ヘッドスペース固相微小抽出を用いたブラックカラントフルーツの揮発性化合物のガスクロマトグラフィー-質量分析法のプロファイリング
Summary
ヘッドスペース固相マイクロ抽出 – ガスクロマトグラフィープラットフォームは、熟したブラックカラント果実の迅速で信頼性の高い半自動揮発性同定と定量を目的として説明します。この技術は、果実の香りに関する知識を高め、繁殖を目的として強化された風味を有する品種を選択するために使用することができる。
Abstract
熟した果実が放出する揮発性有機化合物(VOC)の測定に関心が高まっており、高められた有機的特性を有する品種や品種を飼育し、消費者の受け入れを高める目的で行われています。ハイスループットメタボロミックプラットフォームは、フルーツの味と香りの品質(揮発性)を担う主要化合物を含む、異なる植物組織における代謝産物の広い範囲を定量化するために最近開発されました。ヘッドスペース固相微小抽出(HS-SPME)とガスクロマトグラフィー質量分析(GC-MS)を併用した方法を、熟したブラックカラント果実によって放出されるVOCの同定と定量化について、その風味と健康上の利点を高く評価するベリーをここに記載する。
ブラックカラント植物の熟した果実(リブス・ニクルム)を収穫し、液体窒素中で直接凍結した。組織均質化後、微細な粉末を製造し、試料を解凍し、すぐに塩化ナトリウム溶液と混合した。遠心分離後、上清を塩化ナトリウムを含むヘッドスペースガラスバイアルに移した。VOCは、固相微小抽出(SPME)繊維とガスクロマトグラフを用いてイオントラップ質量分析計に結合して抽出した。結果として得られたイオンクロマトグラムに対して揮発性定量を行い、各VOCに対して特定 のm/z イオンを用いて、正しいVOC注釈を用いて、純粋な市販規格の保持時間と質量スペクトルをサンプルと同じ条件で実行して比較することにより確認した。対照的なヨーロッパの場所で栽培された熟したカシスフルーツで60以上のVOCが同定されました。同定されたVOCの中でも、テルペノイドやC6揮発性物質などの主要な香気化合物を、ブラックカラントフルーツ品質のバイオマーカーとして使用することができます。また、将来の改善を含め、この方法の利点と欠点についても議論する。さらに、バッチ補正のための制御の使用とドリフト強度の最小化が強調されている。
Introduction
フレーバーは、あらゆる果物にとって不可欠な品質特性であり、消費者の受け入れに影響を与え、市場性に大きな影響を与えます。味覚は味覚と嗅覚系の組み合わせを伴い、食用植物部分に蓄積する幅広い化合物の存在と濃度に化学的に依存し、VOCの場合には、熟した果実によって放出される1,2。伝統的な繁殖は収量や害虫耐性などの農学特性に焦点を当ててきましたが、風味を含む果物の品質特性の改善は、遺伝的複雑さとこれらの特性を適切に表現するのが難しいため、長い間無視されてきたため、消費者の不満3,4につながっています。メタボロミックプラットフォームの最近の進歩は、フルーツの味とアロマ5,6,7,8を担う主要化合物の同定と定量化に成功しています。さらに、代謝産物プロファイリングとゲノムまたはトランスクリプトツールの組み合わせは、遺伝的に基になる果実フレーバーの解明を可能にし、繁殖プログラムは、強化された有機的特徴を有する新品種を開発するのに役立つ2,4,9,10,11,12,13,14。
ブラックカラント(リブニクルム)ベリーは、ヨーロッパ、アジア、ニュージーランドの温帯で広く栽培されている風味と栄養特性のために高く評価されています15。生産のほとんどは、主にベリーの有機的特性のために、北欧諸国で非常に人気のある食品や飲料のために処理されます。果実の強烈な色と風味は、アントシアニン、糖、酸、および熟した果実に存在するVOCの組み合わせの結果である16,17,18。ブラックカラント揮発性物質の分析は、1960s19,20,21にさかのぼります。最近では、いくつかの研究は、黒カラントVOCに焦点を当て、果物のアロマ知覚のための重要な化合物を同定し、VOCコンテンツ5、17、18、22、23に対する遺伝子型、環境、または貯蔵および処理条件の影響を評価しています。
その多くの利点のために、ハイスループットの揮発性プロファイリングのための選択の技術はHS-SPME/GC-MS24,25である。高分子相で被覆されたシリカ繊維をシリンジ装置に取り付け、平衡相に達するまで繊維中の揮発性物質の吸着を可能にする。ヘッドスペース抽出は、matrix24に存在する不揮発性化合物から繊維を保護する。SPME は、高可変濃度(100万分の1の部品に対する部品)25個あたり多数のVOCを正常に分離することができます。また、限られたサンプル処理を必要とする無溶媒技術です。HS-SPMEの他の利点は、自動化の容易さと比較的低コストです。
しかし、VOCの化学的性質、抽出プロトコル(時間、温度、塩濃度を含む)、サンプル安定性、および十分な果実組織26,27の入手可能性に応じて、その成功は制限される可能性があります。本論文では、HS-SPMEによって分離され、イオントラップ質量分析計と結合されたガスクロマトグラフィーによって分析されるブラックカラントVOCのプロトコルを提示する。植物材料の量、サンプル安定性、抽出期間、クロマトグラフィーの期間のバランスが達成され、多数のブラックカラントサンプルを処理することができ、その一部がこの研究で提示された。特に、5つの品種(「アンデガ」、「ベントロン」、「ベン・ガアン」、「ベン・ティラン」、「ティホープ」)のVOCプロファイルおよび/またはクロマトグラムがサンプルデータとして提示され、議論されます。さらに、同じプロトコルは、イチゴ(フラガリアxアナナッサ)、ラズベリー(ルブシダエウス)、ブルーベリー(ヴァクシニウムspp.)などの他のフルーツベリー種でのVOC測定のために正常に実施されています。
Protocol
Representative Results
Discussion
果実の香りの繁殖は、揮発性化合物の合成と適切なフェノタイピングのための技術の欠如の根底にある複雑な遺伝学と生化学によって長い間妨げられてきた。しかし、最近のメタボロミックプラットフォームの進歩は、ゲノムツールと組み合わせることで、最終的に消費者の好みを担当する代謝産物の同定と改善されたフレーバー3で作物を繁殖させることを可能にしています</s…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
著者らは、HS-SPME/GC-MS測定のためにマラガ大学の セルビシオ・インタレス・デ・アポヨ・ア・ラ・インベスティガシオンに 感謝する。我々は、揮発性定量化におけるサラ・フェルナンデス・パラシオス・カンポスの支援を認める。また、グッドベリーのコンソーシアムメンバーにフルーツ素材を提供してくれたこともお礼を申し上げています。
Materials
| 10 mL screw top headspace vials | Thermo Scientific | 10-HSV | |
| 18 mm screw cap Silicone/PTFE | Thermo Scientific | 18-MSC | |
| 5 mL Tube with HDPE screw cap | VWR | 216-0153 | |
| Centrifuge | Thermo Scientific | 75002415 | |
| Methanol for HPLC | Merck | 34860-1L-R | |
| N-pentadecane (D32, 98%) | Cambridge Isotope Laboratories | DLM-1283-1 | |
| Sodium chloride | Merck | S9888 | |
| SPME fiber PDMS/DVB | Merck | 57345-U | |
| Stainless grinding jars for TissueLyser | Qiagen | 69985 | |
| TissueLyser II | Qiagen | 85300 | Can be subsituted by mortar and pestle or cryogenic mill |
| Trace GC gas chromatograph-ITQ900 ion trap mass spectrometer | Thermo Scientific | ||
| Triplus RSH autosampler with automated SPME device | Thermo Scientific | 1R77010-0450 | |
| Water for HPLC | Merck | 270733-1L | |
| Xcalibur 4.2 SP1 | Thermo Scientific | software |
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