Recent ChemRxiv on Agriculture and Food Chemistry: July 22, 2024

1. Sugar characteristics of honey from Abu Dhabi (United Arab Emirates) market
背景:
ハチミツは天然の甘味料であり、糖の濃縮溶液です。糖の組成や比率は、吸湿性、結晶化、粘度などの物理化学的性質に影響を与えるため、品質パラメータとして重要です。アブダビ首長国の小売市場からのハチミツサンプルを使用して、果糖、グルコース、スクロースの値を決定しました。これらの糖はネクターにおいて支配的であり、ハチミツの品質を決定する上で重要な影響を与えます。
新規性:
この研究では、アブダビの市場で販売されているハチミツサンプルの糖組成を分析し、品質基準との適合性を評価しました。特に、果糖、グルコース、スクロースの含有量を測定し、これらの糖の比率がハチミツの品質にどのように影響するかを調査しました。
方法:
アブダビの小売市場から収集したハチミツサンプルを用いて、果糖、グルコース、スクロースの量を化学分析により決定しました。糖の総含有量は27%から87%の範囲であり、スクロースの含有量は5%から37%の間でした。全サンプルの約33%が、グルコースと果糖の標準閾値に適合していませんでした。スクロース含有量が高いサンプルは、グルコースと果糖のレベルが低下していることが示されました。
結論:
市販されているハチミツサンプルは、地元の基準に従った品質非適合の高いレベルのため、厳格な検査と監視が必要です。
title:
Sugar characteristics of honey from Abu Dhabi (United Arab Emirates) market
author:
Premanandh, Jagadeesan, Abdullah, Siddiqui, Khuloud Khalfan , Altaleei, Ahmed Awadh Hatem , Al Muharrami, Ali Usama , Lashari
date:
2024-07-19
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-4m97l?rft_dat=source%3Ddrss

2. Metabolic Engineering in Plants: Advancing Crop Productivity and Sustainability through Precision Pathway Manipulation
背景:
植物の代謝工学は、農業、栄養、持続可能性のグローバルな課題に対処するための強力なアプローチとして登場しました。この分野は、作物の収量、栄養価、ストレス耐性、および貴重な代謝産物の生産を向上させるために、一次および二次代謝経路の操作に焦点を当てています。
新規性:
このレビューは、合成生物学のアプローチや多遺伝子特性の積み重ねなど、分野を革新している最先端の戦略を探求しています。さらに、オミクス技術と高度な計算モデリングを統合することで、研究者たちは前例のない精度で代謝工学の設計を最適化しています。
方法:
先進的な遺伝子改変ツールを利用して、光合成効率、栄養利用、および非生物的ストレス抵抗性を改善することが試みられています。CRISPR/Cas9やその他の遺伝子編集技術の応用により、植物の代謝を洗練させる方法が検討されています。また、植物を製薬や工業化合物のバイオファクトリーとしての可能性についても議論されています。
将来の展望:
遺伝子改変作物の規制と生物安全性の側面を考慮しながら、持続可能な農業と作物改良の未来について洞察を提供しています。食糧安全保障、気候変動適応、および貴重な化合物の持続可能な生産における植物代謝工学の変革的な可能性に焦点を当て、このダイナミックな分野の課題と将来の展望についても議論しています。
title:
Metabolic Engineering in Plants: Advancing Crop Productivity and Sustainability through Precision Pathway Manipulation
author:
Katie, Fan
date:
2024-07-18
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-qkkg6?rft_dat=source%3Ddrss

3. Spatially Offset Raman Spectroscopy (SORS) for sustainable Olive Oil authentication - tackling the challenges in on-site food control
背景:
オリーブオイルの生産は多くの課題に直面しており、価格も強く上昇しています。そのため、非侵襲的な分析方法への需要が高まっています。空間的オフセットラマン分光法（SORS）は、さまざまな種類の容器を貫通できるため、関心のある食品の良好なスペクトルを提供する可能性があり、持続可能な食品分析の方法として有望です。
新規性:
この研究では、オリーブオイルの認証のためのSORSベースの方法を開発しました。これは、4つのサンプルグループの検証済みオイルのデータセットに基づいており、プロット、主成分分析、分類および回帰モデルを使用した分析戦略を開発しました。この方法は、オリーブオイルの非侵襲的な分析を可能にする新しいアプローチを提供します。
方法:
まず、4つのサンプルグループから得られた検証済みオイルのデータセットを用いて、プロットと主成分分析を行い、オリーブオイルの特徴を抽出しました。次に、これらの特徴を基に分類および回帰モデルを開発し、異なる会社の食品検査でこの分析戦略をテストしました。さらに、オンライン小売のサンプル30個を分析して、実際に偽装されたサンプルと本物のオリーブオイルサンプルを区別することができました。
title:
Spatially Offset Raman Spectroscopy (SORS) for sustainable Olive Oil authentication - tackling the challenges in on-site food control
author:
René, Bachmann, Anna Lena, Horns, Sarah-Marie, Barmbold, Markus, Weidner
date:
2024-07-18
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-4xgxp?rft_dat=source%3Ddrss

4. Detection of pesticides in sprayed droplets by using biowaste-derived nanocellulose-based SERS nanosubstrate
背景:
人口増加に伴い農業生産性の需要が高まる中、農薬の使用が拡大しています。しかし、現代の農薬の使用は、空気、水、土壌、意図しない対象種に汚染を引き起こすことがあります。そのため、環境内の様々な農薬を効果的かつ持続可能に検出する方法の開発が必要とされています。
新規性:
本研究では、バイオ廃棄物由来のナノセルロースを基にした薄膜を開発し、それを金ナノ粒子と組み合わせることで、持続可能で再現性のあるSERSナノ基板を作成しました。この新しいナノセルロースベースのSERSナノ基板を使用して、携帯型ラマン装置を用いて、農薬（カルバリル、フェルバム、チアベンダゾール）を感度良く、選択的に検出することができました。
方法:
本研究で使用されたSERS（表面増強ラマン分光法）は、環境汚染物質を検出し定量するための迅速で感度の高い技術であり、最小限の試料準備が必要です。三つの農薬（カルバリル、フェルバム、チアベンダゾール）についての検出限界はそれぞれ0.924、0.479、0.038 mg/Lであり、これらはすべて農業で推奨される適用濃度よりもはるかに低い値です。また、フェルバムのスプレー溶液とスプレーされた滴の両方についてSERS信号を収集し、信号に大きな違いがないことから、この検出方法が農薬滴の検出に信頼性があることが示されました。
title:
Detection of pesticides in sprayed droplets by using biowaste-derived nanocellulose-based SERS nanosubstrate
author:
Lynn R., Terry, Jacob W., Kruel, Manan, Jain, Alison, Lara, Priyanka, Sharma, Benjamin S., Hsiao, Huiyuan, Guo
date:
2024-07-17
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-dlshr?rft_dat=source%3Ddrss

5. Functionalized graphene-based biosensors for early detection of subclinical ketosis in dairy cows
背景:
高度な診断ツールを利用した精密畜産は、畜産業の運営管理において重要な役割を果たし、動物の生産性、健康、および福祉の向上に寄与する。特に、初乳期の乳牛において発生する代謝疾患であるケトーシスの検出は、バイオセンサーの農場での利用可能性の一例である。ケトーシスは、エネルギー収支がマイナスになることで発生し、βHB（ベータ・ヒドロキシブチレート）はこの代謝状態で生成される主要なケトン体の一つであり、乳牛のケトーシスのモニタリングに優れたバイオマーカーである。
新規性:
本研究では、βHBの濃度を1分未満で検出および定量可能な低コストのグラフェンベースのセンサー「Keto-sensor」を開発した。これにより、農場での亜臨床ケトーシスの早期発見が可能となる。
方法:
Keto-sensorの開発には、スクリーン印刷電極（SPE）にグラフェンナノシートを層状に配置し、その表面をEDC-NHS共役化学を活用して安定化酵素（ベータ・ヒドロキシブチレート脱水素酵素、NADH、グリセロール）で機能化する方法が用いられた。このセンサーは、10 nMの分析感度と0.24 nMの検出限界（LoD）、0.00001-3.0 mMの検出範囲を提供する。スパイクテストにより、Keto-sensorは臨床前ケトーシスの牛の血清サンプル中のβHBを検出できることが示された。
title:
Functionalized graphene-based biosensors for early detection of subclinical ketosis in dairy cows
author:
Md Azahar, Ali, Shannon, Chick, Matin, Ataei Kachouei, Katharine, Knowlton
date:
2024-07-17
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-zj1j2?rft_dat=source%3Ddrss

6. Solvent Effect on the Hydroxyl Radical Scavenging Activity of New Isothiocyanate Compounds
背景:
自然由来のイソチオシアネート化合物（Cp1-Cp4）が、非常に反応性の高いHOꞏラジカルを消去する役割を持つかどうかを調査することが研究の目的です。HOꞏラジカルは生体分子に損傷を与える可能性があるため、これを効率的に消去できる抗酸化剤の発見は重要です。
新規性:
この研究では、アリルイソチオシアネート、1-イソチオシアネート-3-メチルブタン、4-メチルフェニルイソチオシアネート、2-フェニルエチルイソチオシアネートといった自然由来のイソチオシアネート化合物のHOꞏラジカルに対する消去活性を、密度汎関数理論（DFT）を用いて初めて詳細に調査しました。
方法:
M06-2X/6-311++G(3df,3pd)//M06-2X/6-311++G(d,p)レベルの理論計算によって、水とペンチルエタノエート（PEA、脂質環境を模倣）の中でのフォーマル水素移動、ラジカル付加体形成、単一電子移動機構が考慮されました。これにより、イソチオシアネート化合物のHOꞏラジカル消去活性が評価されました。
結果:
イソチオシアネート化合物は非常に高いHOꞏラジカル消去活性を示し、反応速度定数は約108 - 109 M-1s-1の範囲でした。特にアリルイソチオシアネートCp1は、水中でのkoverallが5.20 × 109 M-1s-1、PEA中での1.85 × 109 M-1s-1と最も効率的なHOꞏスカベンジャーであることが示されました。また、水溶媒中でのイソチオシアネート化合物のHOꞏとの反応速度定数は、いくつかの生物分子と比較しても同等であることが示されました。
title:
Solvent Effect on the Hydroxyl Radical Scavenging Activity of New Isothiocyanate Compounds
author:
DUY QUANG, DAO, Thi Chinh, Ngo, Dinh Hieu , Truong, Thi Le Anh , Nguyen, Quang Khuong, Pham
date:
2024-07-16
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-pvxq4?rft_dat=source%3Ddrss

7. Quantifying the distribution of proteins at the interface of oil-in-water food emulsions
背景:
食品エマルションの物理化学的安定性を確保するために乳化剤が重要な役割を果たしています。マヨネーズの場合、卵黄に含まれるタンパク質が乳化剤として機能します。
新規性:
本研究では、STORM（stochastic optical reconstruction microscopy）を用いて、蛍光標識抗体を使用し、油/水ドロップレット界面でのタンパク質の局在を特定しました。これにより、ドロップレット界面でのタンパク質の分布を定量的に分析する新たな手法を提案しています。
方法:
まず、タンパク質の均一分布と不均一分布をシミュレーションしました。次に、相対位置分布（RPD）分析を実装して、すべての隣接する局在間の相対距離のヒストグラムを抽出しました。ヒストグラムの局所最大値を分析することで、ドロップレット界面の分布を均一、部分的に不均一、不均一に分類することができました。さらに、2D確率関数を使用してRPDヒストグラムにモデルフィッティングを行うことで、局所最大値の分析と一致する局在精度の振幅を提供しました。
モデルシステム:
マヨネーズのモデルシステムとして、phosvitin、phospholipids、apolipoprotein B（apoB）、sodium dodecyl sulfate（SDS）を乳化剤として使用したエマルションを用いました。phosvitin/SDSの二成分モデルエマルションは、ドロップレット周囲のphosvitinの部分的に不均一な分布を示しました。phosvitin/phospholipid/SDSおよびapoB/phospholipid/SDSの三成分エマルションは、phosvitinおよびapoBの不均一性が増加しました。
洞察:
ドロップレット界面での不均一性の定量化は、エマルションの物理的および化学的安定性を決定する要因についての洞察を提供する可能性があります。
title:
Quantifying the distribution of proteins at the interface of oil-in-water food emulsions
author:
Johannes, Hohlbein, Abbas, Jabermoradi, John, van Duynhoven
date:
2024-07-12
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-mprn9?rft_dat=source%3Ddrss

8. Amino acid-based, sustainable organic nanozyme for allergic biomolecule detection
背景:
従来の無機ナノ酵素には持続可能性に関する問題がありましたが、新たに出現した有機ナノ酵素はこれらの問題を克服する持続可能な特性を持っています。しかし、農業中心の有機化合物ベースのナノ酵素には、構成材料の種類が狭く、製造戦略が単調であるために物理的直径が比較的大きくなるという問題がありました。
新規性:
本研究では、アミノ酸を基にした新しい有機ナノ酵素（OAナノ酵素）が紹介されています。このナノ酵素はペルオキシダーゼ様の触媒活性を示し、物理的な直径が小さく、材料の範囲が広いという特徴を持っています。
方法:
OAナノ酵素の製造には、単一のキレート/ポリマーの絡み合いに基づく改良された製造プロセスが開発されました。このプロセスにより、最大3時間でナノ酵素を製造することが可能であり、100nm (D90)以内の均一な形態と、中性pHで負に帯電した表面電荷を持つナノ酵素が得られます。また、このナノ酵素は良好な動力学プロファイル（Km = 0.009 mM, H2O2）を持ち、表面電荷の相互作用を利用してアレルギー性生体分子を検出するために成功裏に使用されており、ヒスタミンに対して21.37 pg/mLの検出限界と高い選択性を達成しています。
応用:
このアミノ酸ベースの有機ナノ酵素は、持続可能なアプリケーションへのさらなる利用が期待されています。
title:
Amino acid-based, sustainable organic nanozyme for allergic biomolecule detection
author:
DONG HOON, LEE, Mohammed , Kamruzzaman
date:
2024-07-11
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-4q3nn?rft_dat=source%3Ddrss

9. Simplifying Wheat Quality Assessment: Using Near-Infrared Spectroscopy and Analysis of Variance Simultaneous Component Analysis to Study Regional and Annual Effects
背景:
小麦は人類にとって最も重要な作物の一つであり、その品質を簡潔に評価することが重要です。小麦の品質に影響を与える要因を理解することは、農業生産性の向上や食品の品質管理に寄与します。
新規性:
本研究では、近赤外分光法（NIRS）と分散分析（ANOVA）同時成分分析（ASCA）を組み合わせることで、小麦の品質評価を簡易かつ環境に優しい方法で行う手法を提案しています。これにより、時間や化学薬品を消費するキャリブレーション開発の必要がなくなります。
方法:
180個のオーストリア産小麦サンプルを対象に、4つのサイトと3年間にわたってサンプリングされたデータを使用しました。NIRSとASCAを用いて、サンプリングサイトと年度が小麦の品質にどのように影響するかを分析しました。また、NIRスペクトルの前処理ツールがASCAによって得られる結果にどのように影響するかも評価しました。
結果:
年度、サンプルサイト、およびそれらの組み合わせが、小麦のNIRスペクトルに非常に有意に（p < 0.001）影響を与えることが明らかになりました。特に年度の影響が最も大きく、次いで地域、年度とサンプリングサイトの組み合わせの影響が続きます。ASCAによって得られたローディングプロットの解釈から、タンパク質、炭水化物、水分、脂肪などの小麦成分が年次および地域差に寄与していることが示されました。さらに、ANOVAを用いてNIRベースのキャリブレーションで得られた小麦サンプルのタンパク質、デンプン、水分、脂肪、繊維、灰分の内容が、年度、サンプリングサイト、またはその組み合わせによって有意に影響を受けることが確認されました。
title:
Simplifying Wheat Quality Assessment: Using Near-Infrared Spectroscopy and Analysis of Variance Simultaneous Component Analysis to Study Regional and Annual Effects
author:
Stephan, Freitag, Maximilian, Anlanger, Maximilian , Lippl, Klemens, Mechtler, Elisabeth, Reiter, Heinrich, Grausgruber, Rudolf, Krska
date:
2024-07-10
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-9g449?rft_dat=source%3Ddrss

10. Non-targeted metabolomics-based molecular networking enables the chemical characterization of Rumex sanguineus
背景:
Rumex sanguineusはPolygonaceae科に属する伝統的な薬用植物であり、食用資源としての人気が高まっています。しかし、その歴史的および栄養的重要性にもかかわらず、化学成分についてはあまり理解されていません。
新規性:
この研究では、Rumex sanguineusの化学組成を深く理解するために、非ターゲット型の質量分析法に基づくメタボロミクス分析を行いました。これにより、従来の方法では探索されていなかった多くの代謝物が注目されました。
方法:
Rumex sanguineusの根、茎、葉のサンプルを抽出し、UHPLC-HRMSによって分析されました。その後、特徴ベースの分子ネットワーキングによってさらに詳細な分析が行われました。全体として、正と負のイオン化モードで確立されたライブラリとのスペクトルマッチングによって347の一次および特殊代謝物が注釈され、8つの生化学クラスに分類されました。注釈された代謝物の大部分（60％）はポリフェノールとアントラキノンのクラスに属しています。アントラキノンの存在による潜在的な毒性を調査するために、葉に比べて茎と根に蓄積されるエモジンの量が分析標準によって定量されました。
意義:
この研究は、伝統的な薬用植物が現代の料理用途に移行する際に、有益な化合物だけでなく有害な化合物も理解するために、徹底したメタボロミクス研究の必要性を強調しています。
title:
Non-targeted metabolomics-based molecular networking enables the chemical characterization of Rumex sanguineus
author:
Laura, Righetti, Valentina , Ramundi, Mitja M. , Zdouc, Justin J.J. , van der Hooft, Sara, Cimini, Enrica, Donati
date:
2024-07-09
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-03ls0?rft_dat=source%3Ddrss

11. Identifying the Botanical Origin of Alcohol Using 2H SNIF NMR: A Case Study of “Polish Vodka” PGI
背景:
アルコール飲料の真正性を認証することは、製品の本物であることを保証し、ブランドを保護し、消費者の安全を保障するために不可欠です。グローバリゼーションと複雑な貿易ネットワークにより、非本物の製品が市場に流入するリスクが増加しています。ポーランドは中世から続くウォッカ生産の長い伝統を持ち、独自の技術を用いてポーランドウォッカの独特な特徴を出しています。その評判を保護するために、「ポーランドウォッカ」の指定は厳格な生産ガイドラインを要求しています。
新規性:
この研究では、ウォッカ生産に使用される原材料の植物起源を区別するために²H SNIF NMRとケモメトリック技術を利用しました。具体的には、穀物、ジャガイモ、サトウダイコンが対象です。さらに、異なるC3植物からのアルコールの混合物を分析し、不正混入を検出するための初の試みが行われました。
方法:
有意な同位体の違いは分散分析とTukeyのテストを使用して確認されました。穀物-ジャガイモ、穀物-サトウダイコン、ダイコン-ジャガイモの混合物において線形関係が確立され、組成の決定が可能となりました。不正物質の検出閾値は、原材料の種類によって10%から50%の範囲で変動しました。
title:
Identifying the Botanical Origin of Alcohol Using 2H SNIF NMR: A Case Study of “Polish Vodka” PGI
author:
Barbara, Pacholczyk-Sienicka, Grzegorz, Ciepielowski, Jakub, Krassowski, Łukasz, Albrecht
date:
2024-07-05
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-jc9vb?rft_dat=source%3Ddrss

12. Unraveling Plant-Microbe Dynamics with Metabolomics: Pathogens, Symbionts, and Endophytes
背景:
このレビューは、植物と微生物の相互作用を解明するために、メタボロミクスがどのように重要な役割を果たしているかについて探求しています。植物と微生物間の複雑な化学的相互作用の理解を深め、より持続可能で強靭な農業実践の発展を促進するために、メタボロミクスがどのように変革をもたらしたかを示しています。
新規性:
メタボロミクスを用いて、病原体の攻撃中に起こる代謝変化を明らかにし、植物の抵抗性に関連する重要な代謝物を特定し、病気抵抗性が向上した作物の育種を支援しました。さらに、共生関係の代謝複雑性を検証し、シグナル代謝物の重要性を強調し、農業やバイオテクノロジーへの応用可能性を持つエンドファイトからのバイオアクティブ化合物の発見を強調しています。
方法:
メタボロミクスの技術を用いて、植物と微生物間の相互作用における代謝プロファイルを詳細に分析しました。このアプローチにより、特定の代謝物がどのように植物の抵抗性に寄与しているか、また共生関係での代謝物の役割を解明しました。この研究は、代謝データを統合して、植物-微生物相互作用のより深い理解を提供することを目的としています。
title:
Unraveling Plant-Microbe Dynamics with Metabolomics: Pathogens, Symbionts, and Endophytes
author:
Katie, Fan
date:
2024-07-04
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-k402t?rft_dat=source%3Ddrss

13. Predicting Multiple Taste Sensations with a Multiobjective Machine Learning Method
背景:
味覚の知覚は、栄養摂取を指導し、有害な物質の摂取を避けるために重要な役割を果たしています。基本的な味覚には甘味、苦味、うま味、塩味、酸味の5つがあります。味覚の知覚は、口腔内で味覚受容体と化学的味覚物質との分子間相互作用から生じます。したがって、食品成分の物理化学的特性に大きく依存しています。
新規性:
近年、分子構造を用いて化学化合物の味を分類するための機械学習ベースのアルゴリズムの開発が進められています。しかし、基本的な味覚の全スペクトラムを予測するための多クラスモデルの開発にはまだ改善の余地があります。本研究では、苦味、甘味、うま味の3つの異なる味覚を他の味覚から区別するための多クラス予測器を提示しています。
方法:
開発されたモデルは、一般にアクセス可能なウェブプラットフォームに統合されています。これにより、味覚の知覚を駆動する分子特性に関する包括的な理解が促進され、食品の合理的な設計に向けた新しい方法論、特定の味の事前決定、従来の薬理治療に補完的な食事の工学的設計など、多岐にわたる応用が可能となります。
title:
Predicting Multiple Taste Sensations with a Multiobjective Machine Learning Method
author:
Lorenzo, Pallante, Lampros, Androutsos, Agorakis, Bompotas, Filip, Stojceski, Gianvito, Grasso, Dario, Piga, Giacomo, di Benedetto, Christos, Alexakos, Athanasios, Kalogeras, Konstantinos, Theofilatos, Marco Agostino, Deriu, Seferina, Mavroudi
date:
2024-07-02
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2023-k3rcq-v2?rft_dat=source%3Ddrss

14. Bridging targeted (Zeno MRM-HR) and untargeted (SWATH) LC-MS in a single run for sensitive high-resolution exposomics.
背景:
伝統的に、化学物質の暴露は生物サンプル中のこれらの化合物の極めて低い濃度のため、低解像度の質量分析法によるターゲットアプローチを用いて評価されてきました。しかし、最近では、追加の化合物、その生物変換産物、および可能な代謝変化（メタボロミクス）をカバーするため、アンターゲットアプローチが有望なツールとして注目されています。
新規性:
本研究では、Zeno技術を用いた感度の向上を図りながら、MRM-HRとSWATH実験を一つの分析ランで組み合わせることにより、ターゲット/アンターゲットLC-MS法を初めて開発しました。これにより、高い感度と広い化学物質カバレッジのバランスを見つけるという小分子オミクス分野の顕著な課題に対処する有望な方法を提示します。
方法:
MRM遷移は、マイコトキシン、可塑剤、PFAS、パーソナルケア製品成分、工業副産物、およびフィトホルモンなどの潜在的に有益なキセノバイオティクスを含む135種類の多様な毒素について最適化されました。概念実証として、人間のプラズマ（SRM 1950）および血清（SRM 1958）の標準リファレンスマテリアルが、Zeno MRM-HR + SWATHおよびSWATH-onlyの方法論で分析されました。結果は、SRM材料にスパイクされた低濃度レベルの検出による感度の顕著な増加を示しました（平均値：SRMs 1950および1958に対してそれぞれ2.2倍および3倍の低濃度）。全体的に、検出頻度はSWATH-onlyモードと比較してMRM-HR+SWATHモードで68%（19から32の陽性検出）増加しました。
title:
Bridging targeted (Zeno MRM-HR) and untargeted (SWATH) LC-MS in a single run for sensitive high-resolution exposomics.
author:
Vinicius, Verri Hernandes, Benedikt, Warth
date:
2024-07-01
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-s6sw6-v2?rft_dat=source%3Ddrss

15. THE GLYCEROL/WATER MIXTURE IS AN EFFECTIVE DEEP EUTECTIC SOLVENT FOR THE EXTRACTIONS FROM FOOD WASTE MATRIXES
背景:
ディープユークティック溶媒（DES）は、緑色および触媒特性、特異な構造特性を持つ新しい有機液体のクラスであり、多くの異なるトピックでの応用が増加しています。特に、食品マトリックスや食品廃棄物マトリックスからの有用な生物活性化合物の効果的な抽出剤としての使用が広く研究されています。これは、芳香族およびフェノール化合物との親和性によるものです。
新規性:
本研究では、グリセロール/水の1/2.55モル比の混合物が、実験的な融点と理論的な曲線の比較によってDESであることが示されました。このアプローチは、我々の知る限り、初めて液体の出発成分を使用して行われました。このDESは、異なる食品廃棄物マトリックス（玉ねぎ、トマト、リンゴの皮、使用済みコーヒーかす、ブドウの破砕残渣）で抽出剤としてテストされ、水やグリセロールのみの成分で得られた結果と比較し、抽出能力が優れていること、抽出物の抗酸化特性が優れていることが示されました。
方法:
DESのテストは、様々な食品廃棄物マトリックスに対して行われ、抽出能力と抽出物の抗酸化特性を評価しました。抽出結果は、水やグリセロールのみを使用した場合と比較されました。この比較により、DESが優れた抽出能力を持つこと、および抽出物が優れた抗酸化特性を持つことが確認されました。また、DES成分が食品グレードであるため、抽出物を直接使用する新しいアプローチが提案されており、さらなる精製手順を必要としない可能性が開かれています。
title:
THE GLYCEROL/WATER MIXTURE IS AN EFFECTIVE DEEP EUTECTIC SOLVENT FOR THE EXTRACTIONS FROM FOOD WASTE MATRIXES
author:
Matteo, Tiecco, Francesca, Pompei, Elison, Lepore, Alejandro, Torregrosa-Chinillach, Francesco, Catalini, Diego A., Alonso, Rafael, Chinchilla, Serena, Gabrielli, Cinzia, Mannozzi, Sauro, Vittori
date:
2024-06-13
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-1d751?rft_dat=source%3Ddrss

16. Identifying and Filling the Chemobiological Gaps of Gut Microbial Metabolites
背景:
人間の腸内微生物由来の代謝産物は、免疫、代謝、栄養、神経系など、健康に重要な複数の生物学的プロセスに関与しているため、現在多くの研究が行われています。これらの代謝産物は、宿主や細菌のタンパク質との相互作用を通じて効果を発揮し、治療薬や栄養医療製品としての「代謝産物ミメティック」分子の使用が示唆されています。
新規性:
本研究では、これらの化合物が人間およびマイクロバイオームに関連するタンパク質との公表されている全ての相互作用を収集・分析し、その構造、化学クラス、ターゲットクラス、生物学的起源におけるパターンを見つけ出しました。さらに、仮想スクリーニングを使用して相互作用を4倍以上に拡大し、遡及的分析でそれらを検証し、生物学的関連性に基づいて優先順位をつけるためにバイオインフォマティクスツールを使用しました。
方法:
まず、既存のデータベースと文献から人間とマイクロバイオーム関連タンパク質との相互作用データを収集します。次に、化学構造や生物学的特性に基づいて新たな相互作用候補を仮想スクリーニングで予測し、過去の研究データと比較してこれらの予測の妥当性を評価します。さらに、バイオインフォマティクスのツールを用いて、これらの相互作用が生物学的にどれだけ重要かを評価し、優先順位を決定します。このプロセスを通じて、公表されたデータに見られる化学生物学的なギャップを埋め、これらの化合物の化学生物学的な空間の完全な解明を加速することを期待しています。
title:
Identifying and Filling the Chemobiological Gaps of Gut Microbial Metabolites
author:
Gonzalo, Colmenarejo, Cristian, Orgaz, Andrés, Sánchez-Ruiz
date:
2024-06-12
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-3ws9d?rft_dat=source%3Ddrss

17. Specific derivatization of internal alkynes for improved electrospray analysis
背景:
多くの植物や菌類が、内部アルキンを含む特殊な代謝物を生産しています。これらの内部アルキンを特定し分析することは、イオン化が困難で熱的に不安定であり、内部アルキン特有の化学的ツールが欠如しているため、しばしば困難です。
新規性:
我々は内部アルキンのLC-MS分析を改善するための誘導体化プロトコルを開発しました。この方法は、ルテニウム触媒によるアジド-アルキン環化付加反応（RuAAC）を利用して、自然界に存在する多くの内部アルキンよりも電気噴霧イオン化効率が大幅に向上した三置換トリアゾールを形成します。
方法:
この方法は、生物学的抽出物やその他の複雑なサンプルに使用でき、イオン化効率を最大32,000倍まで向上させることができます。さらに、誘導体化の過程でRuAAC反応の直接LC-MS分析を1分間で迅速に行うことで、様々な触媒由来のルテニウム複合体の形成と消耗の動態を観察しました。これらの複合体の一部は、RuAAC誘導体化の限界に関する機構的洞察を提供するかもしれません。この誘導体化を利用して、ハリネズミ茸から食用内部アルキンを分離しました。この分子は、未報告のレパンジオール類似体であることが判明しました。
title:
Specific derivatization of internal alkynes for improved electrospray analysis
author:
Curt, Fischer, Ju Eun, Jeon, Kevin B., Smith, Elizabeth, Sattely
date:
2024-05-29
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-kn67s?rft_dat=source%3Ddrss

18. In-situ Micro-thermography Reveals Inverse Relationship Between Ice Nucleation and Ice Growth in Frozen Foods
背景:
2010年には、食品ロスにより1610億ドル相当の食品が人間の消費に供されなかったとUSDAの報告書により明らかにされています。食品ロスを減らす一つの方法として、冷凍プロセス中の損傷を防ぐことが考えられます。
新規性:
この研究では、冷凍中の主要なプロセスである氷核形成と氷の成長に関する定量的測定を行いました。新たに開発されたマイクロサーモグラフィーシステムを使用して、氷核形成と成長の現場での速度を測定しました。
方法:
氷核形成と氷の成長は独立した対立するプロセスであることがわかりました。具体的には、ビーフとズッキーニの氷核形成率はブロッコリーやジャガイモよりも著しく高かったのに対し、氷の成長はブロッコリーやジャガイモでビーフやズッキーニよりも速かったです。これらの食品の化学組成を分析することで、食品の冷凍に関する既存の結晶成長の原則を応用することが可能です。
結論:
したがって、各食品製品に合わせたカスタマイズされた冷凍プロセスを設計することで、品質が向上します。
title:
In-situ Micro-thermography Reveals Inverse Relationship Between Ice Nucleation and Ice Growth in Frozen Foods
author:
Ran, Drori, Martin , Zalazar, Shriya Jitendra, Kalburge, Yining, Zhang
date:
2024-05-23
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-lwczt?rft_dat=source%3Ddrss

19. The LimoFish Green Chemistry Process for the Marine Bioeconomy
背景:
従来の魚加工廃棄物からの抽出方法では、石油由来の溶剤(例: n-ヘキサン、石油エーテル)が使われていました。これらの方法は環境に負担をかける可能性があります。
新規性:
この研究では、リモネンを用いた脱脂プロセスを魚加工廃棄物に適用する「LimoFish」プロセスが提案されています。このプロセスは、環境に優しい抽出の原則と海洋バイオリファイナリーの要求に応える高いプロセス効率を持つことが示されています。
方法:
ヨーロッパイワシ(Sardina pilchardus)とヨーロッパアンチョビ(Engraulis encrasicolus)の残留物に対して、従来の抽出法と比較して、リモネンを用いた脱脂プロセスが適用されました。このプロセスは、低い資本及び運用コストで海洋バイオエコノミーを可能にするとされています。
結果:
「LimoFish」プロセスは一般的な適用性を持ち、緑の抽出の原則に合致することが確認されました。これにより、統合を通じたイノベーションが生み出され、新しいバイオ経済生産が確立される可能性が示されています。
title:
The LimoFish Green Chemistry Process for the Marine Bioeconomy
author:
Mario, Pagliaro, Daniela Maria, Pizzone, Rosaria, Ciriminna, Francesco, Mauriello, Mariateresa, Russo, Giuseppe, Angellotti, Rosa, Di Sanzo, Sonia, Carabetta
date:
2024-05-21
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-rzdk0?rft_dat=source%3Ddrss

20. Cavitation as a zero-waste circular economy process to convert citrus processing waste into biopolymers in high demand
背景:
この研究は、未処理の柑橘類加工廃棄物を有効活用するために行われました。柑橘類のバイオウェイストは、農業産業の副産物として大量に発生しており、これを有効活用することは、環境保護と資源の持続可能な利用の観点から重要です。
新規性:
本研究は、アコースティックキャビテーション（超音波によるキャビテーション）を用いて、柑橘類のバイオウェイストから「IntegroPectin」と呼ばれる高生物活性のペクチンと、「CytroCell」と呼ばれる低結晶性の高度に微細化されたセルロースを一つのプロセスで生成する技術を開発しました。これは、水だけを使用し、ゼロ・ウェイストの循環経済プロセスを実現する点で画期的です。
方法:
研究では、着色されたスイートオレンジ（Citrus sinensis）のバイオウェイストを使用し、工業用ソニケーターを用いてキャビテーションを行いました。このプロセスは水のみを使用し、キャビテーションによってバイオウェイストからペクチンとセルロースを抽出し、これらのバイポリマーを生成します。得られたペクチンとセルロースは、医薬品、食品、化粧品など複数の分野での需要が高く、需要が増加していることから、この技術の商業的な可能性も高いと考えられます。
title:
Cavitation as a zero-waste circular economy process to convert citrus processing waste into biopolymers in high demand
author:
Mario, Pagliaro, Rosaria, Ciriminna, Giuseppe, Angellotti, Giovanna, Li Petri, Francesco, Meneguzzo, Cristina, Riccucci, Gabriella, Di Carlo
date:
2024-05-13
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-qsvv5?rft_dat=source%3Ddrss

21. Cloning instruments, model maintenance and calibration transfer
背景:
非破壊スペクトルセンサー（NDSS）の応用に関する多くの文献は、モデル計算（キャリブレーション）と独立したデータセットへの適用（バリデーション、またはテスト）に限定された概念実証を報告しています。しかし、NDSSの開発では、初回のバリデーションで得られた性能が条件が変わっても有効であることを証明する必要があります。この一般的な問題はケモメトリクスでロバスト性として参照されます。測定条件が変わると、測定されたスペクトルは偏差を受けます。この偏差に対するモデルの再現性、そしてセンサーの再現性がそのロバスト性を定義します。
新規性:
本論文は、キャリブレーションモデルの維持問題を形式化するための概念の語彙を提供し、その主題に関する最近の進展をレビューし、提案された概念に基づいて以前の研究を分類することを目的としています。これにより、キャリブレーション転送、スペクトルの幾何学的修正、スペクトル空間、またはキャリブレーションモデルの修正といった長年にわたって研究されてきた問題に新たな視点を提供します。
方法:
この研究では、ケモメトリクスと機械学習の両方のコミュニティで扱われている、キャリブレーション転送とドメイン適応のパラダイムを通じて、スペクトル測定のロバスト性を維持するための方法が検討されています。また、データセットシフトの下でのモデル維持という同一のトピックに対して、過去20年間にわたって個別に取り組まれてきた問題を統合し、概念的な語彙を用いてこれらの問題を整理し、新たな進展をレビューすることで、より体系的なアプローチを提案しています。
title:
Cloning instruments, model maintenance and calibration transfer
author:
Ramin, Nikzad-Langerodi, Valeria, Fonseca-Diaz, Jean-Michel , Roger
date:
2024-05-08
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-ghf2g?rft_dat=source%3Ddrss

22. Preparation and biochemical evaluation of diallyl-thiosulfinate/polyoxyethylene conjugated pH-responsive micelle with enhanced stability, hydrosolubility and antibacterial properties
背景:
アリシン（ジアリルチオスルフィン酸）は、ニンニク（Allium sativum）の主要な生物活性化学物質であり、いくつかの顕著な治療特性を持っています。しかし、アリシンをバイオ医薬品商品で広く使用する際の最大の懸念は、その不安定な特性です。
新規性:
この研究では、アリシンの安定性を室温（25°C）で向上させるために、適切なpH応答型ミセルキャリアシステムを設計しました。このシステムは、ポリオキシエチレン（Brij S20およびBrij 58）を利用してアリシンを包含し、その量と生物活性を維持します。
方法:
Brij S20とBrij 58のミセルキャリアシステムを比較した結果、後者がより優れた安定性と包含性を示しました。また、ミセル化された状態でのアリシンの安定性は、pHと温度の両方によって大きく影響されることがわかりました（p<0.05）。さらに、ミセルからのアリシンの解放は、酸性のpH 1.5によって大いに助けられます。この低pHを刺激として使用することで、アリシンの生物活性を個々の胃腸管ルーメンや低pHを持つ癌細胞環境近くで促進することができます。また、ミセル化方法がアリシンの生物活性を損なったり、適切な生体適合性を低下させたりすることはありませんでした。
応用:
この研究は、バイオファーマおよび食品関連産業での応用を目指した、市販可能なアリシン負荷ミセルベースの製剤を作成する可能性を高めます。
title:
Preparation and biochemical evaluation of diallyl-thiosulfinate/polyoxyethylene conjugated pH-responsive micelle with enhanced stability, hydrosolubility and antibacterial properties
author:
Souptik, Bhattacharya, Sayamdipta , DasChowdhury
date:
2024-05-03
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-l76ph-v2?rft_dat=source%3Ddrss

23. Ice recrystallization inhibition activity of chemically defined carrageenans
背景:
カラギーナンは藻類から得られる硫酸化ガラクタンで、増粘剤、ゲル化剤、安定剤として一般的に使用されています。これまでの研究は主にκ-カラギーナンに焦点を当てていましたが、最近の研究ではι-カラギーナンや複数の構造要素を持つカラギーナンもこの機能を持つことが示唆されています。
新規性:
本研究の目的は、特定の化学構造と関連するカチオンを持つカラギーナンの氷結晶再結晶化抑制（IRI）活性を分析することでした。これにより、カラギーナンの分子構成とIRI活性の関係についての知識が大幅に拡張されました。
方法:
この目的のために、純粋なκおよびι-カラギーナン、および分子構造と存在するカチオンに関して広範な異質性を示すいくつかのハイブリッドカラギーナンが調査されました。選択された商業サンプルはその後、カリウム、カルシウム、（部分的には）ナトリウムの形に変換されました。変更されたカラギーナンの化学的特性評価は、適用された手順によって分子構造が変化しなかったこと、およびカラギーナンが異なるカチオン形式に成功裏に変換されたことを示しました。IRI活性の分析は、分子構造と関連するカチオンがカラギーナンの機能性に影響を与えることを示しました。純粋なκ-カラギーナンと連続するκ-ユニットを持つハイブリッドカラギーナンは高いIRI活性を示しましたが、ι-カラギーナンはあまり活性がありませんでした。κ-カラギーナンについては、カリウム形式がカルシウム形式よりも明らかに高い活性を示しましたが、ハイブリッドカラギーナンとι-カラギーナンについてはカルシウム形式がより活性でした。
title:
Ice recrystallization inhibition activity of chemically defined carrageenans
author:
Daniel, Wefers, Julia, Hale, Julian, Gerhäuser, Alisa, Furch, Volker, Gaukel
date:
2024-05-02
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-c1lgk?rft_dat=source%3Ddrss

24. Commercially available carrageenans show broad variation in their structure, composition, and functionality
背景:
カラギーナンは赤藻から得られる多糖類で、食品添加物やその他の用途で広く使用されています。その構造は異なる二糖類の繰り返し単位によってしばしば説明されますが、実際の構造はより複雑であることが示されています。多くの研究で商業的なカラギーナンが構造機能関係の確立に使用されましたが、詳細な構造や組成分析は稀でした。
新規性:
本研究の目的は、異なる仕様の商業的カラギーナンを異なるメーカーから特徴付けることでした。また、選択されたサンプルの構造と機能性について詳細な洞察を得るために部分的な酵素的加水分解とレオロジーを使用しました。
方法:
部分的な酵素的加水分解とHPLC-MSおよびHPSEC-RIを組み合わせることにより、異なるハイブリッドカラギーナンの存在を示すことができました。さらに、商業的カラギーナンサンプルのレオロジー分析により、カルシウム添加時のゲル化特性に明確な違いが見られ、これが異なる用途での挙動に影響を与える可能性が示されました。
結果:
商業的カラギーナンのサンプルには、構造の大きな変動が観察されました。サンプルには異なるカチオンが含まれており、メーカーによって指定されたカラギーナンタイプは、対応する多糖類の構造を常に代表しているわけではありませんでした。特にλ-カラギーナンの場合、分析された6つの商業サンプルのいずれもλ型の構造要素を含んでいませんでした。代わりに、対応するカラギーナンはκ-, ι-, ν-単位を含んでいました。κ-とι-単位の混合物もι-カラギーナンと特定されていないカラギーナンで観察されました。
title:
Commercially available carrageenans show broad variation in their structure, composition, and functionality
author:
Daniel, Wefers, Julia, Hale, Julian, Gerhäuser, Volker, Gaukel
date:
2024-04-30
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-96r6r?rft_dat=source%3Ddrss

25. Exploration of Multi-Label Classification Techniques for Modelling of Specialty Arabica Coffee Flavour Notes
背景:
スペシャルティアラビカコーヒーの複雑な味のプロファイルを予測することは、人間の感覚評価の主観的な性質により困難です。この研究は、未焙煎の緑のコーヒー豆に記述された味のプロファイルを同時に予測するために、可視近赤外線（vis-NIR）分光法とマルチラベル分類技術の適用を調査しています。
新規性:
この研究は、スペシャルティコーヒー協会のフレーバーホイールによって記述されたフレーバーの存在を同時に予測するために、vis-NIR分光法とマルチラベル分類技術を組み合わせた方法を採用しています。これにより、複数のフレーバーノートを一度に評価することが可能となり、効率的な予測が期待されます。
方法:
60ロットの緑のコーヒー豆がvis-NIR分光法で分析され、400-1100 nmのスペクトルデータが得られました。各ロットのフレーバーノートは商業的なコーヒーロースターによって感覚評価に基づいて提供され、存在または不存在のラベルとして二値化されました。モデル化されたフレーバーノートは9つで、フローラル、ハニー、キャラメル、フルーツ、シトラス、ベリー、ココア、ナッツ、スパイスです。探索的データ分析には主成分分析と一様多様体近似と射影が使用され、フレーバーノートや起源に基づく明確なクラスタリングは見られませんでしたが、フレーバーホイール上の関連フレーバー間の潜在的な相関関係が観察されました。複数のマルチラベル分類アプローチが探求され、ハミング損失とすべてのラベルにわたる平均バランス精度を用いてモデルの性能が評価されました。
title:
Exploration of Multi-Label Classification Techniques for Modelling of Specialty Arabica Coffee Flavour Notes
author:
Sherman, Ho
date:
2024-04-24
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-zj1w3-v2?rft_dat=source%3Ddrss

26. Cost-Effective and Wireless Portable Device for Rapid and Sensitive Quantification of Micro/Nanoplastics
背景:
微小/ナノプラスチック（MNPs）の生態系への蓄積は、陸上および水生生物に対して莫大な環境リスクをもたらしています。MNPs汚染の潜在的リスクを評価するための迅速で現場展開可能で感度の高いデバイスの設計が重要です。
新規性:
現在のMNPs検出技術は限定的な効果しかありませんが、本研究では、迅速で感度の高い、現場での検出が可能なワイヤレス携帯型デバイスを設計しました。このデバイスは、遠隔データ処理を可能にする機械学習アルゴリズムを用いて定量的な蛍光イメージングを行います。
方法:
超分子ラベリング戦略を利用し、ジルコニウムイオン、タンニン酸、ローダミンBから構成される発光金属フェノールネットワークを用いて、さまざまなサイズのMNPs（例：50 nm – 10 μm）を効率的にラベルしました。このデバイスは、20分未満で330個のマイクロプラスチックおよび3.08×10^6個のナノプラスチックを定量化することが可能です。また、熱水と流れの誘導によりプラスチックカップから放出されるMNPsや、水道水中のナノプラスチックの決定を通じて、実際のサンプルに対するデバイスの適用性を示しました。
ユーザーフレンドリー:
このデバイスは、訓練されていない人員でもAPPを介して遠隔でデータ処理を行うことができ、ユーザーフレンドリーです。
分析プラットフォーム:
定量イメージング、カスタマイズされたデータ処理、決定木モデル、および低コスト分析（1回のアッセイあたり0.015ドル）を統合した分析プラットフォームは、農食品および環境システムにおけるMNPsのハイスループットスクリーニングに大きな可能性を持っています。
title:
Cost-Effective and Wireless Portable Device for Rapid and Sensitive Quantification of Micro/Nanoplastics
author:
Tianxi, Yang, Haoxin, Ye, Xinzhe , Zheng, Haoming , Yang, Matthew , Kowal, Teresa , Seifried, Gurvendra , Pal Singh, Krishna , Aayush, Guang , Gao, Edward , Grant, David , Kitts, Rickey , Yada
date:
2024-04-24
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2023-jnbm1-v2?rft_dat=source%3Ddrss

27. Combined LC-MS/MS feature grouping, statistical prioritization, and interactive networking in msFeaST
背景:
計算代謝物質学のワークフローは、ターゲットを絞らない代謝物質学の分野に革命をもたらしましたが、代謝物質の特徴の整理と優先順位付けは依然として手間のかかるプロセスです。代謝物質データの整理は、しばしば質量断片化に基づくスペクトル類似性グルーピングを通じて行われ、これにより、ターゲットを絞らない代謝物質学における分析の第一段階として直感的で科学的に意味のある特徴セットが形成されます。
新規性:
msFeaST（質量スペクトル特徴セットテスティング）という新しいワークフローを提示し、これはLC-MS/MSターゲットを絞らない代謝物質学データのための特徴セットテスティングおよび可視化ワークフローです。このアプローチは、ゲノミクスやターゲットを絞った代謝物質学の経路濃縮分析で広く使用されている特徴セットテスティングを利用しています。
方法:
msFeaSTは、k-medoidsクラスタリングを使用して生成されたスペクトル類似性に基づく特徴グルーピングを利用します。このクラスタリングにより、構造的に類似した特徴をグルーピングし、潜在的な生合成経路の関係を代理として使用することができます。この方法により、特徴セットのスケールで統計的テストを行うことができ、globaltestパッケージを使用して小さな一致効果を高い力で検出し、重複調整ペナルティを減少させます。さらに、半定量的な実験情報と質量スペクトルの構造類似性情報を対話的に統合し、探索的データ分析中の特徴および特徴セットの優先順位付けを強化します。
利用可能性:
msFeaSTワークフローはhttps://github.com/kevinmildau/msFeaSTで入手可能であり、MacOSおよびLinuxシステムで動作するように構築されています。
title:
Combined LC-MS/MS feature grouping, statistical prioritization, and interactive networking in msFeaST
author:
Kevin, Mildau, Justin J.J., van der Hooft, Jürgen, Zanghellini, Christoph, Büschl
date:
2024-04-18
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-h7sm8?rft_dat=source%3Ddrss

28. Turning Green Waste into Gold: A Novel Approach to Sustainable Organic Fertilization for Enhanced Maize Yield in Comparison to NPK Fertilizer.
背景:
無機肥料は環境への悪影響が認識されているため、持続可能な代替品を求める動きがあります。この研究は、残留植物バイオマスを迅速に有機肥料に変換する方法を探求し、環境に優しくコスト効果の高い解決策を提示しています。
新規性:
本研究では、11種類の残留乾燥植物バイオマスを混合し、最適化されたトウモロコシの応用のために炭酸カルシウム、粘土土壌、チオ尿素を取り入れた3種類の独自の有機肥料を合成しました。これにより、従来のNPK肥料やウサギの糞と比較してトウモロコシの成長、発達、収量に与える影響を詳細に比較しました。
方法:
合成された肥料は、総窒素（2.18%）、総リン（1.80%）、総カリウム（3.77%）、総炭素（37.40%）を含む重要な栄養内容を示し、pHは5でした。トウモロコシの植物は、この合成肥料を用いて最大で171.45cmまで成長し、NPK肥料（134.0cm）やウサギの糞（121.92cm）よりも優れた成果を示しました。また、特にC肥料を使用した場合のトウモロコシの収量は287.38gと顕著に増加しました。この肥料は、11%のチオ尿素を含むことで、速やかかつ遅い栄養放出のダイナミクスを示しました。収穫後の土壌分析では、合成肥料を用いた場合に残留有機物の含有量が高く、制御された栄養放出パターン（N約91.25%、P約76.11%、K約90.64%）が確認されました。
結論:
農業植物残留物を有機肥料化することは、土壌の豊かさと作物生産の持続可能なアプローチを提供する可能性を示しています。
title:
Turning Green Waste into Gold: A Novel Approach to Sustainable Organic Fertilization for Enhanced Maize Yield in Comparison to NPK Fertilizer.
author:
Mathew, Gideon, Emmanuel , Kambai Duniya, Mamman , Abakeyah James
date:
2024-04-12
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2023-8n7tq-v4?rft_dat=source%3Ddrss

29. Metals in the Mix: Assessing Trace Metal Contamination in Composted Soil and Cultivated Crops from Dumpsites
背景:
多くの農業環境において、無機肥料の高コストが原因で、農家は大規模な廃棄物サイトからの堆肥化された土壌を土壌改良のために使用するようになりました。場合によっては、小規模な廃棄物サイトを平らにして農地として利用することもあります。
新規性:
この研究は、廃棄物サイトの堆肥、栽培用土壌、トウモロコシ植物、ホウレンソウ野菜の中の微量金属（Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Fe, Pb, Zn）の濃度を調査し、EUの指令2014/118/EUによって設定された限界値と比較しました。これにより、廃棄物サイト由来の堆肥を使用した農地で栽培される作物がどの程度の金属汚染を受けているかを明らかにしました。
方法:
研究では、廃棄物サイトの堆肥、栽培用土壌、トウモロコシ植物、ホウレンソウ野菜からサンプルを採取し、それぞれのサンプルに含まれる微量金属の濃度を分析しました。分析結果はEUの指令2014/118/EUに設定された限界値と比較され、各サンプルにおける汚染度を示す指数値も計算されました。また、植物による金属の吸収順序も明らかにしました。
結果:
廃棄物サイトの堆肥ではCd、Cu、Ni、Pb、ZnのEU限界値を超える濃度が観察され、栽培用土壌もCd、Cr、Mn、Ni、ZnでEUの限界値を超えていました。トウモロコシ植物とホウレンソウ野菜もいくつかの金属でEUの限界値を超える濃度が確認され、全てのサンプルで重大な汚染が示されました。
結論:
この研究は、廃棄物サイト由来の堆肥を使用した土壌で栽培される作物が消費者の健康に潜在的なリスクをもたらす可能性があることを示し、食品安全と環境保健を確保するために継続的な監視と修復努力の重要性を強調しています。
title:
Metals in the Mix: Assessing Trace Metal Contamination in Composted Soil and Cultivated Crops from Dumpsites
author:
Mathew, Gideon
date:
2024-04-12
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-3n8wx?rft_dat=source%3Ddrss

30. Chemical composition, antileishmanial, and antifungal activi-ties of essential oils from Cinnamomum cassia bark, Schinus molle dried leaves and their blends
背景:
この研究は、Schinus molleの乾燥葉から蒸留されたエッセンシャルオイル（SM-EO）とCinnamomum cassiaの枝の樹皮から蒸留されたエッセンシャルオイル（CC-EO）およびそれらのブレンドの化学組成と、Leishmania (Leishmania) amazonensisのプロマスチゴート形態および9種類のCandida株に対する抗リーシュマニア活性と抗カンジダ活性について報告しています。
新規性:
SM-EOとCC-EO、およびそのブレンドがLeishmania amazonensisおよび複数のCandida株に対して有効であることを明らかにしました。特に、SM-EOとCC-EOのブレンドは、個々のオイルよりも活性が高いわけではないものの、アムフォテリシンB（陽性対照）と非常に似たIC50値を示すことから、非常に高い抗リーシュマニア活性を示しました。
方法:
SM-EOとCC-EOの主要成分を分析し、それらのエッセンシャルオイルとそのブレンドのLeishmania amazonensisおよび9種類のCandida株に対する最小抑制濃度（MIC）とIC50を測定しました。SM-EOの主要成分はspathulenol（26.93%）、β-caryophyllene（19.90%）、caryophyllene oxide（12.69%）であり、CC-EOではcinnamaldehyde（60.11%）、cinnamyl acetate（20.90%）、(E)-cis-2-methoxycinnamic acid（10.37%）が主要成分でした。
title:
Chemical composition, antileishmanial, and antifungal activi-ties of essential oils from Cinnamomum cassia bark, Schinus molle dried leaves and their blends
author:
Antônio, Crotti, Aternoskaires, Silva, Cássia, Fernandes, Daiane, dos Santos, Maria, Mazza, Jackson, Silva, Lizandra, Magalhães, Regina, Pires, Mayker, Miranda
date:
2024-04-10
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-xv7db?rft_dat=source%3Ddrss

31. A Superstructure-Based Lignin Valorization Process Optimization Model for Lignocellulosic Biorefineries through Biological Upgrading
背景:
本研究では、生物学的アップグレードを行うバイオリファイナリーにおいて、リグニンの価値化に向けた経済的に実現可能な経路を特定するための最適化フレームワークを提案しています。リグニンは木材、特に硬木、軟木、草本植物から得られる重要な副産物であり、これを価値あるバイオプロダクトに変換することの経済的潜在力を評価しています。
新規性:
この研究の新規性は、硬木、軟木、草本植物から得られるリグニンを利用して、特に経済的に有望なバイオプロダクトの生産可能性をシステマティックに評価し、そのプロセスを最適化するフレームワークを開発した点にあります。特に、硬木からの2-ピロン-4,6-ジカルボン酸（PDC）の生産が最も経済的に有望であるとされています。
方法:
この研究で用いられた方法には、希薄酸前処理、塩基触媒による重合解体、およびPDCの発酵が含まれます。これにより、硬木からPDCを生産する際のネット現在価値（NPV）と内部収益率（IRR）を推定し、それぞれ$771.41百万と19.73％と評価しています。また、資本コストが全シナリオにおいて総費用の大部分を占めると指摘しており、木質フィードストックからの収益は主にリグニンベースの製品から、草本植物の場合は共産物（発酵可能な糖）が主な収益源となっています。
title:
A Superstructure-Based Lignin Valorization Process Optimization Model for Lignocellulosic Biorefineries through Biological Upgrading
author:
Juliana, Vasco-Correa, Yajie, Wu, Juan Manuel, Restrepo-Flórez
date:
2024-04-10
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2023-1fbv7-v3?rft_dat=source%3Ddrss

32. Orthogonal Nano-Engineering (ONE): Modulating Nanotopography and Surface Chemistry of Aluminum Oxide for Superior Antifouling and Enhanced Chemical Stability
背景:
特定の材料表面特性を分離することは、その防汚性能を支える重要な特性・活性関係を得るための鍵となる。防汚性能は、医療や食品産業などでの応用が期待されており、特にバクテリアによるバイオマスの蓄積を抑制することが重要である。
新規性:
本研究では、Orthogonal Nano-Engineering（ONE）と呼ばれる新しいアプローチを用いて、ナノトポグラフィーと表面化学の影響を分離した。これにより、それぞれの要素が防汚性能にどのように寄与するかを明確にすることができる。
方法:
まず、アルミニウムの電気化学的陽極酸化を行い、制御されたナノトポグラフィーを持つ酸化アルミニウム（AAO）表面を作成した。これにより、異なる直径（15 nm, 25 nm, 100 nm）の円筒形ナノポアが生成された。次に、ナノトポグラフィーを保持しつつ表面化学を変更するために、約5 nmの厚さの安定した両性イオン性コーティングを、開始化学気相成長（iCVD）を使用してこれらの表面に堆積させた。防汚性能は、グラム陽性および陰性バクテリアによって形成される48時間のバイオマスを定量化することによって評価された。
結果:
ONE表面は、小孔ナノトポグラフィーと両性イオン性化学がそれぞれ試験種によるバイオマス蓄積を減少させ、潜在的な加算効果が示唆された。最も効果的な化学・トポグラフィーの組み合わせ（ZW-AAO15）は、非コーティングされたナノスムース制御と比較して、Escherichia coliに対して91％、Staphylococcus epidermidisに対して76％、Listeria monocytogenesに対して69％、Staphylococcus aureusに対して67％の全体的な減少を実現した。さらに、合成ZWコーティングは、静的および乱流洗浄条件下での防腐蝕特性も示した。
title:
Orthogonal Nano-Engineering (ONE): Modulating Nanotopography and Surface Chemistry of Aluminum Oxide for Superior Antifouling and Enhanced Chemical Stability
author:
Yifan, Cheng, Carmen, Moraru, Rong, Yang, Hanyu, Chen, Felicia, Fianu
date:
2024-04-08
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-np2ww?rft_dat=source%3Ddrss

33. Assessing Heavy Metal Contamination in Singed Goat Meat: Insights from Hot Water and Scrap Car Tire Singeing on Public Health and Environmental Safety
背景:
この研究は、ナイジェリアのカドゥナ都市のカクリ屠殺場で、飲料水、ヤギ肉の熱湯焼き（AS）および廃タイヤ焼きヤギ肉（AU）に含まれる重金属（カドミウム、銅、鉛、亜鉛、鉄）の存在を調査しました。重金属の蓄積が健康に与える潜在的なリスクを理解するための研究です。
新規性:
この研究の新規性は、特に廃タイヤで焼かれたヤギ肉（AU）における重金属の濃度を測定し、それが食品安全基準を超えるかどうかを評価した点にあります。従来の熱湯焼き（AS）と比較して重金属の濃度がどのように変化するかを明らかにしました。
方法:
サンプルはカクリ屠殺場から採取され、重金属の濃度はICP-MS（誘導結合プラズマ質量分析法）を用いて分析されました。カドミウム、銅、鉛、亜鉛、鉄の各濃度を測定し、ヨーロッパ委員会規制（ECR）の推奨最大限度（RML）および世界保健機関（WHO）の2011年の飲料水基準と比較しました。
結果:
カドミウムはすべてのサンプルで検出されませんでした。銅の濃度はASで0.016 mg/kg、AUで0.013 mg/kgであり、23%の減少が見られました。鉛はASでは検出されず、AUで0.011 mg/kgが検出されました。亜鉛の濃度はASで0.110 mg/kg、AUで0.969 mg/kgで、780.91%の顕著な増加がありました。鉄の濃度はASで0.816 mg/kg、AUで2.343 mg/kgで、187.25%の増加が見られました。AUは鉄の濃度が基準を0.343 mg/kg超えました。
title:
Assessing Heavy Metal Contamination in Singed Goat Meat: Insights from Hot Water and Scrap Car Tire Singeing on Public Health and Environmental Safety
author:
Mathew, Gideon, Usman, Muazu, Abakeyah James , Mamman, Emmanuel Kambai , Duniya
date:
2024-04-04
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-xmp0d?rft_dat=source%3Ddrss

34. Culinary Cognition: The Interplay Between Visual Sensory Cues, Food Memory, And Food Perception
背景:
この研究は、消費者がオンラインまたは現地で食品を選択する際に、味を試すことなく頻繁に食品選択を行うことから、消費者の意思決定プロセスについての洞察を提供する。特に視覚的手がかりや高次認知要因を通じて、どのように消費者の認識が影響を受けるかを分析する。
新規性:
伝統的なデザートであるヘルヴァを用いて、食品の記憶が消費者の認識にどのように影響を与えるか、また、どの視覚的感覚手がかりが食品の好みに最も重要であるかを分析することは、従来の研究ではあまり探求されていない新しいアプローチである。ヘルヴァのレシピを変更して機能性食品を作成し、その視覚的属性の変化が消費者の記憶にどのように作用するかを検討する。
方法:
ヘルヴァの伝統的なレシピを変更し、バターを10%、20%、30%、40%の割合でカボチャの種の粉に置き換えたモデル食品を製造した。これにより、消費者が記憶している製品の典型的な視覚的属性が段階的に変化する。モデル製品のさまざまな画像構成が撮影され、研究で視覚的感覚手がかりとして使用された。参加者を「食品アイテム」グループと「視覚アイテム」グループの2つに分け、それぞれが製品の全体または一部の画像を受け取り、視覚刺激を通じてどのように製品を認識するかについて質問に答えた。
結果:
視覚的感覚手がかりを使用した食品に基づく判断は、一般的な物体に対する判断と比較して、より相互依存していることが示された。例えば、粗い製品がより暗く感じられるなど、食品アイテムグループでは11組の視覚的感覚手がかりが有意な相関を示したが、視覚アイテムグループでは1組のみが相関を示した。
title:
Culinary Cognition: The Interplay Between Visual Sensory Cues, Food Memory, And Food Perception
author:
Sibel, Ozilgen, Berna, Senguler, Funda, Yildirim
date:
2024-04-02
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-h5x3d?rft_dat=source%3Ddrss

35. Artificial Enzyme with Organophosphorus Hydrolase-Like Activity-Quenched Aggregation-Induced Emission Effect: Self-Reporting and Specific Assay of Nerve Agents
背景:
神経剤や有機リン系農薬の検出には、高感度かつ特異的な方法が求められています。このため、生化学アッセイにおける有機リンヒドロラーゼ(OPH)様ナノジムの有望な展望が示されています。
新規性:
本研究では、AIE材料のOPH様触媒特性とその蛍光特性を統合した二機能性を持つAIEzymeを、単純な加熱プロセスを通じて設計・合成しました。このAIEzymeは、蛍光と可視色彩計測観察の両方を通じて検出器応答を示し、OPH様活性による固有の蛍光の消光効果を引き起こし、AIEzymeのユニークな特性に基づく特異的な神経剤アッセイプロセスを自己報告します。
方法:
合成されたAIEzymeは、高い触媒活性を示し、反応性酸素種(ROS)を生成せず、色彩計測アッセイにおける干渉から解放されます。また、二つの信号チャネルを一つの方法に統合することで、補完的かつ相乗効果が生まれ、簡易なデュアルモードの色彩計測および蛍光アッセイが確立されました。これにより、分析効率が向上し、検出範囲が拡大されます。
応用展望:
提案された戦略は、環境モニタリングや食品安全などの分野でのAIE材料や人工酵素の応用範囲を拡大する道を開くことになります。
title:
Artificial Enzyme with Organophosphorus Hydrolase-Like Activity-Quenched Aggregation-Induced Emission Effect: Self-Reporting and Specific Assay of Nerve Agents
author:
Lei, Han, Xinyan, Guo, Yucui, Zhang, Baojian, Huang
date:
2024-04-01
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-9z92k?rft_dat=source%3Ddrss

36. EXTRACTION OF POLYSACCHARIDE ULVAN FROM GREEN SEAWEED Ulva lactuca VIA HYDRATED DEEP EUTECTIC SOLVENTS
背景:
Ulva lactucaは、他種の海藻よりも成長が3倍速く、生物活性に利用可能な高い硫酸ポリサッカライド含有量を持つ緑藻です。Ulvanの抽出には、生分解性があり環境に優しく無害な特性を持つDeep Eutectic Solvents（DES）が代替手段として登場しました。
新規性:
本研究は、最適なUlvan抽出特性を生産するためのDESの種類と濃度を決定することを目的としています。これにより、収率、FTIR、粘度分析、および水分と硫酸含有量のテストに基づいて最良のUlvan抽出特性を持つDESタイプと濃度を特定します。
方法:
研究の段階には、原材料の準備と特性評価、DESの合成、抽出、さらなる分析とテストが含まれます。異なる種類と濃度のDESは分析結果に影響を与えます。テスト結果は、30％コリンクロリド-尿素DESタイプ処理（KKU30）で最高のUlvan収率が得られたことを示し、硫酸含有量と粘度値は30％コリンクロリド-グリセロール処理（KKG30）で見られました。30％コリンクロリド-グリセロール処理（KKG30）のUlvanの機能群は、HCl処理と同様の吸収帯結果を示しました。
title:
EXTRACTION OF POLYSACCHARIDE ULVAN FROM GREEN SEAWEED Ulva lactuca VIA HYDRATED DEEP EUTECTIC SOLVENTS
author:
Safrina Dyah, Hardiningtyas, Rizqy Inggil , Al Haqqy, Nurdiansyah, Albarokah, Wahyu, Ramadhan, Uju, -, Rizfi Fariz, Pari, RIe, Wakabayashi, Kousuke, Moriyama
date:
2024-04-01
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-dl0cz?rft_dat=source%3Ddrss

37. Fungal peptidomelanin: a novel biopolymer for the amelioration of soil heavy metal toxicity
背景:
農業土壌の重金属汚染は作物の収量を減少させ、地下水を汚染し、地域の生態系を乱す問題を引き起こしています。重金属による汚染は、農業生産性に大きな影響を与えるため、効果的な除去方法の開発が求められています。
新規性:
本研究では、新たな水溶性のメラニン形態であるペプチドメラニンを紹介しています。このペプチドメラニンは、重金属を大量にキレート（金属イオンを捕捉し無害化すること）できる能力を持っています。これまでのメラニンとは異なり、L-DOPAを核としており、短い異質ペプチド鎖によって溶解性が向上しています。
方法:
ペプチドメラニンは、アスペルギルス・ニガー・メラノリベルの胞子が発芽する際に分泌されます。この研究では、ペプチドメラニンが鉛、水銀、ウラニルを大量にキレートする能力を確認しました。また、100ppmの水銀で汚染された基質で栽培した小麦の発芽率、種子質量、茎の長さが向上することも示されました。
結果:
ペプチドメラニンを用いた処理は、重金属に汚染された農業土壌での作物の成長を促進する可能性があります。この物質を現地で使用することで、作物の収量を増加させることが期待されます。
title:
Fungal peptidomelanin: a novel biopolymer for the amelioration of soil heavy metal toxicity
author:
Deepesh, Nagarajan, Rakshita Sukruth, Kolipakala, Suranjana, Basu, Senjuti, Sarkar, Beneta Merin, Biju, Daniela, Salazar, Likhit, Reddy, Harshitha, Balaji, Shrijita, Nath, Anish Hemanth, Samprathi, Aparna, Shetye
date:
2024-03-29
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-bgpkn-v2?rft_dat=source%3Ddrss

38. Machine Learning in Chemistry
背景:
機械学習（ML）は、データ分析を自動化するための人工知能の一分野として定義されます。この技術は、データ内のパターンを検出し、未知のデータを予測したり、不確実性の下での意思決定プロセスを支援することができます。実験的および計算的手法の最近の進歩により、生成されるデータの量と複雑さが増しています。特に計算材料科学の分野では、密度汎関数理論（DFT）やハイスループット（HT）方法の成功により、大量のデータが可能になっています。
新規性:
この記事は、現代の計算化学における機械学習アプローチが、さまざまな分野での複雑さを解明するためにどのように使用されているかを示すことを目的としています。機械学習が計算材料科学においてどのように応用されているかに焦点を当て、新しい洞察や予測モデルの開発に寄与しています。
方法:
論文では、機械学習がデータのパターンをどのように検出し、それを利用して未知のデータの予測や意思決定を支援するかについて詳述しています。具体的には、密度汎関数理論（DFT）やハイスループット（HT）方法によって生成された大量のデータを利用して、機械学習モデルを訓練し、材料の新しい特性や挙動を予測するためのアプローチが説明されています。
title:
Machine Learning in Chemistry
author:
Muhammad, Hanzla, Abdul Rehman , Shinwari
date:
2024-03-27
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-b92s3?rft_dat=source%3Ddrss

39. Development of a portable SERS tool to evaluate the effectiveness of washing methods to remove pesticide residue from fruit surface
背景:
農業において害虫を制御し作物の生産性を向上させるために、農薬が一般的に使用されています。収穫後、農薬残留物の存在が健康に潜在的な悪影響を及ぼす可能性について懸念が生じています。作物の表面におけるこれらの残留物を分析することは、通常低濃度であり、また作物の複雑なマトリクスからの干渉の可能性があるため、困難です。
新規性:
この課題に対処するために、我々はポータブルな表面増強ラマン分光計（SERS）ベースのアプローチを開発しました。この方法は、迅速な処理時間、簡素化されたプロトコル、現場での対応能力、高い感度を提供します。
方法:
この新しいアプローチを使用して、桃の表面から殺菌剤（ferbam）を除去するさまざまな洗浄方法の効果を調査しました。家庭用洗浄方法と食品加工業界で使用される塩素洗浄（25 mg/L、次亜塩素酸ナトリウム）を比較しました。1分間および5分間の塩素洗浄（25 mg/L）は、水道水、重曹、および酢浸漬方法と比較して、農薬残留物を除去するのに最も効果的であることが証明されました。家庭用洗浄剤の中では、重曹と酢が水道水よりも優れた除去効果を提供しました。さらに、SERS分析は桃の肉と皮の裏側でferbamの浸透がほとんどないことを明らかにしました。
結論:
この研究は、農薬残留物を測定するための革新的な方法を導入するだけでなく、農薬の除去と浸透に関する理解にも貢献しています。この知識は、農薬の効果的な使用と食品源を通じたその露出の緩和に不可欠です。
title:
Development of a portable SERS tool to evaluate the effectiveness of washing methods to remove pesticide residue from fruit surface
author:
Lydia , Freund, Huiyuan , Guo, Jacqueline , Mossa
date:
2024-03-26
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-8d6zr?rft_dat=source%3Ddrss

40. Computational Screening of Umami Tastants Using Deep Learning
背景:
うま味は、肉やブロスの風味に関連する基本的な人間の味覚モダリティであり、しばしばグルタミン酸ナトリウムやタンパク質の豊富さと関連しています。うま味分子に関する知識が限られているため、食品産業は新しい味覚成分を特定するための効率的なアプローチを求めています。
新規性:
この研究では、分子データベースから潜在的な新規うま味味覚成分を特定するための仮想スクリーニングパイプラインを考案しました。これにより、うま味と非うま味分子を区別するためのトランスフォーマーベースのアーキテクチャを訓練し、これまでで最高のパフォーマンスを達成しました。さらに、うま味化合物の効力を予測するためのニューラルネットワークモデルを初めて構築しました。
方法:
まず、439個のうま味分子と428個の非うま味分子を含む包括的な分類データセットをキュレーションしました。次に、トランスフォーマーベースのアーキテクチャを用いて、これら二つのクラスを区別するモデルを訓練しました。また、うま味化合物の効力を予測するニューラルネットワークモデルを構築しました。これらのモデルに加えて、類似性分析と毒性スクリーニングを組み合わせることで、新規味覚成分の合理的な発見のためのエンドツーエンドのフレームワークを形成しました。最後に、このフレームワークをFooDBデータベースに適用し、具体的な使用例として示しました。
結論:
この研究は、構造的および化学的特徴から分子の味を予測するためのデータ駆動型方法の可能性を示しています。
title:
Computational Screening of Umami Tastants Using Deep Learning
author:
Prantar, Dutta, Kishore, Gajula, Rakesh, Gupta, Beena, Rai
date:
2024-03-20
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-spz16?rft_dat=source%3Ddrss

41. MICROBIAL CONTAMINATION OF SOME UNREGISTERED HERBAL MEDICINAL PRODUCTS (HMPs) SOLD IN Kaduna Metropolis.
背景:
発展途上国や開発途上国では、ハーブ医薬品（HMPs）が感染症や病気の治療に広く利用されています。その理由は、これらの製品が手に入りやすく、価格も手頃だからです。しかし、これらの製品の多くはNAFDAC（ナイジェリア食品医薬品局）の認証を受けておらず、その安全性が問題視されています。
新規性:
この研究は、カドゥナ都市圏内で一般的に求められている、安価で容易に入手可能なNAFDAC未認証のハーブ製品における微生物汚染レベルを評価することを目的としています。特に、これまでの研究ではあまり注目されてこなかった、具体的な製品に対する詳細な微生物汚染データを提供することに新規性があります。
方法:
選択されたハーブ製品のサンプルを収集し、それらの微生物汚染レベルを測定しました。具体的には、S. aureus、E. coli、Salmonella spp、Shigella sppの存在とその濃度をCFU/ml（コロニー形成単位/ミリリットル）で測定しました。また、これらの微生物の抗生物質耐性を試験し、耐性のある抗生物質の数を特定しました。
結果:
すべてのハーブ製品サンプルでWHOの設定する微生物汚染の限界値10^2 CFU/mlを超える結果が出ました。特に、S. aureus、E. coli、Salmonella spp、Shigella sppが複数のサンプルで高濃度で検出され、これらの菌が示す抗生物質耐性も問題となります。耐性菌の発生は、これらのハーブ製品を使用する消費者に対するさらなる健康リスクをもたらす可能性があります。
結論:
これらの結果から、未認証のハーブ製品の市場への流通を抑制する措置を講じることが、世界的な抗微生物耐性（AMR）の脅威と戦う上で重要であると結論付けられます。
title:
MICROBIAL CONTAMINATION OF SOME UNREGISTERED HERBAL MEDICINAL PRODUCTS (HMPs) SOLD IN Kaduna Metropolis.
author:
Samuel, Ambo Dennis, Mathew, Gideon
date:
2024-03-20
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-vlm2n?rft_dat=source%3Ddrss

42. Mutual Interactions of Silymarin and Colon Microbiota in Healthy Young and Healthy Elder Subjects
背景:
本研究は、シリマリンという栄養補助食品が腸内細菌叢とどのように相互作用するかを調査しています。特に高齢者集団に焦点を当てています。シリマリンは、肝臓の保護や抗酸化作用があることで知られるフラボノリグナンの一種です。
新規性:
この研究は、シリマリンが腸内細菌叢の代謝に与える影響と、腸内細菌叢の構造および機能に対するシリマリンの効果を、両方向から分析しました。また、シリマリンの代謝における年齢関連の違いを明らかにし、これが栄養戦略の開発において重要な意味を持つことを示しました。
方法:
次世代シークエンシング、NMR（核磁気共鳴）、LC-MS（液体クロマトグラフィー質量分析法）といった先進的な技術を使用して、シリマリンと腸内細菌叢の相互作用を分析しました。具体的には、腸内細菌叢の代謝におけるシリマリンの影響と、シリマリンの構造と機能に対する腸内細菌叢の影響を調査しました。
結果:
シリマリンは腸内細菌叢の代謝を顕著に変化させ、短鎖脂肪酸の生産（アセテート、ブチレート、プロピオネート）とグルコースの利用を減少させました。また、健康な高齢者（70-80歳）は、Oscillibacterに関連する特定の代謝産物の増加を示しましたが、健康な若年者（12-45歳）では、シリマリン成分の特にイソシリビンBの分解が速く、FaecalibacteriumおよびErysipelotrochaceae UCG-003の高い存在量と負の相関が見られました。
title:
Mutual Interactions of Silymarin and Colon Microbiota in Healthy Young and Healthy Elder Subjects
author:
Kateřina, Valentová, Katerina, Tomisova, Veronika, Jarosova, Petr, Marsik, Anna, Mascellani Bergo, Ondrej, Cinek, Lucie, Hlinakova, Pavel, Kloucek, Vaclav, Janousek, Jaroslav, Havlik
date:
2024-03-15
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-4drz1-v2?rft_dat=source%3Ddrss

43. Laser Post-Ionization Combined with Matrix-Free Laser Desorption/Ionization Enhances the Mass Spectrometry Imaging of Plant Metabolites
背景:
質量分析イメージング（MSI）は、最近のレーザーポストイオン化（LPI）技術（例：MALDI-2）と組み合わせることで哺乳動物システムの研究においてその利点が広く探求されていますが、植物の空間メタボロミクスにおけるその利点はあまり研究されていません。
新規性:
本研究では、マトリックスフリーのレーザー脱離/イオン化（LDI）をLPIと組み合わせることで、LDI単独と比較して、多くのフラボノイドを含む植物代謝物の検出可能数を大幅に増加させることができることを示しています。また、多くの芳香族化合物がLPIを使用した光イオン化プロセスの結果としてラジカルカチオンとして検出される一方で、非UV活性化合物を含む多くの化合物もそのプロトン化イオンの豊富さが大幅に増加することが示されています。
方法:
本研究では、LPIを用いたLDI（LDI-LPI）を使用して、Azolla filiculoidesから取得したMSIデータセットを利用し、数千のピークを含む豊富なスペクトルを明らかにしています。これらのスペクトルは、背景関連の信号が非常に少なく、多くのポリグリコシル化フラボノイドを含んでいます。
結論:
この研究は、植物内の地域特異的なフラボノイド代謝を研究するための能力を大幅に向上させる方法を提供します。
title:
Laser Post-Ionization Combined with Matrix-Free Laser Desorption/Ionization Enhances the Mass Spectrometry Imaging of Plant Metabolites
author:
Shane, Ellis, Benjamin, Bartels, Erbil , Güngör, Donald, Smith, Henriette , Schluepmann, Ron, Heeren
date:
2024-03-13
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-qwgg6?rft_dat=source%3Ddrss

44. In Ovo Sexing of Chickens through VOCs: Assessment of System, Setup, and Day-to-Day Performance using HSSE-GC-MS, PTR-TOF-MS, and SIFT-MS
背景:
現在、卵を産む鶏の産業では、雄のひよこを孵化後に安楽死させる問題があり、動物福祉の向上が求められています。この問題を解決するために、孵化前または孵化中に鶏の胚の性別を特定する「in ovo sexing」という技術が開発されています。
新規性:
最近の研究では、卵から放出される揮発性有機化合物（VOC）を分析することで、非侵襲的かつ早期に「in ovo sexing」を行う可能性が示されています。しかし、予測モデルの堅牢性、より速い取得技術の効果、および日々の性能変動の理解にはまだ知識のギャップが存在します。
方法:
本研究では、これらのギャップを埋めるために2つの実験を行いました。実験1では、110個の卵に対して孵化10日目にパッシブVOC抽出を行い、ヘッドスペース吸着抽出-ガスクロマトグラフィー-質量分析法（HSSE-GC-MS）、プロトン転送反応-飛行時間質量分析法（PTR-TOF-MS）、選択イオン流チューブ質量分析法（SIFT-MS）を使用しました。部分最小二乗判別分析（PLS-DA）と変数選択法を用いて予測モデルを構築しました。実験2では、42個の卵に対して孵化初日から12日間ガラス瓶内でパッシブVOCサンプリングを行い、HSSE-GC-MSを使用しました。この最適化されたセットアップは、特定の性別に対して相対的に豊富なVOCが一貫して検出され、雄の胚で全体的なVOCの豊富さが高かったことを示し、精度は63.1％から71.4％の範囲で向上しました。
title:
In Ovo Sexing of Chickens through VOCs: Assessment of System, Setup, and Day-to-Day Performance using HSSE-GC-MS, PTR-TOF-MS, and SIFT-MS
author:
Matthias, Corion, Miguel, Portillo-Estrada, Simão, Santos, Nadia, Everaert, Jeroen, Lammertyn, Maarten, Hertog, Bart, De Ketelaere
date:
2024-03-13
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-3jjnq?rft_dat=source%3Ddrss

45. Assessment of Risk and Processing Effects on Banned Pesticide Residue Levels in Nigerian Staple Foods
背景:
食料安全保障に対する農薬の使用は大きな利点がありますが、環境保護論者や毒性学者にとってはそうではありません。これにより、国や地域の政府は年月を経て特定の農薬の使用を制限または禁止しています。この研究では、ナイジェリアで禁止されている有機塩素系および有機リン系農薬の発生、食品への曝露、およびリスク評価を行いました。
新規性:
この研究は、ナイジェリアのコギ州で市販されている米、キャッサバ、トウモロコシ、豆に含まれる禁止されている農薬の残留物を調査しました。これまでにない詳細なデータを提供し、食品処理過程が残留農薬レベルに与える効果を明らかにしました。
方法:
農薬残留物の抽出はQuEChERS（Quick, Effective, Cheap, Easy, Rugged and Safe）技術を用いて行われ、その後の定量はガスクロマトグラフィー質量分析法によって実施されました。検出された農薬残留物は、メトキシクロール、α-クロルダン、γ-クロルダン、エンドスルファンII、ジエルドリン、アルドリン、p,p'-DDE、Δ-BHC（ヘキサクロロベンゼン）、エンドリンアルデヒド、p,p'-DDD、リンダン、p,p'-DDT、エンドスルファン硫酸塩の順に発生しました。有機リン系農薬の残留物は検出されませんでした。
影響:
食品処理のステップは農薬残留物レベルにさまざまな影響を与え、-149%から100%の減少を示しました。リスク特性評価では、アルドリンとジエルドリンが安全閾値を大幅に超える濃度で検出され、ヘキサクロロベンゼン、リンダン、アルドリン、ジエルドリン、メトキシクロールが慢性毒性を引き起こす可能性のあるレベルで存在していました。この研究によると、ほとんどの農薬が検出されないか、発生率が低いか、濃度が低いこと、そしてリスクが低いことは、これらの農薬の使用がナイジェリア内で減少していることを示しており、それによってこれらの農薬の使用に関連する健康問題の回避に寄与しています。
title:
Assessment of Risk and Processing Effects on Banned Pesticide Residue Levels in Nigerian Staple Foods
author:
Daniel Ojochenemi, Apeh, Joseph Eniola, Olajide, Keleojo Anthony, Enwuchola
date:
2024-03-12
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-12pzc?rft_dat=source%3Ddrss

46. Unveiling the Antioxidative Potential of Galangin: Complete and Detailed Mechanistic Insights through Density Functional Theory Studies
背景:
ガランギン（Glg）の抗酸化活性に関する包括的な量子力学的研究が行われました。抗酸化剤としての性能を評価するため、熱化学的および動力学的データが利用されました。
新規性:
この研究では、生理的条件下でのGlgの種の抗ラジカル性、キレート形成能、および再生可能性を評価しました。特に、リポソームと水性溶媒の両方での•OOHの消去反応速度が確立され、Glgの抗酸化活性における新たな側面が明らかにされました。
方法:
eH-DAMA方法を用いて、参照抗酸化剤および他のフラボノイドとの比較が行われ、Glgが中程度の抗酸化剤であることが特徴づけられました。また、pHの影響を考慮しながら、水中でのプロセスの動力学が評価されました。GlgはCu(II)イオンを効率的にキレートする能力がありながら、その金属はFenton反応を容易に起こす可能性があります。しかし、形成された複合体は、生成時の•OHを捕捉する能力を持続的に示しました。
結果:
フラボノイド自体は、モデルリピッド酸を除くすべての酸化的に損傷した生体分子を効果的に修復することが見出されました。また、すべてのGlgラジカル種が生理的に優勢なO2•-によって容易に復元されることが判明し、Glgの抗ラジカルおよび再生活動が複数回行われることが期待され、その抗酸化ポテンシャルが増幅されると考えられます。
title:
Unveiling the Antioxidative Potential of Galangin: Complete and Detailed Mechanistic Insights through Density Functional Theory Studies
author:
Maciej, Spiegel
date:
2024-03-11
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-jr6qj-v2?rft_dat=source%3Ddrss

47. PROSAC as a selection tool for SO-PLS regression: a strategy for multi-block data fusion
背景:
多元的なスペクトルデータを統合して、サンプル品質特性の予測を改善するために、多ブロック融合ケモメトリックモデル、例えば順次直交化部分最小二乗法（SO-PLS）が使用されます。データブロックの前処理技術が応答変数に関連しない外部変動を軽減するためにしばしば適用されますが、多数のブロックを扱う場合、適切な前処理方法の選択や情報データブロックの特定は複雑かつ時間を要する作業になります。
新規性:
この研究では、PROSAC-SO-PLS手法を導入し、これは応答指向の順次交替校正（PROSAC）を用いた前処理アンサンブルを利用します。このアプローチは、特定のSO-PLSアプリケーションに最適な前処理されたデータブロックとその順序を特定します。また、ラピッドグラム・シュミットプロセスによって促進されるステップワイズフォワードセレクション戦略を使用して、予測誤差を最小限に抑える効果に基づいてブロックを優先順位付けします。
方法:
PROSAC-SO-PLS手法は、予測誤差を示す最低予測残差に基づいて、最適な前処理されたデータブロックとその順序を特定するために、ステップワイズフォワードセレクション戦略を使用します。この方法は、3つの実証的近赤外線（NIR）データセットの結果を示すことにより検証され、単一ブロック前処理データセットに対する部分最小二乗（PLS）回帰およびPROSACのみに依存する方法論との比較分析が行われ、一貫してこれらの方法よりも優れた性能を発揮し、予測誤差が顕著に低下しました。
title:
PROSAC as a selection tool for SO-PLS regression: a strategy for multi-block data fusion
author:
Jose Antonio, Diaz-Olivares, Ryad, Bendoula, Wouter, Saeys, Maxime, Ryckewaert, Ines, Adriaens, Xinyue, Fu, Matti, Pastell, Jean-Michel, Roger, Ben, Aernouts
date:
2024-02-28
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-r57wp?rft_dat=source%3Ddrss

48. The Story of Black Scientists Born in the 19th Century
背景:
アフリカで開発された技術革新は発明の歴史において重要な位置を占めており、古代から存在しています。アフリカ人は天文学、農業科学、工学、自然植物製品に基づく医学の知識を持っていました。この知識は世界の他の地域よりもアフリカでより発展していましたが、アフリカの貢献は世界の他の部分によってほとんど無視されていました。現代技術への黒人の多くの貢献はまだ広く知られていません。1913年だけでも、特許庁で受理された幸運なアフリカ系アメリカ人によって千以上の発明が特許されました。
新規性:
多くの黒人発明家は労働節約装置や薬を発見しましたが、自分の名前で特許を取得することが許されていませんでした。また、彼らの労働をコントロールする他者が、彼らの発見に対するクレジット、著作権、利益を盗みました。この記事では、製品、薬、システムを開発した黒人科学者の話を伝えることで、あらゆる色の若者たちを触発することを目指しています。
方法:
ここで紹介されるすべての科学者は20世紀前に生まれ、黒人は非人道的な抑圧に直面していました。黒人は初等教育や高等教育へのアクセスに前例のない障害に直面しており、黒人に利用可能な数少ない教育施設は白人に利用可能なものと比較して不十分でした。さらに、黒人は住宅や仕事を得ることができず、社会のメンバーとして認識されたり含まれたりすることはありませんでした。これらの課題にもかかわらず、いくつかの最大の科学的発見は黒人によって行われました。ここで強調されている黒人科学者は、彼らの生涯において教育への平等なアクセスを持っていませんでしたが、障害を克服し、学位を取得するために粘り強さを持っていました。この時代の最も優れた黒人科学者によって行われた科学的発見を強調し、人種差別的な法律と慣行が彼らにどのように影響を与えたかを描写し、生まれた年代によって社会的変化を特定するために、彼らを年代順に議論します。
title:
The Story of Black Scientists Born in the 19th Century
author:
Madeleine, Joullie, Mary Pat, Beavers, André, Shumpert
date:
2024-02-16
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-zcdd6-v2?rft_dat=source%3Ddrss

49. Uptake of Tire-Derived Compounds in Leafy Vegetables and Implications for Human Dietary Exposure
背景:
タイヤおよび道路摩耗粒子は環境に入るマイクロプラスチックの最も豊富なタイプの一つであり、その毒性は有機添加物とそれに関連する変換生成物に関連しています。これらのタイヤ由来化合物は、大気沈着、再生廃水による灌漑、および肥料としての処理済み下水汚泥（バイオソリッド）の使用を通じて農業環境に導入されます。農業環境では、これらのタイヤ由来化合物が食用植物に取り込まれ、人間への曝露につながる可能性があります。
新規性:
この研究は、16種類のタイヤ由来化合物を4カ国からの28の市販の葉物野菜サンプルで測定し、地元の食事に基づいてこれらの化合物の推定日常摂取量を計算しました。これにより、葉物野菜を通じた人間への曝露の評価が可能になりました。
方法:
16種類のタイヤ由来化合物が測定され、葉物野菜の消費に基づいて、平均濃度シナリオと最大濃度シナリオの下でのこれらの化合物の推定日常摂取量が計算されました。市販の葉物野菜で6種類のタイヤ由来化合物が検出され、少なくとも1つの化合物が71%のサンプルで検出されました。
結果:
検出されたタイヤ由来化合物には、ベンゾチアゾール（最大濃度 - 238 ng/g乾燥重量）、2-ヒドロキシベンゾチアゾール（最大濃度 - 665 ng/g乾燥重量）、DPG（最大濃度 - 2.1 ng/g乾燥重量）、6PPD（最大濃度 - 0.4 ng/g乾燥重量）、IPPD（最大濃度 - 0.1 ng/g乾燥重量）、CPPD（最大濃度 - 0.3 ng/g乾燥重量）があります。推定日常摂取量は、DPGが0.05 ng/人/日から4.0 ng/人/日、ベンゾチアゾールが12 ng/人/日から1296 ng/人/日、6PPDが0.06 ng/人/日から2.6 ng/人/日、IPPDが0.04 ng/人/日から1.1 ng/人/日、CPPDが0.05 ng/人/日から2.6 ng/人/日の範囲でした。
議論:
統計分析は、知られている栽培条件と葉物野菜サンプル中のタイヤ由来化合物濃度との間に相関関係を示しませんでした。葉物野菜の消費を通じた推定日常摂取量は、他の既知の源からの推定日常摂取量と比較して一般に低いか同等でした。しかし、食品によってタイヤ由来化合物が取り込まれることを示し、他の農産物での曝露がより高い可能性があります。今後の研究では、道路から食品へのタイヤ由来化合物の経路を明らかにし、変換生成物への曝露を評価し、この曝露に関連する生物学的影響を調査する必要があります。
title:
Uptake of Tire-Derived Compounds in Leafy Vegetables and Implications for Human Dietary Exposure
author:
Anya, Sherman, Luzian Elijah, Hämmerle, Evyatar, Ben Mordechay, Benny, Chefetz, Thorsten, Hüffer, Thilo, Hofmann
date:
2024-02-12
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-wqwcg?rft_dat=source%3Ddrss

50. Profiling the natural product-likeness of Latin American compound libraries
背景:
自然由来の化合物データベースは、薬物発見や開発プロジェクトにおいて重要な役割を果たしており、食品化学研究、生態学、メタボロミクスなどの他の分野にも影響を及ぼしています。最近、多様な生物多様性を持つ地理的地域を代表する公共の自然製品ライブラリを組み立てるために、6カ国の研究者の共同努力により、ラテンアメリカ自然製品データベース（LANaPDB）の最初のバージョンがまとめられました。
新規性:
この研究の目的は、最近更新されたLANaPDBのバージョンと、LANaPDBを構成する10個の個々の化合物データベースの自然製品の特性を比較し、広範囲にプロファイリングすることです。ラテンアメリカの化合物データベースの自然製品様プロファイルは、公共ドメインの他の主要な自然製品データベースや、臨床使用のために承認された小分子薬のプロファイルと対比されます。
方法:
この広範な特性評価の一環として、自然製品様のいくつかの化学情報学的指標を使用しました。この研究の結果は、ラテンアメリカだけでなく、世界中の自然製品データベースに関与するグローバルコミュニティの注目を集めることでしょう。
title:
Profiling the natural product-likeness of Latin American compound libraries
author:
José L., Medina-Franco, Alejandro, Gómez-García, Ann-Kathrin, Prinz, Oliver, Koch, Daniel A., Acuña Jiménez, William J., Zamora, Haruna L., Barazorda-Ccahuana, Miguel Á., Chávez-Fumagalli, Marilia, Valli, Adriano D., Andricopulo, Vanderlan da S., Bolzani, Dionisio A., Olmedo, Pablo N., Solís, Marvin J., Núñez, Johny R., Rodríguez Pérez, Hoover A., Valencia Sánchez, Héctor F., Cortés Hernández, Oscar M., Mosquera Martinez
date:
2024-02-08
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-t2bk9?rft_dat=source%3Ddrss