue columnas que contengan etiquetas para las variables y las réplicas.

El formato de datos exportado desde el software del instrumento se puede transformar para facilitar la manipulación utilizando el script Python 0.6 generado por este laboratorio. El nombre del archivo de origen y el nombre de la hoja para los datos de entrada, así como el nombre de archivo deseado para la salida, se editan directamente en el script. Este script facilita la manipulación y el análisis de datos a través de la identificación de kis únicos en todas las muestras.

Los datos se reordenan con la información de la muestra en filas y KIS únicos en columnas, donde cada celda representa el área de pico correspondiente. Si no se detecta un pico para un valor de KI en una muestra, la celda correspondiente permanece vacía. A continuación, utilizando un segundo script generado por esta importación de laboratorio, los datos del archivo editados en el paso anterior.

El análisis se basa en la visualización y el análisis del número de veces que se detectó cada valor de KI. Por lo tanto, el programa muestra un gráfico de barras de los aciertos de KI. Para cada valor de KI, evalúe los K aciertos de subconjuntos específicos de muestras, analizando cada grupo de réplicas técnicas juntas.

Para ello, analice cada tratamiento o variable por separado marcando o desmarcando las casillas correspondientes. Después de identificar el ancho de cada ventana KI utilizando la interfaz gráfica, seleccione aleatoriamente algunos de los cromatogramas correspondientes. En general, el software evalúa los picos superpuestos entre las réplicas técnicas.

Una vez que se individualiza la ventana de KI, la función de fusión en la interfaz gráfica se utiliza para fusionar los KIS que caen en la ventana en el ki primero más poblado. Haga clic en el botón de fusión para activar la función y seleccione el ki más poblado en el centro de la ventana haciendo clic con el botón izquierdo en la barra correspondiente. Una vez que se ha seleccionado la barra, cambia de color y se vuelve verde para fusionar los KIS que caen dentro de la ventana en el ki seleccionado haciendo clic derecho en las barras correspondientes.

Esto hace que las barras se vuelvan rojas, mientras que se agrega una barra azul de la longitud correspondiente encima del ki central. Una vez que todos los kis seleccionados se hayan fusionado en el ki central apropiado, haga clic en el botón de fusión nuevamente para aceptar los cambios. Esto hace que el botón de combinación se vuelva amarillo en caso de errores.

El botón de desvinculación también está disponible para descomponerse. Haga clic en el botón de fusión en la interfaz gráfica. A continuación, haga clic con el botón derecho del ratón en la barra roja para unmerg.

De rojo, la barra se vuelve azul. Vuelva a hacer clic en el botón de descombinación para aceptar los cambios. Si se intenta fusionar incorrectamente dos picos de una sola muestra en un solo valor KI, se imprime un mensaje de error.

Una vez que se han guardado todas las operaciones de fusión, guarde el archivo antes de continuar con el análisis estadístico, se analizan los cromatogramas de los blancos de aire y vial para monitorear posibles contaminaciones. Una vez que se haya identificado el ki de los picos y los blancos, reste el área del pico detectada en el aire y/o el blanco del frasco del área del pico presente. En la muestra, la nariz electrónica fue capaz de detectar diferencias en los perfiles volátiles entre los frutos de melón cosechados en diferentes etapas de madurez.

A continuación se muestran ejemplos de cromatogramas de frutos maduros tempranos y frutos completamente maduros, que revelan las diferencias en el área de los picos. Para numerosos picos, se identificaron ventanas de 20 K en todas las muestras. Un análisis de variantes mostró que de estos diferentes kis, la abundancia de 14 picos detectados por la nariz electrónica varió significativamente entre dos etapas de madurez. Aquí, la abundancia máxima de la fruta madura temprana para cada uno de estos kis se traza en verde, y la de la fruta completamente madura se traza en naranja.

Después de completar este procedimiento, se pueden realizar otros métodos como la cromatografía de gases junto con la espectrometría de masas para identificar los componentes correspondientes a picos individuales en la nariz electrónica después de su desarrollo. Esta técnica proporcionará una herramienta de análisis rápido y permitirá a los investigadores en el campo de la patología vegetal, la fisiología vegetal, la biología poscosecha y la ciencia de los alimentos explorar los cambios en la composición volátil de la fruta en función de la madurez, la variedad o el almacenamiento. Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de la rapidez con la que analiza compuestos volátiles con una nariz electrónica y realiza la alineación de picos utilizando nuestra interfaz gráfica.