Name: Bouw van modellen voor destructieve Voorspelling van Ingredient Inhoud in Bosbessen door Near-Infrared Spectroscopy Op basis van HPLC Metingen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-06-28T14:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 25 s
Description: Leer niet-destructieve voorspelling van suiker, organische zuren en anthocyanen in bosbessen met nabij-infraroodspectroscopie. Deze methode optimaliseert kwaliteitsbeoordeling van landbouwproducten zonder schade.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Dit werk werd gedeeltelijk ondersteund door het project "Een schema om landbouw en visserij in rampgebieden te revitaliseren door het inzetten van zeer geavanceerde technologie" van het Ministerie van Landbouw, Bosbouw en Visserij, Japan.

1. Het verzamelen van monsters <ol><li> Bepaal welke cultivars zullen worden opgenomen in het doel van de kalibratie model. </li><li> Verzamel voldoende aantal verschillende typen monster bosbessen van het doel cultivars. <ol><li> Verzamel voorkeur 100 bosbessen voor de bouw van het ijkingsmodel, en minstens 10 voor de validatie van de geconstrueerde model. Om robuuste modellen te bouwen, het verzamelen van monsters van verschillende soorten, dat wil zeggen met verschillende kleuren, formaten en op verschillende rijping omstandigheden. </li></ol></li><li> Weeg elke bosbessen. Opmerking: De gewichten gemeten worden later gebruikt voor de berekening van de inhoud procent bestanddelen van elke bosbessen. </li></ol> 2. Metingen van Spectra <ol><li> Warm-up van de spectrofotometer voldoende (meer dan 1 uur) voorafgaande aan de metingen om betrouwbare spectra te krijgen. </li><li> Stel de spectrofotometer. Zorg ervoor dat de voorwaarden zijn constant allen door de metingen. Eenvoorbeeld van typische omstandigheden voor metingen wordt hieronder gegeven. <ol><li> Stel het bereik van de metingen om 12,500-3,600 cm -1. </li><li> Stel de spectrale resolutie tot 16 cm -1. </li><li> Zet de accumulatie 32 keer. </li></ol></li><li> Selecteer diffuse reflectie als de wijze van meten. </li><li> Zet de standaardreflector op het raam van de spectrofotometer diffuse reflectie metingen. Met de opdracht &quot;achtergrond enkele channel&quot;, meet het achtergrondspectrum die automatisch wordt gebruikt voor de berekening van relatieve reflectie spectra van de spectra van het monster bosbessen later gemeten. </li><li> Liep bosbes monster in het midden van het venster van de spectrofotometer diffuse reflectie metingen. Door het gebruik van het commando &quot;sample single channel&quot;, meten spectra van elk blueberry bij voorkeur op verschillende punten van de vrucht. Opmerking: Kubelka-Munk transformatie 6,7 zal ook worden uitgevoerd automatisch bij de waargenomen spectra van monster bosbessen indien de staat van spectrale acquisitie leidt daartoe. Kubelka-Munk transformatie verandert de spectra gemeten in de diffuse reflectie modus om de spectra overeenstemmen met die gemeten in de transmissiemodus en is nodig voor het analyseren van spectra met hoge nauwkeurigheid. Spectra van de absorptie schaal gebruikt voor analyse. </li><li> Bereken het gemiddelde spectrum van de spectra van elk monster met behulp van een gegevensverwerkende programma zoals MS Excel als de spectra van een bosbes monster worden gemeten op verschillende punten. Gebruik de gemiddelde spectrum voor analyses. </li></ol> 3. voorbehandeling voor HPLC Metingen van suikers en organische zuren 8 Opmerking: Extract suikers en organische zuren van elk bosbessen, die oplosbaar zijn in water, met ultrazuiver water als volgt. Op een volledig bosbes wordt gebruikt voor analyse. <ol><li> Bewaar de bosbessen in een vriezer beneden -30 ° C klaar for chemische analyses als ze niet worden geanalyseerd direct na de spectrale metingen. </li><li> Snijd een bosbes in stukken zodat het gemakkelijk in de volgende stappen kunnen worden gehomogeniseerd. Snijd de bosbes zonder ontdooien wanneer het wordt bevroren. </li><li> De stukjes in een 50 ml bekerglas. </li><li> ca. toevoegen 10 ml ultrazuiver water (gedestilleerd water waarvan de elektrische geleidbaarheid lager dan 0,1 uS / cm) aan de beker. </li><li> Verwarm de snede bosbessen in ultrazuiver water in een magnetronoven gedurende 20 seconden om de enzymen die suikers kunnen ontleden tijdens de analyses uit te schakelen. </li><li> Ca. 10 ml van ultrapuur water aan de beker. </li><li> Homogeniseer het mengsel gedurende 5 minuten bij 12.000 rpm met een homogenisator uitgerust met een standaard as en generator. </li><li> Centrifugeer het gehomogeniseerde mengsel gedurende 10 minuten bij 3000 rpm (2000 x g). </li><li> Verzamel het filtraat door vacuümfiltratie van het gecentrifugeerde monster 5B met behulp van een papieren filter. </li><li> Herhaal de stappen 3,6-3,9 tweemaal op The filtratieresidu alle suikers en organische zuren te verzamelen, en een combinatie van alle filtraten. </li><li> Meet de pH van het filtraat en afstellen op 7 met verdund zoutzuur (0,1 en 0,01 mol L -1) en verdunde waterige oplossingen van natriumhydroxide (0,1 en 0,01 mol L -1). </li><li> Verdun het filtraat tot 50 ml met ultrazuiver water. </li><li> Verdeel het monster in twee; een voor de analyse van suikers en andere voor de analyse van organische zuren. </li><li> Passeer de eerste monster oplossing door kolommen (twee C18, CM en QMA) in serie verbonden met pigmenten, kationen en anionen uit te sluiten. Gooi de eerste 1 ml van het monster oplossing uit de kolommen. gebruik de monsteroplossing uit de kolommen voor de analyse van suikers met HPLC. </li><li> Passeer de tweede monster oplossing door kolommen (twee C18 en CM) in serie verbonden met pigmenten en kationen uit te sluiten. Gooi de eerste 1 ml van het monster oplossing uit de kolommen. Maak dan gebruik van het monster oplossing uit de columns voor de analyse van organische zuren met HPLC. </li><li> Centrifuge elke oplossing van stap 3,14 en 3,15 bij 6600 rpm (5800 x g) gedurende 10 min in een microbuis met een 0,45 urn filter met een mini-centrifuge voor de analyse met HPLC. </li></ol> 4. HPLC Metingen van Sugars Opmerking: In dit onderzoek wordt som gehalte aan sucrose, glucose en fructose elk bosbessen beschouwd als het totale suikergehalte. Daarom wordt de werking curve voor elk van de drie suikers eerst verkregen en vervolgens totaal gehalte aan suikers per bosbes verkregen. De standaard inhoud wordt gerapporteerd als 0,3-0,4 gew% (sucrose), 3,8-4,8 gew% (glucose) en 4,2-5,3 gew% (fructose). 9 <ol><li> Meet ongeveer 200 mg sucrose nauwkeurig, en oplossen in 50 ml ultrapuur water om een ​​standaard oplossing te bereiden. Verdun 5 ml van de oplossing tot 50 ml met ultrazuiver water voor de tweede standaardoplossingen bereid. Bereid eveneens de derde standard oplossing uit de tweede standaardoplossing. </li><li> Bereid de standaardoplossingen van glucose en fructose, eveneens. </li><li> Schik de HPLC-systeem als volgt: <ol><li> Gebruik een gelpermeatiekolom in de kolom oven bij 40 ° C. </li><li> Gebruik ontgast ultrazuiver water met de stroomsnelheid van 0,1 ml / min als eluaat. </li><li> Gebruik een brekingsindexdetector. </li></ol></li><li> Meet de HPLC spectrogrammen van standaardoplossingen door injectie van een 20 pi aliquot voor elke meting. Opmerking: Hier wordt PAC oplossing gebruikt als software voor de meting. </li><li> Haal het gebied intensiteit van de band van suiker op het chromatogram van elke standaardoplossing door te klikken op &#39;re-analyse&#39; met de rechter muisknop. </li><li> Plot gebied intensiteiten tegen de bijbehorende concentraties om de werking curve voor elke suiker te krijgen door de lineaire regressie, waarbij de vergelijking die de relatie tussen het gebied intensiteit en de concentratie wordt verkregen for elke suiker. </li><li> Meet de HPLC spectrogrammen van sample oplossingen door het injecteren van een 20 ul monster voor elke meting. </li><li> Haal het gebied intensiteiten van de banden van suikers met de retentietijd van elke monsteroplossing zoals eerder beschreven in stap 4,5. </li><li> Verkrijgen van de concentratie van de suikers in de oplossingen met de vergelijkingen die overeenkomt met de werking curves verkregen in stap 4.6. </li><li> Verkrijgen van de hoeveelheid van elke suiker per bosbessen door de concentraties van de monsteroplossing verkregen in de voorgaande stap en het totale volume van de monsteroplossing (50 ml, zie stap 3.12). </li><li> Het verkrijgen van de totale hoeveelheid suiker van elke vrucht door het optellen van de inhoud van drie suikers. </li><li> Het verkrijgen van de inhoud procent van de totale suikerproductie van elke bosbes door gebruik te maken van het gewicht gemeten in stap 1.3. </li></ol> 5. HPLC metingen van organische zuren Opmerking: In dit onderzoek som gehalte citroenzuur, chininezuur, appelzuurzuur en barnsteenzuur worden beschouwd als de totale organische zuurgehalte. Daarom werkt curve voor elk van de vier organische zuren eerst verkregen, en daarna werd de organische zuren per bosbes gemeten. De standaard inhoud wordt gerapporteerd als 0,42-0,62 gew% (citroenzuur), 0-0,15 gew% (kinazuur), 0,08-0,23 gew% (appelzuur) en 0,06-0,25 gew% (barnsteenzuur). 9 <ol><li> Meet ongeveer 5 mg van citroenzuur nauwkeurig, en los het in 50 ml ultrapuur water om een ​​standaard oplossing te bereiden. Verdun 5 ml van de oplossing tot 50 ml met ultrazuiver water voor de tweede standaardoplossingen bereid. Bereid eveneens de derde standaardoplossing van de tweede standaardoplossing. </li><li> Bereid de standaardoplossingen van chininezuur, appelzuur en barnsteenzuur, eveneens. </li><li> Schik de HPLC-systeem als volgt: <ol><li> Gebruik twee anionenuitwisseling kolommen in serie verbonden in de kolom oven bij 40 ° C. </li><li> Gebruik ontgast 0,1% waterige oplossing van fosforzuurzuur met de stroomsnelheid van 0,02 ml / min als eluaat. </li><li> Gebruik een ultraviolet-zichtbare detector ingesteld op 210 nm. </li></ol></li><li> Meet de HPLC spectrogrammen van standaardoplossingen door het injecteren van een 20 ui monster van de standaard oplossing voor elke meting. </li><li> Haal het gebied intensiteit van de band van organisch zuur op het chromatogram van elke standaardoplossing door te klikken op &#39;re-analyse&#39; met de rechter muisknop. </li><li> Plot gebied intensiteiten tegen de bijbehorende concentraties aan de werkende curve voor elk organisch zuur krijgen door de lineaire regressie, waarbij de vergelijking die de relatie tussen het gebied intensiteit en de concentratie wordt verkregen voor elk organisch zuur. </li><li> Meet de HPLC spectrogrammen van monsteroplossingen door injectie van een 20 pi aliquot van het monster voor elke meting. </li><li> Haal het gebied intensiteiten van de banden van organische zuren met de retentietijd van elke monsteroplossing zoals eerder beschreven in stap 5,5. </li><li> Verkrijgen van de concentratie van de organische zuren in de oplossingen met de vergelijkingen die overeenkomt met de werking curves verkregen in stap 5.6. </li><li> Verkrijgen van de hoeveelheid van elk organisch zuur in elk bosbessen door de concentraties van de monsteroplossing verkregen in de voorgaande stap en het totale volume van de monsteroplossing (50 ml, zie stap 3.12). </li><li> Het verkrijgen van de totale hoeveelheid organisch zuur in elk bosbes door het optellen van de inhoud van de vier organische zuren. </li><li> Het verkrijgen van de inhoud procent van de totale organisch zuur van elk bosbessen met behulp van het gewicht gemeten in stap 1.3. </li></ol> 6. voorbehandeling voor HPLC Metingen van anthocyanen <ol><li> Houd de bosbessen in een vriezer beneden -80 ° C gereed voor chemische analyses als ze niet worden geanalyseerd direct na de spectrale metingen. </li><li> Droog elk bevroren fruit met een vacuüm vriesdroger gedurende 12 uur. </li><li> Uittreksel anthocyanine uit de gedroogde bosbessen in 1% methanol oplossing of trifluorazijnzuur [gewicht van blueberry (g) / volume van de oplossing (ml) = 1/10] door het verlaten van het mengsel in een koelkast bij 4 ° C gedurende 12 uur. </li><li> Na centrifugeren gedurende 15 min in een 2 ml microbuis met een ultracentrifuge bij -8 ° C en 15.000 rpm (21.900 x g). </li><li> Filtreer het extract door een 0,45 urn filter om het monster voor HPLC-metingen te krijgen. </li></ol> 7. HPLC Metingen van anthocyanen Opmerking: Over 13 soort anthocyanen zijn opgenomen in bosbessen. Aangezien het moeilijk werken curves krijgen voor anthocyanines, een werkkromme alleen cyanidine-3-O -glucoside chloride, een van de meest populaire anthocyanines in bosbessen, wordt verkregen. De werkende curve wordt aangevraagd bij benadering kwantificering van andere anthocyanen. <ol><li> Zijn ongeveer 1,5 mg cyanidine-3-O -glucoside chloride nauwkeurig en los deze in 10 ml van 1% methanol oplossing van trifluorazijnzuur prepare een standaardoplossing. Verdun 5 ml van de oplossing tot 10 ml met 1% methanol oplossing van trifluorazijnzuur tweede standaardoplossingen bereid. Bereid op dezelfde wijze de derde en vierde standaardoplossingen elkaar. </li><li> Schik de HPLC-systeem als volgt: <ol><li> Gebruik een C18 omgekeerde fasekolom in een kolom oven bij 40 ° C. </li><li> Breng de gradiënt methode met eluaten van 0,1% waterig trifluorazijnzuur (elueren A) en 0,5% trifluorazijnzuur in acetonitril (elueren B) met de stroomsnelheid van 0,1 ml / min, waarbij de verhouding tussen eluaat B toeneemt van 8% tot 15% gedurende 0-50 min na de injectie, en van 15% tot 75% gedurende 50-60 min na de injectie. </li><li> Gebruik een fotodiodearraydetector controle bij 520 nm. </li></ol></li><li> Meet de HPLC spectrogrammen van standaardoplossingen door injectie van een 10 pi aliquot voor elke meting. &quot;LC oplossing&quot; wordt gebruikt als software voor de meting. </li><li> Haal het gebied intensiteit van de band vancyanidin-3-O -glucoside chloride op het chromatogram van elke standaardoplossing door te klikken op &#39;re-analyse&#39; met de rechter muisknop. </li><li> Zet de omgeving intensiteiten tegen de bijbehorende concentraties om de werking curve voor cyanidin-3-O -glucoside chloride krijgen door de lineaire regressie, waarbij de vergelijking die de relatie tussen gebied intensiteit en concentratie wordt verkregen voor cyanidin-3-O -glucoside chloride. </li><li> Meet de HPLC spectrogrammen van sample oplossingen door het injecteren van een 10 ul monster voor elke meting. </li><li> Haal het gebied intensiteit van de band van elk anthocyanine met de retentietijd van elke monsteroplossing zoals eerder beschreven in stap 7.4. </li><li> Verkrijgen van de concentraties van de anthocyanines in de oplossingen met de vergelijking die overeenkomt met de werkkromme verkregen in stap 7.5. </li><li> Het verkrijgen van de bedragen van alle anthocyanine in elk bosbessen uit de concentratie verkregen in de vorigestap en het totale volume van de monsteroplossing in stap 6,3. </li><li> Het verkrijgen van de totale hoeveelheid anthocyanine in elk bosbessen door het optellen van de inhoud van de dertien anthocyanen. </li><li> Verkrijgen van de inhoud procent van de totale anthocyanine per bosbessen met het gewicht gemeten in stap 1,3. </li></ol> 8. De bouw van Calibration Modellen voor de voorspelling van Ingrediënt Inhoud Opmerking: PLS regressie, 4,5 hetgeen een soort meervoudige regressie techniek met latente varianten, wordt gebruikt voor de constructie van calibratiemodellen voor elk ingrediënt van de waargenomen spectra en het ingrediënt bepaald via chemische analyse. PLS regressie wordt uitgevoerd of met de commerciële programma&#39;s of met de zelfgemaakte programma&#39;s. Zie referenties 5,10 voor de gedetailleerde processen van de bouw van modellen. <ol><li> Onderzoeken welke voorbehandelingen voor waargenomen spectra zijn het meest effectief voor nauwkeurige enrobuuste voorspelling. <ol><li> Construct calibratiemodellen door toepassing van één of twee van de volgende voorbehandelingen: MSC (Multiplicatieve Scatter Correction), 1,2,5 SNV (Standard Normal Variate), 1,2,5 MMN (Min-Max Normalisatie), COE (Constant Offset Elimination ) en de eerste of de tweede afgeleide berekening SG (Savitzky-Golay) methode. 1,2,5 Voorspel het ingrediënt inhoud van de termijn van de spectra met de geconstrueerde modellen validatie. Opmerking: In MMN, een spectrum genormaliseerd zodat de minimum- en maximumwaarden respectievelijk de 0 en 1,. In COE wordt de ordinaat van een spectrum verschoven zodat de minimale waarde nul. </li><li> Bereken determinatiecoëfficiënt, R2 en residuele voorspellende afwijking, RPD, tussen waargenomen en voorspelde waarden van de termijn te onderzoeken welke voorbehandelingen voor waargenomen spectra zijn het meest effectief validatie. Kies de combinatie van voorbehandelingen te verruimenR2 en RPD. </li></ol></li><li> Nagaan welke golfgetal gebieden effectief voor de accurate en robuuste voorspelling door toepassing van bijvoorbeeld een bewegende vensters techniek PLS 11 de effectieve gebieden te zoeken. Opmerking: De procedure komt overeen met het verwijderen van de golfgetal regio&#39;s waar spectra bevatten geen effectieve informatie over voorspellingen of informatie bevatten die interfereert met voorspellingen. </li></ol> 9. Validatie van de geconstrueerde calibratiemodellen Opmerking: Zie referenties 5,10 voor de gedetailleerde processen van de validatie van de geconstrueerde modellen. <ol><li> Voorspel bestanddeel inhoud van de termijn van de spectra met de aangenomen kalibratiemodellen met de beste combinatie van voorbehandeling en het golfgetal gebieden effectief voor het voorspellen validatie. 5,10 </li><li> Bereken R2 en RPD tussen waargenomen en voorspeldewaarden van de validatie set. 5,10 </li><li> Onderzoeken of de algemene criteria voor de praktische uitvoering van de kalibratie modellen, 12,13 R2&gt; 0,85 en RPD&gt; 2.5, is voldaan. Denk aan de reconstructie van het model als de criteria niet voldaan. </li></ol>

<ol><li>Ozaki, Y., McClure, W. F., Christy, A. A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aOzaki%2C+Y+%22Near-infrared+Spectroscopy+in+Food+Science+and+Technology%22">Near-infrared Spectroscopy in Food Science and Technology</a>. , John Wiley & Sons, Inc. Hoboken. (2007).</li>
<li>Sun, D. W. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSun%2C+DW+%22Infrared+Spectroscopy+for+Food+Quality+Analysis+and+Control%22">Infrared Spectroscopy for Food Quality Analysis and Control</a>. , Academic Press. New York. (2009).</li>
<li>Bai, W., Yoshimura, N., Takayanagi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+analysis+of+ingredients+of+blueberry+fruits+by+near+infrared+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Near+Infrared+Spectrosc%22%5BJournal%5D)">Quantitative analysis of ingredients of blueberry fruits by near infrared spectroscopy.</a> J. Near Infrared Spectrosc. 22, 357-365 (2014).</li>
<li>Hasegawa, T. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHasegawa%2C+T+%22Chemometrics+in+infrared+spectroscopic+analysis.+In%3A+Introduction+to+Experimental+Infrared+Spectroscopy%22">Chemometrics in infrared spectroscopic analysis. In: Introduction to Experimental Infrared Spectroscopy</a>. Tasumi, M. , John Wiley & Sons. Chichester. 97-113 (2015).</li>
<li>Varmuza, K., Filzmoser, P. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aVarmuza%2C+K+%22Introduction+to+Multivariate+Statistical+Analysis+in+Chemometrics%22">Introduction to Multivariate Statistical Analysis in Chemometrics</a>. , CRC Press. Boca Raton. (2009).</li>
<li>Kubelka, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+contributions+to+the+optics+of+intensely+light-scattering+materials.+Part+I%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Opt.+Soc.+Am%22%5BJournal%5D)">New contributions to the optics of intensely light-scattering materials. Part I.</a> J. Opt. Soc. Am. 38, 448-457 (1948).</li>
<li>Juang, R. H., Storey, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+determination+of+the+extent+of+neutralization+of+carboxylic+acid+functionality+in+carbopol+974P+NF+by+diffuse+reflectance+fourier+transform+infrared+spectrometry+using+Kubelka-Munk+function%5BTitle%5D)+AND+%22Pharm+Res%22%5BJournal%5D)">Quantitative determination of the extent of neutralization of carboxylic acid functionality in carbopol 974P NF by diffuse reflectance fourier transform infrared spectrometry using Kubelka-Munk function.</a> Pharm Res. 15, 1714-1720 (1998).</li>
<li>Ogiwara, I., Ohtsuka, Y., Yoneda, Y., Sakurai, K., Hakoda, N., Shimura, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extraction+method+by+water+followed+by+microwave+heating+for+analyzing+sugars+in+strawberry+fruits%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Jpn.+Soc.+Hort.+Sci%22%5BJournal%5D)">Extraction method by water followed by microwave heating for analyzing sugars in strawberry fruits.</a> J. Jpn. Soc. Hort. Sci. 68, 949-953 (1999).</li>
<li>Che, J., Suzuki, S., Ishikawa, S., Koike, H., Ogiwara, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fruit+ripening+and+quality+profile+of+64+cultivars+in+three+species+of+blueberries+grown+in+Tokyo%5BTitle%5D)+AND+%22Hort.+Res.+%28Japan%29%22%5BJournal%5D)">Fruit ripening and quality profile of 64 cultivars in three species of blueberries grown in Tokyo.</a> Hort. Res. (Japan). 8, 257-265 (2009).</li>
<li>Pomerantsev, A. L. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPomerantsev%2C+AL+%22Chemometrics+in+Excel%22">Chemometrics in Excel</a>. , John Wiley & Sons, Inc. Hoboken. (2014).</li>
<li>Jiang, H. J., Berry, R. J., Siesler, H. W., Ozaki, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wavelength+Interval+Selection+in+Multicomponent+spectral+analysis+by+moving+window+partial+least-squares+regression+with+applications+to+mid-infrared+and+near-infrared+spectroscopic+data%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Wavelength Interval Selection in Multicomponent spectral analysis by moving window partial least-squares regression with applications to mid-infrared and near-infrared spectroscopic data.</a> Anal. Chem. 74, 3555-3565 (2002).</li>
<li>Edney, M. J., Morgan, J. E., Williams, P. C., Campbell, L. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+feed+barley+by+near+infrared+reflectance+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Near-Infrared+Spectrosc%22%5BJournal%5D)">Analysis of feed barley by near infrared reflectance spectroscopy.</a> J. Near-Infrared Spectrosc. 2, 33-41 (1994).</li>
<li>Mathison, G. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prediction+of+composition+and+ruminal+degradability+characteristics+of+barley+straw+by+near+infrared+reflectance+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Can.+J.+Anim.+Sci%22%5BJournal%5D)">Prediction of composition and ruminal degradability characteristics of barley straw by near infrared reflectance spectroscopy.</a> Can. J. Anim. Sci. 79, 519-523 (1999).</li>
<li>Chiara, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+anthocyanins+in+commercial+fruit+juices+by+using+nano-liquid+chromatography+electrospray-mass+spectrometry+and+high+performance+liquid+chromatography+with+UV-vis+detector%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Separation+Sci%22%5BJournal%5D)">Analysis of anthocyanins in commercial fruit juices by using nano-liquid chromatography electrospray-mass spectrometry and high performance liquid chromatography with UV-vis detector.</a> J. Separation Sci. 34, 150-159 (2011).</li>
<li>Li, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antioxidant+anthocyanins+screening+through+spectrum-effect+relationships+and+DPPH-HPLC-DAD+analysis+on+nine+cultivars+of+introduced+rabbiteye+blueberry+in+China%5BTitle%5D)+AND+%22Food+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Antioxidant anthocyanins screening through spectrum-effect relationships and DPPH-HPLC-DAD analysis on nine cultivars of introduced rabbiteye blueberry in China.</a> Food Chemistry. 132, 759-765 (2013).</li>
<li>Sinelli, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+quality+and+nutraceutical+content+of+blueberries+%28Vaccinium+corymbosum+L.%29+by+near+and+mid-infrared+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Postharvest+Biol.+Technol%22%5BJournal%5D)">Evaluation of quality and nutraceutical content of blueberries (Vaccinium corymbosum L.) by near and mid-infrared spectroscopy.</a> Postharvest Biol. Technol. 50, 31-36 (2008).</li>
<li>Giusti, M. M., Wrolsted, R. E. Anthocyanins: characterization and measurement with UV-visible spectroscopy. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aGiusti%2C+MM+%22Current+Protocols+in+Food+Analytical+Chemistry%22">Current Protocols in Food Analytical Chemistry</a>. Wrolstad, R. E., Schwartz, S. J. , John Wiley & Sons. New York. 1-13 (2001).</li>
</ol>

We hebben niets te onthullen.

Enkele aanvullende opmerkingen over het protocol worden hier beschreven. Ten eerste in stap 1,1 wordt vermeld de cultivars in het doel bepalen. Hoewel het mogelijk is om modellen die bosbessen uit vele cultivars of zonder opgave cultivars construeren, de voorspelling nauwkeurigheden de modellen zijn soms veel lager dan die met de modellen voor één cultivar en voor beperkte cultivars. Ook moet worden opgemerkt dat de kalibratiemodellen worden geconstrueerd uit elk bosbessen productielocatie naar hoog voorspelling prestat...

Nabij-infrarood (NIR) spectroscopie wordt op grote schaal toegepast als een niet-destructieve techniek om de inhoud van groenten en fruit van verschillende soorten te analyseren. 1,2 destructieve analyse door NIR-spectroscopie in staat de verzending van alleen lekker fruit en groenten met gegarandeerde kwaliteit. NIR-spectroscopie reeds toegepast sinaasappel, appel, meloen, kers, kiwi, mango, papaja, perzik enzovoort hun Brix die overeenkomt met het totale suikergehalte, zuurgraad, TSC (totale vaste inhoud) kent, enzovoort . Onlangs hebben we de toepassing van NIR-spectroscopie om de kwaliteitsbeoordeling van bosbessen gemeld. 3 We maten niet alleen het totale suikergehalte en het totale gehalte aan organisch zuur dat overeenstemt met zuren, maar ook de totale anthocyaninegehalte. Anthocyanine is een bioactieve component die wordt verondersteld om menselijke gezondheid te verbeteren. Het is handig voor de consument als ze heerlijke bosbessen kunt kopen met een garantie van hun suikergehalte, acidity en anthocyaan inhoud. In NIR absorptie spectra van groenten en fruit, worden alleen brede absorptiebanden waargenomen. Het zijn voornamelijk de banden door vezels en vocht. Hoewel veel zwakke banden door verschillende bestanddelen van de niet-vernietigde doelwit gelijktijdig waargenomen, de waargenomen banden niet specifieke trillingsmodes van specifieke onderdelen van het doelwit meestal toegewezen. Daarom is de traditionele techniek om de inhoud van een bepaalde component via de wet van Lambert-Beer bepalen is niet effectief voor NIR spectra. In plaats daarvan, kalibratiemodellen de inhoud van de beoogde componenten van de waargenomen spectra worden met gebruik chemometrie door onderzoek van de correlatie tussen de waargenomen spectra en het ingrediënt inhoud overeenkomt met de spectra hier voorspellen. 4,5, een protocol te bouwen en te valideren modellen voor het voorspellen van het totale suikergehalte, totaal gehalte aan organisch zuur dat overeenstemt met acidity, en de totale anthocyaan inhoud van blauwe bessen uit NIR spectra wordt gepresenteerd. Figuur 1 toont de algemene stroomdiagram betrouwbare en robuuste calibratiemodellen construeren. Monsters van voldoende worden verzameld. Sommigen van hen zijn gebruikt voor de constructie van modellen terwijl de andere worden gebruikt voor de validatie van de geconstrueerde modellen. Voor elk van de verzamelde monsters, wordt een NIR spectrum gemeten en de doelcomponenten kwantitatief geanalyseerd met traditionele destructieve chemische analysemethoden. Hier is high-performance vloeistofchromatografie (HPLC) worden de chemische analyse van suikers, organische zuren en anthocyanen. Partiële kleinste kwadraten (PLS) regressie wordt gebruikt voor de constructie van calibratiemodellen waarbij de correlatie tussen de waargenomen spectra en de inhoud ingrediënt bepaald door chemische analyses onderzocht. Met het oog op robuuste modellen met de beste voorspelling vermogen, de voorbehandelingen van opmer construerenved spectra en de golflengte regio&#39;s gebruikt voor het voorspellen worden ook onderzocht. Ten slotte worden de geconstrueerde modellen gevalideerd om hun voorspelling voldoende vermogen te bevestigen. In de validatie, de inhoud voorspeld uit de waargenomen spectrum van het geconstrueerde model (voorspelde waarde) wordt vergeleken met de door de chemische analyses (gemeten waarden) inhoud. Indien onvoldoende correlatie niet kunnen worden gevonden tussen de voorspelde en gemeten waarden, de calibratiemodel opnieuw worden opgebouwd tot voldoende correlatie wordt verkregen. Hoewel het de voorkeur om verschillende groepen van monsters voor de bouw en validatie van een model dat in deze figuur weergegeven (externe validatie) worden monsters in eenzelfde groep zowel gebruikt voor de constructie en de validatie (kruisvalidatie) wanneer het aantal monsters niet groot genoeg is. <img alt="Figuur 1" src="/files/ftp_upload/53981/53981fig1.jpg" /> FIGUUR 1. Stroomdiagram voor de bouw en validatie van de kalibratie-model. De procedures omgeven door blauwe en groene lijnen overeenkomen, respectievelijk, om de bouw van een kalibratie-model en de validatie. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53981/53981fig1large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>

<table><tbody><tr><td>FT-NIR spectrofotometer</td><td>Bruker Optics GmbH</td><td>MPA&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Hoge Prestaties Vloeistof Chromatografie</td><td>Shimadzu Corporation</td><td>228-45041-91, 228-45000-31, 228-45018-31</td><td>Voor suikeranalyse</td></tr><tr><td></td><td></td><td>223-04500-31, 228-45010-31, 228-45095-31</td><td>Brekingsindex Detector</td></tr><tr><td>Hoge Prestaties Vloeistof Chromatografie</td><td>Shimadzu Corporation</td><td>228-45041-91, 228-45003-31, 228-45000-31</td><td>Voor organische zuuranalyse</td></tr><tr><td></td><td></td><td>228-45018-31, 228-45010-31, 223-04500-31</td><td>Ultraviolet-Zichtbare Detector</td></tr><tr><td>Hoge Prestaties Vloeistof Chromatografie</td><td>Shimadzu Corporation</td><td>228-45041-91, 228-45018-31, 228-45000-31</td><td>Voor anthocyanine analyse</td></tr><tr><td></td><td></td><td>228-45012-31, 228-45119-31, 228-45005-31</td><td>Photodiode Array Detector</td></tr><tr><td></td><td></td><td>228-45009-31</td><td></td></tr><tr><td>pH meter</td><td>Mettler-Toledo</td><td>30019028</td><td>S220, Automatische temperatuurcompensatie</td></tr><tr><td>Ultra-puur water behandelingsapparatuur</td><td>ORGANO Corporation</td><td>ORG-ULXXXM1; PRA-0015-0V0</td><td>PURELAB ultra; PURELITE</td></tr><tr><td>Biomedische vriezers&nbsp;</td><td>SANYO</td><td>2-6780-01</td><td>MDF-U338</td></tr><tr><td>Ultra-Lage Temperatuur Vriezer</td><td>Panasonic healthcare Co.,Ltd.</td><td>KM-DU73Y1</td><td>-80 &deg;C</td></tr><tr><td>Vacuum lyofiliseerapparaat</td><td>IWAKI GLASS Co.,Ltd</td><td>119770</td><td>DRC-3L; FRD-82M</td></tr><tr><td>Homogenisator</td><td>Microtec Co., Ltd.&nbsp;</td><td>Physcotron</td><td></td></tr><tr><td>Ultracentrifuge</td><td>Hitachi Koki Co.,Ltd</td><td>S204567</td><td>CF15RXII</td></tr><tr><td>Mini-centrifuge</td><td>LMS CO.,LTD.</td><td>KN3136572</td><td>MCF-2360</td></tr><tr><td>Centrifuge</td><td>Kokusan Co.,Ltd</td><td>2-5534-01</td><td>H-103N</td></tr><tr><td>Filterpapier&nbsp;</td><td>Advantec</td><td>1521070</td><td>5B, Equivalent aan Whatman 40</td></tr><tr><td>Sep-Pak C18 kolom</td><td>Waters Corporation Milford</td><td>WAT020515</td><td></td></tr><tr><td>Sep-Pak CM kolom</td><td>Waters Corporation Milford</td><td>WAT020550</td><td></td></tr><tr><td>Sep-Pak QMA kolom</td><td>Waters Corporation Milford</td><td>WAT020545</td><td></td></tr><tr><td>Centrifuge Filtereenheid</td><td>Merck Millipore Corporation</td><td>R2SA18503</td><td>PVDF, 0.45 &mu;m</td></tr><tr><td>Microbuis</td><td>As One Corporation</td><td>1-1600-02</td><td>PP, 2 ml</td></tr><tr><td>Spuitfilter</td><td>GE Healthcare CO.,LTD.</td><td>6788-1304</td><td>PP, 0.45 &mu;m</td></tr><tr><td>Sucrose</td><td>Wako Pure Chemical Industries,Ltd</td><td>194-00011</td><td>Reagenskwaliteit</td></tr><tr><td>Glucose</td><td>Wako Pure Chemical Industries,Ltd</td><td>049-31165</td><td>Reagenskwaliteit</td></tr><tr><td>Fructose</td><td>Wako Pure Chemical Industries,Ltd</td><td>123-02762</td><td>Reagenskwaliteit</td></tr><tr><td>Citroenzuur</td><td>Wako Pure Chemical Industries,Ltd</td><td>036-05522</td><td>Reagenskwaliteit</td></tr><tr><td>Appelzuur</td><td>Wako Pure Chemical Industries,Ltd</td><td>355-17971</td><td>Reagenskwaliteit</td></tr><tr><td>Bernsteenzuur&nbsp;</td><td>Wako Pure Chemical Industries,Ltd</td><td>190-04332</td><td>Reagenskwaliteit</td></tr><tr><td>Kininezuur</td><td>Alfa Aesar, A Johnson Matthey Company</td><td>10176328</td><td>Reagenskwaliteit</td></tr><tr><td>Fosforzuur</td><td>Wako Pure Chemical Industries,Ltd</td><td>162-20492</td><td>HPLC-kwaliteit</td></tr><tr><td>Trifluorazijnzuur</td><td>Wako Pure Chemical Industries,Ltd</td><td>208-02746</td><td>Reagenskwaliteit</td></tr><tr><td>Methanol</td><td>Wako Pure Chemical Industries,Ltd</td><td>131-01826</td><td>Reagenskwaliteit</td></tr><tr><td>Acetonitril</td><td>Wako Pure Chemical Industries,Ltd</td><td>015-08633</td><td>HPLC-kwaliteit</td></tr><tr><td>Cyanidin-3-O-glucoside chloride</td><td>Wako Pure Chemical Industries,Ltd</td><td>306-37661</td><td>HPLC-kwaliteit</td></tr><tr><td>Software voor analyses</td><td>Bruker Optics GmbH</td><td>OPUS ver. 6.5</td><td></td></tr><tr><td>Software voor pre-verwerking</td><td>Microsoft</td><td>Excel powered by Visual Basic for Applications</td><td></td></tr><tr><td>Software voor het construeren van modellen</td><td></td><td>Freemat 4.0</td><td>http://freemat.sourceforge.net/</td></tr></tbody></table>

bouw van modellen voor destructieve voorspelling van ingredient inhoud in bosbessen door near-infrared spectroscopy op basis van hplc metingen

Construction of Models for Nondestructive Prediction of Ingredient Contents in Blueberries by Near-infrared Spectroscopy Based on HPLC Measurements

Niet-destructieve voorspelling van ingrediënteninhoud van landbouwproducten is nuttig om de producten met gegarandeerde kwaliteit te verzenden en te verkopen. Hier wordt nabij-infrarood spectroscopie gebruikt om niet-destructief het totale suiker-, totale organische zuur- en totale anthocyaninegehalte in elke blauwe bes te voorspellen. De techniek wordt verwacht om de selectie van alleen heerlijke blauwe bessen uit alle geoogste mogelijk te maken. De nabij-infrarood absorptiespectra van blauwe bessen worden gemeten met de diffuse reflectiemodus op posities die niet op de kelk zitten. De ingrediënteninhoud van een blauwe bes, bepaald door hoogprestatievloeistofchromatografie, wordt gebruikt om modellen te construeren om de ingrediënteninhoud van waargenomen spectra te voorspellen. Partiële kleinstekwadraten regressie wordt gebruikt voor de constructie van de modellen. Het is noodzakelijk om de preprocessings correct te selecteren voor de waargenomen spectra en de golflengtegebieden van de spectra die voor analyses worden gebruikt. Validaties zijn noodzakelijk voor de geconstrueerde modellen om te bevestigen dat de ingrediënteninhoud met praktische nauwkeurigheden wordt voorspeld. Hier presenteren we een protocol om de modellen te construeren en valideren voor niet-destructieve voorspelling van ingrediënteninhoud in blauwe bessen door nabij-infrarood spectroscopie.

Figuur 2 toont een voorbeeld van een set van NIR absorptie spectra van bosbessen, waar spectra van 70 bosbessen gelijktijdig worden getoond. Omdat de bands zeker toewijsbaar aan suikers, organische zuren, of anthocyanen niet in de NIR spectra worden waargenomen, traditionele Lambert-Beer wet is niet van toepassing op de inhoud ingrediënt kwantificeren. Daarom is de constructie van modellen voor het voorspellen van bestanddeel inhoud noodzakelijk. <p class="jove_conte...

We presenteren hier een protocol om modellen te construeren en valideren voor niet-destructieve voorspelling van totaal suiker, totaal organisch zuur en totaal anthocyanine gehalte in individuele bosbessen door middel van near-infrared spectroscopie.

Bouw van modellen voor destructieve Voorspelling van Ingredient Inhoud in Bosbessen door Near-Infrared Spectroscopy Op basis van HPLC Metingen

Nondestructive prediction of ingredient contents of farm products is useful to ship and sell the products with guaranteed qualities. Here, near-infrared ...

Het algemene doel van deze procedure is het construeren en valideren van modellen voor de niet-destructieve voorspelling van het totale suikergehalte, het totale gehalte aan organische zuren en het totale anthocyaninegehalte in individuele bosbessen met behulp van nabij-infraroodspectroscopie. Deze methode biedt antwoorden op belangrijke vraagstukken binnen het vakgebied van de evaluatie van landbouwproducten, zoals fruit en groenten. Een voordeel van deze techniek is dat veel van onze producten op niet-destructieve wijze via spectroscopie gecontroleerd kunnen worden.En de modellen die zijn geconstrueerd via de hier getoonde procedure. Nabij-infraroodspectroscopie is een krachtig instrument voor de niet-destructieve evaluatie van landbouwproducten. Voorspellingsmodellen worden opgesteld door de correlatie te onderzoeken tussen het spectrum en de gehaltes die zijn bepaald via chemische analyse van elk doelobject.De procedure wordt gedemonstreerd door Yusuke Kimura, een afgestudeerde student uit mijn laboratorium, en Jingai Che, van de universiteit en een van de auteurs van dit protocol. Verzamel een voldoende aantal en verschillende typen blueberry-monsters van de doelkultivars. Ver

construction-models-for-nondestructive-prediction-ingredient-contents

Research

JoVE Journal

Chemistry

Scheikunde

Een push-pull-methode voor het verzamelen van planten vluchtige stoffen wordt beschreven. De methode zorgt voor een vergelijking van de vluchtige stoffen veroorzaakt door herbivore voeden, exogene methyljasmonaat, en mechanische beschadigingen. Deze techniek wordt ook gebruikt om de volatiele reactie van onbeschadigd takken om de blootstelling aan vluchtige stoffen te onderzoeken van herbivoor-beschadigde takken binnen de bosbes planten.

Herbivoor-geïnduceerde Blueberry Vluchtige stoffen en Intra-plant Signaling

Een snelle methode voor vluchtige verbinding analyse fruit beschreven. De vluchtige stoffen in de kopruimte van een homogenaat van het monster snel gescheiden en gedetecteerd met ultrasnelle gaschromatografie (GC) gekoppeld met een akoestische oppervlaktegolf (IST) sensor. Een procedure voor data verwerking en analyse wordt ook besproken.

Fruit Vluchtige analyse met behulp van een elektronische neus

Proton Transfer Reactie Time of Flight Mass Spectrometrie maakt hoge gevoeligheid, snelle en niet-invasieve analyse van vluchtige organische verbindingen mogelijk. Om het potentieel te demonstreren, geven we drie voorbeelden: melkzuurfermentatie van yoghurt (online bioprocesbewaking), verschillende appelgenotypen (grootschalige screening) en retronasale ruimte na het drinken van koffie (nosespace-analyse).

PTR-ToF-MS gekoppeld aan een geautomatiseerd bemonsteringssysteem en aangepaste data-analyse voor voedingsstudies: Bioproces Monitoring, Screening en Neusruimte Analyse

Dit artikel beschrijft de toepassing van ongerichte metabolomics, transcriptomics en multivariate statistische analyse om druivenbes transcripties en metabolieten om inzicht te krijgen in het terroir concept, dat wil zeggen, de invloed van de omgeving op bes kwaliteitskenmerken.

De Terroir Concept Uitgelegd door de Bes van de Druif Metabolomics en Transcriptomics

Een experimenteel protocol wordt gepresenteerd voor de beoordeling van de grond gekweekte plant wortelstelsel met RGB- en Hyperspectrale beeldvorming. Combinatie van RGB-afbeelding tijd serie met chemometric informatie van hyperspectrale scant optimaliseert inzichten in plant wortel dynamiek.

RGB- en spectrale Root Imaging voor Plant fenotypering en fysiologisch onderzoek: experimentele opzet en Imaging protocollen

Dit protocol wordt beschreven hoe fNIRS hyperscanning experimenten uitvoeren en analyseren van de hersenen-aan-hersenen synchronie. Verder bespreken we uitdagingen en mogelijke oplossingen.

Hyperscanning experimenten met functionele nabij-infrarood spectroscopie

Het protocol beschrijft een methode voor het voorspellen van de concentratie van o-Cresol tijdens de productie van polyfenyleensulfon ether met behulp van near-infraroodspectroscopie en gedeeltelijke kleinste kwadraten regressie. Om het proces duidelijker en volledig te beschrijven, wordt een voorbeeld van het voorspellen van de o-Cresol-concentratie tijdens de productie van polyfenyleensulfon gebruikt om de stappen te verduidelijken.

O-Cresol concentratie online meting op basis van near infrared spectroscopie via gedeeltelijke minste vierkante regressie

Een snel-multidisciplinaire strategie voor vroege detectie van cyanobacteriële bloei en bijbehorende cyanotoxinen wordt hier beschreven. Het maakt het mogelijk om cyanobacteriën en verwante cyanotoxinen in watermonsters en in organische matrices, zoals tweekleppigenmonsters, in 24 uur te detecteren.

Vroege detectie van cyanobacteriële bloei en bijbehorende cyanotoxinen met behulp van snelle detectiestrategie

Een headspace vaste fase micro-extractie-gas-chromatografie platform wordt hier beschreven voor snelle, betrouwbare en semi-geautomatiseerde vluchtige identificatie en kwantificering in rijpe zwarte bessenvruchten. Deze techniek kan worden gebruikt om de kennis over fruitaroma te vergroten en cultivars met verbeterde smaak te selecteren voor het doel van veredeling.

Profilering van vluchtige stoffen in zwarte bessenfruit met behulp van Headspace Solid-Phase Microextraction Coupled to Gas Chromatography-Mass Spectrometry

Fenolzuren zijn belangrijke fytochemicaliën die aanwezig zijn in volle granen. Ze bezitten bioactieve eigenschappen zoals antioxiderende beschermende functies. Dit werk was gericht op het rapporteren over een gegeneraliseerde methode voor de HPLC-identificatie, schatting van het totale fenolgehalte en bepaling van de antioxidantcapaciteit van fenolzuren in granen en peulvruchten.

Een gegeneraliseerde methode voor het bepalen van de vrij oplosbare fenolzuursamenstelling en antioxidantcapaciteit van granen en peulvruchten

Het huidige protocol ontwikkelde een methode om de opbrengst van verbindingen op de TLC-plaat te schatten met behulp van de blauw-LED-verlichtingstechniek. De voordelen van deze aanpak zijn dat het veilig, effectief en goedkoop is en de onderzoeker in staat stelt om meerdere monsters tegelijkertijd te meten.

Schatting van de opbrengst van verbindingen op de TLC-plaat via de Blue-LED-verlichtingstechniek

Leer niet-destructieve voorspelling van suiker, organische zuren en anthocyanen in bosbessen met nabij-infraroodspectroscopie. Deze methode optimaliseert kwaliteitsbeoordeling van landbouwproducten zonder schade.

Bouw van modellen voor destructieve Voorspelling van Ingredient Inhoud in Bosbessen door Near-Infrared Spectroscopy Op basis van HPLC Metingen (Video) | JoVE Journal

Bouw van modellen voor destructieve Voorspelling van Ingredient Inhoud in Bosbessen door Near-Infrared Spectroscopy Op basis van HPLC Metingen

Meer video's verkennen