HPLC 측​​정을 바탕으로 근적외선 분광법에 의한 블루 베리의 성분 내용의 비파괴 예측을위한 모델의 건설

이 절차의 전반적인 목표는 근적외선 분광법을 통해 개별 블루베리의 총 당, 총 유기산 및 총 항시아닌 함량을 비파괴적으로 예측하기 위한 모델을 구성하고 검증하는 것입니다. 이 방법은 과일 및 채소와 같은 농산물 평가 분야의 주요 문제에 대한 해답을 제시할 것입니다. 저에게 이 기술의 장점은 많은 제품을 분광학으로 비파괴적으로 검사할 수 있다는 것입니다.

그리고 여기에 표시된 절차를 통해 구성된 모델. 근적외선 분광법은 농산물의 비파괴 평가를 위한 강력한 도구입니다. 예측 모델은 스펙트럼과 각 대상의 화학적 분석에 의해 결정된 내용물 간의 상관 관계를 조사하여 구성됩니다.

이 절차를 시연하는 사람은 제 연구실의 대학원생인 Yusuke Kimura와 대학의 Jingai Che이자 이 프로토콜의 저자 중 한 명입니다. 대상 품종에서 충분한 수와 다양한 종류의 샘플 블루베리를 수집합니다. 보정 모델의 구성을 위해 바람직하게는 100개의 블루베리를 수집합니다.

그리고 구성된 모델의 검증을 위해 최소 10 개. 견고한 모델을 구성하려면 다양한 색상, 크기 및 다양한 숙성 조건과 같은 다양한 유형의 샘플을 수집합니다. 각 블루베리의 무게를 잰다.

측정된 가중치는 나중에 각 블루베리 성분의 함량 백분율을 계산하는 데 사용됩니다. 다음으로, 확산 반사율 측정을 위해 근적외선 분광 광도기의 창 중앙에 블루베리 샘플을 놓습니다. 샘플 단일 채널 명령을 사용하여 각 블루베리의 스펙트럼을 측정합니다.

가급적이면 과일의 여러 지점에서 섭취하는 것이 좋습니다. 블루베리는 스펙트럼 측정 직후 분석하지 않을 경우 섭씨 영하 30도 이하의 냉동실에 보관하십시오. 전처리를 시작하려면 블루베리를 여러 조각으로 잘라 쉽게 균질화할 수 있도록 합니다.

블루베리가 얼었을 때 해동하지 않고 자릅니다. 조각을 50ml 비커에 넣습니다. 비커에 약 10ml의 초순수를 추가합니다.

자른 블루베리를 초순수에 넣고 전자레인지에서 20초 동안 가열하여 분석 중에 당을 분해할 수 있는 효소를 비활성화합니다. 비커에 약 10ml의 초순수를 추가합니다. 12, 표준 갱구 및 발전기 장비된 균질화기를 가진 000 분당 회전수에 5 분 동안 혼합물을 균질화하십시오.

균질화된 혼합물을 3, 000 RPM에서 10분 동안 원심분리하십시오. 다음으로 5개의 B 종이 필터를 사용하여 원심분리된 시료의 진공 여과에 의해 여과액을 수집합니다. 균질화 단계를 2회 반복한 후 여과액의 pH를 측정하고 묽은 염산과 수산화나트륨 수용액을 희석하여 7로 조정합니다.

초순수로 여과액을 50ml로 희석합니다. 샘플을 둘로 나눕니다. 하나는 당 분석을 위한 것이고 다른 하나는 유기산 분석을 위한 것입니다.

첫 번째 샘플 용액을 직렬로 연결된 컬럼에 통과시켜 색소, 양이온 및 음이온을 제외합니다. 컬럼에서 샘플 용액의 처음 1ml를 버립니다. 그런 다음 고성능 액체 크로마토그래피 또는 HPLC에 의한 당 분석을 위해 컬럼의 샘플 용액을 사용합니다.

HPLC로 분석하기 전에 0.445 미크론 필터가 장착된 마이크로튜브에서 6, 600 RPM으로 용액을 10분 동안 원심분리합니다. 섭씨 40도의 컬럼 오븐에서 겔 투과 컬럼을 사용하여 HPLC 시스템을 배열합니다. 분당 0.1ml의 유속을 가진 탈기된 초순수를 용리액으로 사용합니다.

또한 굴절률 감지기를 사용하십시오. 각 측정에 대해 20마이크로리터 분취액을 주입하여 표준 용액의 HPLC 스펙트로그램을 측정합니다. 여기에 포장 된 솔루션 소프트웨어가 측정에 사용됩니다.

각 표준물질의 크로마토그램에서 당 띠의 면적 강도를 마우스의 오른쪽 버튼으로 재분석을 클릭하여 확인합니다. 그런 다음 해당 농도에 대한 면적 강도를 연결하여 선형 회귀를 통해 각 설탕에 대한 작업 곡선을 얻습니다. 곡선에서 면적 강도와 농도 사이의 관계를 나타내는 방정식은 각 설탕에 대해 얻어집니다.

표준 곡선을 얻은 후 각 측정에 대해 20마이크로리터 분취액을 주입하여 샘플 용액의 HPLC 스펙트로그램을 측정합니다. 이전과 같이 각 샘플 용액의 크로마토그램에서 당 밴드의 면적 강도를 가져옵니다. 유기산의 HPLC 측정을 수행하는 단계는 텍스트 프로토콜을 참조하십시오.

블루베리는 스펙트럼 측정 직후 안토시아닌을 분석하지 않을 경우 섭씨 영하 80도 이하의 냉동고에 보관하십시오. 안토시아닌의 HPLC 측정을 위한 전처리를 수행하려면 각 냉동 과일을 진공 라이오필러로 12시간 동안 건조시킵니다. 트리플루루오세트산의 1% 메탄올 용액에 혼합물을 넣어 섭씨 4도의 냉장고에 12시간 동안 방치하여 건조된 블루베리에서 안토시아닌을 추출합니다.

초원심분리기를 사용하여 섭씨 영하 8도, 15, 000RPM에서 2밀리리터 마이크로튜브에서 추출물을 15분 동안 원심분리합니다. 그런 다음 0.45 미크론 필터를 통해 추출물을 필터링하여 HPLC 측정을 위한 샘플을 얻습니다. 섭씨 40도의 컬럼 오븐에서 C18 역상 컬럼을 사용하여 HPLC 시스템을 정렬합니다.

0.1% 수성 트리플루로아세트산을 LUNA로 사용하여 그래디언트 방법을 적용합니다. 그리고 아세토니트릴에 함유된 0.5% 트리플루로아세트산은 LUNB입니다. 분당 0.1밀리리터의 유속을 사용하여 주입 후 0분에서 50분 동안 LUNB 비율이 8%에서 15%로 증가합니다.

그리고 15%에서 75%during 주입 후에 50에서 60 분. 520나노미터에서 모니터링하는 포토 다이오드 어레이 검출기를 사용합니다. 각 측정에 대해 자동 샘플러를 통해 10마이크로리터 분취량을 주입하여 표준 용액의 HPLC 스펙트로그램을 측정합니다.

측정을 위해 LC 솔루션 소프트웨어를 사용하십시오. 마지막으로, 각 측정에 대해 자동 샘플러를 통해 10마이크로리터 부분 표본을 주입하여 샘플 용액의 HPLC 스펙트로그램을 측정합니다. 이 시점에서, 성분 함량의 예측을 위한 보정 모델의 구축과 이러한 구성된 모델의 검증이 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 수행됩니다.

예측 모델은 관찰된 스펙트럼과 여기에 표시된 절차를 통해 결정된 성분 함량을 사용하여 구성됩니다. 총 설탕 함량의 예측을 위해 구성된 모델의 교차 검증 결과의 예가 여기에 나와 있습니다. 근적외선 분광법으로 예측된 값과 HPLC로 측정된 값 사이의 상관관계는 만족스럽습니다.

총 안토시아닌 함량에 대한 모델의 교차 검증에 대해서도 유사한 결과가 관찰됩니다. 다시 말하지만, 예측된 값과 관찰된 값 간의 상관 관계는 만족스럽습니다. 이 비디오를 시청한 후에는 HPLC로 블루베리 콘텐츠의 이전 값을 얻는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다.

파괴적인 화학 분석으로 측정된 사전 설정된 함량을 기반으로 적절하게 구성된 모델을 사용해야만 다른 평가가 가능합니다. 이는 표적에 대한 이전의 화학 분석이 고성능 예측 모델을 구성하는 데 미스터리라는 것을 의미합니다. 이 비디오에 표시되지 않은 예측 모델의 구성 절차에 대해서는 텍스트 프로토콜을 참조하십시오.

일단 적절하게 구성되면, 예측을 위한 모델은 당, 유기산 및 블루베리의 모든 함량을 예측하는 데 적용할 수 있습니다. 여기에 표시된 바와 같이 근적외선 분광법은 많은 종류의 농산물의 상관 관계에 적용할 수 있을 것으로 예상됩니다. 모든 농산물 평가에 근적외선 분광법을 적용할 때 좋은 모델을 구축하기 위해 화학 분석을 통해 사전 설정된 함량 장벽을 얻어야 한다는 것을 잊지 마십시오.