Express-estimation of oil content and the main fat-ty acid contents in oil of turnip rape seeds using IR-spectrometry

Abstract

Near-infrared spectroscopy (NIRS) was used to estimate biochemical traits in turnip rape seeds. The purpose of the research was to develop graduating models for an IR-analyzer MATRIX-I for determination of oil content and contents of oleic, linoleic, and linolenic fatty acids in oil in unbroken seeds of turnip rape. The research was conducted in the biochemistry laboratory of V.S. Pustovoit All-Russian Research Institute of Oil Crops, Krasnodar. An object of the research was turnip rape seeds cultivated in 2019–2021 in the central zone of the Krasnodar region and in the southern forest-steppe of the Western Siberia. Oil content was determined on a NMR-analyzer AMV 1006М (Russia). Contents of oleic, linoleic, and linolenic fatty acids in oil were calculated by a method of percentage normalization of chromatographic analysis on a gas chromatograph “Chromatek-Kristall 5000” on a capillary column SolGelWax 30 m × 0.25 mm × 0.25 µM with automatic dripper of liquid samples. We obtained the best results on quality of the graduating models (root mean square error of prediction, R determination, and a meaning of a residual deviation of prediction for a rank reflected on a diagram) on determination of oil content (RMSEP = 0.25%, R2 = 98.5, and RPD = 8.2), contents of oleic (RMSEP = 0.59%, R2 = 98.9, and RPD = 9.7), linolic (RMSEP = 0.66%, R2 = 95.4, and RPD = 4.7), and linolenic (RMSEP = 0.37%, R2 = 98.0, and RPD = 7.1) fatty acids. The methodic “Turnip rape 51” for mass studying based on the developed graduating models for determination of oil content, contents of oleic, linoleic, and linolenic fatty acids in unbroken turnip rape seeds for IR-spectrometry in a middle sample (9–20 g) in cuvette with diameter 51 mm was obtained in a program OPUS LAB. This method allows conducting express-estimation of more than 100 samples of turnip rape seeds per an operating shift.

Rapid assessment of the main economic value indicators in lupine flour samples using infrared spectroscopy

“…Полученные модели для люпанина и ангустифолина имели очень низкие значения коэффициента детерминации (R насколько существенно отклоняется прогнозируемое значение от истинного. Для калибровочных моделей люпанина, ангустифолина и суммы алкалоидов RPD равнялся 1,17; 1,13 и 1,48; BIAS соответствовал 63,2; 64,9 и -1,45, что свидетельствует о возможности значительного отклонения результатов, полученных с помощью построенной модели, от реальных значений (Efimenko et al, 2015;Efimenko et al, 2016;Efimenko S.G., Efimenko S.K., 2019). Таким образом, полученные модели калибровочных кривых не подходят для изучения содержания хинолизидиновых алкалоидов в муке люпина узколистного, однако характеристики калибровочной модели, полученной для суммы хинолизидиновых алкалоидов, позволяет предположить, что при расширении калибровочной кривой (увеличении количества образцов, включенных в модель) достоверность полученных с ее помощью результатов будет возрастать.…”

“…Модели, полученные для белка и масла, имели достаточно высокий коэффициент детерминации (85,02 и 78,53) с 12 и 11 рангами при многомерном анализе соответственно. RMSEP для них составляла 0,67 и 0,235%, что дает надежную повторяемость полученных результатов; RPD -2,5 и 2,22 соответственно, что говорит об «удовле творительном качестве» построенных калибровочных моделей (Efimenko et al, 2015;Efimenko et al, 2016;Efimenko S.G., Efimenko S.K., 2019); BIAS -0,0728 и -0,0557 соответственно, что подтверждает практически полное совпадение реальных результатов с результатами, полученными с помощью построенных моделей.…”

“…Качественный и ко ли чественный состав хинолизидиновых алкалоидов в ВИР определяется по недавно разработанному методу (Kushnareva et al, 2020). Однако для изучения большого количества образцов семян и муки различных культур применяется спектроскопия в ближней области инфракрасного спектра (БИК) с использованием ИК-анализаторов, таких как Matrix-I (Bruker, Германия) (Burns, Ciurczak, 2007;Efimenko et al, 2015;Efimenko et al, 2016;Abd Manaf, Yap, 2018;Efimenko S.G., Efimenko S.K., 2019). Метод основан на возбуждении колебания молекул при прохождении ИК-излучения через образец (Wheeler, 1959;Vaccari et al, 1990;Burns, Ciur czak, 2007;Abd Manaf, Yap, 2018) и характеристиках процесса возбуждения, которые зависят от особенностей сканируемого материала.…”

“…д.) (Efimenko et al, 2015;Efimenko et al, 2016;Abd Manaf, Yap, 2018;Efimenko S.G., Efimenko S.K., 2019). В текущей работе была апробирована возможность использования метода ИК-спектроскопии для оценки содержания белка и масла, отдельных ал-калоидов и их суммы в муке семян высоко-и низкоалкалоидных форм люпина узколистного.…”