Method Article

헤드스페이스 고체-위상 미세 추출을 사용하여 블랙커런트 과일의 휘발성 화합물 프로파일링

DOI:

10.3791/62421

⸱

June 9th, 2021

 ,  , 
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

In This Article

Summary

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헤드스페이스 고형 미세 추출 가스 크로마토그래피 플랫폼은 잘 익은 블랙커런트 과일의 빠르고 신뢰할 수 있으며 반자동 휘발성 식별 및 정량화를 위해 여기에 설명되어 있습니다. 이 기술은 과일 향에 대한 지식을 높이고 번식을 목적으로 향상된 맛으로 품종을 선택하는 데 사용할 수 있습니다.

Abstract

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강화된 유기성 특성을 가진 품종 이나 품종을 사육하기 위해 잘 익은 과일에 의해 방출되는 휘발성 유기 화합물(VOC)을 측정하는 데 관심이 증가하고 있으며, 따라서 소비자수용을 증가시키고 있다. 고처리량 메타볼로믹 플랫폼은 최근 과일 맛과 아로마 품질(volatilomics)을 담당하는 주요 화합물을 포함하여 다양한 식물 조직에서 다양한 대사산물을 정량화하기 위해 개발되었습니다. 가스 크로마토그래피 질량 분석법(GC-MS)과 결합된 헤드스페이스 고형미생물추출(HS-SPME)을 사용하는 방법은 잘 익은 블랙커런트 과일에 의해 방출되는 VOC의 식별 및 정량화를 위해 여기에 설명되어 있으며, 베리는 맛과 건강에 매우 높은 평가를 받고 있다.

블랙커런트 식물(갈비 니그럼)의 잘 익은 열매를 수확하고 액체 질소로 직접 냉동하였다. 미세 한 분말을 생산 하는 조직 균질화 후, 샘플을 해동 하 고 즉시 염화 나트륨 용액과 혼합 했다. 원심분리후, 상피제는 염화나트륨을 함유한 헤드스페이스 유리 유리병으로 옮겨졌다. VOC는 그 때 이온 트랩 질량 분광계에 결합된 고체 위상 마이크로추출(SPME) 섬유및 가스 크로마토그래프를 사용하여 추출하였다. 휘발성 정량화는 피크 영역을 통합하여 결과 이온 크로마토그램에서 수행되었으며, 각 VOC에 대한 특정 m/z 이온을 사용하여 정확한 VOC 음표는 샘플과 동일한 조건하에서 실행되는 순수 상용 표준의 보존 시간 및 질량 스펙트럼을 비교하여 확인하였다. 60개 이상의 VOC가 유럽의 대조적인 지역에서 자란 잘 익은 블랙커런트 과일에서 확인되었습니다. 확인된 VOC 중테페노이드 및 C6 휘발성 물질과 같은 주요 아로마 화합물은 블랙커런트 과일 품질을 위한 바이오마커로 사용될 수 있습니다. 또한, 미래의 개선을 포함하여 방법의 장점과 단점이 논의된다. 또한, 배치 보정 및 드리프트 강도 최소화를 위한 컨트롤의 사용이 강조되고 있다.

Introduction

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맛은 모든 과일에 필수적인 품질의 특성으로 소비자의 수용에 영향을 미치므로 시장성에 큰 영향을 미칩니다. 맛 지각은 맛과 후각 시스템의 조합을 포함하고 식용 식물 부품에 축적 되는 화합물의 광범위한 의 존재와 농도에 화학적으로 의존, 또는 VOC의 경우, 잘 익은 과일에 의해 방출1,2. 전통적인 사육은 수율 과 해충 저항과 같은 농업 특성에 초점을 맞추고 있지만, 맛을 포함한 과일 품질 특성 개선은 오랫동안 유전적 복잡성과 이러한 특성을 적절하게 표현하기 어려운 것으로 인해 무시되어 소비자 불만3,4로 이어지고 있습니다. 메타볼로믹 플랫폼의 최근 발전은 과일 맛과 아로마5,6,7,8을 담당하는 주요 화합물을 식별하고 정량화하는 데 성공했습니다. 더욱이, 게놈 또는 전사 도구와 대사 산물 프로파일링의 조합은 차례로 향상된 조직특성....

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Protocol

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1. 과일 수확

  1. 충분한 과일 재료와 가변성을 보장하기 위해 유전자형 및/또는 치료당 4~6개 식물을 재배합니다.
  2. 가능하면 같은 날짜에 샘플을 수확하십시오. 과일 재료가 충분하지 않은 경우, 다른 날짜에 수확 샘플을 함께 풀.
    참고: 수확 시간(아침, 정오, 오후)은 VOC 프로파일이 주간/circadian 리듬28,29,30,31의 영향을 받는 것과 거의 동일하게 유지되는 것이 좋습니다.
  3. 시각적 관찰32에 의해 과일 익는 단계를 평가합니다. 숙성 상태가 VOC 방출에 큰 영향을 미치기 때문에 동일한 숙성 단계에서 과일을 풀링합니다. 손상되거나 병원균에 감염된 과일을 버리십시오.
    참고: 과일 익음을 더 잘 평가하기 위해 텍스처 분석을 수행할 수 있습니다33. 또한, 꽃 후 일 계산을 사용하여 풀링 된 과일이 유사한 성숙 단계에 속하도록 할 수 있습니다.
  4. VOC 분석을 위해 생물학적 복제당 최소 10-1....

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Results

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다양한 조건이나 위치에서 재배되거나 뚜렷한 유전자형에 속하는 큰 과일 작물 세트에서 고처리량 VOC 프로파일링은 정확한 아로마 표현형에 필요합니다. 여기서, 블랙커런트 품종의 상대적인 VOC 정량화를 위한 빠르고 반자동 HS-SPME/GC-MS 플랫폼이 제시된다. VOC 검출 및 식별은 베리 과일 종을 프로파일로 개발된 라이브러리(표 1)를 기반으로 하였다. 전술한 조건에서 HS-SPME/GC-MS에 의해 얻어진 전형적인 잘 익은 블랙커런트 과일 휘발성 프로파일(총 이온 크로마토그램)은 도 1A에 도시된다. 총 63개의 VOC가 여러 화학 클래스에 속하는 것으로 확인되었으며, 대부분은 에스테르(27), 알데히드(12), 알코올(8), 케톤(7), 테르펜(5), 푸란(3) (표 1)이다.

테르페노이드 화합물, 에스테르 및 C6 화합물은 블랙 커런트 볼라티로메를 지배하고.......

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Discussion

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과일 향을 위한 사육은 휘발성 화합물의 합성및 적당한 현상조에 대한 기술의 부족의 근본적인 복잡한 유전학 및 생화학에 의해 오랫동안 방해되었습니다. 그러나, 유전체 도구와 결합 된 메타 볼로믹 플랫폼의 최근 발전은 마침내 소비자 선호도에 대한 책임이있는 대사 산물의 식별을 허용하고 개선 된 맛3로 작물을 사육합니다. 대부분의 발전은 모델 과일에서 달성되었지만, tomato9,10, 유사한 결과는 딸기, 사과, 또는 blueberry2,12,35,36와 같은 다른 경제적으로 관련된 작물 종에서 달성 될 수있다.

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Disclosures

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

저자는 이해 상충을 선언하지 않습니다.

Acknowledgements

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저자는 HS-SPME / GC-MS 측정에 대한 말라가 대학에서 세르비시오 센트럴 드 아포요 라 Investigación 감사합니다. 우리는 휘발성 정량화에서 사라 페르난데스 - 팔라시오스 캄포스의 도움을 인정합니다. 우리는 또한 과일 재료를 제공 굿 베리의 컨소시엄 구성원에게 감사드립니다.

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
10 mL 스크류 탑 헤드스페이스 바이알Thermo Scientific10-HSV
18 mm 스크류 캡 실리콘/PTFEThermo Scientific18-MSC
5 mL 튜브(HDPE 스크류 캡 포함VWR216-0153
원심분리기Thermo Scientific75002415
HPLC용 메탄올Merck34860-1L-R
N-pentadecane (D32, 98%)Cambridge Isotope LaboratoriesDLM-1283-1
염화나트륨MerckS9888
SPME 섬유 PDMS/DVBMerck57345-U
TissueLyserQiagen69985
TissueLyser IIQiagen85300모르타르 및 유봉 또는 극저온 밀로 대체할 수 있습니다
Trace GC 가스 크로마토그래프-ITQ900 이온 트랩 질량 분석기
Triplus RSH 자동 시료 주입기Thermo Scientific1R77010-0450
HPLC용 물Merck270733-1L
Xcalibur 4.2 SP1Thermo Scientific소프트웨어
) 용 스테인리스 분쇄 항아리 . 자동 SPME 장치가 있는 Thermo Scientific

References

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

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