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

Forfatterne takker Servicios Centrales de Apoyo a la Investigación fra Universitetet i Malaga for HS-SPME / GC-MS-målinger. Vi anerkjenner hjelpen fra Sara Fernández-Palacios Campos i flyktig kvantifisering. Vi takker også GoodBerrys konsortiummedlemmer for å gi fruktmaterialet.

1. Frukt høsting
<ol><li>Vokse mellom 4 og 6 planter per genotype og/eller behandling for å sikre tilstrekkelig fruktmateriale og variasjon.</li>
	<li>Hvis det er mulig, høst prøvene på samme dato; Hvis det ikke er nok fruktmateriale, kan du samle prøver høstet på forskjellige datoer. MERK: Det anbefales at høsttiden (morgen, middag, ettermiddag) forblir omtrent identisk som VOC-profiler påvirkes av dagtid / døgnrytme28,29,30,31.<sup cl...

<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>

Avl for fruktaroma har lenge vært hindret av den komplekse genetikken og biokjemien som ligger til grunn for syntesen av flyktige forbindelser og mangelen på teknologier for riktig fenotyping. Imidlertid tillater nylige fremskritt i metabolomiske plattformer, kombinert med genomiske verktøy, endelig identifisering av metabolittene som er ansvarlige for forbrukerpreferanser og å avle avlinger med forbedret smak3. Mens de fleste fremskritt er oppnådd i modellfrukten, tomat9,10...

Smak er et viktig kvalitetstrekk for enhver frukt, som påvirker forbrukernes aksept og dermed betydelig påvirker markedsførbarheten. Smaksoppfatning innebærer en kombinasjon av smak og olfaktoriske systemer og avhenger kjemisk av tilstedeværelsen og konsentrasjonen av et bredt spekter av forbindelser som akkumuleres i spiselige plantedeler, eller i tilfelle VOC, slippes ut av den modne frukten1,2. Mens tradisjonell avl har fokusert på agronomiske egenskaper som utbytte og skadedyrsmotstand, har forbedring av fruktkvalitetstrekk, inkludert smak, lenge blitt neglisjert på grunn av den genetiske kompleksiteten og vanskeligheten med å riktig fenotype disse egenskapene, noe som fører til forbrukernes misnøye3,4. Nylige fremskritt i metabolomiske plattformer har vært vellykket i å identifisere og kvantifisere viktige forbindelser som er ansvarlige for fruktsmak og aroma5,6,7,8. Videre tillater kombinasjonen av metabolittprofilering med genomiske eller transkripsjonsverktøy belysningen av genetikken som ligger til grunn for fruktsmaken, som igjen vil hjelpe avlsprogrammer med å utvikle nye varianter med forbedrede organoleptiske egenskaper2,4,9,10,11,12,13,14.
Solbær (Ribes nigrum) bær er høyt verdsatt for deres smak og ernæringsmessige egenskaper, blir mye dyrket over de tempererte sonene i Europa, Asia og New Zealand15. Mesteparten av produksjonen bearbeides for matvarer og drikkevarer, som er svært populære i Norden, hovedsakelig på grunn av bærens organoleptiske egenskaper. Den intense fargen og smaken av frukten er resultatet av en kombinasjon av antocyaniner, sukker, syrer og VOC tilstede i de modne fruktene16,17,18. Analysen av solbær volatiles går tilbake til 1960-tallet19,20,21. Mer nylig har flere studier fokusert på solbær VOCs, identifisere viktige forbindelser for frukt aroma oppfatning og vurdere effekten av genotype, miljø, eller lagring og behandling forhold på VOC innhold5,17,18,22,23.
På grunn av sine mange fordeler er den valgte teknikken for flyktig profilering med høy gjennomstrømning HS-SPME / GC-MS24,25. En silikafiber, belagt med en polymer fase, er montert på en sprøyteenhet, slik at adsorpsjonen av volatilene i fiberen til en likevektsfase er nådd. Headspace ekstraksjon beskytter fiberen fra de ikke-revolverende forbindelsene som er tilstede i matrisen24. SPME kan med hell isolere et høyt antall VOCer til stede ved svært variable konsentrasjoner (deler per milliard til deler per million)25. I tillegg er det en løsningsmiddelfri teknikk som krever begrenset prøvebehandling. Andre fordeler med HS-SPME er enkel automatisering og dens relativt lave kostnader.
Suksessen kan imidlertid begrenses, avhengig av VOCs kjemiske natur, ekstraksjonsprotokollen (inkludert tid, temperatur og saltkonsentrasjon), prøvestabilitet og tilgjengeligheten av tilstrekkelig fruktvev26,27. Dette dokumentet presenterer en protokoll for solbær VOCs isolert av HS-SPME og analysert av gasskromatografi kombinert med et ionfellemassespektrometer. En balanse mellom mengden plantemateriale, prøvestabilitet og varighet av utvinning og kromatografi ble oppnådd for å kunne behandle et høyt antall solbærprøver, noen av dem presentert i denne studien. Spesielt vil VOC-profiler og/eller kromatogrammer av fem kultivarer ('Andega', 'Ben Tron', 'Ben Gairn', 'Ben Tirran' og 'Tihope') bli presentert og diskutert som eksempeldata. Videre er den samme protokollen vellykket satt i praksis for VOC-måling i andre fruktbærarter som jordbær (Fragaria x ananassa), bringebær (Rubusidaeus) og blåbær (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

Det er en økende interesse for å måle flyktige organiske forbindelser (VOC) som slippes ut av modne frukter med det formål å avle varianter eller kultivarer med forbedrede organoleptiske egenskaper og dermed øke forbrukernes aksept. High-throughput metabolomiske plattformer har nylig blitt utviklet for å kvantifisere et bredt spekter av metabolitter i ulike plantevev, inkludert viktige forbindelser som er ansvarlige for fruktsmak og aromakvalitet (volatilomatika). En metode som bruker headspace solid-phase microextraction (HS-SPME) kombinert med gasskromatografi-massespektrometri (GC-MS) er beskrevet her for identifisering og kvantifisering av VOC-er som slippes ut av modne solbærfrukter, en bær som er høyt verdsatt for sin smak og helsemessige fordeler.
Modne frukter av solbærplanter (Ribes nigrum) ble høstet og direkte frosset i flytende nitrogen. Etter vev homogenisering for å produsere et fint pulver, ble prøver tint og umiddelbart blandet med natriumkloridoppløsning. Etter sentrifugering ble supernatanten overført til et hetteglass med hoderomglass som inneholder natriumklorid. VOC ble deretter ekstrahert ved hjelp av en spme-fiber (solid-phase microextraction) og en gasskromatografi koblet til et ionfellemassespektrometer. Flyktig kvantifisering ble utført på de resulterende ionkromatogrammer ved å integrere toppområdet, ved hjelp av en bestemt m / z ion for hver VOC. Korrekt VOC-merknad ble bekreftet ved å sammenligne oppbevaringstider og massespektra av rene kommersielle standarder som kjøres under de samme forholdene som prøvene. Mer enn 60 VOC ble identifisert i modne solbærfrukter dyrket i kontrasterende europeiske steder. Blant de identifiserte VOCene kan viktige aromaforbindelser, som terpenoider og C6-volatiler, brukes som biomarkører for solbærfruktkvalitet. I tillegg diskuteres fordeler og ulemper ved metoden, inkludert potensielle forbedringer. Videre er det lagt vekt på bruk av kontroller for batchkorrigering og minimering av drivintensitet.

Voc-profilering med høy gjennomstrømning i et stort sett med fruktavlinger dyrket under forskjellige forhold eller steder eller som tilhører distinkte genotyper, er nødvendig for nøyaktig aromafenotyping. Her presenteres en rask og halvautomatisk HS-SPME/GC-MS-plattform for relativ VOC-kvantifisering i solbærkultivarer. VOC-deteksjon og identifikasjon var basert på et bibliotek som ble utviklet for å profilere bærfruktarter (tabell 1). En typisk moden solbærfrukt flyktig profil (total ionkromat...

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

En headspace solid-phase microextraction-gas-chromatography plattform er beskrevet her for rask, pålitelig og halvautomatisk flyktig identifikasjon og kvantifisering i modne solbærfrukter. Denne teknikken kan brukes til å øke kunnskapen om fruktaroma og å velge kultivarer med forbedret smak med det formål å avl.

Profilering av flyktige forbindelser i solbærfrukt ved hjelp av headspace solidfaset mikroekstraksjon koblet til gasskromatografi-massespektrometri

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

Forbedring av fruktaroma er et av hovedmålene i avlsprogrammer. For dette trenger vi en pålitelig teknikk som lar oss måle flyktige komponenter i frukt. Denne teknikken er rask og halvautomatisk, slik at den kan måle opptil 22 prøver per dag.I tillegg er det relativt billig og krever minimal prøvebehandling. Denne metoden kan enkelt brukes på alle fruktarter, for eksempel økonomisk viktige bæravlinger. I tillegg kan bibliotekstørrelsen på den oppdagede forbindelsen lett økes.Til å begynne med, legg til en milliliter natriumkloridoppløsning til et fem milliliterrør som inneholder vadefrossen prøven. Rist røret til prøven er helt tint og homogenisert. Sentrifuger deretter ved 5000 ganger g i fem minutter ved romtemperatur.Klipp enden av pipettespissen på 1000 mikroliter og bruk den til å overføre til supernatant til natriumkloridet som inneholder hodeområdefilen. Legg til fem mikroliter intern standard i hver prøve som inneholder headspace-fil. Plasser den lukkede headspace-filen i en GC-MS auto sampler, ved romtemperatur, for en automatisert HS-SPME / GC-MS-kjøring, og sørg for at biologiske replikeringer ikke plasseres i etterfølgende posisjoner i auto sampleren.Inkuber hoderomsfilene i 10 minutter ved 52 grader Celsius med agitasjon ved 17 ganger G.Sett inn en SPME-enhet i hetteglasset for å eksponere fiberen til hoderommet og utfør VOC-ekstraksjon i 30 minutter ved 50 grader Celsius med agitasjon ved 17 ganger G.Introduser fiberen i injeksjonsporten i ett minutt ved 250 grader Celsius i delt modus for flyktig avledning. Rengjør deretter fiberen i en SPME-rengjøringsstasjon med nitrogen i fem minutter ved 250 grader Celsius. Analyser VOC med en gasskromatografi koblet til et ionfellemassespektrometer som beskrevet i detekteringsmanuskriptet.Åpne rå GC-MS-profilfiler. For å identifisere forbindelser, sammenlign oppbevaringstidene, massespektra og Kovats lineære oppbevaringsindekser med oppbevaringsindekser hentet fra autentiske standarder. For hver kommersiell standard, kommenter oppbevaringstiden i den mest tallrike massen for å lade ioner.Velg deretter en bestemt M by Z ion for hver VOC. Beregn toppområdet for hver VOC i forhold til den interne standarden for å minimere instrumentell variasjon og intensitetsdrift. For korrigering av satsvis effekt normaliserer du VOC-toppområdet for hvert utvalg til det tilsvarende toppområdet i kontrollprøven som analyseres i samme kjøring.En moden solbærfrukt flyktig total ionkromatogramprofil oppnådd av HS-SPME / GC-MS identifiserte 63 VOCer som tilhører estere, aldehyder, alkoholer, ketoner, terpener og furaner basert på et bibliotek som ble utviklet for å profilere bærfruktarter. Noen av de mest tallrike toppene som observeres tilsvarer to monoterpener, linalool og terpineol, og to C6-forbindelser, 2-Hexenal og 3-Hexenal. Massespektra hentet fra svarte strømprofiler i deres sammenligning med spektra av rene kommersielle standarder er vist for 2-Hexenal og terpineol.PCA av VOC-profilene til fire forskjellige svarte nåværende kultivar, viste at miljøet har stor innvirkning på flyktig innhold, ettersom PC1 skiller prøver basert på deres plassering. Den effektive genotypen kan observeres med PC2, da Ben Tirran er tydelig skilt fra de resterende kultivarer. Det relative innholdet i linalool og 2-Hexenal i de fire vurderte svarte nåværende kultivar bekrefter at linaloolinnholdet generelt var høyere i Polen enn i Skottland, mens 2-Hexenal viste motsatt trend.Andelen linalool var høyest i Ben Tirran kultivarer, i den av 2-Hexenal var høyest i Ben Tron kultivarer. Det er viktig å starte med frossent materiale, malt i et fint pulver for å sikre riktig flyktig ekstraksjon. Når prøven er trukket ut, bør den plasseres i den automatiske prøven så snart som mulig.Denne metoden kan kombineres med annen metabolsk plattform for å identifisere andre viktige metabolske, for matsmak eller næringsverdi, for å avle varianter med forbedret organoleptisk karakteristikk.

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 Kapillær elektroforese-massespektrometri for Metabolsk profilering av biologiske prøver

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

Løse affinitetsrenset protein komplekser av Blå Native PAGE og Protein korrelasjon Profiling

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

Et tandem-væskekromatografi-massespektrometri basert tilnærming for Metabolitt Analyse av<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

Dyp proteom profilering av isobar merking, omfattende flytende Ture, massespektrometri og Software-baserte kvantifisering

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

Rask samling av floral Fragrance flyktige ved hjelp av en Headspace flyktige Collection Technique for GC-MS Thermal desorpsjon prøvetaking

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

Nitropeptide profilering og identifisering illustrert av angiotensin II

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

Absolutt kvantifisering av Cell-fri protein syntese metabolisme av reversert-fase flytende kromatografi-Mass massespektrometri

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

Label-fri Immunutfelling masse massespektrometri arbeidsflyt for stor skala kjernefysisk Interactome profilering

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

Kvantitativ analyse av cellulær lipidom eav saccharomyces cerevisiae ved hjelp av flytende kromatografi kombinert med tandem massespektrometri

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

Umålrettet flytende kromatografi-massespektrometribasert metabolomikkanalyse av hvetekorn

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