Name: PTR-ToF-MS accoppiato con un sistema di campionamento automatizzato e analisi dei dati su misura per gli studi alimentari: monitoraggio del bioprocesso, screening e analisi dello spazio del naso (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-05-11T12:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 43 s
Description: Scopri l'analisi PTR-ToF-MS per la scienza alimentare con campionamento automatizzato. Questo metodo consente il monitoraggio dei composti volatili nel tempo reale con elevata sensibilità.

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Questo lavoro è supportato dal 7° Programma Quadro della Commissione Europea nell'ambito dell'Accordo di Sovvenzione Numero 287382. SY è beneficiaria di un accordo di sovvenzione del 7° programma quadro della Commissione europea numero 287382. IK è beneficiaria di una borsa di dottorato FIRST della Fondazione Edmund Mach. Per il suo lavoro presso l'Università di Foggia, VC è supportato dalla Regione Puglia nell'ambito del programma 'Future In Research' (codice pratica 9OJ4W81).

Il protocollo segue le linee guida del nostro comitato istituzionale sull&#39;etica della ricerca umana. 1. Preparazione del campione e condizioni dell&#39;autocampionatore <ol><li> Monitoraggio bioprocesso on-line: rilevare i VOC rilasciati durante la fermentazione di acido lattico di yogurt NOTA: Questa sezione del protocollo rappresenta una parte della procedura riportata da Benozzi et al. 32 <ol><li> Aggiungere 5 ml di latte pastorizzato a ciascuna fiala (20 ml di fiale di vetro dotate di PTFE / septa di silicone). Prendere nota del tipo di latte utilizzato e riscaldare rapidamente i campioni a 45 ° C. Trasferitelo ad un autocampionatore multifunzionale GC dotato di un vassoio a temperatura controllata (45 ° C). </li><li> Utilizzare il braccio robotico dell&#39;autocampionatore per inoculare le fiale con le colture di starter microbiche (secondo le specifiche del produttore della coltura di avviamento). Impostare il tempo di incubazione in base alla tipologia del yogurt desiderato e alla specificaS riferito dal produttore della cultura di avviamento. Impostare il campionatore automatico per analizzare in modo rapido un campione dopo l&#39;altro, ottenendo un monitoraggio VOC in linea della fermentazione dell&#39;acido lattico durante la preparazione di yogurt. </li></ol></li><li> Proiezione su larga scala: monitoraggio di COV associati a diversi genotipi di mele NOTA: Questa sezione del protocollo fa parte della procedura riportata da Farneti et al. 33 , 36 <ol><li> Mostrare le mele alla fase desiderata di maturazione / conservazione ( ad es. In fase di raccolta commerciale). Selezionare almeno cinque frutti omogenei senza danno visibile per ogni clone. Conservare le mele per il periodo desiderato a temperatura ambiente (25 ° C) o in frigorifero (4 ° C). </li><li> Raccogliere cinque dischi cilindrici (1,7 cm di diametro e 1 cm di spessore) da ciascuna mela con un campionatore a lama. Includere una parte del tessuto corteccia e evitare la parte centrale con i semi.Immediatamente homogenizzare i campioni e congelare in azoto liquido. Conservare a -80 ° C fino all&#39;analisi. </li><li> Prima dell&#39;analisi, inserire tre repliche del campione di 2,5 g di mele da ciascuna replica biologica nei flaconi (flaconi di vetro da 20 ml dotati di PTFE / septa di silicone). Mescolare il campione con 2,5 ml di acqua deionizzata, 1 g di cloruro di sodio, 12,5 mg di acido ascorbico e 12,5 mg di acido citrico e conservare i campioni a 4 ° C fino all&#39;analisi (massimo 3 giorni). </li><li> Incubare i campioni a 40 ° C e quindi impostare l&#39;auto campionatore per analizzare automaticamente i VOC. </li></ol></li><li> Analisi dei Nosespace: studiare il rilascio retronasale di VOC durante il consumo di caffè NOTA: Questa sezione del protocollo rappresenta una parte della procedura descritta da Romano et al. 28 <ol><li> Preparare il caffè preparato da campioni di caffè macinato. <ol><li> Utilizzare una macchina da caffè: segnalare il rapporto acqua / polvere, il tipo di acqua minerale utilizzata,Il tipo di caffettiera e la procedura adottata per ottenere la bevanda del caffè (i quantitativi sono funzione della dimensione della macchina del caffè). </li><li> Utilizzare un creatore di caffettiera a sei tazze, noto in Italia come &quot;moka&quot;, utilizzando 450 ml di acqua e 30 g di polvere di caffè. Mettere il caffè preparato in una vasca e trasferirlo in un bagno d&#39;acqua termostatico (60 ° C). </li></ol></li><li> Per ogni birra di caffè, trasferire aliquote di 7,5 ml in una tazza di polistirene (40 mL) con un tappo in plastica. Avere ciascun panelista a gustare la bevanda secondo il protocollo: i) 30 s di respirazione libera, ii) un solo sorso di caffè, seguita da una rapida swallow e iii) 3 minuti di respirazione in un orlo ergonomico del vetro 28 . </li><li> Ripetere l&#39;intero esperimento per tre giorni consecutivi, randomizzando ogni giorno l&#39;ordine di campioni di caffè e pannelli. </li><li> Eseguire il campionamento applicando un nosepiece ergonomico monouso in gomma siliconica al naso dei panelists. Collegare il nIl pezzo al PTR-ToF-MS mediante un tubo PEEK che non viene riscaldato solo nella prima parte a contatto con il corpo del pannello, quindi riscaldato a 110 ° C in un tubo di ingresso che collega l&#39;interfaccia di campionamento con il PTR-MS strumento. NOTA: Nella tabella 2 un elenco di prodotti analizzati con procedure analoghe a quelle riportate da Benozzi et al. 32 , Farneti et al. 33 , 36 e Romano et al. Viene segnalato 28 . </li></ol></li></ol><table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> Matrice alimentare </td><td> Numero e tipo di campioni </td><td> Riferimento </td></tr><tr><td> Mela </td><td> Gli autori hanno proiettato una collezione rappresentata da 190 accessioni, composta da vecchie e nuove cultivar di mele </td><td> 33 </td></tr><tr><td> Yogurt </td><td> Quattro avviatori sono stati analizzati in termini di VOC rilasciati durante la fermentazione lattica di yogurt (A, FD-DVS YF-L812 Yo-Flex, Chr Hansen, B, FD-DVS YC-380 Yo-Flex, Chr Hansen; -DVS YC-X11 Yo-Flex, Chr Hansen; D, YO-MIX 883, Danisco) </td><td> 32 </td></tr><tr><td> caffè </td><td> Sono stati utilizzati tre diversi tipi di caffè macinato ottenuti da una singola miscela di caffè Arabica pura: arrosto medio, arrosto scuro e arrosto medio decaffeinato </td><td> 28 </td></tr></tbody></table> Tabella 2: Elenco dei prodotti analizzati. Elenco dei prodotti analizzati con procedure analoghe a quelle riportate da Benozzi et al. 32 , Farneti et al. 33 , 36 e Romano et al. 28 2. Disegno sperimentale e precauzioni pratiche <ol><li> Eseguire almeno tre repliche biologiche interneTes, ognuno con tre repliche tecniche, per ogni modalità sperimentale. </li><li> Prima dell&#39;incubazione e dell&#39;analisi del campione, scorrere lo spazio di testa con aria pulita per 1 min a 200 sccm per ogni fiala. </li><li> Preparare un vuoto per ogni modalità sperimentale, incubare ed analizzare il vuoto nelle stesse condizioni dei campioni. </li><li> Randomizza l&#39;ordine di campioni / spazi per analisi. </li><li> Analogamente ad altri metodi utilizzati per rilevare i VOC, limitare l&#39;uso di prodotti per la cura della persona profumati, come gomma e sigarette, prima di utilizzare lo strumento. Bloccare con cautela tutti i prodotti chimici volatili nel laboratorio e controllare il più possibile durante il test 37 . </li></ol> 3. Ottimizzazione e analisi dello strumento PTR-MS NOTA: Le condizioni strumentali sono descritte nei riferimenti ( es. Makhoul et al 27 ). <ol><li> Eseguire le misurazioni dello spazio di testa dei campioni con un commerciAl PTR-ToF-MS nel modo di configurazione standard. </li><li> Iniettare direttamente l&#39;aria nel condotto del tubo di deriva PTR-MS senza alcun trattamento. C&#39;è un flusso continuo di aria di campionamento attraverso il PTR-MS in modo che l&#39;iniezione si ottiene inserendo semplicemente l&#39;estremità dell&#39;ingresso PTR-MS nello spazio del campione. </li><li> Impostare e verificare costantemente le seguenti condizioni di ionizzazione nel tubo di deriva: temperatura del tubo di deriva di 110 ° C, pressione di deriva di 2.30 mbar, tensione di 550 V di deriva. Ciò porta ad un rapporto E / N di circa 140 Td (1 Td = 10 -17 cm 2 V - 1 s - 1 ). La linea di ingresso è costituita da un tubo capillare PEEK (diametro interno 0,04 in.) Riscaldato a 110 ° C. Per impostazione predefinita, impostare il flusso di ingresso a 40 sccm. </li><li> Impostare il tempo di campionamento per canale di acquisizione di ToF a 0,1 ns, pari a 350.000 canali per uno spettro di massa che va fino a m / z = 400. Ogni singolo spettro è la somma di circa 28.600 acquisizioni durate 35Μs ciascuno, con una risoluzione di tempo di 1 s. NOTA: la Spectra viene quindi continuamente memorizzata. I segnali spettrometrici crescono da un livello di fondo a un valore stabile in pochi secondi (il tempo necessario per sostituire il gas nelle linee di ingresso) e solo gli spettri acquisiti dopo questo transitorio vengono considerati in ulteriore analisi. </li></ol> 4. Analisi dei dati personalizzati NOTA: L&#39;analisi dei dati personalizzata è stata sviluppata utilizzando una procedura in MATLAB. <ol><li> Correggere le perdite di conteggio dovute al tempo morto del rilevatore di ioni tramite una metodologia basata sulle statistiche di Poisson come descritto da Cappellin et al. 10 . </li><li> Eseguire la calibrazione interna secondo una procedura descritta da Cappellin et al. 38 per ottenere una buona precisione di massa (fino a 0,001 Th). </li><li> Effettuare l&#39;annotazione composta confrontando i dati spettrali ottenuti con i dati di frammentazione degli standard di riferimento e con i dati rRiportato nella letteratura scientifica. </li><li> Eseguire la riduzione del rumore, la rimozione della base e l&#39;estrazione dell&#39;intensità di picco secondo Cappellin et al. 39 , utilizzando Gaussians modificati per adattarsi ai picchi. </li><li> Calcolare l&#39;intensità di picco in ppbv (parti per miliardo per volume) tramite la formula descritta da Lindinger et al. 5 , utilizzando il coefficiente di frequenza di reazione appropriato o un valore costante per il coefficiente di velocità di reazione (k = 2,10 - 9 cm 3 s - 1 ), quando il composto sottostante non è noto. Quest&#39;ultima introduce un errore sistematico fino al 30% che può essere considerato se il coefficiente effettivo è conosciuto 40 . </li><li> Mina i dati eseguendo l&#39;analisi del componente principale, l&#39;analisi della varianza, il test post-hoc di Tukey e altri test / analisi statistici che adattano pacchetti esistenti sviluppati usando R ( ad esempio Cappellin et al. </ol>

<ol><li>Biasioli, F., Yeretzian, C., Märk, T. D., Dewulf, J., Van Langenhove, H. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0165993611001269">Direct-injection mass spectrometry adds the time dimension to (B)VOC analysis.</a> Trends Analyt Chem. 30 (7), 1003-1017 (2011).</li>
<li>Berchtold, C., Bosilkovska, M., Daali, Y., Walder, B., Zenobi, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-time+monitoring+of+exhaled+drugs+by+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Mass+Spectrom+Rev%22%5BJournal%5D)">Real-time monitoring of exhaled drugs by mass spectrometry.</a> Mass Spectrom Rev. 33 (5), 394-413 (2014).</li>
<li>Hansel, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/016811769504294U">Proton transfer reaction mass spectrometry: on-line trace gas analysis at the ppb level.</a> Int J Mass Spectrom Ion Process. 149, 609-619 (1995).</li>
<li>Jordan, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1387380609002036">An online ultra-high sensitivity Proton-transfer-reaction mass-spectrometer combined with switchable reagent ion capability PTR + SRI - MS).</a> Int J Mass Spectrom. 286 (1), 32-38 (2009).</li>
<li>Lindinger, W., Hansel, A., Jordan, A. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168117697002814">On-line monitoring of volatile organic compounds at pptv levels by means of proton-transfer-reaction mass spectrometry (PTR-MS) medical applications, food control and environmental research.</a> Int J Mass Spectrom Ion Process. 173 (3), 191-241 (1998).</li>
<li>Biasioli, F., Gasperi, F., Yeretzian, C., Märk, T. D. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0165993611001233">PTR-MS monitoring of VOCs and BVOCs in food science and technology.</a> Trends Analyt Chem. 30 (7), 968-977 (2011).</li>
<li>Campbell-Sills, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1387380616000270">Advances in wine analysis by PTR-ToF-MS: Optimization of the method and discrimination of wines from different geographical origins and fermented with different malolactic starters.</a> Int J Mass Spectrom. , 42-51 (2016).</li>
<li>Jordan, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1387380609002371">A high resolution and high sensitivity proton-transfer-reaction time-of-flight mass spectrometer (PTR-TOF-MS).</a> Int J Mass Spectrom. 286 (2-3), 122-128 (2009).</li>
<li>Lindinger, W., Hansel, A., Jordan, A. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/1998/cs/a827347z#!divAbstract">Proton-transfer-reaction mass spectrometry (PTR-MS): on-line monitoring of volatile organic compounds at pptv levels.</a> Chem Soc Rev. 27 (5), 347-375 (1998).</li>
<li>Cappellin, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925400510009135">On data analysis in PTR-TOF-MS: From raw spectra to data mining.</a> Sens Actuators B Chem. 155 (1), 183-190 (2011).</li>
<li>Ellis, A. M., Mayhew, C. A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aEllis%2C+AM+%22Proton+Transfer+Reaction+Mass+Spectrometry%3A+Principles+and+Applications%22">Proton Transfer Reaction Mass Spectrometry: Principles and Applications</a>. , John Wiley & Sons. Chichester, West Sussex. (2012).</li>
<li>Blake, R. S., Monks, P. S., Ellis, A. M. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/cr800364q">Proton-Transfer Reaction Mass Spectrometry.</a> Chem Rev. 109 (3), 861-896 (2009).</li>
<li>Romano, A., Capozzi, V., Spano, G., Biasioli, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Proton+transfer+reaction-mass+spectrometry%3A+online+and+rapid+determination+of+volatile+organic+compounds+of+microbial+origin%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Microbiol+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Proton transfer reaction-mass spectrometry: online and rapid determination of volatile organic compounds of microbial origin.</a> Appl Microbiol Biotechnol. 99 (9), 3787-3795 (2015).</li>
<li>Pollien, P., Lindinger, C., Yeretzian, C., Blank, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Proton+transfer+reaction+mass+spectrometry%2C+a+tool+for+on-line+monitoring+of+acrylamide+formation+in+the+headspace+of+maillard+reaction+systems+and+processed+food%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Proton transfer reaction mass spectrometry, a tool for on-line monitoring of acrylamide formation in the headspace of maillard reaction systems and processed food.</a> Anal Chem. 75 (20), 5488-5494 (2003).</li>
<li>Maçatelli, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0889157508001890">Verification of the geographical origin of European butters using PTR-MS.</a> J Food Compost Anal. 22 (2), 169-175 (2009).</li>
<li>Soukoulis, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Proton+transfer+reaction+time-of-flight+mass+spectrometry+monitoring+of+the+evolution+of+volatile+compounds+during+lactic+acid+fermentation+of+milk%5BTitle%5D)+AND+%22Rapid+Commun+Mass+Spectrom%22%5BJournal%5D)">Proton transfer reaction time-of-flight mass spectrometry monitoring of the evolution of volatile compounds during lactic acid fermentation of milk.</a> Rapid Commun Mass Spectrom. 24 (14), 2127-3134 (2010).</li>
<li>Heenan, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0308814611012660">PTR-TOF-MS monitoring of in vitro and invivo flavour release in cereal bars with varying sugar composition.</a> Food Chem. 131 (2), 477-484 (2012).</li>
<li>Benjamin, O., Silcock, P., Beauchamp, J., Buettner, A., Everett, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tongue+pressure+and+oral+conditions+affect+volatile+release+from+liquid+systems+in+a+model+mouth%5BTitle%5D)+AND+%22J+Agric+Food+Chem%22%5BJournal%5D)">Tongue pressure and oral conditions affect volatile release from liquid systems in a model mouth.</a> J Agric Food Chem. 60 (39), 9918-9927 (2012).</li>
<li>Ting, V. J. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+and+in+vivo+flavor+release+from+intact+and+fresh-cut+apple+in+relation+with+genetic%2C+textural%2C+and+physicochemical+parameters%5BTitle%5D)+AND+%22J+Food+Sci%22%5BJournal%5D)">In vitro and in vivo flavor release from intact and fresh-cut apple in relation with genetic, textural, and physicochemical parameters.</a> J Food Sci. 77 (11), 1226-1233 (2012).</li>
<li>Özdestan, Ö, et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0963996913003025">Differentiation of specialty coffees by proton transfer reaction-mass spectrometry.</a> Food Res Int. 53 (1), 433-439 (2013).</li>
<li>Dimitri, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0023643812004161">PTR-MS monitoring of volatiles fingerprint evolution during grape must cooking.</a> LWT-Food Sci Technol. 51 (1), 356-360 (2013).</li>
<li>Déléris, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+direct+mass+spectrometry+methods+for+the+on-line+analysis+of+volatile+compounds+in+foods%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mass+Spectrom%22%5BJournal%5D)">Comparison of direct mass spectrometry methods for the on-line analysis of volatile compounds in foods.</a> J Mass Spectrom. 48 (5), 594-607 (2013).</li>
<li>Sánchez del Pulgar, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+the+pig+rearing+system+on+the+final+volatile+profile+of+Iberian+dry-cured+ham+as+detected+by+PTR-ToF-MS%5BTitle%5D)+AND+%22Meat+Sci%22%5BJournal%5D)">Effect of the pig rearing system on the final volatile profile of Iberian dry-cured ham as detected by PTR-ToF-MS.</a> Meat Sci. 93 (3), 420-428 (2013).</li>
<li>Onishi, M., Inoue, M., Araki, T., Iwabuchi, H., Sagara, Y. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s11947-010-0422-5">A PTR-MS-based protocol for simulating bread aroma during mastication.</a> Food Bioproc Tech. 5 (4), 1228-1237 (2010).</li>
<li>Beauchamp, J., Zardin, E., Silcock, P., Bremer, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monitoring+photooxidation-induced+dynamic+changes+in+the+volatile+composition+of+extended+shelf+life+bovine+milk+by+PTR-MS%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mass+Spectrom%22%5BJournal%5D)">Monitoring photooxidation-induced dynamic changes in the volatile composition of extended shelf life bovine milk by PTR-MS.</a> J Mass Spectrom. 49 (9), 952-958 (2014).</li>
<li>Yener, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PTR-ToF-MS+characterisation+of+roasted+coffees+%28C.+arabica%29+from+different+geographic+origins%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mass+Spectrom%22%5BJournal%5D)">PTR-ToF-MS characterisation of roasted coffees (C. arabica) from different geographic origins.</a> J Mass Spectrom. 49 (9), 929-935 (2014).</li>
<li>Makhoul, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Proton-transfer-reaction+mass+spectrometry+for+the+study+of+the+production+of+volatile+compounds+by+bakery+yeast+starters%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mass+Spectrom%22%5BJournal%5D)">Proton-transfer-reaction mass spectrometry for the study of the production of volatile compounds by bakery yeast starters.</a> J Mass Spectrom. 49 (9), 850-859 (2014).</li>
<li>Romano, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1387380613004260">Nosespace analysis by PTR-ToF-MS for the characterization of food and tasters: The case study of coffee.</a> Int J Mass Spectrom. 365, 20-27 (2014).</li>
<li>Muilwijk, M., Heenan, S., Koot, A., van Ruth, S. M. <a target="_blank" href="https://www.hindawi.com/journals/jchem/2015/981549/">Impact of production location, production system, and variety on the volatile organic compounds fingerprints and sensory characteristics of tomatoes.</a> J Chem. 2015, 981549(2015).</li>
<li>Makhoul, S., et al. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s11947-015-1549-1">Volatile compound production during the bread-making process: effect of flour, yeast and their interaction.</a> Food Bioproc Tech. 8 (9), 1925-1937 (2015).</li>
<li>Aprea, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Volatile+compound+changes+during+shelf+life+of+dried+Boletus+edulis%3A+comparison+between+SPME-GC-MS+and+PTR-ToF-MS+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mass+Spectrom%22%5BJournal%5D)">Volatile compound changes during shelf life of dried Boletus edulis: comparison between SPME-GC-MS and PTR-ToF-MS analysis.</a> J Mass Spectrom. 50 (1), 56-64 (2015).</li>
<li>Benozzi, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monitoring+of+lactic+fermentation+driven+by+different+starter+cultures+via+direct+injection+mass+spectrometric+analysis+of+flavour-related+volatile+compounds%5BTitle%5D)+AND+%22Food+Res+Int%22%5BJournal%5D)">Monitoring of lactic fermentation driven by different starter cultures via direct injection mass spectrometric analysis of flavour-related volatile compounds.</a> Food Res Int. 69, 235-243 (2015).</li>
<li>Farneti, B., et al. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s11306-014-0744-9">Comprehensive VOC profiling of an apple germplasm collection by PTR-ToF-MS.</a> Metabolomics. 11 (4), 838-850 (2014).</li>
<li>Yener, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0963996914008357">Tracing coffee origin by direct injection headspace analysis with PTR/SRI-MS.</a> Food Res Int. 69, 235-243 (2015).</li>
<li>Charles, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0963996914007509">Understanding flavour perception of espresso coffee by the combination of a dynamic sensory method and in-vivo nosespace analysis.</a> Food Res Int. 69, 9-20 (2015).</li>
<li>Farneti, B., et al. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s11306-014-0696-0">Untargeted metabolomics investigation of volatile compounds involved in the development of apple superficial scald by PTR-ToF-MS.</a> Metabolomics. 11 (2), 341-349 (2014).</li>
<li>Bean, H. D., Zhu, J., Hill, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterizing+Bacterial+Volatiles+using+Secondary+Electrospray+Ionization+Mass+Spectrometry+%28SESI-MS%29%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Characterizing Bacterial Volatiles using Secondary Electrospray Ionization Mass Spectrometry (SESI-MS).</a> J Vis Exp. (52), e2664(2011).</li>
<li>Cappellin, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extending+the+dynamic+range+of+proton+transfer+reaction+time-of-flight+mass+spectrometers+by+a+novel+dead+time+correction%5BTitle%5D)+AND+%22Rapid+Commun+Mass+Spectrom%22%5BJournal%5D)">Extending the dynamic range of proton transfer reaction time-of-flight mass spectrometers by a novel dead time correction.</a> Rapid Commun Mass Spectrom. 25 (1), 179-183 (2011).</li>
<li>Cappellin, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+Quantitative+Determination+of+Volatile+Organic+Compound+Concentrations+Using+Proton+Transfer+Reaction+Time-of-Flight+Mass+Spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Sci+Technol%22%5BJournal%5D)">On Quantitative Determination of Volatile Organic Compound Concentrations Using Proton Transfer Reaction Time-of-Flight Mass Spectrometry.</a> Environ Sci Technol. 46 (4), 2283-2290 (2012).</li>
<li>Cappellin, L., et al. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s11306-012-0405-9">PTR-ToF-MS and data mining methods: a new tool for fruit.</a> Metabolomics. 8 (5), 761-770 (2012).</li>
<li>Yeretzian, C., Jordan, A., Lindinger, W. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1387380602007856">Analysing the headspace of coffee by proton-transfer-reaction mass-spectrometry.</a> Int J Mass Spectrom. 223, 115-139 (2003).</li>
<li>Sulzer, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1387380612001704">From conventional proton-transfer-reaction mass spectrometry (PTR-MS) to universal trace gas analysis.</a> Int J Mass Spectrom. 321, 66-70 (2012).</li>
<li>Cappellin, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1387380613004296">Ethylene: Absolute real-time high-sensitivity detection with PTR/SRI-MS. The example of fruits, leaves and bacteria.</a> Int J Mass Spectrom. 365, 33-41 (2014).</li>
<li>Ruzsanyi, V., Fischer, L., Herbig, J., Ager, C., Amann, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multi-capillary-column+proton-transfer-reaction+time-of-flight+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Chromatography+A%22%5BJournal%5D)">Multi-capillary-column proton-transfer-reaction time-of-flight mass spectrometry.</a> Journal of Chromatography A. 1316, 112-118 (2013).</li>
<li>Romano, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1387380614002127">Wine analysis by FastGC proton-transfer reaction-time-of-flight-mass spectrometry.</a> Int J Mass Spectrom. 369, 81-86 (2014).</li>
<li>Aprea, E., Biasioli, F., Märk, T. D., Gasperi, F. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1387380606005240">PTR-MS study of esters in water and water/ethanol solutions: Fragmentation patterns and partition coefficients.</a> Int J Mass Spectrom. 262 (1-2), 114-121 (2007).</li>
<li>Sulzer, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1387380614001584">A Proton Transfer Reaction-Quadrupole interface Time-Of-Flight Mass Spectrometer (PTR-QiTOF): High speed due to extreme sensitivity.</a> Int J Mass Spectrom. 368, 1-5 (2014).</li>
<li>Barber, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Increased+Sensitivity+in+Proton+Transfer+Reaction+Mass+Spectrometry+by+Incorporation+of+a+Radio+Frequency+Ion+Funnel%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Increased Sensitivity in Proton Transfer Reaction Mass Spectrometry by Incorporation of a Radio Frequency Ion Funnel.</a> Anal Chem. 84 (12), 5387-5391 (2012).</li>
</ol>

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

La spettrometria di massa di reazione al trasferimento di protoni (PTR-MS) accoppiata al tempo di volo (ToF) rappresenta un compromesso valido tra la necessità di identificazione e quantificazione dei composti organici volatili e la necessità di una rapida analisi analitica. L&#39;alta risoluzione di massa che caratterizza l&#39;analizzatore di massa ToF fornisce / fornisce sensibili sensibilità e spettri di massa con notevole contenuto informativo. Inoltre, l&#39;applicazione di PTR-ToF-MS accoppiata ad un tester autom...

Le tecnologie spettrometriche di massa a iniezione diretta (DIMS) rappresentano una classe di approcci strumentali analitici che offrono una notevole risoluzione di massa e di tempo con elevata sensibilità e robustezza, consentendo la rapida rilevazione e la quantificazione dei composti organici volatili (VOC) 1 . Questi approcci strumentali includono, tra gli altri, MS-e-nose, spettrometria di massa di ionizzazione chimica a pressione atmosferica (APCI-MS), spettrometria di massa di proton-trasferimento-reazione (PTR-MS) e spettrometria di massa di massa ionica SIFT-MS) 1 . I pro ei contro di ogni approccio dipendono da: il tipo di iniezione del campione, la sorgente e il controllo degli ioni precursori, il controllo del processo di ionizzazione e l'analizzatore di massa 1 , 2 . La spettrometria di massa di spostamento-reazione di proton (PTR-MS) è stata sviluppata più di venti anni fa per monitorare in tempo reale e wiI limiti di rilevazione bassi (solitamente pochi ppbv, parte per miliardo di volume) i composti organici più volatili (VOC) nell'aria 3 , 4 . Gli usi correnti di PTR-MS vanno dalle applicazioni mediche, al controllo degli alimenti, alla ricerca ambientale 5 , 6 . Le caratteristiche principali di questa tecnica sono: la possibilità di misurazione rapida e continua, la fonte intensa e pura di ioni precursori e la possibilità di controllare le condizioni di ionizzazione (pressione, temperatura e tensione di deriva). Queste caratteristiche permettono di combinare usi versatili con un alto grado di standardizzazione 1 , 4 . Infatti, il metodo si basa sulle reazioni degli ioni idronici (H 3 O + ), che inducono il trasferimento protonico non dissociativo nella maggior parte dei composti volatili (in particolare quelli caratterizzati da una affinità protonica superiore a quella dell'acqua), protonando i composti neutri(M) secondo la reazione: H 3 O + + M → H 2 O + MH + . A differenza di altre tecniche, ad esempio , l'APCI-MS, la generazione di ioni precursori e la ionizzazione del campione sono divisi in due diversi comparti strumentali (una rappresentazione schematica dello strumento PTR-MS è riportata in figura 1 ). Una scarica elettrica mediante vapore acqueo nella fonte ionica a catodo ustione genera un fascio di ioni idronio. Dopo questa fase, gli ioni attraversano il tubo di deriva, dove avviene la ionizzazione dei VOC 7 . Ioni entrano quindi in una sezione di estrazione dell'impulso e vengono accelerati nella sezione TOF. Attraverso i tempi di volo, è possibile determinare i rapporti mass-to-charge degli ioni 8 . Ogni impulso di estrazione porta ad uno spettro di massa completo 8 della gamma m / z selezionata. Gli spettri ionici sono registrati da un sistema di acquisizione veloce 7 . Uno spettro completo è in genereAcquisite in un secondo, sebbene sia possibile ottenere una risoluzione più elevata in base al livello del segnale e del rumore e una stima quantitativa della concentrazione dello spazio di volume del VOC può essere fornita anche senza taratura 9 , 10 . <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/54075/54075fig1.jpg"> Figura 1: Schema illustrato di un PTR-MS. Rappresentazione schematica dello strumento PTR-MS. HC: sorgente ionica esterna con catodo cavo; SD: deriva della sorgente; VI, entrata a venturi; EM, moltiplicatore di elettroni; FC1-2, regolatori di flusso. Ristampato con l'autorizzazione di Boschetti et al. 7 . <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54075/54075fig1large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a> <p class="jove_content" fo:keep-together.withiin generale la tecnica ptr assicura tempi di analisi veloci sensibilit rilevazione elevata e dimensioni relativamente compatte dello strumento non richiede n preparazione del campione distruzione consente quindi effettuare indagini in tempo reale>11 . PTR è di notevole interesse nelle scienze ambientali, atmosferiche, alimentari, tecnologiche, mediche e biologiche 12 . I VOC associati alle matrici alimentari sono di notevole interesse per la scienza e la tecnologia alimentare a causa del loro ruolo importante nella base molecolare di fenomeni biologici legati all'odore e alla percezione del sapore e, quindi, all'accettazione degli alimenti. Quindi, il nostro interesse per il rilevamento in tempo reale e non invasivo dei VOC si riferisce principalmente alle qualità sensoriali del cibo. Inoltre, se consideriamo la possibilità di individuare i microrganismi deteriorati e patogeni mediante i VOCs liberati 13 e / o per monitorare i composti organici volatili come marcatori( Ad es. I sottoprodotti di Maillard durante i trattamenti termici) 14 , diventa chiaro come l'identificazione e la quantificazione del VOC siano settori di interesse nella gestione della qualità alimentare 6 . Diversi usi recenti di tecnologie PTR-MS per il rapido monitoraggio e la quantificazione dei VOC in matrici alimentari testimoniano l'ampia gamma di applicazioni di questi approcci analitici ( Tabella 1 ). <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> Matrice alimentare </td><td> Tipo di applicazione </td><td> Breve descrizione </td><td> Riferimento </td></tr><tr><td> Burro </td><td> Screening / Caratterizzazione </td><td> Origine geografica dei burro europei </td><td> 15 </td></tr><tr><td> Yogurt </td><td> Monitoraggio del bioprocesso </td><td> Evoluzione durante l'acido lattico fermentazione </td><td> 16 </td></tr><tr><td> Barre di cereali </td><td> Misura in vivo </td><td> Nosespace durante il consumo di cereali con composizione variabile di zucchero </td><td> 17 </td></tr><tr><td> Sistemi di modelli liquidi </td><td> Condizioni orali simulate </td><td> Valutazione della pressione della lingua e delle condizioni orali in una bocca del modello </td><td> 18 </td></tr><tr><td> Mela </td><td> Misura in vivo </td><td> Nosespace durante il consumo di mela con diversi parametri genetici, strutturali e fisico-chimici </td><td> 19 </td></tr><tr><td> caffè </td><td> Screening / Caratterizzazione </td><td> Differenziazione dei caffè specializzati </td><td> 20 </td></tr><tr><td> Mosto d'uva </td><td> Screening / Caratterizzazione </td><td> Effetto del processo di cottura </td><td> 21 </td></tr><tr><td> Caramelle aromatizzate </td><td> Misura in vivo </td><td> Determinazione su pannelli che utilizzano diversiMetodi di spettrometria diretta di massa </td><td> 22 </td></tr><tr><td> prosciutto </td><td> Screening / Caratterizzazione </td><td> Effetto del sistema di allevamento di suini </td><td> 23 </td></tr><tr><td> Pane </td><td> Condizioni orali simulate </td><td> Simulare l'aroma del pane durante la masticazione </td><td> 24 </td></tr><tr><td> latte </td><td> Screening / Caratterizzazione </td><td> Monitoraggio delle modifiche dinamiche indotte dalla fotooxidazione nel latte </td><td> 25 </td></tr><tr><td> caffè </td><td> Screening / Caratterizzazione </td><td> Diversità nei caffè tostati dalle diverse origini geografiche </td><td> 26 </td></tr><tr><td> Pane </td><td> Monitoraggio del bioprocesso </td><td> Effetto di diversi avviatori di lievito durante la fermentazione alcolica </td><td> 27 </td></tr><tr><td> caffè </td><td> Misura in vivo </td><td> Nosespace durante il consumo di diverse preparazioni di caffè arrosto </td><td> 28 </td></tr><tr><td pomodori></td><td> Screening / Caratterizzazione </td><td> Impatto della posizione di produzione, del sistema produttivo e della varietà </td><td> 29 </td></tr><tr><td> Pane </td><td> Monitoraggio del bioprocesso </td><td> Effetto della farina, del lievito e della loro interazione durante la fermentazione alcolica </td><td> 30 </td></tr><tr><td> Funghi </td><td> Screening / Caratterizzazione </td><td> Conservazione dei funghi porcini secchi </td><td> 31 </td></tr><tr><td> Yogurt </td><td> Monitoraggio del bioprocesso </td><td> Effetto delle diverse culture di avviamento durante la fermentazione lattica </td><td> 32 </td></tr><tr><td> Mela </td><td> Screening / Caratterizzazione </td><td> Diversità in una collezione di germoplasmi di mele </td><td> 33 </td></tr><tr><td> caffè </td><td> Screening / Caratterizzazione </td><td> Traccia dell'origine del caffè </td><td> 34 </td></tr><tr><td> caffè </td><td> Misura in vivo </td><td> Combinazione di aIl metodo sensoriale dinamico e l'analisi in-vivo del nosespace per comprendere la percezione del caffè </td><td> 35 </td></tr></tbody></table> Tabella 1: Elenco degli studi scientifici che utilizzano PTR-ToF-MS nel settore alimentare. Lista non esaustiva di studi scientifici che utilizzano approcci basati su PTR per monitorare il contenuto di COV negli esperimenti alimentari. Negli ultimi studi abbiamo riportato l'applicazione di PTR-ToF-MS accoppiati con un sistema di campionamento automatizzato e strumenti di analisi dei dati su misura per aumentare l'automazione e l'affidabilità del campionamento e, di conseguenza, aumentare il potenziale di questa tecnica 7 , 10 , 13 . Ciò ci ha consentito di esaminare, in termini di contenuto di VOC, grandi gruppi di campioni ( ad es. Cibo di origini diverse con molti replicati, interi germoplasmi), per analizzare l'influenza di diversi modi sperimentali sul rilascio di VOC ( ad es. Concentrazioni diverseDi un determinato ingrediente, di intensità diverse di un determinato parametro tecnologico) e di monitorare i COV associati ad una data bioprocessazione ( es. Ossidazione enzimatica, fermentazione alcolica). Qui, per esemplificare il potenziale del PTR-ToF-MS nel settore agroalimentare, presentiamo tre applicazioni paradigmatiche: la rilevazione di VOC rilasciati durante la fermentazione di acido lattico di yogurt indotti da diverse culture di avviamento microbico (monitoraggio bioprocesso on-line ), Il monitoraggio dei VOC associati a varie cultivar di mele (screening su larga scala) e lo studio in vivo del rilascio di VOC Retronasal durante il caffè (analisi del nasespazio).

<table><tbody><tr><td>PTR-TOF 8000 ad alta risoluzione PTR-TOF-MS</td><td>Ionicon Analytik Ges.m.b.H.</td><td>PTR-TOF 8000</td><td>Un rivelatore per composti organici volatili (COV) che consente la quantificazione continua dei VOC con un'altissima risoluzione di massa</td></tr><tr><td>GERSTEL&nbsp; MPS 2XL</td><td>Gerstel</td><td></td><td>Un autocampionatore multifunzionale&nbsp;</td></tr><tr><td>Unità di calibrazione gas</td><td>Ionicon Analytik Ges.m.b.H.</td><td>GCU-s / GCU-a</td><td>Un sistema di diluizione dinamica del gas che fornisce quantità variabili ma note di diversi composti standard in un flusso di gas di trasporto</td></tr><tr><td>TofDaq</td><td>Tofwerk AG</td><td>gratuito disponibile presso http://soft.tofwerk.com/&nbsp;&nbsp;&nbsp;</td><td>Un software di acquisizione dati&nbsp; (per l'acquisizione di spettri)</td></tr><tr><td>MATLAB&nbsp;</td><td>MathWorks</td><td>http://it.mathworks.com/products/matlab/</td> <td>Un linguaggio di calcolo tecnico e un ambiente interattivo per lo sviluppo di algoritmi, la visualizzazione e l'analisi dei dati</td></tr><tr><td>R</td><td>The R Foundation</td><td>disponibile gratuitamente all'indirizzo https://cran.r-project.org/mirrors.html&nbsp;&nbsp;</td><td>Un linguaggio e un ambiente per il calcolo statistico e la grafica</td></tr></tbody></table>

ptr-tof-ms accoppiato con un sistema di campionamento automatizzato e analisi dei dati su misura per gli studi alimentari: monitoraggio del bioprocesso, screening e analisi dello spazio del naso

PTR-ToF-MS Coupled with an Automated Sampling System and Tailored Data Analysis for Food Studies: Bioprocess Monitoring, Screening and Nose-space Analysis

La Reazione di Proton Transfer (PTR), combinata con un Spettrometro di Massa (MS) di Time-of-Flight (ToF), è un approccio analitico basato sulla ionizzazione chimica che appartiene alle tecnologie DIMS (Direct-Injection Spectrometric Mass). Queste tecniche consentono la rapida determinazione di composti organici volatili (VOC), garantendo elevata sensibilità e precisione. In generale, PTR-MS non richiede né preparazione di campioni né distruzione di campioni, permettendo un&#39;analisi in tempo reale e non invasiva dei campioni. PTR-MS è sfruttato in molti campi, dalla chimica ambientale e chimica atmosferica alle scienze mediche e biologiche. Più di recente abbiamo sviluppato una metodologia basata sull&#39;accoppiamento di PTR-ToF-MS con un campionatore automatizzato e strumenti di analisi dei dati su misura per aumentare il grado di automazione e, di conseguenza, aumentare il potenziale della tecnica. Questo approccio ci ha permesso di monitorare i bioprocessi ( es. Ossidazione enzimatica, fermentazione alcolica)Per esempio diverse origini, interi germoplasmi) e per analizzare diversi modi sperimentali ( ad es. Concentrazioni diverse di un determinato ingrediente, intensità diverse di un determinato parametro tecnologico) in termini di contenuto di VOC. Qui riportiamo i protocolli sperimentali che esemplificano le diverse possibili applicazioni della nostra metodologia: cioè la rilevazione di VOC rilasciati durante la fermentazione di acido lattico di yogurt (monitoraggio bioprocesso on-line), il monitoraggio dei VOC associati a varie cultivar di mele (screening su larga scala) , E lo studio in vivo del rilascio di VOC Retronasal durante il bere da caffè (analisi dei nasespazi).

Il profilo volatile dei campioni ha provocato uno spettro di massa completo per la gamma di massa desiderata acquisita ogni secondo. Nella figura 2 viene fornito un esempio dello spettro medio acquisito durante la bioprocesso on-line di yogurt 32 . In ogni spettro possono essere identificate più di 300 picchi di massa nell'intervallo m / z fino a 250 Th 32 . <img ...

La spettrometria di massa consente un'analisi ad alta sensibilità, rapida e non invasiva dei composti organici volatili. Per dimostrare il suo potenziale, forniamo tre esempi: fermentazione dell'acido lattico dello yogurt (monitoraggio on-line del bioprocesso), diversi genotipi di mela (screening su larga scala) e spazio retronasale dopo aver bevuto caffè (analisi dello spazio nasale).

PTR-ToF-MS accoppiato con un sistema di campionamento automatizzato e analisi dei dati su misura per gli studi alimentari: monitoraggio del bioprocesso, screening e analisi dello spazio del naso

Proton Transfer Reaction (PTR), combined with a Time-of-Flight (ToF) Mass Spectrometer (MS) is an analytical approach based on chemical ionization that ...

L'obiettivo generale di questo articolo è dimostrare il potenziale del PTR-ToF-MS per l'analisi diretta dei composti organici volatili nella scienza e nella tecnologia alimentare e in particolare l'importanza del campionamento automatizzato e dell'analisi dei dati su misura per la produzione di dati. I composti organici volatili svolgono un ruolo chiave nella scienza e nella tecnologia alimentare sia perché controllano la percezione del sapore e dell'odore, sia perché forniscono uno strumento per il monitoraggio della qualità degli alimenti. L'elevata sensibilità e l'iniezione rapida e diretta rendono PTRMS una delle scelte migliori per il monitoraggio del rilascio di composti organici volatili per il monitoraggio di bioprocessi, per lo screening di grandi set di dati e per l'analisi dello spazio del naso.Sviluppiamo anche dati adeguati e gli strumenti di analisi necessari per il corretto utilizzo di set di dati grandi e complessi come quelli utilizzati da PTRMS in un tempo molto breve. La futura dimostrazione della nostra metodologia può ispirare ricerche in diversi campi statistici e scientifici come la SENSOMICA, la metabolomica, l'analisi dei percorsi e la fonemica. Per iniziare il primo esperimento, aggiungere cinque millilitri di latte pastorizzato a fiale di vetro da 20 millilitri dotate di setti in silicone PTFE.Quindi trasferire i campioni in un campionatore automatico GC multifunzionale dotato di un vassoio di controllo della temperatura. Utilizzare il braccio robotico dell'autocampionatore per inoculare le fiale con le colture microbiche starter, impostare il tempo di incubazione in base alla tipologia del processo desiderato e alle specifiche riportate dal produttore della coltura starter. Quindi impostare il campionatore automatico per analizzare un campione dopo l'altro, ottenendo un monitoraggio online dei composti organici volatili della fermentazione dell'acido lattico durante la preparazione dello yogurt.Il secondo esperimento seleziona almeno cinque mele allo stadio di maturazione desiderato senza alcun danno visibile per ogni varietà. Conservare le mele per il periodo desiderato a quattro gradi Celsius. Successivamente, raccogli cinque dischi cilindrici da ogni mela con un campionatore di polpa che include parte del tessuto della corteccia ed evita la parte centrale con i semi.Dopo aver congelato i campioni e l'azoto liquido, omogeneizzarli. Mettere tre repliche di campioni di mela da 2,5 grammi di ciascuna varietà in fiale di vetro da 20 millilitri. Miscelare ogni campione con una soluzione antiossidante ottenuta sciogliendo un grammo di cloruro di sodio, 12,5 milligrammi di acido ascorbico e 12,5 milligrammi di acido citrico in 2,5 millilitri di acqua deionizzata.Incubare i campioni a 40 gradi Celsius. Quindi impostare il campionatore automatico per analizzare automaticamente i composti organici volatili. Per l'ultimo esperimento, preparare il caffè preparato da campioni di caffè macinato con una caffettiera da sei tazze utilizzando 450 millilitri di acqua e 30 grammi di polvere di caffè.Trasferire il caffè preparato in una bottiglia e mettere la bottiglia in un bagnomaria termostatico a 60 gradi Celsius. Riportare il rapporto acqua in polvere, il tipo di acqua minerale utilizzata, il tipo di caffettiera e la procedura adottata per ottenere la bevanda al caffè. Per ogni erogazione di caffè, trasferire aliquote da 7,5 millilitri in una tazza di polistirolo da 40 millilitri con tappo di plastica.Chiedi a ogni membro del panel di assaggiare la bevanda secondo il protocollo. Mentre il PTR-ToF-MS campiona continuamente la concentrazione dello spazio del naso tramite un nasello ergonomico in gomma siliconica monouso sul naso di ciascun panelista. Questo nasello è collegato al PTR-ToF-MS da un tubo PIC con la parte a contatto con il panelist a temperatura ambiente e il tubo rimanente riscaldato a 110 gradi Celsius e un tubo di ingresso che collega l'interfaccia di campionamento con lo strumento.Per eseguire le misure dello spazio di testa dei campioni, iniettare direttamente l'aria nello spazio di testa del tubo di deriva PTRMS inserendo l'estremità dell'ingresso PTRMS nello spazio di testa del campione. Prima e durante le misurazioni, impostare e verificare costantemente le seguenti condizioni di ionizzazione nel tubo di deriva per ottenere un rapporto E/N di 140 Townsend. Se si utilizza un campionatore automatico, impostare il flusso minimo in ingresso su 40 centimetri cubi standard.Impostare il tempo di campionamento per canale di acquisizione ToF su un intervallo del rapporto di carica master. Utilizza il software sviluppato internamente per correggere le perdite di conteggio dovute al tempo morto del rivelatore di ioni ed eseguire la calibrazione interna, la riduzione del rumore di annotazione composta e l'estrazione dei picchi. Estrai i dati eseguendo l'analisi dei composti principali, l'analisi della varianza, il test post-hoc di Tukey e altre analisi statistiche, adattando i pacchetti esistenti sviluppati utilizzando Matlab.I tre esperimenti forniscono esempi di applicazione della nostra metodologia di monitoraggio dei processi biologici, screening di set di campioni e analisi dello spazio nasale in vivo. Il profilo online dei composti organici volatili dei campioni fornisce uno spettro di massa completo ogni secondo e più di 300 picchi di massa possono essere identificati negli spettri medi acquisiti durante la fermentazione dello yogurt. Qui sono mostrate le cinetiche di fermentazione di nove picchi di massa selezionati durante la fermentazione dello yogurt utilizzando quattro diverse colture starter.La maggior parte di questi volatili mostrava una cinetica microbica classica con una fase di ritardo iniziale seguita da una fase di crescita e una fase post-logaritmica. È interessante notare che l'analisi online ha evidenziato una particolare cinetica di deplezione per quattro composti contenenti zolfo che possono avere un effetto sensoriale anche a una concentrazione molto bassa. Il dendrogramma basato su composti organici volatili associati ad una vasta collezione di mele rappresentata da 198 sedute evidenzia la presenza di sei cluster principali determinati principalmente da esteri e alcoli.Di seguito sono riportati i profili cumulativi di cinque tester per caffè rappresentati da grafici radiali. I risultati dimostrano la presenza di differenze riproducibili e rilevanti tra i panelisti, come evidente per il panelista P uno e P due. A differenza dei campioni, la metodologia più collaudata, può fornire dati affidabili sul rilascio di composti organici volatili, che se confrontati con i nostri metodi possono essere ottenuti in un tempo più breve.La possibilità di misurare molti campioni è la caratteristica chiave del nostro approccio. Perché consente di controllare e tracciare la vitalità dei campioni biologici. Dopo questo sviluppo, questa metodologia ha dato buoni frutti ai ricercatori in diversi campi legati al monitoraggio dei composti organici volatili per esplorare il legame tra il loro rilascio e la genetica e lo screening delle popolazioni.Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona idea di come esplorare il potenziale del PTR-ToF-MS nell'analisi alimentare e tecnologica per analizzare la volatilità dei frutti. Si prega di ricordare che i campioni e la linea di misurazione sono esposti all'aria durante l'esperimento. Evitate quindi di introdurre alcune fonti di composti organici volatili.Un altro vantaggio del PTRMS è che non comporta l'uso di solventi o coloranti pericolosi ed è una tecnica di chimica verde. Tuttavia, non dimenticare che i tuoi campioni possono essere estremamente pericolosi.

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Scopri l'analisi PTR-ToF-MS per la scienza alimentare con campionamento automatizzato. Questo metodo consente il monitoraggio dei composti volatili nel tempo reale con elevata sensibilità.

PTR-ToF-MS accoppiato con un sistema di campionamento automatizzato e analisi dei dati su misura per gli studi alimentari: monitoraggio del bioprocesso, screening e analisi dello spazio del naso (Video) | JoVE Journal

PTR-ToF-MS accoppiato con un sistema di campionamento automatizzato e analisi dei dati su misura per gli studi alimentari: monitoraggio del bioprocesso, screening e analisi dello spazio del naso

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