יצירת פרופילים של תרכובות נדיפות בפרי דומדמניות שחורות באמצעות מיקרו-קסטרה של שלב מוצק Headspace בשילוב ספקטרומטריית גז כרומטוגרפיה-מסה

Delphine M. Pott; José G. Vallarino; Sonia Osorio

doi:10.3791/62421

Method Article

יצירת פרופילים של תרכובות נדיפות בפרי דומדמניות שחורות באמצעות מיקרו-קסטרה של שלב מוצק Headspace בשילוב ספקטרומטריית גז כרומטוגרפיה-מסה

DOI:

10.3791/62421

⸱

June 9th, 2021

Delphine M. Pott¹ , José G. Vallarino¹ , Sonia Osorio¹

¹Departamento de Biología Molecular y Bioquímica, Campus de Teatinos, Instituto de Hortofruticultura Subtropical y Mediterránea “La Mayora”, Universidad de Málaga-Consejo Superior de Investigaciones Científicas

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

פלטפורמת מיקרו-פרוצדורה-גז-כרומטוגרפיה של מרחב ראש-פאזה מוצקה מתוארת כאן לזיהוי וכימות מהירים, אמינים ואוטומטיים למחצה של נדיפים בפירות דומדמניות שחורות בשלים. טכניקה זו יכולה לשמש כדי להגדיל את הידע על ארומה פירות ולבחור cultivars עם טעם משופר לצורך הרבייה.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

יש עניין גובר במדידת תרכובות אורגניות נדיפות (VOCs) הנפלטות מפירות בשלים לצורך גידול זנים או cultivars עם מאפיינים אורגנולפטיים משופרים ובכך, כדי להגביר את קבלת הצרכן. פלטפורמות מטבולומיות בעלות תפוקה גבוהה פותחו לאחרונה כדי לכמת מגוון רחב של מטבוליטים ברקמות צמחיות שונות, כולל תרכובות מפתח האחראיות על טעם הפירות ואיכות הארומה (volatilomics). שיטה המשתמשת במיקרו-קסטרה של שלב מוצק headspace (HS-SPME) יחד עם ספקטרומטריית גז כרומטוגרפיה-מסה (GC-MS) מתוארת כאן לזיהוי וכימות של VOCs הנפלטים מפירות דומדמניות שחורות בשלים, ברי מוערך מאוד על טעמו ועל היתרונות הבריאותיים שלו.

פירות בשלים של צמחי דומדמניות שחורות (ribes nigrum) נקצרו והוקפאו ישירות בחנקן נוזלי. לאחר הומוגניזציה רקמה כדי לייצר אבקה עדינה, דגימות הופשרו מיד מעורבב עם פתרון נתרן כלורי. לאחר צנטריפוגה, supernatant הועבר לתוך בקבוקון זכוכית headspace המכיל נתרן כלורי. VOCs חולצו לאחר מכן באמצעות סיבי מיקרו-מנטרלקציה (SPME) בשלב מוצק וכרוטוגרף גז בשילוב ספקטרומטר מסה מלכודת יונים. כימות נדיף בוצע על כרומטוגרמה היון המתקבלת על ידי שילוב אזור שיא, באמצעות יון m / z ספציפי עבור כל VOC. ביאור VOC נכון אושר על ידי השוואת זמני שמירה ספקטרום מסה של סטנדרטים מסחריים טהורים לרוץ באותם תנאים כמו הדגימות. יותר מ-60 VOCs זוהו בפירות דומדמניות שחורות בשלים הגדלים במקומות מנוגדים באירופה. בין VOCs המזוהים, תרכובות ארומה מפתח, כגון טרפנואידים ו נדיפים C6, יכול לשמש סמנים ביולוגיים לאיכות פירות דומדמניות שחורות. בנוסף, נדונים יתרונות וחסרונות של השיטה, כולל שיפורים פוטנציאליים. יתר על כן, הודגש השימוש בבקרות לתיקון אצווה ומזעור עוצמת הסחף.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

טעם הוא תכונה איכותית חיונית לכל פרי, המשפיעה על קבלת הצרכן ובכך משפיעה באופן משמעותי על סחירות. תפיסת הטעם כרוכה בשילוב של מערכות הטעם והריח ותלויה כימית בנוכחותם ובריכוזם של מגוון רחב של תרכובות המצטברות בחלקים צמחיים אכילים, או במקרה של VOCs, הנפלטים מהפרי הבשל ^1,2. בעוד הרבייה המסורתית התמקדה בתכונות אגרונומיות כגון תשואה ועמידות למזיקים, שיפור איכות הפרי, כולל טעם, הוזנח זה מכבר בשל המורכבות הגנטית והקושי לפנוטיפ כראוי מאפיינים אלה, מה שמוביל לחוסר שביעות רצון הצרכן ^3,4. ההתפתחויות האחרונות בפלטפורמות מטבולומיות הצליחו לזהות ולכמת תרכובות מפתח האח....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. קצירת פירות

לגדל בין 4 ל 6 צמחים לכל גנוטיפ ו /או טיפול כדי להבטיח מספיק חומר פירות ושונות.
אם אפשר, לקצור את הדגימות באותו תאריך; אם אין מספיק חומר פירות, בריכה יחד דגימות שנקטפו בתאריכים שונים.
הערה: מומלץ כי זמן הקציר (בוקר, צהריים, אחר הצהריים) נשאר זהה בערך כמו פרופילי VOC מושפעים על ידי שעון ביולוגי בשעות היום /היממה28,29,30,30,31.
להעריך את שלב הבשלת פירות על ידי תצפית ^{חזותית32}. פירות בריכה מאותו שלב הבשלה, כמו מצב הבשלה משפיע מאוד על פליטת VOC. יש להשליך פירות פגומים או נגוע....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

פרופיל VOC בעל תפוקה גבוהה בקבוצה גדולה של גידולי פירות הגדלים בתנאים או מיקומים שונים או שייכים לגנוטיפים שונים נחוצים עבור פנוטיפינג ארומה מדויק. כאן, מוצגת פלטפורמת HS-SPME/GC-MS מהירה ואוטומטית למחצה לכימות יחסי של VOC בכתות דומדמניות שחורות. איתור וזיהוי VOC התבססו על ספרייה שפותחה לפרופיל מיני פירות יער (טבלה 1). פרופיל נדיף אופייני של פירות דומדמניות שחורות בשלות (כרומטוגרמה כוללת של היונים) המתקבל על-ידי HS-SPME/GC-MS בתנאים הנ"ל מוצג באיור 1A. בסך הכל זוהו 63 VOCs, .......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

הרבייה של ארומה פירות כבר זמן רב הפריע על ידי הגנטיקה המורכבת וביוכימיה שבבסיס הסינתזה של תרכובות נדיפות וחוסר טכנולוגיות עבור פנוטיפינג תקין. עם זאת, ההתקדמות האחרונה בפלטפורמות מטבולומיות, בשילוב עם כלים גנומיים, מאפשרים סוף סוף לזהות את המטבוליטים האחראים להעדפות הצרכנים ולהתרבות יבולים עם טעם ^משופר3. בעוד שרוב ההתקדמות הושגה במודל פירות, עגבניות ^9,10, תוצאות דומות ניתן להשיג במינים אחרים רלוונטיים כלכלית יבול כגון תות, תפוח, או אוכמניו.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המחברים מצהירים שאין ניגוד אינטרסים.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המחברים מודים לסרביציוס סנטרלס דה אפויו א-לה סיינטיגאסיון מאוניברסיטת מלאגה על מדידות HS-SPME/GC-MS. אנו מכירים בסיועה של שרה פרננדז-פלאסיוס קמפוס בכימות הפכפך. אנו מודים גם לחברי הקונסורציום של GoodBerry על אספקת חומר הפירות.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
Name	Company	Catalog Number	Comments
בקבוקוני מרווח ראש עליונים בורג 10 מ"ל	Thermo Scientific	10-HSV
18 מ"מ מכסה בורג סיליקון/PTFE	Thermo Scientific	18-MSC
5 מ"ל צינור עם מכסה בורג HDPE	VWR	216-0153
צנטריפוגה	Thermo Scientific	75002415
מתנול עבור HPLC	Merck	34860-1L-R
N-pentadecane (D32, 98%)	Cambridge Isotope Laboratories	DLM-1283-1
נתרן כלורי	Merck	S9888
סיבי SPME PDMS/DVB	Merck	57345-U
צנצנות טחינה אל חלד לרקמותLyser	Qiagen	69985
TissueLyser II	Qiagen	85300	ניתן להחליף על ידי טיט ועלי או טחנה קריוגנית
Trace GC גז כרומטוגרף-ITQ900 ספקטרומטר מסה מלכודת יונים	Thermo Scientific
Triplus RSH autosampler עם מכשיר SPME אוטומטי	Thermo Scientific	1R77010-0450
מים עבור HPLC	Merck	270733-1L
Xcalibur 4.2 SP1	Thermo Scientific		תוכנה

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Klee, H. J. Improving the flavor of fresh fruits: Genomics, biochemistry, and biotechnology. New Phytologist. 187 (1), 44-56 (2010).
Ferrão, L. F. V., et al. Genome-wide association of volatiles reveals candidate loci for blueberry flavo....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

יצירת פרופילים של תרכובות נדיפות בפרי דומדמניות שחורות באמצעות מיקרו-קסטרה של שלב מוצק Headspace בשילוב ספקטרומטריית גז כרומטוגרפיה-מסה

In This Article

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Results

Discussion

Disclosures

Acknowledgements

Materials

References

Reprints and Permissions

Tags

Related Articles