Analyse de fruits instable avec un nez électronique

L'objectif général de cette procédure est de réaliser une analyse rapide des composés volatils présents dans les fruits. Cette analyse est réalisée en découpant et en homogénéisant d'abord le tissu fruitier. La phase vapeur au-dessus de l'échantillon liquide est ensuite analysée à l'aide du nez électronique.

Après l'analyse par nez électronique, les données sont exportées et transformées. La dernière étape de la procédure consiste à identifier les fenêtres d'indice covas et à regrouper les pics sous une seule étiquette d'indice covas à l'aide de l'interface graphique. En définitive, les résultats montrent que les différences d'abondance des follicules de fruits mesurées à l'aide d'un nez électronique peuvent être associées à des traitements expérimentaux tels que la variété de fruit, le degré de maturité et le stockage.

Le principal avantage de cette technique par rapport aux méthodes existantes, telles que la chromatographie en phase gazeuse traditionnelle, est qu'elle permet une analyse plus rapide des composés volatils présents dans les fruits. Lors de la réalisation de cette analyse, de légères variations des temps de rétention des analytes peuvent survenir. Cela pourrait entraîner une interprétation erronée des données sans une prise en compte attentive du processus d'alignement des pics.

Après la récolte des fruits au stade de maturité souhaité, rincez-les à l'eau du robinet. Afin d'éliminer la saleté et la poussière, sélectionnez les fruits destinés à l'analyse. En fonction de l'absence de défauts externes et internes ainsi que de la taille, taillez de façon homogène les fruits longitudinalement en quartiers, qui seront utilisés pour l'échantillonnage des composés volatils.

Le cas échéant, retirez la peau, les graines, le tissu de la cavité à graines ou le noyau du fruit. Le choix du tissu doit être constant tout au long de l'expérience, et la variabilité au sein d'un même fruit doit être prise en compte. Par exemple, les échantillons doivent être prélevés de manière équitable à partir des régions équatoriale, de la partie florale et de l'extrémité pédonculée.

Combiner le tissu de fruit sélectionné, le mélanger afin de randomiser, puis peser 200 grammes que l'on placera dans un mixeur domestique. Ajouter 200 millilitres de solution saturée de chlorure de calcium. Le chlorure de calcium a pour but d'agir comme inhibiteur de l'activité enzymatique, qui pourrait survenir après la coupe et l'homogénéisation de la pulpe du fruit.

Ensuite, ajoutez 50 microlitres d'une solution de 100 millimolaire de deux méthyl butyl iso ate dans du méthanol. Cette solution est ajoutée comme étalon interne afin de surveiller d'éventuelles pertes de composés volatils pendant le processus d'homogénéisation. Puis, homogénéisez le mélange dans un mélangeur de laboratoire pendant 30 secondes à 18 000 tr/min.

Ensuite, verser immédiatement dans un flacon en verre et sceller avec un couvercle en téflon. Conserver l'homogénat dans le flacon jusqu'à ce que tous les échantillons soient préparés. Prélever à la pipette des aliquotes de cinq millilitres de jus sans mousse dans des flacons en verre ambrés de 20 millilitres, en préparant au moins trois flacons par échantillon.

Pour servir de réplicats techniques. Sceller les vials avec des bouchons filetés en acier équipés de septa en silicone téflon. À ce stade, les échantillons peuvent être analysés immédiatement ou congelés rapidement dans de l'azote liquide et stockés à très basse température pour une analyse ultérieure.

Chargez la méthode d'analyse appropriée sur le Xenos. Saisissez les paramètres indiqués dans le protocole écrit. Connectez une aiguille en acier inoxydable avec une pointe non perforante à l'entrée du Xenos.

Effectuez plusieurs purges du système avec de l'air ambiant jusqu'à ce que la ligne de base soit stable et qu'aucun pic supérieur à 200 comptes ne soit détecté. Préparez le réglage de l'appareil en insérant une aiguille dans le septum d'un flacon contenant une solution d'acides gras à chaîne droite afin de relâcher la pression. Insérez ensuite l'aiguille reliée à l'entrée de l'appareil dans le septum.

Effectuez le réglage en lançant un échantillonnage de la phase gazeuse. Le résultat du réglage est utilisé par le logiciel de l'appareil pour convertir le temps de rétention des pics mentionnés d'unités de temps en unités d'indice de Kováts (KI). Par conséquent, une fois le système réglé, les temps de rétention sont indiqués en unités KI.

Commencer l'analyse de l'échantillon après l'avoir équilibré pendant 30 minutes, en insérant les aiguilles dans le septum du flacon d'échantillon. Comme effectué pour la solution d'acides gras à chaîne droite. Démarrer manuellement l'échantillonnage en phase tête en cliquant sur le bouton de lecture, ce qui active la pompe et aspire les vapeurs présentes au-dessus de l'échantillon.

À la fin de l'analyse, un chromatogramme apparaît à l'écran et le capteur est automatiquement chauffé à 150 degrés Celsius pendant 10 secondes pour être nettoyé. Lorsque la case indiquant l'état du système redevient verte, l'appareil est de nouveau prêt à analyser un autre échantillon. Pour garantir une ligne de base stable et un nettoyage adéquat du système, effectuez au moins un blanc d'air entre chaque échantillon.

Analyser au moins trois réplicats techniques par échantillon ainsi que les témoins du flacon. Exporter les données vers un fichier Microsoft Excel après l'acquisition à l'aide de la fonction d'enregistrement des données dans le logiciel Mense. Une fois les données exportées, ajouter des colonnes contenant les étiquettes pour les variables et les réplicats.

Le format de données exporté par le logiciel de l'instrument peut être transformé pour faciliter la manipulation à l'aide du script Python 0,6 généré par ce laboratoire. Le nom du fichier source et le nom de la feuille contenant les données d'entrée, ainsi que le nom souhaité pour le fichier de sortie, sont modifiés directement dans le script. Ce script facilite la manipulation et l'analyse des données en permettant l'identification de kis uniques parmi tous les échantillons.

Les données sont réorganisées avec les informations des échantillons en lignes et les KIS uniques en colonnes, chaque cellule représentant la surface du pic correspondant. Si un pic n'est pas détecté pour une valeur KI dans un échantillon, la cellule correspondante reste vide. Ensuite, à l'aide d'un second script généré par cet import de laboratoire, les données sont importées à partir du fichier modifié à l'étape précédente.

L'analyse repose sur l'examen et le décompte du nombre de fois que chaque valeur de KI a été détectée. Ainsi, le programme affiche un graphique en barres des détections de KI. Pour chaque valeur de KI, évaluez les détections de K pour des sous-ensembles spécifiques d'échantillons, en analysant ensemble chaque groupe de réplicats techniques.

Pour ce faire, analyser chaque traitement ou variable séparément en cochant ou décochant les cases correspondantes. Après avoir déterminé la largeur de chaque fenêtre KI à l’aide de l’interface graphique, sélectionner aléatoirement certains des chromatogrammes correspondants. Dans le logiciel mense, évaluer les pics superposés parmi les réplicats techniques.

Une fois la fenêtre KI identifiée, la fonction de fusion dans l'interface graphique est utilisée pour fusionner les KIS situés dans la fenêtre vers le ki le plus peuplé en premier. Cliquez sur le bouton de fusion pour activer cette fonctionnalité et sélectionnez le ki le plus peuplé au centre de la fenêtre en cliquant sur la barre correspondante avec le bouton gauche de la souris. Une fois la barre sélectionnée, elle change de couleur et devient verte ; pour fusionner les KIS situés dans la fenêtre vers le ki sélectionné, cliquez avec le bouton droit sur les barres correspondantes.

Cela fait passer les barres en rouge, tandis qu'une barre bleue de longueur correspondante est ajoutée au-dessus du ki central. Une fois que tous les ki sélectionnés ont été fusionnés dans le ki central approprié, cliquez à nouveau sur le bouton de fusion pour valider les modifications. Cela fait passer le bouton de fusion en jaune en cas d'erreur.

Le bouton de séparation est également disponible pour annuler la fusion. Cliquez sur le bouton de séparation dans l'interface graphique. Ensuite, cliquez avec le bouton droit sur la barre rouge à séparer.

Depuis le rouge, la barre devient bleue. Cliquez à nouveau sur le bouton « un merge » pour accepter les modifications. Si l'on tente de fusionner incorrectement deux pics dans un échantillon unique en une seule valeur KI, un message d'erreur est affiché.

Une fois toutes les opérations de fusion terminées, enregistrez le fichier avant de procéder à l'analyse statistique ; les chromatogrammes des blancs d'air et des flacons sont alors analysés afin de surveiller d'éventuelles contaminations. Une fois les pics des ki et des blancs identifiés, soustrayez la surface du pic détecté dans le blanc d'air et/ou dans le flacon de la surface du pic présent dans l'échantillon. Le nez électronique a permis de détecter des différences dans les profils volatils entre des fruits de melon récoltés à différents stades de maturité.

Voici des exemples de chromatogrammes provenant de fruits jeunes matures et de fruits pleinement mûrs, révélant les différences en surface des pics. Pour de nombreux pics, des fenêtres de 20 K ont été identifiées dans tous les échantillons. Une analyse des variantes a montré que, parmi ces différents kis, l'abondance de 14 pics détectés par le nez électronique variait significativement entre les deux stades de maturité. Ici, l'abondance des pics pour les fruits jeunes matures pour chacun de ces kis est représentée en vert, et celle des fruits pleinement mûrs est représentée en orange.

Après avoir effectué cette procédure, d'autres méthodes telles que la chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse peuvent être réalisées afin d'identifier les composants correspondant à chaque pic individuel du nez électronique après son développement. Cette technique fournira un outil d'analyse rapide et permettra aux chercheurs dans les domaines de la pathologie végétale, de la physiologie végétale, de la biologie post-récolte et des sciences des aliments d'explorer les changements de composition en composés volatils chez les fruits en fonction de leur maturité, de leur variété ou de leur stockage. Après avoir visionné cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la manière d'analyser rapidement les composés volatils à l'aide d'un nez électronique et d'effectuer l'alignement des pics à l'aide de notre interface graphique.