Metabolomics approach for authentication of pisco and detection of contaminants
Pisco'nun doğrulanmasında ve bulaşan tespitinde metabolomik yaklaşım
- Tez No: 712462
- Danışmanlar: PROF. DR. LUIS E. RODRIGUEZ-SAONA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: The Ohio State University
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Bilimi ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 106
Özet
Pisco, Peru'da üretilen ve Güney Amerika'da en çok tüketilen alkollü içkilerden biridir. Pisco üretimi ve tüketimi son yıllarda oldukça artmıştır. Bunun sonucu olarak, bu içkinin tağşişi de, Peru'da tüm içkilerin %32'sinin tağşişli olduğu düşünülürse, daha yatkın hale gelmiştir. Pisco, Korumalı Menşe İsmi'ni (PDO) çok sıkı düzenlemelerle elde etmiştir. Örneğin, fermentasyon tamamen bitmeli, ikinci damıtma yapılmasına ve su eklenmesine izin verilmemektedir. Pisco'nun doğrulanmasında ve olası tağşişlerin belirlenmesinde hızlı ve güvenilir tekniklere ihtiyaç duyulmaktadır. İlk çalışmamızın amacı, tahribatsız UV-Vis ve titreşim spektroskopisi yöntemlerine dayalı olarak Pisco üzüm türlerinin kimliğini doğrulamaktı. Pisco, Menşei Korumalı bir isim almaktadır ve sadece Peru'nun belirli bölgelerinde üretilebilen belirli üzüm türlerinin Pisco üretiminde kullanılabilmesine dayanır. Toplam 136 Pisco numunesi (67 Quebranta, 44 Italia, 25 Torontel) analiz edildi. Verilerimiz, analiz edilen tüm Pisco'nun %34'ünün başka bir üzüm türüyle karıştırıldığından şüphelenildiğini gösterdi. Masaüstü ve taşınabilir UV-Vis spektrometrelerinin üzüm türlerini aromatik ve aromatik olmayan iki gruba ayırmak için çok iyi bir araç olduğu gösterildi. FTIR, iki grupla iyi bir ayrım gösterdi, ancak numunelerin ön işleme tabi tutulması zaman alıcı olduğundan, UV-Vis'in Pisco'nun kimlik doğrulaması için daha verimli bir araç olduğu gösterildi. İkinci çalışmamızın amacı, Pisco'da metanol ve etanol seviyelerinin invaziv olmayan ve hızlı bir şekilde belirlenmesi için el tipi Raman ve taşınabilir FT-IR spektroskopi cihazlarını değerlendirmekti. Toplam 171 ticari Pisco numunesi analiz edildi. Pisco'da etanol ve metanol seviyelerini tahmin etmek için 1064nm (Rigaku Progeny) veya 785nm (Metrohm Mira) uyarma lazeri ile donatılmış Raman spektrometreleri ve absorpsiyon modunda çalışan portatif kızılötesi spektroskopi (Agilent Cary 630) spektrometresi kullanıldı. GC-MS verileri, Pisco numunelerinin %17'sinin, olası su seyreltmesini gösteren %38'in altında etanol seviyelerine sahip olduğunu ortaya koydu. Metanol seviyeleri 0.13 ile 0.54 g/L arasında değişmekte olup, alkollü içeceklerin güvenliğini ve kalitesini sağlamak için ülkeler ve uluslararası kuruluşlar tarafından kurulan meyve brendileri için maksimum seviyelerin oldukça altındadır. 1064nm uyarma lazeri ile donatılmış el tipi Raman, etanol (SEP=%1.4; Rval=0.96) ve metanol (SEP=0.04g/L; Rval=0.87) belirlenmesi için en iyi sonuçları verdi. Kemometriyle birlikte taşınabilir/elde tutulan titreşim spektroskopisi, seyreltme veya daha ucuz alkollerle ikame etme yoluyla sahte markaların (Pisco) hızlı (~1 dakika), müdahalesiz ve yerinde taramasına izin verdi. Üçüncü çalışmamızın amacı, Pisco'daki kimyasal ve metal bulaşanları ve bunların taşınabilir UV-Vis ve orta IR üniteleri ile tahminlerini belirlemekti. Pisco'da GC-MS ile etil karbamat ve furfural ve ICP-OES ile metaller (Cu, Al, Zn, Pb) seviyeleri belirlendi. EC ve furfural konsantrasyonları sırasıyla 0 – 256 ppb, 0.07 – 3.40 mg/100ml aralığındaydı. İlginç bir şekilde, analiz edilen 148 Pisco örneğinden 81'i daha yüksek seviyelerde Cu (>5mg/l) gösterdi. Dört numunede Pb seviyeleri ve altı Pisco numunesinde Zn seviyeleri izin verilen konsantrasyonların (Zn0.97) ve titre edilebilir asitliğin (Rval>0.90) hızlı bir şekilde belirlenmesine izin verdi. Mid IR birimi, titre edilebilir asitlik (Rval>90) ve bakır seviyeleri (Rval>0.96) ile çok iyi bir korelasyon gösterdi. El tipi/taşınabilir UV-Vis ve IR üniteleri, daha az numune hazırlama ve personel eğitimi ile Pisco'nun kalite kontrol amaçları için güvenilir ve hızlı değerlendirmeler sağlayabilir olduğunu gösterdi. Taşınabilir titreşim ve UV-Vis spektrometreleri, meyve bazlı damıtılmış alkollü içeceklerin kimlik doğrulaması amacıyla gerçek zamanlı değerlendirmede kullanılabilir. Endüstri, basitliği, güvenilirliği, geleneksel tekniklerle uyumluluğu ve maliyet verimliliği nedeniyle bu teknolojiyi kullanarak kâr edebilir.
Özet (Çeviri)
Pisco is one of the most consumed distilled alcoholic drink in South America produced in Peru. The production and consumption of Pisco has been increasing in recent years. As a result of this, Pisco is becoming more prone to adulteration with a concerning of 32% of all alcoholic beverages in Peru is adulterated. Pisco obtains Protected Denomination of Origin (PDO) with very strict regulations. For instance, fermentation must be completely done, neither second distillation nor dilution with water is allowed. Rapid and reliable techniques are needed to authenticate the Pisco and to detect possible adulterations. The objective of our first study was to authenticate Pisco grape types based on non-destructive methods UV-Vis, and vibrational spectroscopy. Pisco obtains a Protected Denomination of Origin and based on that only certain grape types which can only be produced in certain areas of Peru can be used in Pisco manufacturing. A total of 136 Pisco samples (67 Quebranta, 44 Italia, 25 Torontel) were analyzed. Our data indicated that 34% of all analyzed Pisco were suspected to be adulterated with another type of grape. Benchtop and portable UV-Vis spectrometers were shown to be a very good tool to discriminate grape types into two groups aromatic and non-aromatic. FTIR showed a good distinction with two groups, however, pre-treatment of the samples was time consuming making UV-Vis would be more efficient tool for authentication of Pisco. The objective of our second study was to evaluate handheld Raman and portable FT-IR spectroscopy devices for non-invasive and rapid determination of methanol and ethanol levels inPeruvian Pisco. A total of 171 commercial Peruvian Pisco samples were analyzed. Raman spectrometers equipped either with a 1064nm (Rigaku Progeny) or 785nm (Metrohm Mira) excitation laser and a portable infrared spectroscopy (Agilent Cary 630) unit operating in absorption mode were used to predict ethanol and methanol levels in Pisco. GC-MS data revealed that 17% of Pisco samples had ethanol levels below 38% indicating possible water dilution. The levels of methanol ranged from 0.13 to 0.54 g/L, well below maximum levels for fruit brandies established by countries and international organizations to ensure the safety and quality of spirits. Handheld Raman equipped with a 1064nm excitation laser gave best results for determination of ethanol (SEP=1.4%; Rval=0.96) and methanol (SEP=0.04g/L; Rval=0.87). Portable/handheld vibrational spectroscopy combined with chemometrics allowed rapid (~1 min), non-invasive and in-situ screening of counterfeited brandies (Pisco) by dilution or substituting with cheaper alcohols. The objective of our third study was to determine chemical and metal contaminants in Pisco, and their predictions with portable UV-Vis, and mid-IR units. Ethyl carbamate and furfural by GC-MS, and metals (Cu, Al, Zn, Pb) by ICP-OES levels in Pisco were determined. Concentrations of EC, and furfural ranged from 0 – 256 ppb, 0.07 – 3.40 mg/100ml, respectively. Interestingly, 81 out of 148 analyzed Pisco samples showed higher levels of Cu (>5mg/l). Pb levels in four samples, and Zn levels in six Pisco samples were detected as higher than the allowed concentrations (Zn0.97) and titratable acidity (Rval>0.90) with very good prediction. Mid-IR unit showed very good correlation with titratable acidity (Rval>90), andcopper levels (Rval>0.96). Handheld/portable UV-Vis and IR units can provide reliable and rapid assessments for quality control purposes of Pisco with less sample preparation and personnel training. Portable vibrational, and UV-Vis spectrometers can be used in real-time assessment for authentication purposes of fruit-based distilled alcoholic beverages. The industry may profit by using this technology because its simplicity, reliability, compatibility with traditional techniques, and cost efficiency.
Benzer Tezler
- Systems biology approach for quantitative analysis of glutathione metabolism in non-conventional yeasts
Konvansiyonel olmayan mayalarda glutatyon metabolizmasının kantitatif analizi için sistem biyolojisi yaklaşımı
BURCU ŞİRİN
Doktora
İngilizce
2022
BiyomühendislikYeditepe ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İLKEM EMRAH NİKEREL
- Association of FLT3 and NPM1 mutations in acute myeloid leukemia patients with metabolomic patterns determined by mass spectrometry
Akut miyeloid lösemi hastalarında FLT3 ve NPM1 mutasyonlarının kütle spektrometresi ile belirlenen metabolomik desenlerle ilişkilendirilmesi
SELİN GEREKCİ YEŞİLYURT
Doktora
İngilizce
2022
BiyokimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyokimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CAN ÖZEN
DOÇ. DR. SALİH ÖZÇUBUKÇU
- Nöropatik ağrıda kullanılan pregabalin etkin maddesinin farklı ortamlarda miktar tayini için analitik yöntemlerinin geliştirilip valide edilmesi ve kronik kullanımında tavşan plazmasında metabolom profilinin belirlenmesi
Development and validation of analytical methods for quantification of pregabalin active substance used in neuropathic pain in different matrice and determination of metabolome profile in rabbit plasma in chronic use
BURAK BAYRAK
Doktora
Türkçe
2024
Eczacılık ve FarmakolojiAtatürk ÜniversitesiAnalitik Kimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YÜCEL KADIOĞLU
- Escherichia coli'de aşırı ifade edilen genlerin bor toleransına etkisinin araştırılması ve bora bağlı gen ekspresyon analizleri
Investigating the effects of over expressed genes on boron tolerance in Escherichia coli and gene expression analyzes pertaining to boron
ESRA DİBEK
- Omik verilerinde otomatik makine öğrenimi algoritmalarının performansının değerlendirilmesi
Performance evaluation of automated machine learning algorithmsin omics data
MELTEM ÜNLÜSAVURAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
BiyoistatistikErciyes ÜniversitesiBiyoistatistik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖKMEN ZARARSIZ