Profilowanie związków lotnych w owocach czarnej porzeczki przy użyciu mikroekstrakcji w fazie stałej w przestrzeni nad powierzchnią sprzężoną z chromatografią gazową i spektrometrią mas

Platforma mikroekstrakcji gazowej w fazie stałej jest tutaj opisana do szybkiej, niezawodnej i półautomatycznej identyfikacji i kwantyfikacji substancji lotnych w dojrzałych owocach czarnej porzeczki. Technika ta może być wykorzystana do poszerzenia wiedzy na temat aromatu owoców oraz do selekcji odmian o wzmocnionym smaku do celów hodowlanych.

Poprawa aromatu owoców jest jednym z głównych celów w programach hodowlanych. W tym celu potrzebujemy niezawodnej techniki, która pozwoli nam zmierzyć lotne składniki w owocach. Technika ta jest szybka i półautomatyczna, co pozwala na pomiar do 22 próbek dziennie.

Ponadto jest stosunkowo tani i wymaga minimalnego przetwarzania próbki. Metodę tę można z łatwością zastosować do wszystkich gatunków owoców, takich jak ważne gospodarczo uprawy jagód. Ponadto rozmiar biblioteki wykrytego związku można łatwo zwiększyć.

Na początek dodaj jeden mililitr roztworu chlorku sodu do pięciomililitrowej probówki zawierającej zamrożoną próbkę. Potrząsać probówką, aż próbka zostanie całkowicie rozmrożona i zhomogenizowana. Następnie odwirować 5 000 razy g przez pięć minut w temperaturze pokojowej.

Odetnij końcówkę końcówki pipety o pojemności 1 000 mikrolitrów i użyj jej do przeniesienia do supernatantu do pilnika zawierającego chlorek sodu. Dodać pięć mikrolitrów wzorca wewnętrznego do każdej próbki zawierającej plik z przestrzenią nad powierzchnią. Umieścić plik z zamkniętą przestrzenią zapasową w automatycznym próbniku GC-MS w temperaturze pokojowej w celu zautomatyzowanego przebiegu HS-SPME/GC-MS, upewniając się, że kontrpróby biologiczne nie są umieszczane w kolejnych pozycjach w próbniku automatycznym.

Wstępnie inkubować pilniki przestrzeni nad powierzchnią przez 10 minut w temperaturze 52 stopni Celsjusza z mieszaniem 17 razy G. Włóż urządzenie SPME do fiolki, aby wystawić włókno na przestrzeń nad powierzchnią i przeprowadzaj ekstrakcję LZO przez 30 minut w temperaturze 50 stopni Celsjusza z mieszaniem 17 razy G. Wprowadź włókno do portu iniekcyjnego na jedną minutę w temperaturze 250 stopni Celsjusza w trybie bezdzielnym w celu desorpcji lotnej. Następnie oczyść włókno w stacji czyszczącej SPME azotem przez pięć minut w temperaturze 250 stopni Celsjusza. Analizować LZO za pomocą chromatografu gazowego sprzężonego ze spektrometrem masowym z pułapką jonową, jak opisano w manuskrypcie detekcji.

Otwórz nieprzetworzone pliki profilu GC-MS. Aby zidentyfikować związki, porównaj czasy retencji, widma mas i liniowe wskaźniki retencji Kovatsa ze wskaźnikami retencji uzyskanymi z autentycznych wzorców. Dla każdego standardu handlowego należy opisać czas retencji w najobfitszej masie do ładowania jonów.

Następnie wybierz określony jon M do Z dla każdego LZO. Oblicz powierzchnię piku każdego LZO w stosunku do powierzchni wzorca wewnętrznego, aby zminimalizować zmienność instrumentu i dryft intensywności. W celu korekcji efektu wsadowego należy znormalizować obszar piku LZO w każdej próbce do odpowiadającego mu obszaru piku w próbce kontrolnej analizowanej w tym samym przebiegu.

Profil chromatogramu lotnych jonów całkowitych dojrzałych owoców czarnej porzeczki uzyskany za pomocą HS-SPME/GC-MS zidentyfikował 63 LZO należące do estrów, aldehydów, alkoholi, ketonów, terpenów i furanów w oparciu o bibliotekę opracowaną w celu profilowania gatunków owoców jagodowych. Niektóre z najliczniej zaobserwowanych pików odpowiadają dwóm monoterpenom, linalolowi i terpineolowi, oraz dwóm związkom C6, 2-Hexenal i 3-Hexenal. Widma masowe uzyskane z czarnych profili prądowych w porównaniu z widmami czystych wzorców komercyjnych przedstawiono dla 2-Hexenal i terpineolu.

PCA profili LZO czterech różnych odmian czarnych wykazało, że środowisko silnie wpływa na zawartość substancji lotnych, ponieważ PC1 oddziela próbki na podstawie ich lokalizacji. Efektywny genotyp można zaobserwować w przypadku PC2, ponieważ Ben Tirran jest wyraźnie oddzielony od pozostałych odmian. Względna zawartość linalolu i 2-Hexenalu w czterech ocenianych odmianach czarnych potwierdza, że zawartość linalolu była generalnie wyższa w Polsce niż w Szkocji, podczas gdy 2-Hexenal wykazywał tendencję odwrotną.

Udział linalolu był najwyższy w odmianach Ben Tirran, a 2-Hexenal był najwyższy w odmianach Ben Tron. Ważne jest, aby zacząć od zamrożonego materiału, zmielonego na drobny proszek, aby zapewnić odpowiednią ekstrakcję lotną. Po ekstrakcji próbkę należy jak najszybciej umieścić w próbniku automatycznym.

Metodę tę można połączyć z innymi platformami metabolicznymi w celu zidentyfikowania innych ważnych czynników metabolicznych, dla smaku żywności lub wartości odżywczej, w celu wyhodowania odmian o ulepszonych cechach organoleptycznych.