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Chemistry

नियर-इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा ब्लूबेरी में संघटक सामग्री की Nondestructive भविष्यवाणी के लिए मॉडल के निर्माण एचपीएलसी माप के आधार पर

Published: June 28, 2016 doi: 10.3791/53981
Automatic Translation
1, 1, 1, 2, 2, 3
1United Graduate School of Agricultural Science, Tokyo University of Agriculture and Technology, 2Faculty of Agriculture, Tokyo University of Agriculture and Technology, 3Institute of Agriculture, Tokyo University of Agriculture and Technology

Introduction

लगभग अवरक्त (NIR) स्पेक्ट्रोस्कोपी व्यापक रूप से विभिन्न प्रकार के फल की सामग्री और सब्जियों का विश्लेषण करने के लिए एक nondestructive तकनीक के रूप में लागू किया जाता है। 1,2 Nondestructive NIR स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा विश्लेषण केवल स्वादिष्ट फल और गारंटी गुणों के साथ सब्जियों की शिपिंग सक्षम करें। NIR स्पेक्ट्रोस्कोपी पहले से ही नारंगी, सेब, तरबूज, चेरी, कीवी फल, आम, पपीता, आड़ू के लिए लागू किया गया है और इतने पर उनकी ब्रिक्स कि कुल चीनी सामग्री से मेल खाती है, अम्लता, टीएससी (कुल ठोस सामग्री) को पता है, और इतने पर । हाल ही में, हम ब्लूबेरी की गुणवत्ता मूल्यांकन करने के लिए NIR स्पेक्ट्रोस्कोपी के आवेदन की सूचना है। 3, हम न केवल कुल चीनी सामग्री और कुल कार्बनिक अम्ल सामग्री अम्लता करने के लिए इसी, लेकिन यह भी कुल एंथोसायनिन सामग्री मापा। एंथोसायनिन एक बायोएक्टिव घटक है जो मानव स्वास्थ्य में सुधार करने के लिए माना जाता है। यह उपभोक्ताओं के लिए सुविधाजनक है अगर वे अपने चीनी सामग्री, एसी के आश्वासन के साथ स्वादिष्ट ब्लूबेरी खरीद सकते हैंidity, और एंथोसायनिन सामग्री।

फलों और सब्जियों की NIR अवशोषण स्पेक्ट्रा में, केवल व्यापक अवशोषण बैंड मनाया जाता है। वे मुख्य रूप से फाइबर और नमी के कारण बैंड हैं। हालांकि गैर विलुप्त लक्ष्य के विभिन्न अवयवों के कारण कई कमजोर बैंड एक साथ मनाया जाता है, मनाया बैंड ज्यादातर मामलों में लक्ष्य के विशिष्ट घटकों के विशिष्ट कंपन मोड को नहीं सौंपा जा सकता है। इसलिए, एक विशिष्ट घटक लैम्बर्ट बीयर के कानून का उपयोग की सामग्री का निर्धारण करने के लिए परंपरागत तकनीक NIR स्पेक्ट्रा के लिए प्रभावी नहीं है। इसके बजाय, अंशांकन मॉडल मनाया स्पेक्ट्रा से लक्ष्य घटकों मनाया स्पेक्ट्रा और स्पेक्ट्रा के लिए इसी घटक सामग्री के बीच संबंध की जांच से chemometrics का उपयोग कर निर्माण कर रहे हैं की सामग्री को यहाँ भविष्यवाणी करने के लिए। 4,5, एक प्रोटोकॉल का निर्माण और मॉडल को मान्य करने के लिए कुल चीनी सामग्री की भविष्यवाणी के लिए, कुल कार्बनिक अम्ल सामग्री acidi करने के लिए इसीTy, और NIR स्पेक्ट्रा से ब्लूबेरी की कुल एंथोसायनिन सामग्री प्रस्तुत किया है।

चित्रा 1 विश्वसनीय और मजबूत अंशांकन मॉडल के निर्माण के लिए सामान्य प्रवाह चार्ट से पता चलता है। पर्याप्त संख्या के नमूने एकत्र कर रहे हैं। उनमें से कुछ मॉडलों के निर्माण के लिए इस्तेमाल कर रहे हैं, जबकि दूसरों का निर्माण मॉडल के सत्यापन के लिए उपयोग किया जाता है। एकत्र नमूनों में से प्रत्येक के लिए, एक NIR स्पेक्ट्रम मापा जाता है, और फिर लक्ष्य घटकों पारंपरिक विनाशकारी रासायनिक विश्लेषण के तरीकों के साथ मात्रात्मक विश्लेषण कर रहे हैं। इधर, उच्च प्रदर्शन तरल क्रोमैटोग्राफी (एचपीएलसी) शक्कर, कार्बनिक अम्ल, और anthocyanins के रासायनिक विश्लेषण के लिए प्रयोग किया जाता है। आंशिक कम से कम वर्गों (PLS) प्रतिगमन अंशांकन मॉडल का निर्माण, जहां मनाया स्पेक्ट्रा और घटक सामग्री रासायनिक द्वारा निर्धारित बीच सहसंबंध विश्लेषण जांच की है के लिए प्रयोग किया जाता है। क्रम में सबसे अच्छा भविष्यवाणी की क्षमता के साथ मजबूत मॉडल, obser की pretreatments का निर्माण करने के लिएवेद स्पेक्ट्रा और तरंग दैर्ध्य भविष्यवाणी के लिए इस्तेमाल किया क्षेत्रों में भी जांच कर रहे हैं। अंत में, निर्माण मॉडल उनके लिए पर्याप्त भविष्यवाणी की क्षमता की पुष्टि करने के लिए मान्य हैं। सत्यापन में, सामग्री रासायनिक विश्लेषण (मनाया मान) द्वारा निर्धारित सामग्री के साथ तुलना कर रहे हैं का निर्माण मॉडल (भविष्यवाणी मान) द्वारा मनाया स्पेक्ट्रम से भविष्यवाणी की। पर्याप्त सह-संबंध की भविष्यवाणी की है और कहा है मूल्यों के बीच नहीं पाया जा सकता है, तो अंशांकन मॉडल को फिर से निर्माण किया जाना चाहिए जब तक पर्याप्त सह-संबंध प्राप्त की है। हालांकि यह निर्माण और एक मॉडल के सत्यापन के लिए नमूने के विभिन्न समूहों का उपयोग करने के लिए बेहतर है के रूप में यह आंकड़ा (बाहरी मान्यता) में दिखाया गया है, एक ही समूह में नमूने निर्माण और मान्यता (पार सत्यापन) के लिए दोनों का इस्तेमाल किया जाता है जब की संख्या नमूने के लिए काफी बड़ी नहीं है।

आकृति 1
एफigure 1. निर्माण और अंशांकन मॉडल के सत्यापन के लिए फ्लो चार्ट। प्रक्रियाओं नीले और हरे रंग की लाइनों से घिरे अनुरूप, क्रमश: एक अंशांकन मॉडल और उसके सत्यापन के निर्माण के लिए। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

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Protocol

1. नमूने का संग्रह

  1. तय है जो किस्मों अंशांकन मॉडल के लक्ष्य में शामिल किया जाएगा।
  2. पर्याप्त संख्या में और लक्ष्य किस्मों का नमूना ब्लूबेरी के विभिन्न प्रकार के इकट्ठा।
    1. निर्माण मॉडल के सत्यापन के लिए अंशांकन मॉडल के निर्माण के लिए अधिमानतः 100 ब्लूबेरी, और कम से कम 10 लीजिए। आदेश मजबूत मॉडल का निर्माण करने के लिए, विभिन्न रंग, आकार, और कम से विभिन्न पकने की स्थिति के साथ यानी विभिन्न प्रकार के नमूने, इकट्ठा।
  3. प्रत्येक ब्लूबेरी वजन। नोट: वजन मापा बाद में प्रत्येक ब्लूबेरी की सामग्री की सामग्री प्रतिशत की गणना के लिए इस्तेमाल कर रहे हैं।

2. स्पेक्ट्रा की माप

  1. वार्म अप स्पेक्ट्रोफोटोमीटर पर्याप्त (1 से अधिक मानव संसाधन) मापन से पहले विश्वसनीय स्पेक्ट्रा पाने के लिए।
  2. स्पेक्ट्रोफोटोमीटर सेट करें। सुनिश्चित करें कि शर्तों के सभी मापन के माध्यम से लगातार कर रहे हैं। एकमाप के लिए विशिष्ट परिस्थितियों के उदाहरण नीचे दी गई है।
    1. 12,500-3,600 सेमी करने के लिए माप की सीमा सेट -1।
    2. 16 सेमी करने के लिए वर्णक्रमीय संकल्प सेट -1।
    3. 32 बार के लिए संचय सेट करें।
  3. माप की विधा के रूप में फैलाना reflectance का चयन करें।
  4. फैलाना reflectance मापन के लिए स्पेक्ट्रोफोटोमीटर की खिड़की पर मानक परावर्तक रखो। "पृष्ठभूमि एक चैनल" आदेश का उपयोग करके, पृष्ठभूमि स्पेक्ट्रम जो स्वचालित रूप से बाद में मापा नमूना ब्लूबेरी के स्पेक्ट्रा से रिश्तेदार reflectance स्पेक्ट्रा की गणना के लिए प्रयोग किया जाता है उपाय।
  5. फैलाना reflectance मापन के लिए स्पेक्ट्रोफोटोमीटर की खिड़की के केंद्र में एक ब्लूबेरी नमूना रखो। "नमूना एक चैनल" कमांड का उपयोग करके, अधिमानतः फल के कई बिंदुओं पर प्रत्येक ब्लूबेरी के स्पेक्ट्रा को मापने।
    नोट: Kubelka-Munk परिवर्तन 6.7 भी ऑटो प्रदर्शन किया जाएगानमूना ब्लूबेरी के मनाया स्पेक्ट्रा के लिए matically वर्णक्रमीय अधिग्रहण की शर्त ऐसा करने के लिए सेट कर दिया जाता है। Kubelka-Munk परिवर्तन स्पेक्ट्रा स्पेक्ट्रा के लिए फैलाना reflectance मोड प्रसारण विधा में मापा जाता है और उच्च सटीकता के साथ स्पेक्ट्रा के विश्लेषण के लिए की जरूरत है उन लोगों के लिए बराबर में मापा बदल। absorbance के पैमाने में स्पेक्ट्रा विश्लेषण के लिए उपयोग किया जाता है।
  6. एक डाटा प्रोसेसिंग प्रोग्राम का उपयोग कर प्रत्येक नमूना ऐसे एमएस एक्सेल के रूप में की स्पेक्ट्रा की औसत स्पेक्ट्रम की गणना करता है, तो एक ब्लूबेरी नमूने के स्पेक्ट्रा कई बिंदुओं पर मापा जाता है। विश्लेषण के लिए औसतन स्पेक्ट्रम का प्रयोग करें।

3. शर्करा और कार्बनिक अम्ल 8 की एचपीएलसी माप के लिए Pretreatment

नोट: इस प्रकार के रूप ultrapure पानी के साथ शर्करा और प्रत्येक ब्लूबेरी के कार्बनिक अम्ल, जो पानी में घुलनशील हैं निकालें। प्रत्येक ब्लूबेरी के पूरे विश्लेषण के लिए प्रयोग किया जाता है।

  1. एक फ्रीजर में ब्लूबेरी नीचे -30 डिग्री सेल्सियस के लिए तैयार रहोआर रासायनिक विश्लेषण करती है, तो वे सिर्फ वर्णक्रम मापन के बाद विश्लेषण नहीं कर रहे हैं।
  2. कई टुकड़ों में एक ब्लूबेरी कट तो यह आसानी से निम्न चरणों में homogenized जा सकता है। जब यह जमे हुए है defrosting बिना ब्लूबेरी कट।
  3. एक 50 मिलीलीटर बीकर में टुकड़े डाल दिया।
  4. सीए जोड़े ultrapure पानी (आसुत जल विद्युत चालकता जिसका कम से कम 0.1 μS / सेमी) बीकर के 10 मिलीलीटर।
  5. 20 सेकंड के लिए एक माइक्रोवेव ओवन में ultrapure पानी में कटौती ब्लूबेरी गर्मी एंजाइमों कि विश्लेषण के दौरान शर्करा विघटित हो सकता निष्क्रिय करने के लिए।
  6. बीकर सीए ultrapure पानी की 10 मिलीलीटर जोड़ें।
  7. एक मानक शाफ्ट और जनरेटर से लैस एक homogenizer के साथ 12,000 rpm पर 5 मिनट के लिए मिश्रण homogenize।
  8. 3,000 आरपीएम (2,000 × छ) पर 10 मिनट के लिए homogenized मिश्रण अपकेंद्रित्र।
  9. centrifuged नमूना एक 5 ब कागज फिल्टर का उपयोग करने के निर्वात निस्पंदन द्वारा छानना लीजिए।
  10. वें पर दो बार कदम 3.6-3.9 दोहराएँई निस्पंदन अवशेषों सभी शर्करा और कार्बनिक अम्ल एकत्रित करते हैं, और सभी filtrates गठबंधन करने के लिए।
  11. छानना का पीएच उपाय और पतला हाइड्रोक्लोरिक एसिड (0.1 और 0.01 मोल एल -1) के साथ 7 करने के लिए इसे समायोजित करने और सोडियम हाइड्रोक्साइड (0.1 और 0.01 मोल एल -1) के जलीय समाधान पतला।
  12. ultrapure पानी के साथ 50 मिलीलीटर छानना पतला।
  13. दो में नमूना फूट डालो; शक्कर के विश्लेषण और कार्बनिक अम्ल के विश्लेषण के लिए एक दूसरे के लिए।
  14. कॉलम के माध्यम से पहला नमूना समाधान (दो C18, मुख्यमंत्री और QMA) श्रृंखला में जुड़े पिगमेंट, फैटायनों और anions बाहर करने के लिए गुजरती हैं। दूर स्तंभों से नमूना समाधान के पहले 1 मिलीलीटर फेंक दें। तब एचपीएलसी द्वारा शक्कर के विश्लेषण के लिए स्तंभों से नमूना समाधान का उपयोग करें।
  15. कॉलम (दो C18 और मुख्यमंत्री) श्रृंखला में जुड़े पिगमेंट और फैटायनों बाहर करने के लिए के माध्यम से दूसरा नमूना समाधान गुजरती हैं। दूर स्तंभों से नमूना समाधान के पहले 1 मिलीलीटर फेंक दें। तो सी से नमूना समाधान का उपयोगएचपीएलसी द्वारा कार्बनिक अम्ल के विश्लेषण के लिए olumns।
  16. अपकेंद्रित्र एचपीएलसी द्वारा विश्लेषण से पहले एक मिनी अपकेंद्रित्र के साथ एक 0.45 माइक्रोन फिल्टर के साथ सुसज्जित एक microtube में कदम 3.14 से प्रत्येक समाधान और 6,600 आरपीएम (5,800 × छ) में 3.15, 10 मिनट के लिए।

4. शुगर्स का एचपीएलसी माप

नोट: इस अध्ययन में, सूक्रोज, ग्लूकोज और फ्रुक्टोज प्रत्येक ब्लूबेरी के का योग सामग्री की कुल चीनी सामग्री के रूप में माना जाता है। इसलिए, तीन शर्करा से प्रत्येक के लिए काम कर रहे एक वक्र पहले प्राप्त की है, और फिर प्रत्येक ब्लूबेरी में शर्करा का योग सामग्री प्राप्त की है। मानक सामग्री 0.3-0.4% wt (सूक्रोज), 3.8-4.8% wt (ग्लूकोज), और 4.2-5.3% wt (fructose) के रूप में रिपोर्ट कर रहे हैं। 9

  1. सुक्रोज के बारे में 200 मिलीग्राम उपाय सही, और एक मानक समाधान तैयार करने के लिए 50 मिलीलीटर ultrapure पानी में भंग। दूसरी मानक समाधान तैयार करने के लिए ultrapure पानी के साथ 50 मिलीलीटर के लिए समाधान के 5 मिलीलीटर पतला। इसी तरह तीसरे स्टैंड तैयारदूसरा मानक समाधान से अर्द समाधान।
  2. ग्लूकोज और फ्रुक्टोज के मानक समाधान है, इसी तरह से तैयार करें।
  3. इस प्रकार के रूप एचपीएलसी प्रणाली की व्यवस्था:
    1. 40 डिग्री सेल्सियस पर स्तंभ ओवन में एक जेल पारगमन स्तंभ का प्रयोग करें।
    2. eluate के रूप में 0.1 मिलीग्राम / मिनट के प्रवाह की दर के साथ degassed ultrapure पानी का प्रयोग करें।
    3. एक अपवर्तनांक डिटेक्टर का प्रयोग करें।
  4. प्रत्येक माप के लिए एक 20 μl विभाज्य इंजेक्शन द्वारा मानक के समाधान के एचपीएलसी spectrograms उपाय। नोट: यहाँ, पीएसी समाधान माप के लिए सॉफ्टवेयर के रूप में प्रयोग किया जाता है।
  5. माउस के सही बटन के साथ 'फिर से विश्लेषण' पर क्लिक करके प्रत्येक मानक समाधान के वर्णलेख पर चीनी की बैंड के क्षेत्र तीव्रता जाओ।
  6. इसी सांद्रता के खिलाफ क्षेत्र की तीव्रता प्लॉट रेखीय प्रतिगमन, जहां समीकरण क्षेत्र तीव्रता और एकाग्रता के बीच संबंध का प्रतिनिधित्व करने के लिए प्राप्त की है द्वारा प्रत्येक चीनी के लिए काम कर रहे एक वक्र पाने के लिएप्रत्येक चीनी आर।
  7. प्रत्येक माप के लिए एक 20 μl विभाज्य इंजेक्शन द्वारा नमूना समाधान के एचपीएलसी spectrograms उपाय।
  8. के रूप में पहले कदम 4.5 में वर्णित प्रत्येक नमूना समाधान के वर्णलेख पर शक्कर के बैंड के क्षेत्र तीव्रता जाओ।
  9. समीकरणों काम कर कदम 4.6 में प्राप्त करने के लिए इसी घटता का उपयोग कर समाधान में शर्करा की सांद्रता प्राप्त करते हैं।
  10. नमूना समाधान पिछले चरण और नमूना समाधान की कुल मात्रा में प्राप्त की सांद्रता से प्रत्येक ब्लूबेरी में प्रत्येक चीनी की राशि प्राप्त (50 मिलीलीटर कदम 3.12 देखें)।
  11. तीन शर्करा की सामग्री को संक्षेप द्वारा प्रत्येक फल की कुल चीनी मात्रा में प्राप्त करते हैं।
  12. वजन 1.3 चरण में मापा का उपयोग करके प्रत्येक ब्लूबेरी के कुल चीनी की सामग्री प्रतिशत प्राप्त करते हैं।

5. कार्बनिक अम्ल की एचपीएलसी माप

नोट: इस अध्ययन में, साइट्रिक एसिड, quinic एसिड का योग सामग्री, सेबएसिड, और succinic एसिड की कुल कार्बनिक अम्ल सामग्री के रूप में माना जाता है। इसलिए, चार कार्बनिक अम्ल में से प्रत्येक के लिए काम कर रहे वक्र पहले प्राप्त की है, और फिर प्रत्येक ब्लूबेरी में कार्बनिक अम्ल सामग्री मापा जाता है। मानक सामग्री 0.42-0.62% wt (साइट्रिक एसिड), 0-0.15 wt% (quinic एसिड), 0.08-0.23% wt (मैलिक एसिड), और 0.06-0.25% wt (succinic एसिड) के रूप में रिपोर्ट कर रहे हैं। 9

  1. साइट्रिक एसिड के बारे में 5 मिलीग्राम उपाय सही, और एक मानक समाधान तैयार करने के लिए 50 मिलीलीटर ultrapure पानी में भंग। दूसरी मानक समाधान तैयार करने के लिए ultrapure पानी के साथ 50 मिलीलीटर के लिए समाधान के 5 मिलीलीटर पतला। इसी तरह दूसरी मानक समाधान से तीसरे मानक समाधान तैयार है।
  2. quinic एसिड, मैलिक एसिड, और succinic एसिड के मानक समाधान है, इसी तरह से तैयार करें।
  3. इस प्रकार के रूप एचपीएलसी प्रणाली की व्यवस्था:
    1. 40 डिग्री सेल्सियस पर दो आयनों विनिमय स्तंभ ओवन में श्रृंखला में जुड़े कॉलम का प्रयोग करें।
    2. उपयोग फॉस्फोरिक के 0.1% जलीय घोल degassedeluate के रूप में 0.02 मिलीग्राम / मिनट के प्रवाह की दर के साथ एसिड।
    3. 210 एनएम पर एक पराबैंगनी दिखाई डिटेक्टर सेट का प्रयोग करें।
  4. प्रत्येक माप के लिए मानक समाधान की एक 20 μl विभाज्य इंजेक्शन द्वारा मानक के समाधान के एचपीएलसी spectrograms उपाय।
  5. माउस के सही बटन के साथ 'फिर से विश्लेषण' पर क्लिक करके प्रत्येक मानक समाधान के वर्णलेख पर कार्बनिक अम्ल के बैंड के क्षेत्र तीव्रता जाओ।
  6. इसी सांद्रता के खिलाफ क्षेत्र की तीव्रता प्लॉट रेखीय प्रतिगमन, जहां समीकरण क्षेत्र तीव्रता और एकाग्रता के बीच संबंध का प्रतिनिधित्व करने के लिए प्रत्येक कार्बनिक अम्ल के लिए प्राप्त की है के द्वारा एक कार्बनिक अम्ल के लिए काम वक्र पाने के लिए।
  7. प्रत्येक माप के लिए नमूने के एक 20 μl विभाज्य इंजेक्शन द्वारा नमूना समाधान के एचपीएलसी spectrograms उपाय।
  8. के रूप में 5.5 कदम में पहले से वर्णित प्रत्येक नमूना समाधान के वर्णलेख पर कार्बनिक अम्ल के बैंड के क्षेत्र तीव्रता जाओ।
  9. समीकरणों काम कर कदम 5.6 में प्राप्त करने के लिए इसी घटता का उपयोग कर समाधान में कार्बनिक अम्ल की सांद्रता प्राप्त करते हैं।
  10. नमूना समाधान पिछले चरण और नमूना समाधान की कुल मात्रा में प्राप्त की सांद्रता से प्रत्येक ब्लूबेरी में प्रत्येक कार्बनिक अम्ल की राशि प्राप्त (50 मिलीलीटर कदम 3.12 देखें)।
  11. चार कार्बनिक अम्ल की सामग्री को संक्षेप द्वारा प्रत्येक ब्लूबेरी में कुल कार्बनिक अम्ल की मात्रा को प्राप्त करते हैं।
  12. वजन 1.3 चरण में मापा का उपयोग करके प्रत्येक ब्लूबेरी की कुल कार्बनिक अम्ल की सामग्री प्रतिशत प्राप्त करते हैं।

6. anthocyanins के एचपीएलसी माप के लिए Pretreatment

  1. एक फ्रीजर नीचे -80 डिग्री सेल्सियस रसायन के लिए तैयार में ब्लूबेरी रखें विश्लेषण करती है, तो वे सिर्फ वर्णक्रम मापन के बाद विश्लेषण नहीं कर रहे हैं।
  2. 12 घंटे के लिए एक वैक्यूम lyophilizer के साथ प्रत्येक जमे हुए फल सूखी।
  3. 1% मेथनॉल समाधान ओ में सूखे ब्लूबेरी से एंथोसायनिन निकालेंएफ trifluoroacetic एसिड [ब्लूबेरी (छ) के वजन के समाधान की / मात्रा (एमएल) = 1/10] 12 घंटे के लिए 4 डिग्री सेल्सियस पर एक फ्रिज में मिश्रण को छोड़ कर।
  4. अपकेंद्रित्र पर -8 ultracentrifuge एक डिग्री सेल्सियस और 15,000 आरपीएम (21,900 × छ) का उपयोग कर एक 2 मिलीलीटर microtube में 15 मिनट के लिए निकालने।
  5. एक 0.45 माइक्रोन फिल्टर के माध्यम से निकालने फ़िल्टर एचपीएलसी मापन के लिए नमूना प्राप्त करने के लिए।

7. anthocyanins के एचपीएलसी माप

नोट: के बारे में 13 तरह anthocyanins ब्लूबेरी में शामिल किए गए हैं। चूंकि यह सब anthocyanins के लिए काम घटता पाने के लिए मुश्किल है, केवल cyanidin-3- हे -glucoside क्लोराइड के लिए काम कर रहे एक वक्र, ब्लूबेरी में सबसे लोकप्रिय anthocyanins में से एक, प्राप्त की है। काम कर वक्र अन्य anthocyanins की अनुमानित quantifications के लिए लागू किया जाता है।

  1. Cyanidin-3- हे -glucoside क्लोराइड के बारे में 1.5 मिलीग्राम उपाय सही है, और करने के लिए trifluoroacetic एसिड का 1% मेथनॉल समाधान के 10 मिलीलीटर में इसे भंग जनसंपर्कएक मानक समाधान epare। दूसरी मानक समाधान तैयार करने के लिए trifluoroacetic एसिड का 1% मेथनॉल समाधान के साथ 10 मिलीलीटर समाधान के 5 मिलीलीटर पतला। इसी प्रकार, तीसरी और चौथी मानक समाधान क्रमिक रूप से तैयार करते हैं।
  2. इस प्रकार के रूप एचपीएलसी प्रणाली की व्यवस्था:
    1. 40 डिग्री सेल्सियस पर एक स्तंभ ओवन में एक C18 रिवर्स चरण स्तंभ का प्रयोग करें।
    2. 0.1 मिलीग्राम / मिनट के प्रवाह की दर, साथ acetonitrile में 0.1% जलीय trifluoroacetic एसिड (Elute ए) और 0.5% trifluoroacetic एसिड की eluates का उपयोग कर (Elute बी) ढाल विधि लागू करें जहां 8% से 15% तक बढ़ जाती है Elute बी के अनुपात इंजेक्शन के बाद 0-50 मिनट, और इंजेक्शन के बाद 50-60 मिनट के दौरान 75% से 15% से के दौरान।
    3. 520 एनएम पर एक photodiode सरणी डिटेक्टर निगरानी का प्रयोग करें।
  3. प्रत्येक माप के लिए एक 10 μl विभाज्य इंजेक्शन द्वारा मानक के समाधान के एचपीएलसी spectrograms उपाय। "नियंत्रण रेखा समाधान" माप के लिए सॉफ्टवेयर के रूप में प्रयोग किया जाता है।
  4. के बैंड के क्षेत्र तीव्रता जाओमाउस के सही बटन के साथ 'फिर से विश्लेषण' पर क्लिक करके प्रत्येक मानक समाधान के वर्णलेख पर cyanidin-3- हे -glucoside क्लोराइड।
  5. इसी सांद्रता के खिलाफ क्षेत्र की तीव्रता प्लॉट रेखीय प्रतिगमन, जहां समीकरण क्षेत्र तीव्रता और एकाग्रता के बीच संबंध का प्रतिनिधित्व cyanidin-3- हे -glucoside क्लोराइड के लिए प्राप्त की है द्वारा cyanidin-3- हे -glucoside क्लोराइड के लिए काम कर रहे एक वक्र पाने के लिए।
  6. प्रत्येक माप के लिए एक 10 μl विभाज्य इंजेक्शन द्वारा नमूना समाधान के एचपीएलसी spectrograms उपाय।
  7. के रूप में पहले कदम 7.4 में वर्णित प्रत्येक नमूना समाधान के वर्णलेख पर प्रत्येक एंथोसायनिन के बैंड के क्षेत्र तीव्रता जाओ।
  8. समीकरण कदम 7.5 में प्राप्त काम कर रहे वक्र करने के लिए इसी का उपयोग कर समाधान में anthocyanins की सांद्रता प्राप्त करते हैं।
  9. एकाग्रता पिछले में प्राप्त से प्रत्येक ब्लूबेरी में प्रत्येक एंथोसायनिन की मात्रा में प्राप्तकदम और नमूना कदम 6.3 में इस्तेमाल समाधान की कुल मात्रा।
  10. तेरह anthocyanins की सामग्री को संक्षेप द्वारा प्रत्येक ब्लूबेरी में एंथोसायनिन की कुल राशि प्राप्त करते हैं।
  11. वजन 1.3 चरण में मापा का उपयोग करके प्रत्येक ब्लूबेरी की कुल एंथोसायनिन की सामग्री प्रतिशत प्राप्त करते हैं।

संघटक सामग्री की भविष्यवाणी के लिए कैलिब्रेशन मॉडल का निर्माण 8.

नोट: PLS प्रतिगमन, 4,5 जो अव्यक्त वेरिएंट का उपयोग कर कई प्रतिगमन तकनीक का एक प्रकार है, मनाया स्पेक्ट्रा और घटक रासायनिक विश्लेषण द्वारा निर्धारित सामग्री से प्रत्येक घटक के लिए अंशांकन मॉडल के निर्माण के लिए प्रयोग किया जाता है। PLS प्रतिगमन या तो व्यावसायिक कार्यक्रमों के साथ या घर में बने कार्यक्रमों के साथ किया जाता है। मॉडल के निर्माण की विस्तृत प्रक्रियाओं के लिए संदर्भ 5,10 देखें।

  1. जांच करते हैं जो मनाया स्पेक्ट्रा के लिए pretreatments सटीक के लिए सबसे अधिक प्रभावी रहे हैं औरमजबूत भविष्यवाणी।
    1. एक या दो निम्नलिखित pretreatments के लगाने से अंशांकन मॉडल का निर्माण: एमएससी (Multiplicative तितर बितर सुधार), 1,2,5 SNV (मानक सामान्य variate), 1,2,5 MMN (न्यूनतम-अधिकतम सामान्य), COE (निरंतर ऑफसेट उन्मूलन ), और पहले या एसजी द्वारा दूसरा व्युत्पन्न गणना (Savitzky-Golay) विधि। 1,2,5 भविष्यवाणी सत्यापन का निर्माण मॉडल के साथ उनके स्पेक्ट्रा से सेट के घटक सामग्री।
      नोट: MMN में, एक स्पेक्ट्रम सामान्यीकृत है तो यह है कि न्यूनतम और अधिकतम मान 0 और 1, क्रमशः हो जाते हैं। COE में, एक स्पेक्ट्रम के तालमेल स्थानांतरित कर दिया तो यह है कि न्यूनतम मूल्य शून्य हो जाता है।
    2. , दृढ़ संकल्प, आर 2, और अवशिष्ट भविष्य कहनेवाला विचलन, RPD के गुणांक की गणना के बीच मनाया और सत्यापन की जांच के लिए जो मनाया स्पेक्ट्रा के लिए सबसे अधिक प्रभावी रहे हैं pretreatments सेट के मूल्यों की भविष्यवाणी की। अधिक से अधिक दे रही है pretreatments के संयोजन चुनेंआर 2 और RPD।
  2. प्रभावी क्षेत्रों खोज करने के लिए जांच करते हैं जो तरंग संख्या क्षेत्रों, को लागू करने से सटीक और मजबूत भविष्यवाणी के लिए प्रभावी रहे हैं, उदाहरण के लिए, चलती-खिड़कियों PLS तकनीक 11।
    नोट: प्रक्रिया तरंग संख्या क्षेत्रों में जहां स्पेक्ट्रा भविष्यवाणियों के लिए कोई प्रभावी जानकारी होती है या जानकारी है कि भविष्यवाणियों के साथ हस्तक्षेप शामिल हटाने से मेल खाती है।

9. निर्माण कैलिब्रेशन मॉडलों के सत्यापन

नोट: निर्माण मॉडल के सत्यापन की विस्तृत प्रक्रियाओं के लिए संदर्भ 5,10 देखें।

  1. मान्यता pretreatments की और भविष्यवाणी के लिए प्रभावी तरंग संख्या क्षेत्रों के लिए सबसे अच्छा संयोजन के साथ निर्माण किया अंशांकन मॉडल के साथ उनके स्पेक्ट्रा से सेट के घटक सामग्री का अनुमान है। 5,10
  2. आर 2 और मनाया और भविष्यवाणी के बीच RPD की गणनासत्यापन सेट के मूल्यों। 5,10
  3. कि क्या जांच अंशांकन मॉडल का व्यावहारिक प्रदर्शन, 12,13 R के लिए सामान्य मानदंडों 2> 0.85 और RPD> 2.5, संतुष्ट हैं। मॉडल के पुनर्निर्माण पर विचार मानदंड संतुष्ट नहीं हैं।

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Representative Results

एक उदाहरण के रूप में 2 से पता चलता चित्रा ब्लूबेरी के NIR अवशोषण स्पेक्ट्रा जहां 70 ब्लूबेरी के स्पेक्ट्रा एक साथ दिखाए जाते हैं, का एक सेट। चूंकि बैंड निश्चित रूप से शक्कर, कार्बनिक अम्ल, या anthocyanins करने के लिए आबंटित NIR स्पेक्ट्रा में नहीं मनाया जाता है, पारंपरिक लैम्बर्ट बीयर के कानून घटक सामग्री यों के लिए लागू नहीं है। इसलिए, घटक सामग्री की भविष्यवाणी के लिए मॉडल के निर्माण के लिए आवश्यक है।

चित्रा 3 ब्लूबेरी में शर्करा की मात्रात्मक विश्लेषण के लिए विशिष्ट chromatograms से पता चलता है। ऊपर से तीन पैनलों, क्रमशः, सूक्रोज, ग्लूकोज, फ्रक्टोज और मानक के समाधान के chromatograms। नीचे पैनल एक नमूना समाधान का एक वर्णलेख, एक ब्लूबेरी निकालने यानी पता चलता है। नमूना समाधान में प्रकार और शर्करा की सांद्रता प्रतिधारण काल ​​से जाना जाता है एकएन डी मनाया चोटियों के क्षेत्र तीव्रता। कुल चीनी सामग्री सूक्रोज, ग्लूकोज, फ्रक्टोज और सामग्री की राशि के रूप में प्राप्त की है।

चित्रा 4 एक ब्लूबेरी में कार्बनिक अम्ल के विश्लेषण के लिए वर्णलेख का एक उदाहरण दिखाता है। मानक समाधान (यहाँ नहीं दिखाया गया है) के chromatograms की चर्चा करते हुए रखकर प्रकार के और नमूना समाधान में कार्बनिक अम्ल की सांद्रता में जाना जाता है। चित्रा पौराणिक कथा में दिखाया गया मनाया चोटियों के कार्य के लिए, दो चोटियों मानक और नमूना समाधान के chromatograms में quinic एसिड के लिए मनाया जाता है। वे quinic एसिड के isomers करने के लिए आबंटित हो सकता है। कुल कार्बनिक अम्ल सामग्री साइट्रिक एसिड, quinic एसिड, मैलिक एसिड, और succinic एसिड सामग्री की राशि के रूप में प्राप्त की है।

चित्रा 5 एक ब्लूबेरी में anthocyanins के विश्लेषण के लिए वर्णलेख का एक उदाहरण दिखाता है। कई चोटियों differe के लिए इसीNT तरह anthocyanins मनाया जाता है। चूंकि इन anthocyanins के लिए टाल-मटोल के आदेश 14,15 सूचित किया गया के रूप में तालिका 1 में दिखाया गया है, मनाया चोटियों व्यक्ति anthocyanins को सौंपा जा सकता है। कुल एंथोसायनिन सामग्री anthocyanins के 13 प्रकार की सामग्री की राशि के रूप में प्राप्त की है।

कैलिब्रेशन मॉडल मनाया स्पेक्ट्रा से निर्माण कर रहे हैं और रासायनिक चुना गया घटक सामग्री। तालिका 2 pretreatments की परीक्षा का एक उदाहरण दिखाता है। "कोई नहीं (pretreatment के बिना)" सहित छह प्रकार pretreatments 12,500-3,600 सेमी -1 के एक क्षेत्र तय तरंग संख्या में स्पेक्ट्रा का उपयोग कर कुल चीनी सामग्री की जांच के मॉडल के निर्माण के लिए जांच की गई। विभिन्न pretreatments भिन्न पूर्वानुमान प्रदर्शन में परिणाम। मॉडल का प्रदर्शन आर 2 और RPD के साथ मूल्यांकन किया गया। pretreatments के प्रकार है कि सबसे अच्छा predi देता हैction प्रदर्शन चुना जाता है। 2 टेबल, "दूसरा व्युत्पन्न + एमएससी," जो दूसरा व्युत्पन्न गणना के बाद एमएससी का मतलब है, सबसे अच्छा परिणाम देता है। फिर तरंग संख्या मॉडल निर्माण के लिए इस्तेमाल क्षेत्रों तय pretreatments के साथ क्षेत्रों के अलग से जांच कर रहे हैं।

चित्रा एक उदाहरण के रूप में 6 से पता चलता कुल चीनी सामग्री के लिए अंशांकन मॉडल है, जहां मूल्यों NIR स्पेक्ट्रोस्कोपी और एचपीएलसी द्वारा निर्धारित उन लोगों द्वारा की भविष्यवाणी के बीच संबंध दिखाया गया है के पार सत्यापन का नतीजा है। मॉडल "दूसरा व्युत्पन्न + एमएससी" pretreatments के रूप में और 8,539-7,775 सेमी का उपयोग कर -1 क्षेत्र स्पेक्ट्रा के साथ निर्माण किया गया था। मॉडल की भविष्यवाणी प्रदर्शन आर 2 = 0.85 और RPD = 2.6, सिर्फ व्यावहारिक उपयोग के लिए मानदंड से ऊपर है। इस उदाहरण में, मॉडल निर्माण के लिए इस्तेमाल नमूनों की संख्या 30 थी, जो विपक्ष के लिए बहुत छोटा हैउच्च प्रदर्शन मॉडल truct।

चित्रा एक उदाहरण के रूप में 7 शो कुल कार्बनिक अम्ल सामग्री के लिए अंशांकन मॉडल है, जहां मूल्यों NIR स्पेक्ट्रोस्कोपी और एचपीएलसी द्वारा निर्धारित उन लोगों द्वारा की भविष्यवाणी के बीच संबंध दिखाया गया है के पार सत्यापन का नतीजा है। मॉडल "पहले व्युत्पन्न + एमएससी" pretreatments के रूप में और 7,505-5,446 और 4,605-4,242 सेमी -1 स्पेक्ट्रा के क्षेत्रों का उपयोग कर के साथ निर्माण किया गया था। मॉडल की भविष्यवाणी प्रदर्शन आर 2 = 0.92 और RPD = 3.6, जो व्यावहारिक आवेदन के लिए पर्याप्त हैं।

चित्रा एक उदाहरण के रूप में 8 शो कुल एंथोसायनिन सामग्री के लिए अंशांकन मॉडल, मूल्यों NIR स्पेक्ट्रोस्कोपी और एचपीएलसी द्वारा निर्धारित उन लोगों द्वारा की भविष्यवाणी के बीच संबंध के साथ की बाहरी मान्यता का नतीजा है। मॉडल के साथ "पहली डी निर्माण किया गया थाpretreatment के रूप में erivative "और 12,489-6,094 और 4,605-4,242 सेमी -1 स्पेक्ट्रा के क्षेत्रों का उपयोग कर। मॉडल की भविष्यवाणी प्रदर्शन आर 2 = 0.95 और RPD = 4.4, जो निर्माण मॉडल की काफी अच्छा प्रदर्शन से पता चलता है। एंथोसायनिन के बाद मुख्य रूप से ब्लूबेरी के छिलके में, यह आसानी से फैलाना reflectance माप के साथ मनाया जाता है मौजूद है, हालांकि एक ब्लूबेरी में अपनी सामग्री अधिक नहीं है। अच्छा आंकड़ा 8 में दिखाया प्रदर्शन नमूनों की बड़ी संख्या (70) मॉडल निर्माण के लिए इस्तेमाल से भी वजह से हो जाएगा ।

चित्र 2
ब्लूबेरी के चित्रा 2. NIR अवशोषण स्पेक्ट्रा। 70 ब्लूबेरी के स्पेक्ट्रा एक साथ दिखाया गया है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।


ब्लूबेरी में शर्करा की मात्रात्मक विश्लेषण के लिए चित्रा 3. chromatograms। (ए) सुक्रोज, (बी) ग्लूकोज के मानक के समाधान के chromatograms, (सी) फ्रुक्टोज, और (डी) एक नमूना समाधान का एक वर्णलेख। एक देखने के लिए यहाँ क्लिक करें यह आंकड़ा का बड़ा संस्करण।

चित्रा 4
चित्रा 4. एक ब्लूबेरी में कार्बनिक अम्ल के मात्रात्मक विश्लेषण के लिए chromatogram। मनाया चोटियों साइट्रिक एसिड (1), मैलिक एसिड (2), quinic एसिड (0 और 3), और succinic एसिड (4)। के अनुरूप मिसालएएसई यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 5
चित्रा 5. एक ब्लूबेरी में anthocyanins के मात्रात्मक विश्लेषण के लिए chromatogram। मनाया चोटियों व्यक्तिगत तालिका 1 जहां प्रत्येक एंथोसायनिन के लिए मानक अवधारण समय दिखाया गया है में सूचीबद्ध anthocyanins को सौंपा है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 6
चित्रा 6 कुल चीनी सामग्री के लिए मॉडल के पार सत्यापन का नतीजा है। NIR स्पेक्ट्रोस्कोपी ने भविष्यवाणी मूल्यों एचपीएलसी द्वारा निर्धारित उन लोगों के खिलाफ साजिश रची है। आर 2 = 0.85 और RPD = 2.6 प्राप्त कर रहे हैं। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 7
चित्रा 7. कुल कार्बनिक अम्ल सामग्री के लिए मॉडल के पार सत्यापन का नतीजा है। मानों NIR स्पेक्ट्रोस्कोपी ने भविष्यवाणी की एचपीएलसी द्वारा निर्धारित उन लोगों के खिलाफ साजिश रची है। आर 2 = 0.92 और RPD = 3.6 प्राप्त कर रहे हैं। एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें यह आंकड़ा की।

आंकड़ा 8
8 चित्रा कुल एंथोसायनिन सामग्री के लिए मॉडल के बाहरी मान्यता का नतीजा है। मानों NIR स्पेक्ट्रोस्कोपी ने भविष्यवाणी की उन घ के खिलाफ साजिश रची हैद्वारा etermined एचपीएलसी। आर 2 = 0.95 और RPD = 4.4 प्राप्त कर रहे हैं। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

सूत्र एंथोसायनिन प्रतिनिधि अवधारण समय (मिनट)
सी 21 h 21 हे 12 Delphinidin-3- हे -galactoside 17.3
सी 21 h 21 हे 12 Delphinidin-3- हे -glucoside 19.7
सी 21 h 21 हे 11 Cyanidin-3- हे -galactoside 22.8
सी 20 एच 19 हे 11 Delphinidin-3- 23.6
सी 21 h 21 हे 11 Cyanidin-3- हे -glucoside 24.5
सी 22 h 23 हे 12 Petunidin-3- हे -galactoside 28.7
सी 20 एच 19 हे 10 Cyanidin-3- हे -arabinoside 31.3
सी 22 h 23 हे 12 Petunidin-3- हे -glucoside 36.0
सी 22 h 23 हे 11 Peonidin-3- हे -galactoside 37.0
सी 21 h 21 हे 11 Petunidin-3- हे -arabinoside 40.8
सी 22 h 23 हे 11 Peonidin-3- हे -glucoside 43.7
सी 23 एच 25 हे 12 Malvidin-3- हे -galactoside 45.0
सी 23 h 25 हे 12 Malvidin-3- हे -glucoside 49.6

तालिका 1 मेजर ब्लूबेरी में निहित anthocyanins। वर्तमान प्रयोगात्मक शर्तों के तहत एचपीएलसी विश्लेषण में प्रतिनिधि प्रतिधारण बार भी सूचीबद्ध हैं।

preprocessing तरंग संख्या विश्लेषण के लिए इस्तेमाल क्षेत्र (सेमी -1) RPD आर 2
कोई नहीं 12,500-3,600 1.7 0.69
दूसरा व्युत्पन्न 12,500-3,600 2.6
पहले व्युत्पन्न 12,500-3,600 2.5 0.84
एमएससी 12,500-3,600 2.3 0.81
दूसरा व्युत्पन्न + एमएससी 12,500-3,600 2.8 0.88
पहले व्युत्पन्न + एमएससी 12,500-3,600 2.7 0.87

तालिका 2 मनाया स्पेक्ट्रा के pretreatments पर भविष्यवाणी प्रदर्शन की निर्भरता की एक परीक्षा। आर 2 और कुल चीनी सामग्री की भविष्यवाणी के लिए RPD सूचीबद्ध हैं।

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Discussion

प्रोटोकॉल पर कुछ अतिरिक्त टिप्पणियाँ यहाँ वर्णित हैं। सबसे पहले, 1.1 चरण में, यह किस्मों लक्ष्य में शामिल करने का फैसला किया गया है। हालांकि यह कई किस्मों से या किस्मों निर्दिष्ट किए बिना ब्लूबेरी को कवर मॉडल का निर्माण करने के लिए संभव है, मॉडलों के साथ भविष्यवाणी accuracies कभी कभी एक भी फसल के लिए मॉडल के साथ उन लोगों की तुलना में और सीमित किस्मों के लिए बहुत कम हैं। यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए कि अंशांकन मॉडल प्रत्येक उत्पादन साइट से ब्लूबेरी उच्च भविष्यवाणी प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए, क्योंकि विभिन्न उत्पादन साइटों पर काटा ब्लूबेरी अलग विशेषताओं जो भविष्यवाणी के प्रदर्शन को प्रभावित किया है के लिए बनाया जाना चाहिए। 1

दूसरे, 2.3 कदम में, यह स्पेक्ट्रा के मापन के लिए फैलाना reflectance मोड का चयन करने के लिए उल्लेख किया है। प्रसारण विधा भी स्पेक्ट्रोफोटोमीटर पर मापन के लिए तैयार किया जाता है। एक यद्यपि प्रसारण विधा में मापा स्पेक्ट्रा हैंLSO अंशांकन मॉडल के निर्माण के लिए उपलब्ध है, और अधिक सटीक और अधिक मजबूत मॉडल स्पेक्ट्रा ज्यादातर मामलों में फैलाना reflectance मोड में मापा के साथ निर्माण किया जा सकता है। कुल कार्बनिक अम्ल सामग्री स्पेक्ट्रा संप्रेषण मोड में मापा साथ भविष्यवाणी नहीं की जा सकती है। 3

तीसरा, ब्लूबेरी के स्पेक्ट्रा के मापन के लिए, यह calyx पर स्पेक्ट्रा को मापने के लिए के बाद से सतह हालत और calyx आसपास सामग्री अन्य पदों पर बैठे लोगों से अलग हैं सिफारिश नहीं है। फिर भी, यह स्पेक्ट्रा के एक पर्याप्त संख्या में दोनों calyx और अन्य पदों पर मापा का उपयोग कर अंशांकन मॉडल का निर्माण करने के लिए संभव है। हालांकि, मॉडल की सत्यता स्पेक्ट्रा केवल calyx के अलावा अन्य पदों पर मापा के साथ निर्माण के मॉडल की तुलना में कम ज्यादातर मामलों में हैं।

चौथे, ब्लूबेरी के एक NIR स्पेक्ट्रम के तापमान पर निर्भर करता है। इसलिए, सटीक भविष्यवाणी के लिए या तो यह IM हैअहम हमेशा एक ही परिवेश के तापमान पर स्पेक्ट्रा को मापने के लिए या तापमान परिवर्तन के लिए मुआवजे के साथ अंशांकन मॉडल का निर्माण करने के लिए। 1

पांचवें क्रम में, हालांकि केवल आर 2 और RPD pretreatments यहाँ के चयन और निर्माण मॉडल के प्रदर्शन का आकलन करने के लिए उपयोग किया जाता है, इस तरह के एसईसी (कैलिब्रेशन की मानक त्रुटि), सितम्बर (भविष्यवाणी की मानक त्रुटि), SECV (क्रॉस की मानक त्रुटि के रूप में कुछ अन्य मूल्यों -Validation), RMSEP (रूट मतलब वर्ग भविष्यवाणी की त्रुटि), और RMSECV (पार सत्यापन की जड़ मतलब वर्ग त्रुटि) आमतौर पर अधिक विस्तृत जांच के लिए उपयोग किया जाता है। हमारे पिछले पत्र में, उदाहरण के लिए 3, RMSEP और RMSECV pretreatments के चयन और निर्माण मॉडल के प्रदर्शन का आकलन करने के लिए इस्तेमाल किया गया।

एक ब्लूबेरी में कुल चीनी, कुल कार्बनिक अम्ल, और कुल एंथोसायनिन सामग्री की Nondestructive भविष्यवाणी fou थाएन डी संभव हो सकता है अगर भविष्यवाणियों के लिए मॉडल ठीक से निर्माण कर रहे हैं। इस तकनीक को सभी काटा लोगों से केवल स्वादिष्ट ब्लूबेरी के चयन, जो अन्य पारंपरिक विश्लेषणात्मक तकनीकों के साथ हासिल नहीं किया जा सकता है के लिए लागू है। 8,9 हालांकि रासायनिक विश्लेषण की प्रक्रिया जटिल लग सकता है, वे लोकप्रिय विश्लेषणात्मक तकनीकों में शामिल हैं और नहीं हैं बड़ी कठिनाइयों के साथ। यह सटीक परिणाम प्राप्त करने के लिए महत्वपूर्ण रासायनिक विश्लेषण के लिए क्योंकि परिणामों का निर्माण मॉडल के आधार हैं। इस अध्ययन में, एचपीएलसी माप के आरएसडी (सापेक्ष मानक विचलन) लगभग 1% थी। यह भी रूप में चित्र 1 में दिखाया गया है, व्यावहारिक रूप से लागू मॉडल के निर्माण के लिए बुनियादी प्रक्रिया, जैसे पालन करने के लिए आवश्यक है।

एचपीएलसी के बजाय सरल और त्वरित तरीकों रासायनिक विश्लेषण के लिए लागू किया जा सकता है। कुल चीनी सामग्री और अम्लता, मापा जा सकता है क्रमशः, एक refractometer साथ(ब्रिक्स मीटर) और एक पीएच मीटर। पीएच अंतर विधि 16,17 कुल एंथोसायनिन सामग्री की माप के लिए लागू है। सरल तरीकों के आवेदन बहुत आसान है, हालांकि मॉडल ने भविष्यवाणी मूल्यों की सटीकता यहाँ दिखाया एचपीएलसी माप के आधार पर निर्माण मॉडल ने भविष्यवाणी की तुलना में कम हो सकता है मॉडल का निर्माण करते हैं। फिर भी, सरल रासायनिक विश्लेषण के आधार पर निर्माण मॉडल की सटीकता उत्पादन साइटों और संचलन प्रक्रियाओं क्योंकि उच्च accuracies हमेशा वहाँ की जरूरत नहीं कर रहे हैं पर व्यावहारिक रूप से लागू हो सकता है। रासायनिक विश्लेषण के लिए तरीकों, इसलिए, के लिए मॉडल का निर्माण किया जा करने की जरूरत सत्यता के अनुसार चयन किया जाना चाहिए।

हालांकि इस तरह के सेब और संतरे के रूप में कुछ फल गारंटी चीनी सामग्री और acidities साथ आम तौर पर बेचा जाता है, ब्लूबेरी गारंटी गुणों के साथ बेचा नहीं किया गया है। नतीजतन, वाणिज्यिक ब्लूबेरी की गुणवत्ता करता हैकम से कम जापान में स्थिर नहीं लगते हैं; कभी कभी कम गुणवत्ता ब्लूबेरी बाजारों में बेचा जाता है। NIR स्पेक्ट्रोस्कोपी यहाँ दिखाया द्वारा nondestructive विश्लेषणात्मक तरीकों सिद्धांत, लदान और ब्लूबेरी की बिक्री की गारंटी के गुणों के साथ में सक्षम होने की उम्मीद है।

अंत में, वहाँ इस विधि की सीमाएं हैं। सबसे पहले, जैसा कि ऊपर उल्लेख किया है, भविष्यवाणी मॉडल के निर्माण के बजाय परेशानी है। इसके अलावा, भविष्यवाणी मॉडल प्रत्येक साइट और खेती के प्रत्येक वर्ष के लिए निर्माण किया जाना चाहिए क्योंकि coexisting घटकों (जो साइट और खेती के वर्ष पर निर्भर करती है) की मात्रा में अंतर भविष्यवाणी की सटीक प्रभावित करता है। इसलिए, कुछ प्रयास भविष्यवाणी मॉडल के रखरखाव के लिए आवश्यक है। दूसरे, हालांकि हम पता चला है कि लगभग अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी सिद्धांत रूप में, है, ब्लूबेरी की गुणवत्ता की जांच के लिए लागू हो, उपकरण और यहाँ दिखाया तकनीक केवल प्रयोगशाला में इस्तेमाल कर रहे हैं और उत्पादन स्थलों पर लागू नहीं होकारण उत्पादन साइटों पर जामुन की बड़ी मात्रा का एक त्वरित जांच के लिए असंभव है। उपयुक्त उपकरणों और उत्पादन साइटों और संचलन प्रक्रियाओं में उपयोग के लिए उपयुक्त मजबूत अंशांकन मॉडल के विकास के व्यावहारिक विकास भविष्य निर्देश हैं।

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
FT-NIR spectrophotometer Bruker Optics GmbH MPA 
High-Performance Liquid Chromatography Shimadzu Corporation 228-45041-91, 228-45000-31, 228-45018-31 For sugar analysis
223-04500-31, 228-45010-31, 228-45095-31 Refractive Index Detector
High-Performance Liquid Chromatography Shimadzu Corporation 228-45041-91, 228-45003-31, 228-45000-31 For organic acid analysis
228-45018-31, 228-45010-31, 223-04500-31 Ultraviolet-Visible Detector
High-Performance Liquid Chromatography Shimadzu Corporation 228-45041-91, 228-45018-31, 228-45000-31 For anthocyanin analysis
228-45012-31, 228-45119-31, 228-45005-31 Photodiode Array Detector
228-45009-31
pH meter Mettler-Toledo 30019028 S220, Automatic temperature compensation
Ultra-pure water treatment equipment ORGANO Corporation ORG-ULXXXM1; PRA-0015-0V0 PURELAB ultra; PURELITE
Biomedical Freezers  SANYO 2-6780-01 MDF-U338
Ultra-Low Temperature Freezer Panasonic healthcare Co.,Ltd. KM-DU73Y1 -80 °C
Vacuum lyophilizer IWAKI GLASS Co.,Ltd 119770 DRC-3L; FRD-82M
Homoginizer Microtec Co., Ltd.  Physcotron
Ultracentrifuge Hitachi Koki Co.,Ltd S204567 CF15RXII
Mini-centrifuge LMS CO.,LTD. KN3136572 MCF-2360
Centrifuge Kokusan Co.,Ltd 2-5534-01 H-103N
Filter Paper  Advantec 1521070 5B, Eqivalent to Whatman 40
Sep-Pak C18 column Waters Corporation Milford WAT020515
Sep-Pak CM column Waters Corporation Milford WAT020550
Sep-Pak QMA column Waters Corporation Milford WAT020545
Centrifugal Filter Unit Merck Millipore Corporation R2SA18503 PVDF, 0.45 μm
Microtube As One Corporation 1-1600-02 PP, 2 ml
Syringe Filter GE Healthcare CO.,LTD. 6788-1304 PP, 0.45 μm
Sucrose Wako Pure Chemical Industries,Ltd 194-00011 Reagent-grade
Glucose Wako Pure Chemical Industries,Ltd 049-31165 Reagent-grade
Fructose Wako Pure Chemical Industries,Ltd 123-02762 Reagent-grade
Citric acid Wako Pure Chemical Industries,Ltd 036-05522 Reagent-grade
Malic acid Wako Pure Chemical Industries,Ltd 355-17971 Reagent-grade
Succinic acid  Wako Pure Chemical Industries,Ltd 190-04332 Reagent-grade
Quinic acid Alfa Aesar, A Johnson Matthey Company 10176328 Reagent-grade
Phosphoric acid Wako Pure Chemical Industries,Ltd 162-20492 HPLC-grade
Trifluoroacetic acid Wako Pure Chemical Industries,Ltd 208-02746 Reagent-grade
Methanol Wako Pure Chemical Industries,Ltd 131-01826 Reagent-grade
Acetonitrile Wako Pure Chemical Industries,Ltd 015-08633 HPLC-grade
Grade cyanidin-3-O-glucoside chloride Wako Pure Chemical Industries,Ltd 306-37661 HPLC-grade
Software for analyses Bruker Optics GmbH OPUS ver. 6.5
Softoware for preprocessing Microsoft Excel powered by Visual Basic for Applications
Software for construction of models Freemat 4.0 http://freemat.sourceforge.net/

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References

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रसायन विज्ञान अंक 112 विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान ब्लूबेरी लगभग अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी चीनी कार्बनिक अम्ल Anthocyanin chemometrics आंशिक कम से कम वर्गों (PLS) प्रतिगमन एचपीएलसी
नियर-इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा ब्लूबेरी में संघटक सामग्री की Nondestructive भविष्यवाणी के लिए मॉडल के निर्माण एचपीएलसी माप के आधार पर
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Bai, W., Yoshimura, N., Takayanagi, M., Che, J., Horiuchi, N., Ogiwara, I. Construction of Models for Nondestructive Prediction of Ingredient Contents in Blueberries by Near-infrared Spectroscopy Based on HPLC Measurements. J. Vis. Exp. (112), e53981, doi:10.3791/53981 (2016).

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