Frutas volátil análisis mediante una nariz electrónica

El objetivo general de este procedimiento es realizar un análisis rápido de compuestos volátiles en frutas. Esto se logra primero cortando y homogenizando el tejido de la fruta. Luego, se analiza la fase de vapor por encima de la muestra líquida con la nariz electrónica.

Tras el análisis con nariz electrónica, los datos se exportan y transforman. El paso final del procedimiento consiste en identificar las ventanas del índice covas y consolidar los picos bajo una única etiqueta del índice covas utilizando la interfaz gráfica. En última instancia, los resultados muestran que las diferencias en la abundancia de folículos frutales medidas mediante una nariz electrónica pueden relacionarse con tratamientos experimentales como la variedad de fruta, la madurez y el almacenamiento.

La principal ventaja de esta técnica frente a los métodos existentes, como la cromatografía de gases tradicional, es que permite un análisis más rápido de los compuestos volátiles en frutas. Al realizar este análisis, pueden producirse ligeras variaciones en los tiempos de retención del analito. Esto podría llevar a una interpretación errónea de los datos si no se considera cuidadosamente el proceso de alineación de picos.

Después de cosechar los frutos en el estado deseado de madurez, enjuáguelos con agua del grifo. Con el fin de eliminar suciedad y polvo, seleccione los frutos para el análisis. Según la ausencia de defectos externos e internos y el tamaño, corte homogéneamente los frutos longitudinalmente en gajos para ser utilizados en el muestreo de compuestos volátiles.

Si corresponde, retire las semillas de la piel, el tejido de la cavidad de la semilla o el fruto con hueso. La selección del tejido debe ser consistente durante todo el experimento, y debe tenerse en cuenta la variabilidad dentro de un solo fruto. Por ejemplo, las muestras deben obtenerse de manera equitativa de las partes ecuatorial, del extremo de la flor y del extremo del pedúnculo.

Combine el tejido de fruta seleccionado, mézclelo para aleatorizarlo y luego pese 200 gramos en una licuadora comercial. Añada 200 mililitros de solución saturada de cloruro de calcio. El cloruro de calcio tiene la finalidad de actuar como un inhibidor de la actividad enzimática, que podría ocurrir tras cortar y homogeneizar la pulpa de la fruta.

Luego, agregue 50 microlitros de una solución 100 milimolar de dos metil butil isoato en metanol. Esta solución se agrega como patrón interno para monitorear posibles pérdidas de compuestos volátiles durante el proceso de homogenización. A continuación, homogenice la mezcla en una licuadora de laboratorio durante 30 segundos a 18.000 RPM.

Luego, vierta inmediatamente en un frasco de vidrio y selle con una tapa de politetrafluoroetileno (Teflón). Mantenga el homogenizado en el frasco hasta que todas las muestras estén preparadas. Pipetee alícuotas de cinco mililitros de jugo sin espuma en viales de vidrio ámbar de 20 mililitros, preparando al menos tres viales por muestra.

Para servir como réplicas técnicas. Selle los viales con tapas roscadas de acero equipadas con septa de silicona con teflón. En este momento, las muestras pueden analizarse inmediatamente o congelarse rápidamente en nitrógeno líquido y almacenarse a temperatura ultra baja para su análisis posterior.

Cargue el método de análisis adecuado en el Xenos. Introduzca los parámetros según se indican en el protocolo escrito. Conecte una aguja de acero inoxidable con punta no cortante a la entrada del xenos.

Llene el sistema varias veces con aire ambiente hasta que la línea base sea estable y no se detecten picos superiores a 200 cuentas. Prepárese para ajustar el instrumento insertando una aguja en el septo de un vial que contiene una solución de ácidos acéticos en cadena recta para aliviar la presión. Luego, inserte la aguja conectada a la entrada del instrumento en el septo.

Realice la calibración iniciando el muestreo del espacio de cabeza. El resultado de la calibración es utilizado por el software del instrumento para convertir el tiempo de retención de los picos aludidos de unidades de tiempo a unidades de índice covas o KI. Por consiguiente, tras calibrar el sistema, los tiempos de retención se reportan en unidades KI.

Comience el análisis de la muestra tras la equilibración de la muestra durante 30 minutos, insertando las agujas en el septo del vial de muestra. Tal como se hizo con la solución de ácidos de cadena lineal. Inicie manualmente el muestreo de espacio de cabeza haciendo clic en el botón de reproducción, lo que activa la bomba y retira los vapores presentes sobre la muestra.

Al finalizar el análisis, aparece un cromatograma en la pantalla y el sensor se calienta automáticamente a 150 grados Celsius durante 10 segundos para limpiarlo. Cuando el cuadro de estado del sistema se vuelva verde nuevamente, el instrumento estará listo para analizar otra muestra. Para garantizar una línea base estable y una adecuada limpieza del sistema, realice al menos un blanco de aire entre cada muestra.

Analice al menos tres réplicas técnicas por muestra, así como los blancos de vial. Exporte los datos a un archivo de Microsoft Excel después de la adquisición, utilizando la función de datos registrados almacenados en el software Mense. Una vez exportados los datos, agregue columnas que contengan etiquetas para las variables y las réplicas.

El formato de datos exportado desde el software del instrumento puede transformarse para facilitar su manipulación, utilizando el script de Python 0.6 generado por este laboratorio. El nombre del archivo de origen y el nombre de la hoja con los datos de entrada, así como el nombre deseado para el archivo de salida, se editan directamente en el script. Este script facilita la manipulación y el análisis de los datos mediante la identificación de kis únicos en todas las muestras.

Los datos se reorganizan con la información de las muestras en filas y los KIS únicos en columnas, donde cada celda representa el área del pico correspondiente. Si no se detecta un pico para un valor de KI en una muestra, la celda correspondiente permanece vacía. A continuación, utilizando un segundo script generado por esta importación de laboratorio, se importan los datos del archivo editado en el paso anterior.

El análisis se basa en la visualización y evaluación del número de veces que se detectó cada valor de KI. Por lo tanto, el programa muestra un gráfico de barras de los aciertos de KI. Para cada valor de KI, evalúe los aciertos de K en subconjuntos específicos de muestras, analizando cada grupo de réplicas técnicas conjuntamente.

Para ello, analice cada tratamiento o variable por separado marcando o desmarcando las casillas correspondientes. Después de identificar el ancho de cada ventana KI mediante la interfaz gráfica, seleccione aleatoriamente algunos de los cromatogramas correspondientes. En el software mense, evalúe los picos solapados entre los réplicas técnicos.

Una vez que se ha delimitado la ventana de KI, se utiliza la función de combinación en la interfaz gráfica para fusionar las KIS que caen dentro de la ventana en la ki más poblada primero. Haga clic en el botón de combinación para activar la función y seleccione la ki más poblada en el centro de la ventana haciendo clic izquierdo sobre la barra correspondiente. Una vez seleccionada la barra, cambia de color y se vuelve verde; para fusionar las KIS que caen dentro de la ventana en la ki seleccionada, haga clic derecho sobre las barras correspondientes.

Esto hace que las barras se vuelvan rojas mientras se añade encima del ki central una barra azul de longitud correspondiente. Una vez que todos los ki seleccionados se hayan combinado en el ki central adecuado, haga clic nuevamente en el botón de combinación para aceptar los cambios. Esto provoca que el botón de combinación se vuelva amarillo en caso de errores.

El botón de desagrupar también está disponible para desagrupar. Haga clic en el botón de desagrupar en la interfaz gráfica. Luego, haga clic derecho sobre la barra roja que se desea desagrupar.

De rojo, la barra se vuelve azul. Haga clic nuevamente en el botón deshacer combinación para aceptar los cambios. Si se intenta combinar incorrectamente dos picos en una sola muestra en un único valor de KI, se imprime un mensaje de error.

Una vez que se hayan completado todas las operaciones de combinación, guarde el archivo antes de proceder con el análisis estadístico; se analizan los cromatogramas de los blancos de aire y de vial para monitorear posibles contaminaciones. Una vez que se hayan identificado los ki de los picos y de los blancos, reste el área del pico detectado en el blanco de aire y/o de vial del área del pico presente en la muestra. La nariz electrónica fue capaz de detectar diferencias en los perfiles volátiles entre frutos de melón cosechados en diferentes estados de madurez.

Se muestran aquí ejemplos de cromatogramas de frutos en madurez temprana y frutos completamente maduros, que revelan las diferencias en el área de los picos. Para numerosos picos, se identificaron ventanas de 20 K en todas las muestras. Un análisis de variantes mostró que, entre estos diferentes kis, la abundancia de 14 picos detectados por la nariz electrónica varió significativamente entre las dos etapas de madurez. Aquí, la abundancia de los picos del fruto en madurez temprana para cada uno de estos kis se representa en verde, y la del fruto completamente maduro se representa en naranja.

Después de completar este procedimiento, se pueden realizar otros métodos como la cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas para identificar los componentes correspondientes a cada pico individual en la nariz electrónica tras su desarrollo. Esta técnica proporcionará una herramienta de análisis rápido y permitirá a los investigadores en el campo de la patología vegetal, la fisiología vegetal, la biología postcosecha y la ciencia de los alimentos explorar los cambios en la composición de compuestos volátiles en frutas en función de la madurez, la variedad o el almacenamiento. Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo analizar rápidamente compuestos volátiles con una nariz electrónica y realizar el alineamiento de picos utilizando nuestra interfaz gráfica.