Name: profiling volatile compounds in blackcurrant fruit using headspace solid-phase microextraction coupled to gas chromatography-mass spectrometry
Uploaded: 2021-06-09T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Profiling Volatile Compounds in Blackcurrant Fruit using Headspace Solid-Phase Microextraction Coupled to Gas Chromatography-Mass Spectrometry at JoVE.com

המחברים מודים לסרביציוס סנטרלס דה אפויו א-לה סיינטיגאסיון מאוניברסיטת מלאגה על מדידות HS-SPME/GC-MS. אנו מכירים בסיועה של שרה פרננדז-פלאסיוס קמפוס בכימות הפכפך. אנו מודים גם לחברי הקונסורציום של GoodBerry על אספקת חומר הפירות.

1. קצירת פירות
<ol><li>לגדל בין 4 ל 6 צמחים לכל גנוטיפ ו /או טיפול כדי להבטיח מספיק חומר פירות ושונות.</li>
	<li>אם אפשר, לקצור את הדגימות באותו תאריך; אם אין מספיק חומר פירות, בריכה יחד דגימות שנקטפו בתאריכים שונים. הערה: מומלץ כי זמן הקציר (בוקר, צהריים, אחר הצהריים) נשאר זהה בערך כמו פרופילי VOC מושפע...

<ol>
	<li>Klee, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improving+the+flavor+of+fresh+fruits:+Genomics,+biochemistry,+and+biotechnology.">Improving the flavor of fresh fruits: Genomics, biochemistry, and biotechnology.</a> New Phytologist. 187 (1), 44-56 (2010).</li><li>Ferr&#227;o, L. F. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genome-wide+association+of+volatiles+reveals+candidate+loci+for+blueberry+flavor.">Genome-wide association of volatiles reveals candidate loci for blueberry flavor.</a> New Phytologist. 226 (6), 1725-1737 (2020).</li><li>Klee, H. J., Tieman, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+genetics+of+fruit+flavour+preferences.">The genetics of fruit flavour preferences.</a> Nature Reviews Genetics. 19, 347-356 (2018).</li><li>Vallarino, J. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+quantitative+trait+loci+and+candidate+genes+for+primary+metabolite+content+in+strawberry+fruit.">Identification of quantitative trait loci and candidate genes for primary metabolite content in strawberry fruit.</a> Horticulture Research. 6, 4 (2019).</li><li>Jung, K., Fastowski, O., Poplacean, I., Engel, K. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+and+sensory+evaluation+of+volatile+constituents+of+fresh+blackcurrant+(Ribes+nigrum+L.)+fruits.">Analysis and sensory evaluation of volatile constituents of fresh blackcurrant (Ribes nigrum L.) fruits.</a> Journal of Agricultural and Food Chemistry. 65 (43), 9475-9487 (2017).</li><li>Vallarino, J. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+diversity+of+strawberry+germplasm+using+metabolomic+biomarkers.">Genetic diversity of strawberry germplasm using metabolomic biomarkers.</a> Scientific Reports. 8, 14386 (2018).</li><li>Zhang, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Insights+into+the+major+aroma-active+compounds+in+clear+red+raspberry+juice+(Rubus+idaeus+L.+cv.+Heritage)+by+molecular+sensory+science+approaches.">Insights into the major aroma-active compounds in clear red raspberry juice (Rubus idaeus L. cv. Heritage) by molecular sensory science approaches.</a> Food Chemistry. 336, 127721 (2021).</li><li>Farneti, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exploring+blueberry+aroma+complexity+by+chromatographic+and+direct-injection+spectrometric+techniques.">Exploring blueberry aroma complexity by chromatographic and direct-injection spectrometric techniques.</a> Frontiers in Plant Science. 8, 617 (2017).</li><li>Tikunov, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+genetic+and+functional+analysis+of+flavor+in+commercial+tomato:+the+FLORAL4+gene+underlies+a+QTL+for+floral+aroma+volatiles+in+tomato+fruit.">The genetic and functional analysis of flavor in commercial tomato: the FLORAL4 gene underlies a QTL for floral aroma volatiles in tomato fruit.</a> The Plant Journal. 103 (3), 1189-1204 (2020).</li><li>Tieman, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+chemical+genetic+roadmap+to+improved+tomato+flavor.">A chemical genetic roadmap to improved tomato flavor.</a> Science. 355 (6323), 391-394 (2017).</li><li>S&#225;nchez-Sevilla, J. F., Cruz-Rus, E., Valpuesta, V., Botella, M. A., Amaya, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deciphering+gamma-decalactone+biosynthesis+in+strawberry+fruit+using+a+combination+of+genetic+mapping,+RNA-Seq+and+eQTL+analyses.">Deciphering gamma-decalactone biosynthesis in strawberry fruit using a combination of genetic mapping, RNA-Seq and eQTL analyses.</a> BMC Genomics. 15, 218 (2014).</li><li>Kumar, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genome-wide+scans+reveal+genetic+architecture+of+apple+flavour+volatiles.">Genome-wide scans reveal genetic architecture of apple flavour volatiles.</a> Molecular Breeding. 35, 118 (2015).</li><li>Bauchet, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+major+loci+and+genomic+regions+controlling+acid+and+volatile+content+in+tomato+fruit:+implications+for+flavor+improvement.">Identification of major loci and genomic regions controlling acid and volatile content in tomato fruit: implications for flavor improvement.</a> New Phytologist. 215 (2), 624-641 (2017).</li><li>S&#225;nchez, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+integrative+'+omics'+approach+identifies+new+candidate+genes+to+impact+aroma+volatiles+in+peach+fruit.">An integrative ' omics' approach identifies new candidate genes to impact aroma volatiles in peach fruit.</a> BMC Genomics. 14, 343 (2013).</li><li>Hummer, K. E., Dale, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Horticulture+of+Ribes.">Horticulture of Ribes.</a> Forest Pathology. 40 (3-4), 251-263 (2010).</li><li>Vagiri, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phenols+and+ascorbic+acid+in+black+currants+(Ribes+nigrum+L.):+Variation+due+to+genotype,+location,+and+year.">Phenols and ascorbic acid in black currants (Ribes nigrum L.): Variation due to genotype, location, and year.</a> Journal of Agricultural and Food Chemistry. 61 (39), 9298-9306 (2013).</li><li>Marsol-Vall, A., Kortesniemi, M., Karhu, S. T., Kallio, H., Yang, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Profiles+of+volatile+compounds+in+blackcurrant+(Ribes+nigrum)+cultivars+with+a+special+focus+on+the+influence+of+growth+latitude+and+weather+conditions.">Profiles of volatile compounds in blackcurrant (Ribes nigrum) cultivars with a special focus on the influence of growth latitude and weather conditions.</a> Journal of Agricultural and Food Chemistry. 66 (28), 7485-7495 (2018).</li><li>Varming, C., Petersen, M. A., Poll, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+isolation+methods+for+the+determination+of+important+aroma+compounds+in+black+currant+(Ribes+nigrum+L.)+juice,+using+nasal+impact+frequency+profiling.">Comparison of isolation methods for the determination of important aroma compounds in black currant (Ribes nigrum L.) juice, using nasal impact frequency profiling.</a> Journal of Agricultural and Food Chemistry. 52 (6), 1647-1652 (2004).</li><li>Andersson, J., von Sydow, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+aroma+of+black+currants+I.+Higher+boiling+compounds.">The aroma of black currants I. Higher boiling compounds.</a> Acta Chemica Scandinavica. 18, 1105-1114 (1964).</li><li>Andersson, J., von Sydow, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+aroma+of+black+currants.+III.+Chemical+characterization+of+different+varieties+and+stages+of+ripeness+by+gas+chromatography.">The aroma of black currants. III. Chemical characterization of different varieties and stages of ripeness by gas chromatography.</a> Acta Chemica Scandinavica. 20, 529-535 (1966).</li><li>Andersson, J., von Sydow, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+aroma+of+black+currants+II.+Lower+boiling+compounds.">The aroma of black currants II. Lower boiling compounds.</a> Acta Chemica Scandinavica. 20, 522-528 (1966).</li><li>Marsol-Vall, A., Laaksonen, O., Yang, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+processing+and+storage+conditions+on+volatile+composition+and+odor+characteristics+of+blackcurrant+(Ribes+nigrum)+juices.">Effects of processing and storage conditions on volatile composition and odor characteristics of blackcurrant (Ribes nigrum) juices.</a> Food Chemistry. 293, 151-160 (2019).</li><li>Del Castillo, M. L. R., Dobson, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Varietal+differences+in+terpene+composition+of+blackcurrant+(Ribes+nigrum+L)+berries+by+solid+phase+microextraction/gas+chromatography.">Varietal differences in terpene composition of blackcurrant (Ribes nigrum L) berries by solid phase microextraction/gas chromatography.</a> Journal of the Science of Food and Agriculture. 82 (13), 1510-1515 (2002).</li><li>Azzi-Achkouty, S., Estephan, N., Ouaini, N., Rutledge, D. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Headspace+solid-phase+microextraction+for+wine+volatile+analysis.">Headspace solid-phase microextraction for wine volatile analysis.</a> Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 57 (10), 2009-2020 (2017).</li><li>Vallarino, J. G., Antonio, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acquisition+of+volatiles+compounds+by+gas+chromatography-mass+spectrometry+(GC-MS).">Acquisition of volatiles compounds by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS).</a> Plant Metabolomics: Methods and Protocols. 1778, 225-239 (2018).</li><li>Moreira, N., Lopes, P., Cabral, M., Guedes de Pinho, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=HS-SPME/GC-MS+methodologies+for+the+analysis+of+volatile+compounds+in+cork+material.">HS-SPME/GC-MS methodologies for the analysis of volatile compounds in cork material.</a> European Food Research and Technology. 242, 457-466 (2016).</li><li>Rambla, J. L., L&#243;pez-Gresa, M. P., Bell&#233;s, J. M., Granell, A., Alonso, J. M., Stepanova, A. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metabolomic+profiling+of+plant+tissues.">Metabolomic profiling of plant tissues.</a> Plant Functional Genomics and Protocols, Methods in Molecular Biology. 1284, 221-235 (2015).</li><li>Abbas, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Volatile+terpenoids:+multiple+functions,+biosynthesis,+modulation+and+manipulation+by+genetic+engineering.">Volatile terpenoids: multiple functions, biosynthesis, modulation and manipulation by genetic engineering.</a> Planta. 246 (5), 803-816 (2017).</li><li>Kolosova, N., Gorenstein, N., Kish, C. M., Dudareva, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulation+of+circadian+methyl+benzoate+emission+in+diurnally+and+nocturnally+emitting+plants.">Regulation of circadian methyl benzoate emission in diurnally and nocturnally emitting plants.</a> Plant Cell. 13 (10), 2333-2347 (2001).</li><li>Dudareva, N., Pichersky, E., Gershenzon, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biochemistry+of+plant+volatiles.">Biochemistry of plant volatiles.</a> Plant Physiology. 135 (4), 1893-1902 (2004).</li><li>Borges, R. M., Ranganathan, Y., Krishnan, A., Ghara, M., Pramanik, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=When+should+fig+fruit+produce+volatiles?+Pattern+in+a+ripening+process.">When should fig fruit produce volatiles? Pattern in a ripening process.</a> Acta Oecologica. 37 (6), 611-618 (2011).</li><li>Jarret, D. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+transcript+and+metabolite+atlas+of+blackcurrant+fruit+development+highlights+hormonal+regulation+and+reveals+the+role+of+key+transcription+factors.">A transcript and metabolite atlas of blackcurrant fruit development highlights hormonal regulation and reveals the role of key transcription factors.</a> Frontiers in Plant Science. 9, 1-22 (2018).</li><li>Li, B., Lecourt, J., Bishop, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+in+non-destructive+early+assessment+of+fruit+ripeness+towards+defining+optimal+time+of+harvest+and+yield+prediction-a+review.">Advances in non-destructive early assessment of fruit ripeness towards defining optimal time of harvest and yield prediction-a review.</a> Plants. 7 (1), 3 (2018).</li><li>Ul-Hassan, M. N., Zainal, Z., Ismail, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Green+leaf+volatiles:+Biosynthesis,+biological+functions+and+their+applications+in+biotechnology.">Green leaf volatiles: Biosynthesis, biological functions and their applications in biotechnology.</a> Plant Biotechnology Journal. 13 (6), 727-739 (2015).</li><li>Gaston, A., Osorio, S., Denoyes, B., Rothan, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applying+the+Solanaceae+strategies+to+strawberry+crop+improvement.">Applying the Solanaceae strategies to strawberry crop improvement.</a> Trends in Plant Science. 25 (2), 130-140 (2020).</li><li>Gilbert, J. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identifying+breeding+priorities+for+blueberry+flavor+using+biochemical,+sensory,+and+genotype+by+environment+analyses.">Identifying breeding priorities for blueberry flavor using biochemical, sensory, and genotype by environment analyses.</a> PLoS ONE. 10 (9), 0138494 (2015).</li><li>Bueno, M., Resconi, V. C., Campo, M. M., Ferreira, V., Escudero, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+robust+HS-SPME-GC-MS+method+for+the+analysis+of+solid+food+samples.+Analysis+of+volatile+compounds+in+fresh+raw+beef+of+differing+lipid+oxidation+degrees.">Development of a robust HS-SPME-GC-MS method for the analysis of solid food samples. Analysis of volatile compounds in fresh raw beef of differing lipid oxidation degrees.</a> Food Chemistry. 281, 49-56 (2019).</li><li>Burzynski-Chang, E. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=HS-SPME-GC-MS+analyses+of+volatiles+in+plant+populations-quantitating+compound+&#215;+individual+matrix+effects.">HS-SPME-GC-MS analyses of volatiles in plant populations-quantitating compound &#215; individual matrix effects.</a> Molecules. 23 (10), 2436 (2018).</li></ol>

הרבייה של ארומה פירות כבר זמן רב הפריע על ידי הגנטיקה המורכבת וביוכימיה שבבסיס הסינתזה של תרכובות נדיפות וחוסר טכנולוגיות עבור פנוטיפינג תקין. עם זאת, ההתקדמות האחרונה בפלטפורמות מטבולומיות, בשילוב עם כלים גנומיים, מאפשרים סוף סוף לזהות את המטבוליטים האחראים להעדפות הצרכנים ולהתרבות יב?...

טעם הוא תכונה איכותית חיונית לכל פרי, המשפיעה על קבלת הצרכן ובכך משפיעה באופן משמעותי על סחירות. תפיסת הטעם כרוכה בשילוב של מערכות הטעם והריח ותלויה כימית בנוכחותם ובריכוזם של מגוון רחב של תרכובות המצטברות בחלקים צמחיים אכילים, או במקרה של VOCs, הנפלטים מהפרי הבשל 1,2. בעוד הרבייה המסורתית התמקדה בתכונות אגרונומיות כגון תשואה ועמידות למזיקים, שיפור איכות הפרי, כולל טעם, הוזנח זה מכבר בשל המורכבות הגנטית והקושי לפנוטיפ כראוי מאפיינים אלה, מה שמוביל לחוסר שביעות רצון הצרכן 3,4. ההתפתחויות האחרונות בפלטפורמות מטבולומיות הצליחו לזהות ולכמת תרכובות מפתח האחראיות על טעם פירות וארומה5,6,7,8. יתר על כן, השילוב של פרופיל מטבוליט עם כלים גנומיים או transcriptomic מאפשר את ההבהרה של הגנטיקה שבבסיס טעם פירות, אשר בתורו יסייע תוכניות הרבייה לפתח זנים חדשים עם מאפיינים organoleptic משופרים2,4,9,9,10,11,12,13,14.
פירות יער דומדמניות שחורות (Ribes nigrum) זוכים להערכה רבה בזכות טעמם ומאפייניהם התזונתיים, ומעובדים באופן נרחב באזורים הממוזגים של אירופה, אסיה וניו זילנד15. רוב הייצור מעובד עבור מוצרי מזון ומשקאות, אשר פופולריים מאוד במדינות הנורדיות, בעיקר בשל המאפיינים organoleptic של פירות יער. הצבע והטעם העזים של הפרי הם תוצאה של שילוב של אנתוציאנינים, סוכרים, חומצות ו- VOCs הנמצאים בפירות בשלים16,17,18. הניתוח של נדיפים דומדמניות שחורות חוזר לשנות ה-6019,20,21. לאחרונה, מספר מחקרים התמקדו VOCs דומדמניות שחורות, זיהוי תרכובות חשובות לתפיסת ארומה פירות והערכת ההשפעה של גנוטיפ, סביבה, או תנאי אחסון ועיבוד על תוכן VOC5,17,18,22,23.
בגלל היתרונות הרבים שלה, הטכניקה של בחירה עבור פרופיל נדיף תפוקה גבוהה היא HS-SPME / GC-MS24,25. סיבי סיליקה, מצופים בשלב פולימרי, מותקן על מכשיר מזרק, המאפשר את הספיחה של הנדיפים בסיבים עד שלב שיווי המשקל מגיע. מיצוי headspace מגן על הסיבים מפני תרכובות לא נדיפות הקיימות מטריצה24. SPME יכול לבודד בהצלחה מספר גבוה של VOCs הקיימים בריכוזים משתנים מאוד (חלקים למיליארד לחלקים למיליון)25. בנוסף, זוהי טכניקה ללא ממס הדורשת עיבוד מדגם מוגבל. יתרונות נוספים של HS-SPME הם קלות האוטומציה והעלות הנמוכה יחסית שלה.
עם זאת, ההצלחה שלה יכולה להיות מוגבלת, בהתאם לאופי הכימי של VOCs, פרוטוקול החילוץ (כולל זמן, טמפרטורה, וריכוז מלח), יציבות מדגם, ואת הזמינות של רקמת פירות מספיק26,27. מאמר זה מציג פרוטוקול עבור VOCs דומדמניות שחורות מבודד על ידי HS-SPME ונותח על ידי כרומטוגרפיה גז בשילוב עם ספקטרומטר מסה מלכודת יונים. איזון בין כמות החומר הצמחי, יציבות המדגם, ומשך החילוץ והכרומטוגרפיה הושג כדי להיות מסוגל לעבד מספרים גבוהים של דגימות דומדמניות שחורות, חלקן הוצגו במחקר זה. בפרט, פרופילי VOC ו/או כרומטוגרמה של חמישה cultivars ('אנדגה', 'בן טרון', 'בן גרון', 'בן טירן', ו'Tihope') יוצגו ויידונו כנתונים לדוגמה. יתר על כן, אותו פרוטוקול הוכנס בהצלחה ליישם למדידת VOC במינים אחרים של פירות יער כגון תות שדה (Fragaria x ananassa), פטל (Rubusidaeus) ואוכמניות (Vaccinium spp.).

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>10 mL screw top headspace vials</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>10-HSV</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>18 mm screw cap Silicone/PTFE</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>18-MSC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5 mL Tube with HDPE screw cap</td>
			<td>VWR</td>
			<td>216-0153</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>75002415</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methanol for HPLC</td>
			<td>Merck</td>
			<td>34860-1L-R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N-pentadecane (D32, 98%)</td>
			<td>Cambridge Isotope Laboratories</td>
			<td>DLM-1283-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium chloride</td>
			<td>Merck</td>
			<td>S9888</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SPME fiber PDMS/DVB</td>
			<td>Merck</td>
			<td>57345-U</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless grinding jars for TissueLyser</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>69985</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TissueLyser II</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>85300</td>
			<td>Can be subsituted by mortar and pestle or cryogenic mill</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trace GC gas chromatograph-ITQ900 ion trap mass spectrometer</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triplus RSH autosampler with automated SPME device</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>1R77010-0450</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water for HPLC</td>
			<td>Merck</td>
			<td>270733-1L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xcalibur 4.2 SP1</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td></td>
			<td>software</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

profiling volatile compounds in blackcurrant fruit using headspace solid-phase microextraction coupled to gas chromatography-mass spectrometry

יש עניין גובר במדידת תרכובות אורגניות נדיפות (VOCs) הנפלטות מפירות בשלים לצורך גידול זנים או cultivars עם מאפיינים אורגנולפטיים משופרים ובכך, כדי להגביר את קבלת הצרכן. פלטפורמות מטבולומיות בעלות תפוקה גבוהה פותחו לאחרונה כדי לכמת מגוון רחב של מטבוליטים ברקמות צמחיות שונות, כולל תרכובות מפתח האחראיות על טעם הפירות ואיכות הארומה (volatilomics). שיטה המשתמשת במיקרו-קסטרה של שלב מוצק headspace (HS-SPME) יחד עם ספקטרומטריית גז כרומטוגרפיה-מסה (GC-MS) מתוארת כאן לזיהוי וכימות של VOCs הנפלטים מפירות דומדמניות שחורות בשלים, ברי מוערך מאוד על טעמו ועל היתרונות הבריאותיים שלו.
פירות בשלים של צמחי דומדמניות שחורות (ribes nigrum) נקצרו והוקפאו ישירות בחנקן נוזלי. לאחר הומוגניזציה רקמה כדי לייצר אבקה עדינה, דגימות הופשרו מיד מעורבב עם פתרון נתרן כלורי. לאחר צנטריפוגה, supernatant הועבר לתוך בקבוקון זכוכית headspace המכיל נתרן כלורי. VOCs חולצו לאחר מכן באמצעות סיבי מיקרו-מנטרלקציה (SPME) בשלב מוצק וכרוטוגרף גז בשילוב ספקטרומטר מסה מלכודת יונים. כימות נדיף בוצע על כרומטוגרמה היון המתקבלת על ידי שילוב אזור שיא, באמצעות יון m / z ספציפי עבור כל VOC. ביאור VOC נכון אושר על ידי השוואת זמני שמירה ספקטרום מסה של סטנדרטים מסחריים טהורים לרוץ באותם תנאים כמו הדגימות. יותר מ-60 VOCs זוהו בפירות דומדמניות שחורות בשלים הגדלים במקומות מנוגדים באירופה. בין VOCs המזוהים, תרכובות ארומה מפתח, כגון טרפנואידים ו נדיפים C6, יכול לשמש סמנים ביולוגיים לאיכות פירות דומדמניות שחורות. בנוסף, נדונים יתרונות וחסרונות של השיטה, כולל שיפורים פוטנציאליים. יתר על כן, הודגש השימוש בבקרות לתיקון אצווה ומזעור עוצמת הסחף.

פרופיל VOC בעל תפוקה גבוהה בקבוצה גדולה של גידולי פירות הגדלים בתנאים או מיקומים שונים או שייכים לגנוטיפים שונים נחוצים עבור פנוטיפינג ארומה מדויק. כאן, מוצגת פלטפורמת HS-SPME/GC-MS מהירה ואוטומטית למחצה לכימות יחסי של VOC בכתות דומדמניות שחורות. איתור וזיהוי VOC התבססו על ספרייה שפותחה לפרופיל מי?...

Watch this Scientific Journal Video about Profiling Volatile Compounds in Blackcurrant Fruit using Headspace Solid-Phase Microextraction Coupled to Gas Chromatography-Mass Spectrometry at JoVE.com

Profiling Volatile Compounds in Blackcurrant Fruit using Headspace Solid-Phase Microextraction Coupled to Gas Chromatography-Mass Spectrometry

פלטפורמת מיקרו-פרוצדורה-גז-כרומטוגרפיה של מרחב ראש-פאזה מוצקה מתוארת כאן לזיהוי וכימות מהירים, אמינים ואוטומטיים למחצה של נדיפים בפירות דומדמניות שחורות בשלים. טכניקה זו יכולה לשמש כדי להגדיל את הידע על ארומה פירות ולבחור cultivars עם טעם משופר לצורך הרבייה.

יצירת פרופילים של תרכובות נדיפות בפרי דומדמניות שחורות באמצעות מיקרו-קסטרה של שלב מוצק Headspace בשילוב ספקטרומטריית גז כרומטוגרפיה-מסה

There is an increasing interest in measuring volatile organic compounds (VOCs) emitted by ripe fruits for the purpose of breeding varieties or cultivars ...

שיפור ארומה פירות היא אחת המטרות העיקריות בתוכניות הרבייה. לשם כך, אנו זקוקים לטכניקה אמינה המאפשרת לנו למדוד רכיבים נדיפים בפירות. טכניקה זו היא מהירה ואוטומטית למחצה, ומאפשרת למדוד עד 22 דגימות ביום.בנוסף, הוא זול יחסית ודורש עיבוד מדגם מינימלי. שיטה זו יכולה להיות מיושמת בקלות עבור כל מיני פירות, כגון גידולי פירות יער חשובים מבחינה כלכלית. בנוסף, ניתן להגדיל בקלות את גודל הספרייה של המתחם שזוהה.כדי להתחיל, להוסיף מיליליטר אחד של פתרון נתרן כלורי לצינור חמישה מיליליטר המכיל את המדגם קפוא דשדש. לנער את הצינור עד המדגם מופשר לחלוטין הומוגני. ואז צנטריפוגה ב 5, 000 פעמים g במשך חמש דקות בטמפרטורת החדר.חותכים את הקצה של קצה פיפטה 1, 000 מיקרוליטר ולהשתמש בו כדי לעבור supernatant נתרן כלורי המכיל קובץ headspace. הוסף חמישה מיקרוליטרים של תקן פנימי לכל מדגם המכיל קובץ headspace. מקם את קובץ מרחב הראש הסגור בסמפלר אוטומטי GC-MS, בטמפרטורת החדר, לריצה אוטומטית של HS-SPME/GC-MS, וודא כי שכפולים ביולוגיים אינם ממוקמים במיקומים עוקבים במדגם האוטומטי.לפני הדגירה קבצי headspace במשך 10 דקות ב 52 מעלות צלזיוס עם תסיסה ב 17 פעמים G.Insert מכשיר SPME לתוך הבקבוקון כדי לחשוף את הסיבים לחלל הראש ולבצע מיצוי VOC במשך 30 דקות ב 50 מעלות צלזיוס עם תסיסה ב 17 פעמים G.Introduce את הסיבים לתוך יציאת ההזרקה במשך דקה אחת ב 250 מעלות צלזיוס במצב מפוצל עבור desorption נדיף. לאחר מכן לנקות את הסיבים בתחנת ניקוי SPME עם חנקן במשך חמש דקות ב 250 מעלות צלזיוס. נתח VOCs עם כרומטוגרפיה גז בשילוב ספקטרומטר מסה מלכודת יונים כמתואר בכתב היד מזהה.פתח קבצי פרופיל GC-MS גולמיים. כדי לזהות תרכובות, השווה את זמני השמירה, ספקטרום המסה ומדדי השמירה הליניאריים של Kovats עם מדדי שמירה המתקבלים מסטנדרטים אותנטיים. עבור כל תקן מסחרי, ציין את זמן השמירה במסה הנפוצה ביותר לטעינת יונים.לאחר מכן בחר יון M by Z ספציפי עבור כל VOC. חשב את אזור השיא של כל VOC ביחס לזה של התקן הפנימי כדי למזער את השונות האינסטרומנטלית ואת העוצמה להיסחף. עבור תיקון אפקט אצווה, נרמל את אזור השיא של VOC של כל דגימה לאזור השיא המתאים בדגימת הבקרה המנותחת באותה ריצה.פרופיל כרומטוגרמה נדיף של פירות דומדמניות שחורות בשלים שהושג על ידי HS-SPME/ GC-MS זיהה 63 VOCs השייכים לאסטרים, אלדהידים, אלכוהול, קטונים, טרפנים ופראנים המבוססים על ספרייה שפותחה לפרופיל מיני פירות יער. חלק מהפסגות הנפוצות ביותר שנצפו תואמות לשני מונוטרפנים, לינאלול וטרפינול, ושתי תרכובות C6, 2-הקסנל ו 3-הקסנל. ספקטרום מסה המתקבל מפרופילי זרם שחורים בהשוואה שלהם לספקטרום של סטנדרטים מסחריים טהורים מוצגים עבור 2-Hexenal ו terpineol.PCA של פרופילי VOC של ארבעה cultivar זרם שחור שונים, הראה כי הסביבה משפיעה מאוד על תוכן נדיף, כמו PC1 מפריד דגימות בהתבסס על המיקום שלהם. הגנוטיפ היעיל ניתן לראות עם PC2, כמו בן טירן מופרד בבירור מן cultivars הנותרים. התוכן היחסי של linalool ו 2-Hexenal בארבעה זרם שחור מוערך cultivar מאשר כי תוכן linalool היה בדרך כלל גבוה יותר בפולין מאשר בסקוטלנד, ואילו 2-Hexenal הראה את המגמה ההפוכה.שיעור הלינהול היה הגבוה ביותר בזן בן טיראן, בשיעור של 2-Hexenal היה הגבוה ביותר בזן טרון. חשוב להתחיל עם חומר קפוא, הקרקע לתוך אבקה בסדר כדי להבטיח מיצוי נדיף תקין. לאחר החילוץ, המדגם צריך להיות ממוקם לתוך סמפלר אוטומטי, בהקדם האפשרי.שיטה זו יכולה להיות משולבת עם פלטפורמה מטבולית אחרת כדי לזהות מטבולית חשובה אחרת, עבור טעם מזון או ערך תזונתי, כדי לגדל זנים עם מאפיין organoleptic משופר.

Research

JoVE Journal

Biochemistry

Sheathless Capillary Electrophoresis&#8211;Mass Spectrometry for Metabolic Profiling of Biological Samples

Sheathless Capillary ElectrophoresisÃƒÆ’Ã‚Â¢ÃƒÂ¢Ã¢â‚¬Å¡Ã‚Â¬ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã…â€œMass Spectrometry for Metabolic Profiling of Biological Samples

Sheathless נימי אלקטרופורזה-ספקטרומטריית מסה עבור מטבולית Profiling של דגימות ביולוגיות

In metabolomics, a wide range of analytical techniques is used for the global profiling of (endogenous) metabolites in complex samples. In this paper, a ...

Resolving Affinity Purified Protein Complexes by Blue Native PAGE and Protein Correlation Profiling

פתרון מתחמי פרוטאין טהור זיקה לפי דף Native הכחול פרופיל מתאם חלבון

Most proteins act in association with others; hence, it is crucial to characterize these functional units in order to fully understand biological ...

A Tandem Liquid Chromatography&#8211;Mass Spectrometry-based Approach for Metabolite Analysis of Staphylococcus aureus

A Tandem Liquid ChromatographyÃƒÆ’Ã‚Â¢ÃƒÂ¢Ã¢â‚¬Å¡Ã‚Â¬ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã…â€œMass Spectrometry-based Approach for Metabolite Analysis of Staphylococcus aureus

גישת טנדם נוזלת כרומטוגרפיה-ספקטרומטריית מסה מבוססת עבור ניתוח המטבוליט<em&gt; Staphylococcus aureus</em

In an effort to thwart bacterial pathogens, hosts often limit the availability of nutrients at the site of infection. This limitation can alter the ...

Deep Proteome Profiling by Isobaric Labeling, Extensive Liquid Chromatography, Mass Spectrometry, and Software-assisted Quantification

פרוטאום עמוק פרופיל על ידי תיוג Isobaric, מקיף כרומטוגרפיה נוזלית, ספקטרומטר מסה תוכנה בסיוע כמת

Many exceptional advances have been made in mass spectrometry (MS)-based proteomics, with particular technical progress in liquid chromatography (LC) ...

Rapid Collection of Floral Fragrance Volatiles using a Headspace Volatile Collection Technique for GC-MS Thermal Desorption Sampling

אוסף מהיר של ניחוח פרחוני וולאטילס באמצעות מרחב ראש שיטה איסוף נדיפות עבור GC-MS מדגם תרמי

Fragrances of many flower families have been sampled and the volatiles analyzed. Knowing the compounds that make up the fragrances can be an important ...

Nitropeptide Profiling and Identification Illustrated by Angiotensin II

ניטרופפטיד פרופיל וזיהוי מאויר על ידי אנגיוטנסין השני

Protein nitration is one of the most important post-translational modifications (PTM) on tyrosine residues and it can be induced by chemical actions of ...

Absolute Quantification of Cell-Free Protein Synthesis Metabolism by Reversed-Phase Liquid Chromatography-Mass Spectrometry

קוונפיקציה מוחלטת של מטבוליזם החלבון ללא שימוש בפרוטאין על-ידי היפוך-שלב נוזלי כרומטוגרפיה המסה-ספקטרומטריה

Cell-free protein synthesis (CFPS) is an emerging technology in systems and synthetic biology for the in vitro production of proteins. However, if CFPS is ...

Label-Free Immunoprecipitation Mass Spectrometry Workflow for Large-scale Nuclear Interactome Profiling

Immunoprecipitation ללא תווית של זרימת עבודה בהיקפים גדולים של החברה ליצירת פרופיל רב-ממדי של Interactome גרעינית

Immunoaffinity purification mass spectrometry (IP-MS) has emerged as a robust quantitative method of identifying protein-protein interactions. This ...

Quantitative Analysis of the Cellular Lipidome of Saccharomyces Cerevisiae Using Liquid Chromatography Coupled with Tandem Mass Spectrometry

Quantitative Analysis of the Cellular Lipidome of Saccharomyces Cerevisiae Using Liquid Chromatography Coupled with Tandem Mass Spectrometry

ניתוח כמותי של הליפידום הסלולר באמצעות כרומטוגרפיה נוזלית משולב עם טנדם מסה ספקטרומטריה

Lipids are structurally diverse amphipathic molecules that are insoluble in water. Lipids are essential contributors to the organization and function of ...

Untargeted Liquid Chromatography-Mass Spectrometry-Based Metabolomics Analysis of Wheat Grain

בדיקות מבוססות-כרומטוגרפיה של נוזלים מבוססי-המסה של טבולומיקס חיטה

Understanding the interactions between genes, the environment and management in agricultural practice could allow more accurate prediction and management ...