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Biochemistry

Perfil de compostos voláteis em frutas groselha usando microextração de fase sólida do headspace acoplado à espectrometria de massa de cromatografia gasosa

Published: June 9, 2021 doi: 10.3791/62421

Summary

Uma plataforma de microextração-gás-cromatografia em fase sólida do headspace é descrita aqui para identificação e quantificação volátil rápida, confiável e semi-automatizada em frutas de groselha madura. Essa técnica pode ser usada para aumentar o conhecimento sobre o aroma de frutas e selecionar cultivares com sabor aprimorado para fins de reprodução.

Abstract

Há um interesse crescente em medir compostos orgânicos voláteis (VOCs) emitidos por frutas maduras com o propósito de criar variedades ou cultivares com características organolepticas aprimoradas e, assim, aumentar a aceitação do consumidor. Plataformas metabolômicas de alto rendimento foram recentemente desenvolvidas para quantificar uma ampla gama de metabólitos em diferentes tecidos vegetais, incluindo compostos-chave responsáveis pelo sabor das frutas e qualidade do aroma (volatilomics). Um método que utiliza microextração em fase sólida do headspace (HS-SPME) juntamente com espectrometria de massa cromatografia gasosa (GC-MS) é descrito aqui para a identificação e quantificação de VOCs emitidos por frutas de groselha madura, uma fruta altamente apreciada por seu sabor e benefícios para a saúde.

Frutas maduras de plantas groselha (Ribes nigrum) foram colhidas e diretamente congeladas em nitrogênio líquido. Após a homogeneização do tecido para produzir um pó fino, as amostras foram descongeladas e imediatamente misturadas com solução de cloreto de sódio. Após a centrifugação, o supernascer foi transferido para um frasco de vidro no espaço da cabeça contendo cloreto de sódio. Os VOCs foram então extraídos usando uma fibra de microextração em fase sólida (SPME) e um cromatógrafo a gás acoplado a um espectrômetro de massa de armadilha de íons. A quantificação volátil foi realizada nos cromatógramas de íons resultantes, integrando a área de pico, utilizando um íon m/z específico para cada VOC. A anotação de VOC correta foi confirmada comparando os tempos de retenção e os espectros de massa dos padrões comerciais puros executados nas mesmas condições das amostras. Mais de 60 VOCs foram identificados em frutas de groselha madura cultivadas em locais europeus contrastantes. Entre os VOCs identificados, os principais compostos de aroma, como terpenóides e voláteis C6, podem ser usados como biomarcadores para a qualidade das frutas groselha. Além disso, são discutidas vantagens e desvantagens do método, incluindo melhorias prospectivas. Além disso, tem sido enfatizado o uso de controles para correção de lotes e minimização da intensidade de deriva.

Introduction

O sabor é um traço essencial de qualidade para qualquer fruta, impactando a aceitação do consumidor e, portanto, afetando significativamente a comercialização. A percepção do sabor envolve uma combinação dos sistemas de sabor e olfativo e depende quimicamente da presença e concentração de uma ampla gama de compostos que se acumulam em partes comestíveis de plantas, ou no caso de VOCs, são emitidos pelo fruto maduro1,2. Embora a reprodução tradicional tenha se concentrado em características agronômicas, como a resistência ao rendimento e à praga, a melhoria da qualidade da fruta, incluindo o sabor, tem sido negligenciada por muito tempo devido à complexidade genética e à dificuldade de fenótipo adequado dessas características, levando ao descontentamento do consumidor3,4. Os recentes avanços nas plataformas metabolômicas têm sido bem sucedidos na identificação e quantificação dos principais compostos responsáveis pelo sabor das frutas e aroma5,6,7,8. Além disso, a combinação de perfil metabólito com ferramentas genômicas ou transcriptômicas permite a elucidação da genética subjacente ao sabor da fruta, que por sua vez ajudará programas de reprodução a desenvolver novas variedades com características organolepticas aprimoradas2,4,9,10,11,12,13,14.

As frutas de groselha (Ribes nigrum) são altamente apreciadas por seu sabor e propriedades nutricionais, sendo amplamente cultivadas nas zonas temperadas da Europa, Ásia e Nova Zelândia15. A maior parte da produção é processada para produtos alimentícios e bebidas, que são muito populares nos países nórdicos, principalmente devido às propriedades organolépticas das frutas. A cor intensa e o sabor da fruta são resultado de uma combinação de antocianinas, açúcares, ácidos e VOCs presentes nas frutas maduras16,17,18. A análise dos voláteis de groselha remonta à década de 196019,20,21. Mais recentemente, vários estudos se concentraram em VOCs de groselha, identificando compostos importantes para a percepção do aroma de frutas e avaliando o impacto das condições de genótipo, ambiente ou armazenamento e processamento no conteúdo de VOC5,17,18,22,23.

Devido às suas inúmeras vantagens, a técnica de escolha para o perfil volátil de alto rendimento é o HS-SPME/GC-MS24,25. Uma fibra de sílica, revestida com uma fase polimérica, é montada em um dispositivo de seringa, permitindo a adsorção dos voláteis na fibra até que uma fase de equilíbrio seja alcançada. A extração do espaço para o cabeça protege a fibra dos compostos não ativos presentes na matriz24. O SPME pode isolar com sucesso um alto número de VOCs presentes em concentrações altamente variáveis (partes por bilhão a partes por milhão)25. Além disso, é uma técnica livre de solventes que requer processamento limitado de amostras. Outras vantagens do HS-SPME são a facilidade de automação e seu custo relativamente baixo.

No entanto, seu sucesso pode ser limitado, dependendo da natureza química dos VOCs, do protocolo de extração (incluindo tempo, temperatura e concentração de sal), estabilidade amostral e disponibilidade de tecido de frutas suficiente26,27. Este artigo apresenta um protocolo para VOCs de groselha isolados pelo HS-SPME e analisados por cromatografia a gás, juntamente com um espectrômetro de massa de armadilha de íons. Foi alcançado um equilíbrio entre a quantidade de material vegetal, a estabilidade amostral e a duração da extração e cromatografia para poder processar um alto número de amostras de groselha, algumas delas apresentadas neste estudo. Em particular, os perfis voc e/ou cromatógramas de cinco cultivares ('Andega', 'Ben Tron', 'Ben Gairn', 'Ben Tirran' e 'Tihope') serão apresentados e discutidos como dados de exemplo. Além disso, o mesmo protocolo foi colocado em prática com sucesso para a medição de VOC em outras espécies de frutas como morango (Fragaria x ananassa), framboesa (Rubusidaeus) e mirtilo (Vaccinium spp.).

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Protocol

1. Colheita de frutas

  1. Cresça entre 4 a 6 plantas por genótipo e/ou tratamento para garantir material e variabilidade suficientes da fruta.
  2. Se possível, colher as amostras na mesma data; se não houver material suficiente para frutas, misture amostras colhidas em diferentes datas.
    NOTA: Recomenda-se que o tempo de colheita (manhã, meio-dia, tarde) permaneça aproximadamente idêntico, pois os perfis de VOC são afetados pelo ritmo diurno/circadiano28,29,30,31.
  3. Avalie o estágio de amadurecimento das frutas por observação visual32. As frutas da piscina do mesmo estágio de amadurecimento, já que o status de amadurecimento impacta fortemente a emissão de VOC. Descarte quaisquer frutas danificadas ou infectadas por patógenos.
    NOTA: Para melhor avaliar o amadurecimento da fruta, a análise da textura pode ser realizada33. Além disso, contar dias após a floração pode ser usado para garantir que as frutas agrupadas pertençam a um estágio de amadurecimento semelhante.
  4. Inclua um mínimo de 10-15 frutas por réplica biológica (3 a 5) para análise de VOC.
    NOTA: Aqui, três piscinas separadas de 13-20 frutas (réplicas biológicas) de 'Andega', 'Ben Tron', 'Ben Gairn', 'Ben Tirran' e cultivares 'Tihope' foram colhidas em dois locais (Polônia e Escócia) no verão de 2018 e diretamente congeladas em nitrogênio líquido. As amostras foram então enviadas ao laboratório e processadas conforme descrito abaixo.
  5. Uma vez colhido, congele todas as frutas imediatamente em nitrogênio líquido e, posteriormente, armazene-as a -80 °C até o processamento.
    NOTA: Se possível, as frutas podem ser processadas diretamente após a colheita. Neste caso, as frutas frescas podem ser homogeneizadas em uma batedeira, ponderadas e diretamente analisadas (etapa 3.1 em diante). No entanto, para evitar que as frutas sejam mais processos degradativos pós-harves, o material fresco deve ser armazenado em um refrigerador (4 °C) e processado o mais rápido possível. Se não for manuseado corretamente, o nitrogênio líquido pode produzir queimaduras frias e pode causar asfixia em espaços mal ventilados.

2. Preparação de amostras de frutas e reagentes

  1. Triture as frutas em um pó fino, tomando cuidado para mantê-las sempre congeladas com a ajuda de nitrogênio líquido. Use um moinho criogênico, moinho de contas ou uma argamassa e pilão para homogeneização. Frascos de moagem inoxidável pré-cozido ou argamassa e pilão com nitrogênio líquido para evitar o descongelamento da amostra.
    NOTA: É fundamental homogeneizar amostras em pó fino para garantir a extração adequada de VOC.
  2. Pesar 1 g de material congelado (a partir do passo 2.1.) em um tubo de 5 mL que é previamente resfriado em nitrogênio líquido, e observar o peso exato. Mantenha o material a -80 °C até a etapa de processamento 3.1.
  3. Inclua amostras de 'referência' ou 'controle' na análise para verificar a variação técnica, incluindo extração de VOC e desempenho de HS-SPME/GC-MS. Para isso, misture uma mistura de amostras de frutas escolhidas aleatoriamente e inclua pelo menos uma amostra de controle por dia para análise de VOC. Além disso, utilize um padrão interno, conforme descrito na etapa 2.5., para minimizar o impacto da deriva de intensidade.
  4. Prepare 20% (p/v) solução de cloreto de sódio em água de grau de cromatografia líquida de alto desempenho (HPLC) (doravante, referida como solução NaCl). Dissolver NaCl com a ajuda de um agitador magnético; garantir a disponibilidade de 1 mL da solução por amostra.
  5. Prepare uma solução de 1 ppm em metanol de grau HPLC de N-pentadecano (D32, 98%) a partir de padrão comercial puro (doravante, referido como padrão interno).
    NOTA: N-pentadecano-d32 será usado como padrão interno, e 5 μL por amostra serão necessários. O metanol deve ser manipulado sob um capuz de fumaça.
  6. Prepare 1 ppm de soluções em metanol de grau HPLC de padrões comerciais puros para identificação de VOC (ver Tabela 1 para a lista de normas comerciais utilizadas neste estudo).
  7. Prepare frascos de espaço para cabeça de tampa de parafuso de 10 mL adicionando 0,5 g NaCl em cada frasco necessário. Certifique-se de que as tampas do parafuso incluem um septo composto por um material macio, ou seja, silicone, com um fino filme de politetrafluoroetileno no lado interno, para evitar contaminação.

3. Preparação da amostra

  1. Adicione 1 mL de solução NaCl ao tubo de 5 mL contendo a amostra congelada ponderada. Agite o tubo até que a amostra esteja completamente descongelada e homogeneizada.
  2. Centrífuga a 5000 × g por 5 min a temperatura ambiente.
  3. Transfira o supernatante com uma ponta de pipeta de 1000 μL para o frasco de espaço para cabeça contendo NaCl. Corte a ponta da ponta para facilitar esse processo.
  4. Adicione 5 μL de padrão interno a cada frasco de espaço para cabeça contendo amostra.

4. Aquisição de dados HS-SPME/GC-MS

  1. Coloque o frasco de headspace fechado em um autosampler GC-MS à temperatura ambiente, para uma execução automatizada HS-SPME/GC-MS, que está descrita na seção 4. Não coloque réplicas biológicas em posições sucessivas no autosampler; em vez disso, distribuam-nas aleatoriamente para minimizar o impacto da deriva de intensidade.
    NOTA: Aproximadamente 10-12 frascos podem ser colocados de uma só vez no autosampler, sem afetar a estabilidade da amostra.
  2. Pré-insinuça os frascos de espaço para cabeça 10 min a 50 °C com agitação a 17 x g.
  3. Insira um dispositivo SPME no frasco para expor a fibra ao espaço da cabeça para extração de VOC por 30 min a 50 °C com agitação a 17 x g.
  4. Introduza a fibra na porta de injeção por 1 min a 250 °C no modo splitless para desorção volátil.
  5. Limpe a fibra em uma estação de limpeza SPME com nitrogênio (1 barra N2, ≥ 99,8% pura) por 5 min a 250 °C. Reutilize a fibra aproximadamente 100x.
  6. Analise os VOCs com um cromatógrafo a gás acoplado a um espectrômetro de massa de armadilha de íons (ver a Tabela de Materiais), e realize a cromatografia sob um fluxo constante de hélio (Ele ≥ 99,9999% de pureza) de 1 mL/min, com uma coluna que tem dimensões de 60 m x 0,25 mm x 1 μm de espessura. Use um programa de temperatura do forno que é isotémico a 40 °C por 3 min, seguido de uma rampa de 8 °C/min a 250 °C e segurando a 250 °C por 5 min. Para espectrometria de massa, defina as temperaturas da linha de transferência e da fonte de íons para 260 °C e 230 °C, respectivamente. Coloque a energia de ionização em 70 eV e a faixa de massa registrada para m/z 35-220 a 6 scans por s.
  7. Extrair e analisar 1 ppm de soluções de normas comerciais conforme descrito acima. Além disso, execute uma mistura contendo todos os padrões comerciais diluídos misturados com a solução NaCl de 300 μL e 900 μL de água de grau HPLC antes da aquisição dos dados da amostra para verificar a calibração correta do equipamento. Além disso, inclua uma amostra em branco contendo a solução NaCl sozinha em cada lote.

5. Análise de cromatogramas do perfil GC-MS: identificação de VOC e semi-quantificação

  1. Abra arquivos de perfil GC-MS brutos com o software fornecido pelo fabricante. Para identificar compostos, compare seus tempos de retenção e espectros de massa e índices de retenção linear kovats determinados a partir dos cromatógrafos das amostras com índices de retenção obtidos a partir de padrões autênticos. Para cada padrão comercial, anote o tempo de retenção e os íons m/z mais abundantes. Em seguida, selecione um íon m/z específico para cada VOC (Tabela 1).
  2. Integre automaticamente os picos de VOC com base nos tempos de retenção padrão e nos íons m/z escolhidos dos arquivos brutos GC-MS selecionados. Para isso, forneça uma lista para cada VOC com tempo de retenção e íon m/z selecionado. Embora o software integre automaticamente a área de pico correspondente ao mesmo tempo de retenção e m/z ion fornecido na configuração da sequência, verifique a integração correta de cada pico e corrija-o manualmente, se necessário.
  3. Calcule a área de pico de cada VOC em relação à do padrão interno para minimizar a variação instrumental e a deriva de intensidade.
    NOTA: Ao analisar frutas de diferentes genótipos ou condições de crescimento e armazenamento, é altamente recomendável determinar o teor de VOC em relação ao teor de peso seco das frutas para excluir os efeitos de diluição devido a diferenças no teor de água.
  4. Para correção do efeito em lote, normalize a área de pico de VOC de cada amostra para a área de pico correspondente na amostra de controle analisada no mesmo período.
    NOTA: Uma quantificação relativa do VOC é obtida; no entanto, para efeitos do experimento, o conteúdo VOC pode ser então determinado em relação a qualquer amostra (por exemplo, frutas não tratadas para comparar o efeito do armazenamento nos níveis de VOC).

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Representative Results

O perfil voc de alto rendimento em um grande conjunto de culturas de frutas cultivadas em diferentes condições ou locais ou pertencentes a genótipos distintos é necessário para fenotipagem precisa de aroma. Aqui, é apresentada uma plataforma HS-SPME/GC-MS rápida e semi-automatizada para quantificação relativa de VOC em cultivares de groselha. A detecção e identificação de VOC foram baseadas em uma biblioteca que foi desenvolvida para traçar o perfil de espécies de frutas (Tabela 1). Um típico perfil volátil de frutas de groselha madura (cromatágio de íon total) obtido por HS-SPME/GC-MS nas condições acima mencionadas é mostrado na Figura 1A. No total, foram identificados 63 VOCs, pertencentes a diversas classes químicas, sendo a maioria ésteres (27), aldeídos (12), álcoois (8), cetonas (7), terpenos (5) e furanos (3) (Tabela 1).

Compostos terpenóides, ésteres e compostos C6 foram descritos para dominar o volatilome groselha e ser importante para o aroma das frutas frescas5,17. De acordo com esses estudos anteriores, alguns dos picos mais abundantes observados na Figura 1A correspondem a dois monoterpenos (linalool e terpineol) e dois compostos C6 ((E)-2-hexenal e (Z)-3-hexenal). Exemplo de espectros de massa obtidos a partir de perfis de groselha e sua comparação com espectros de padrões comerciais puros são mostrados para (E)-2-hexenal e terpineol na Figura 1B e Figura 1C, respectivamente.

Figure 1
Figura 1: Cromatógrafos representativos de frutas groselha madura obtidas por HS-SPME/GC-MS (da cultivar 'Andega'). (A) Cromatografia de íons totais. (Z)-3-hexenal (tempo de retenção 14,33 min), (E)-2-hexenal (15,86 min), linalool (21,65 min) e terpineol (24,01 min) são indicados com os números 1, 2, 3 e 4, respectivamente. (B) Espectro de massa correspondente ao pico (E)-2-hexenal a partir de um perfil de groselha e comparação com um padrão comercial puro. (C) Espectro de massa correspondente ao pico terpineol a partir de um perfil de groselha e comparação com um padrão comercial puro. Abreviação: HS-SPME/GC-MS = microextração em fase sólida do headspace, juntamente com espectrometria de massa cromatografia gasosa. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Embora os terpenos tenham sido descritos como indicadores de frescor de frutas groselha, os compostos C6 são conhecidos como "voláteis de folhas verdes", transmitindo notas "verdes" ao aroma de frutas e vegetais34. Assim, a semi-quantificação desses VOCs emitidos por frutas maduras de diferentes variedades de groselha pode ser o primeiro passo para melhorar características relacionadas ao sabor. Além disso, como as condições ambientais e de crescimento vegetal impactam fortemente o conteúdo de VOC de frutas, que é uma das principais desvantagens para a reprodução do aroma, um dos objetivos deste estudo foi validar a hipótese de que a semi-quantificação dos VOCs identificados nas mesmas cultivares ('Ben Tron', 'Ben Gairn', 'Ben Tirran' e 'Tihope') foi reproduzível em locais europeus diametralmente opostos como a Polônia e a Escócia. Como esperado, a análise de componentes principais (PCA) dos perfis de VOC de quatro cultivares de groselha diferentes mostrou que o ambiente impacta fortemente o conteúdo volátil, já que o componente principal (PC) 1 separa amostras com base em sua localização (Figura 2). No entanto, o efeito do genótipo pode ser observado com PC2, pois 'Ben Tirran' é claramente separado das cultivares restantes (Figura 2).

A Figura 3 mostra o teor relativo de linalool e (E)-2-hexenal nas quatro cultivares de groselha avaliadas. Para ambos os locais, o conteúdo de VOC foi normalizado para a mesma amostra de controle, para a qual a semi-quantificação confirmou que o conteúdo de linalool era geralmente maior na Polônia do que na Escócia, enquanto (E)-2-hexenal mostra a tendência oposta (Figura 3). Este resultado demonstra o impacto ambiental no teor de VOC em frutas groselha, embora a proporção dos dois voláteis presentes nas quatro cultivares avaliadas tenha sido constante, com as cultivares 'Ben Tirran' e 'Ben Tron' mostrando as maiores quantidades de linalool e (E)-2-hexenal, respectivamente (Figura 3). Juntos, esses resultados indicam que o método proposto é válido para o teor de FENÓtipo DE VOC, e combinado com abordagens genéticas, pode ser utilizado para fins de reprodução da qualidade do fruto.

Figure 2
Figura 2: PCA para avaliar a variância entre os perfis de VOC nas quatro cultivares de groselha cultivadas na Polônia e na Escócia. O PC1 (ambiente) explica 46,2% da variabilidade, enquanto o PC2 (genótipo) contribui com 24,8% da variância no conjunto de dados. Abreviaturas: PCA = análise de componentes principais; PC1 = primeiro componente principal; PC2 = segundo componente principal; VOC = composto orgânico volátil. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 3
Figura 3: Conteúdo relativo de dois VOCs representativos em perfis de aroma de groselha-linalool e (E)-2-hexenal, colhidos na Escócia e na Polônia. Quatro cultivares de groselha foram avaliadas ('Ben Gairn', 'Ben Tirran', 'Ben Tron' e 'Tihope'). As barras representam os valores médios de duas réplicas biológicas, e as barras de erro representam o desvio padrão. As comparações estatísticas foram realizadas pela ANOVA unidirecional seguida pelo teste pós-hoc de Tukey para determinar diferenças significativas no conteúdo de VOC entre cultivares e países. Para conteúdos de VOC com as mesmas letras minúsculas (a, ab, b), não foram observadas diferenças significativas em P < 0,05. Abreviaturas: VOCs = compostos orgânicos voláteis; ANOVA = análise de variância. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Tabela 1: Lista de VOCs identificados por HS-SPME/GC-MS em frutas de groselha. Tempo de retenção (min), íon m/z selecionado para identificação e semi-quantificação do VOC, descrição do aroma, classe química e fórmula e número CAS são indicados. Abreviaturas: HS-SPME/GC-MS = microextração em fase sólida do headspace, juntamente com espectrometria de massa cromatografia gasosa; VOCs = compostos orgânicos voláteis; ÍNDICE DE RETENÇÃO KRI = Kovats; Número cas = número de registro do serviço de resumos químicos. Clique aqui para baixar esta Tabela.

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Discussion

A reprodução para o aroma de frutas tem sido dificultada há muito tempo pela genética complexa e bioquímica subjacente à síntese de compostos voláteis e à falta de tecnologias para fenotipagem adequada. No entanto, os recentes avanços nas plataformas metabolômicas, combinados com ferramentas genômicas, estão finalmente permitindo a identificação dos metabólitos responsáveis pelas preferências dos consumidores e para a criação de culturas com sabor melhorado3. Embora a maior parte tenha sido alcançada no modelo de frutas, o tomate9,10, resultados semelhantes poderiam ser alcançados em outras espécies de culturas economicamente relevantes, como morango, maçã ou mirtilo2,12,35,36.

Este artigo apresenta uma plataforma rápida e reprodutível baseada em HS-SPME/GC-MS que tem sido usada com sucesso para medir o conteúdo de VOC em diferentes espécies de frutas, incluindo groselha, uma fruta altamente apreciada por seu sabor delicado e notável valor nutricional. Em comparação com os métodos publicados anteriormente, a principal melhora foi obtida pela diminuição do tempo total de execução cromatográfica. De fato, foi possível aumentar a rampa de temperatura de 5 °C/min para 8 °C/min com resolução adequada, reduzindo o tempo cromatográfico de 50 min para 35 min (Figura 1A)27. Além disso, a alta quantidade de NaCl adicionada às amostras (1 mL de solução NaCl de 20% + 0,5 g de NaCl sólida) parece impactar positivamente a estabilidade da amostra ao longo do tempo. De fato, os perfis voláteis foram estáveis ao longo do tempo, e combinados com cromatografia mais rápida, permitiram a medição de até 20-22 amostras por dia.

O uso de um padrão interno, como o N-pentadecano-d32, juntamente com uma distribuição adequada das réplicas biológicas ao longo da corrida, é necessário para evitar a intensidade drift37. Além disso, as amostras de controle ou referência devem ser executadas pelo menos uma vez por dia de análise para correção em lote. As variações entre os lotes são causadas principalmente por mudanças na sensibilidade do detector ou pelo envelhecimento das fibras27. Embora este protocolo tenha permitido a detecção de mais de 60 VOCs presentes no headspace de frutas de groselha maduras, os leitores devem levar em conta que esse número pode ser facilmente aumentado adicionando padrões comerciais puros na biblioteca proposta (Tabela 1). Por exemplo, estudos publicados detectaram um alto número de compostos terpenoides que não foram incluídos nesta análise5,17. Nesse sentido, uma biblioteca VOC mais específica para aroma-aroma de groselha pode ser prontamente montada, se necessário. No entanto, o objetivo deste estudo foi adaptar uma biblioteca previamente estabelecida27 para medição de VOC em diferentes frutos, incluindo frutas de framboesa, morango e groselha.

Vale ressaltar que o protocolo aqui apresentado tem diversas vantagens e desvantagens, como outras plataformas HS-SPME/GC-MS, que já foram discutidas em outros lugares25,26,38. Embora ofereça facilidade de automação, tornando-a a técnica de escolha quando é necessário analisar um grande número de amostras, sua principal desvantagem é sua suscetibilidade aos efeitos matriciais38. Além disso, deve-se ter cuidado especial durante a seleção de revestimento de fibras SPME e com condições amostrais, dependendo da natureza química dos VOCs25,27 alvos. Para concluir, um protocolo rápido e semi-automatizado para perfil VOC no headspace de frutas de frutas é apresentado aqui e pode ser facilmente adaptado para uso com um tamanho de biblioteca aumentado, se necessário. Espera-se que esta plataforma possa ser adaptada a outras espécies frutíferas e quando combinada com estudos genômicos e/ou painel de análise sensorial ajudará a traçar perfis e melhorias no aroma.

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Disclosures

Os autores não declaram conflito de interesses.

Acknowledgments

Os autores agradecem às Medições servicios Centrales de Apoyo a la Investigación da Universidade de Málaga pelas medições do HS-SPME/GC-MS. Reconhecemos a ajuda de Sara Fernández-Palacios Campos na quantificação volátil. Agradecemos também aos membros do consórcio da GoodBerry por fornecerem o material da fruta.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
10 mL screw top headspace vials Thermo Scientific 10-HSV
18 mm screw cap Silicone/PTFE Thermo Scientific 18-MSC
5 mL Tube with HDPE screw cap VWR 216-0153
Centrifuge Thermo Scientific 75002415
Methanol for HPLC Merck 34860-1L-R
N-pentadecane (D32, 98%) Cambridge Isotope Laboratories DLM-1283-1
Sodium chloride Merck S9888
SPME fiber PDMS/DVB Merck 57345-U
Stainless grinding jars for TissueLyser Qiagen 69985
TissueLyser II Qiagen 85300 Can be subsituted by mortar and pestle or cryogenic mill
Trace GC gas chromatograph-ITQ900 ion trap mass spectrometer Thermo Scientific
Triplus RSH autosampler with automated SPME device Thermo Scientific 1R77010-0450
Water for HPLC Merck 270733-1L
Xcalibur 4.2 SP1 Thermo Scientific software

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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Bioquímica Edição 172 Volatalomics VOCs Aroma Frutas Ribes nigrum HS-SPME/GC-MS
Perfil de compostos voláteis em frutas groselha usando microextração de fase sólida do headspace acoplado à espectrometria de massa de cromatografia gasosa
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Pott, D. M., Vallarino, J. G.,More

Pott, D. M., Vallarino, J. G., Osorio, S. Profiling Volatile Compounds in Blackcurrant Fruit using Headspace Solid-Phase Microextraction Coupled to Gas Chromatography-Mass Spectrometry. J. Vis. Exp. (172), e62421, doi:10.3791/62421 (2021).

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