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A green, simplified, and efficient experimental setup for a high-throughput screening of agri-food by-products – From polar to nonpolar metabolites in sugarcane solid residues
Journal of Chromatography A ( IF 4.1 ) Pub Date : 2020-11-10 , DOI: 10.1016/j.chroma.2020.461693
Júlia Assirati , Daniel Rinaldo , Sarita Cândida Rabelo , Vanderlan da Silva Bolzani , Emily Frances Hilder , Cristiano Soleo Funari

From an environmental perspective, searching for useful compounds in agri-food by-products by employing inefficient and polluting analytical procedures is paradoxical. This work aimed to develop a green, simplified, and highly efficient experimental setup for extracting and tentatively identifying the broadest range of metabolites in sugarcane solid by-products collected directly within the industrial mills. Nine different extraction approaches were investigated side-by-side, including three reference methods. Based on the extraction and environmental performances assessed by two complementary metrics called Analytical-Eco Scale and the Analytical Greenness Calculator, it was possible to reach two highly efficient two liquid-phase extractions while avoiding harmful solvents and traditional time, energy, and solvent consuming sample preparation steps, such as solvent evaporation, metabolite concentration, re-suspension, and derivatization. The simultaneously produced hydroethanolic and n-heptane extracts were directly analyzed by ultra-high-performance liquid chromatography and gas chromatography, both coupled to mass spectrometry, respectively, leading to the annotation of a large dynamic range of compounds from information rich spectral data. Up to 111 metabolites were identified in a single matrix, from highly polar sucrose to nonpolar wax ester C53 in a single extraction. Orientin, apigenin-6-C-glucosylrhamnoside, 1-octacosanol, octacosanal, and other bioactive compounds were identified in these abundantly available by-products, which are currently just burned to produce energy. The best two methods developed here (Two-Liquid-Phase Ultrasound-Assisted Extraction with Probe and Two-Liquid-Phase Dynamic Maceration) appeared as a green, simplified, and highly efficient procedures to qualitatively profile metabolites in complex solid matrices.



中文翻译:

绿色,简化,高效的实验装置,用于高通量筛选农业食品副产物–甘蔗固体残渣中的极性代谢物至非极性代谢物

从环境角度来看,通过采用低效且污染性强的分析程序来寻找农产品副产品中有用的化合物是自相矛盾的。这项工作旨在开发一种绿色,简化且高效的实验装置,以提取和初步确定直接在工业工厂中收集的甘蔗固体副产物中最广泛的代谢产物。并排研究了九种不同的提取方法,包括三种参考方法。根据萃取和环境表现(通过两个互补指标Analytical-Eco Scale和Analytical Greenness Calculator评估),可以实现两次高效的两次液相萃取,同时避免了有害溶剂和传统的时间,能源,消耗溶剂的样品制备步骤,例如溶剂蒸发,代谢物浓缩,再悬浮和衍生化。同时生产的氢乙醇和正庚烷提取物分别通过超高效液相色谱和气相色谱直接分析,并分别与质谱联用,从而从信息丰富的光谱数据中注释了大范围的化合物动态范围。在单一基质中,一次提取中最多可鉴定111种代谢物,从高极性蔗糖到非极性蜡酯C53。在这些大量可利用的副产物中鉴定出了Orientin,芹菜素-6-C-葡萄糖基鼠李糖苷,1-octacosanol,octacosanal和其他生物活性化合物,这些副产物目前仅燃烧产生能量。这里开发的最好的两种方法(例如溶剂蒸发,代谢物浓缩,再悬浮和衍生化。同时生产的氢乙醇和正庚烷提取物分别通过超高效液相色谱和气相色谱直接分析,并分别与质谱联用,从而从信息丰富的光谱数据中注释了大范围的化合物动态范围。在单一基质中,一次提取中最多可鉴定111种代谢物,从高极性蔗糖到非极性蜡酯C53。在这些大量可利用的副产物中鉴定出了Orientin,芹菜素-6-C-葡萄糖基鼠李糖苷,1-octacosanol,octacosanal和其他生物活性化合物,这些副产物目前仅燃烧产生能量。这里开发的最好的两种方法(例如溶剂蒸发,代谢物浓缩,再悬浮和衍生化。同时生产的氢乙醇和正庚烷提取物分别通过超高效液相色谱和气相色谱直接分析,并分别与质谱联用,从而从信息丰富的光谱数据中注释了大范围的化合物动态范围。在单一基质中,一次提取中最多可鉴定111种代谢物,从高极性蔗糖到非极性蜡酯C53。在这些大量可利用的副产物中鉴定出了Orientin,芹菜素-6-C-葡萄糖基鼠李糖苷,1-octacosanol,octacosanal和其他生物活性化合物,这些副产物目前仅燃烧产生能量。这里开发的最好的两种方法(同时生产的氢乙醇和正庚烷提取物分别通过超高效液相色谱和气相色谱直接分析,并分别与质谱联用,从而从信息丰富的光谱数据中注释了大范围的化合物动态范围。在单一基质中,一次提取中最多可鉴定111种代谢物,从高极性蔗糖到非极性蜡酯C53。在这些大量可利用的副产物中鉴定出了Orientin,芹菜素-6-C-葡萄糖基鼠李糖苷,1-octacosanol,octacosanal和其他生物活性化合物,这些副产物目前仅燃烧产生能量。这里开发的最好的两种方法(同时生产的氢乙醇和正庚烷提取物分别通过超高效液相色谱和气相色谱直接分析,并分别与质谱联用,从而从信息丰富的光谱数据中注释了大范围的化合物动态范围。在单一基质中,一次提取中最多可鉴定111种代谢物,从高极性蔗糖到非极性蜡酯C53。在这些大量可利用的副产物中鉴定出了Orientin,芹菜素-6-C-葡萄糖基鼠李糖苷,1-octacosanol,octacosanal和其他生物活性化合物,这些副产物目前仅燃烧产生能量。这里开发的最好的两种方法(两者都分别与质谱联用,从而可以从信息丰富的光谱数据中注释出较大动态范围的化合物。在单一基质中,一次提取中最多可鉴定111种代谢物,从高极性蔗糖到非极性蜡酯C53。在这些大量可利用的副产物中鉴定出了Orientin,芹菜素-6-C-葡萄糖基鼠李糖苷,1-octacosanol,octacosanal和其他生物活性化合物,这些副产物目前仅燃烧产生能量。这里开发的最好的两种方法(两者都分别与质谱联用,从而可以从信息丰富的光谱数据中注释出较大动态范围的化合物。在单一基质中,一次提取中最多可鉴定111种代谢物,从高极性蔗糖到非极性蜡酯C53。在这些大量可利用的副产物中鉴定出了Orientin,芹菜素-6-C-葡萄糖基鼠李糖苷,1-octacosanol,octacosanal和其他生物活性化合物,这些副产物目前仅燃烧产生能量。这里开发的最好的两种方法(在这些大量可利用的副产物中鉴定出八古san醛和其他生物活性化合物,这些副产物目前仅燃烧产生能量。这里开发的最好的两种方法(在这些大量可利用的副产物中鉴定出八古san醛和其他生物活性化合物,这些副产物目前仅燃烧产生能量。这里开发的最好的两种方法(探针两相动态浸渍两相超声辅助萃取是一种绿色,简化且高效的方法,可以对复杂固体基质中的代谢物进行定性分析。

更新日期:2020-11-18
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