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

Het verbeteren van het fruitaroma is een van de belangrijkste doelstellingen in veredelingsprogramma's. Hiervoor hebben we een betrouwbare techniek nodig waarmee we vluchtige componenten in fruit kunnen meten. Deze techniek is snel en semi-geautomatiseerd, waardoor tot 22 monsters per dag kunnen worden gemeten.

Bovendien is het relatief goedkoop en vereist het minimale monsterverwerking. Deze methode kan eenvoudig worden toegepast op alle fruitsoorten, zoals economisch belangrijke bessengewassen. Bovendien kan de bibliotheekgrootte van de gedetecteerde verbinding eenvoudig worden vergroot.

Voeg om te beginnen één milliliter natriumchlorideoplossing toe aan een buis van vijf milliliter met het ingevroren wadmonster. Schud de buis totdat het monster volledig is ontdooid en gehomogeniseerd. Centrifugeer vervolgens op 5.000 keer g gedurende vijf minuten bij kamertemperatuur.

Snijd het uiteinde van de pipetpunt van 1.000 microliter en gebruik deze om over te brengen naar supernatant in het natriumchloridehoudende headspace-bestand. Voeg vijf microliter interne standaard toe aan elk monster dat het headspace-bestand bevat. Plaats het gesloten headspace-bestand in een GC-MS auto sampler, bij kamertemperatuur, voor een geautomatiseerde HS-SPME/GC-MS run, en zorg ervoor dat biologische replicaties niet op opeenvolgende posities in de auto sampler worden geplaatst.

Incubeer de headspace-bestanden gedurende 10 minuten bij 52 graden Celsius met agitatie op 17 keer G.Plaats een SPME-apparaat in de injectieflacon om de vezel bloot te stellen aan de headspace en voer VOC-extractie uit gedurende 30 minuten bij 50 graden Celsius met agitatie op 17 keer G.Introduceer de vezel gedurende één minuut in de injectiepoort bij 250 graden Celsius in splitless-modus voor vluchtige desorptie. Reinig vervolgens de vezel in een SPME-reinigingsstation met stikstof gedurende vijf minuten bij 250 graden Celsius. Analyseer VOC's met een gaschromatograaf gekoppeld aan een ionenval massaspectrometer zoals beschreven in het detectiehandschrift.

Open raw GC-MS-profielbestanden. Om verbindingen te identificeren, vergelijkt u de retentietijden, massaspectra en Kovats lineaire retentie-indexen met retentie-indexen verkregen uit authentieke standaarden. Annoteer voor elke commerciële standaard de retentietijd in de meest voorkomende massa om ionen op te laden.

Selecteer vervolgens een specifiek M door Z-ion voor elke VOC. Bereken het piekoppervlak van elke VOC ten opzichte van dat van de interne standaard om instrumentele variatie en intensiteitsdrift te minimaliseren. Voor batcheffectcorrectie normaliseert u het VOC-piekgebied van elk monster tot het overeenkomstige piekgebied in het controlemonster dat in dezelfde run is geanalyseerd.

Een rijp zwartbessenfruit vluchtig totaal ionchromatogramprofiel verkregen door HS-SPME/GC-MS identificeerde 63 VOS die behoren tot esters, aldehyden, alcoholen, ketonen, terpenen en furanen op basis van een bibliotheek die is ontwikkeld om bessenfruitsoorten te profileren. Enkele van de meest voorkomende waargenomen pieken komen overeen met twee monoterpenen, linalool en terpineol, en twee C6-verbindingen, 2-hexenaal en 3-hexenaal. Massaspectra verkregen uit zwarte stroomprofielen in hun vergelijking met spectra van zuivere commerciële standaarden worden getoond voor 2-Hexenaal en terpineol.

PCA van de VOC-profielen van vier verschillende zwarte stroom cultivar, toonde aan dat de omgeving een sterke invloed heeft op vluchtige inhoud, omdat PC1 monsters scheidt op basis van hun locatie. Het effectieve genotype kan worden waargenomen met PC2, omdat Ben Tirran duidelijk gescheiden is van de resterende cultivars. Het relatieve gehalte aan linalool en 2-hexenaal in de vier beoordeelde zwarte stroom cultivar bevestigt dat het linaloolgehalte over het algemeen hoger was in Polen dan in Schotland, terwijl 2-hexenaal de tegenovergestelde trend vertoonde.

Het aandeel linalool was het hoogst in Ben Tirran cultivars, in dat van 2-Hexenal was het hoogst in Ben Tron cultivars. Het is belangrijk om te beginnen met bevroren materiaal, vermalen tot een fijn poeder om een goede vluchtige extractie te garanderen. Eenmaal geëxtraheerd, moet het monster zo snel mogelijk in de automatische sampler worden geplaatst.

Deze methode kan worden gecombineerd met een ander metabolisch platform om andere belangrijke metabolische te identificeren, voor voedselsmaak of voedingswaarde, om variëteiten met verbeterde organoleptische kenmerken te fokken.