Profilazione di composti volatili nel frutto del ribes nero utilizzando la microestrazione in fase solida dello spazio di testa accoppiata alla gascromatografia-spettrometria di massa

Summary

Una piattaforma di microestrazione-gascromatografia in fase solida dello spazio di testa è descritta qui per l'identificazione e la quantificazione volatili veloci, affidabili e semi-automatizzate nei frutti di ribes nero maturi. Questa tecnica può essere utilizzata per aumentare la conoscenza dell'aroma della frutta e per selezionare cultivar con sapore migliorato ai fini dell'allevamento.

Abstract

C'è un crescente interesse nella misurazione dei composti organici volatili (COV) emessi dai frutti maturi ai fini dell'allevamento di varietà o cultivar con caratteristiche organolettiche migliorate e, quindi, per aumentare l'accettazione da parte dei consumatori. Recentemente sono state sviluppate piattaforme metabolomiche ad alto rendimento per quantificare una vasta gamma di metaboliti in diversi tessuti vegetali, compresi i composti chiave responsabili del gusto del frutto e della qualità dell'aroma (volatilomica). Un metodo che utilizza la microestrazione in fase solida dello spazio di testa (HS-SPME) accoppiato con gascromatografia-spettrometria di massa (GC-MS) è descritto qui per l'identificazione e la quantificazione dei COV emessi dai frutti di ribes nero maturo, una bacca molto apprezzata per il suo sapore e benefici per la salute.

I frutti maturi delle piante di ribes nero (Ribes nigrum) sono stati raccolti e congelati direttamente in azoto liquido. Dopo l'omogeneizzazione dei tessuti per produrre una polvere fine, i campioni sono stati scongelati e immediatamente miscelati con una soluzione di cloruro di sodio. Dopo la centrifugazione, il surnatante è stato trasferito in una fiala di vetro dello spazio di testa contenente cloruro di sodio. I COV sono stati quindi estratti utilizzando una fibra di microestrazione in fase solida (SPME) e un gascromatografo accoppiato a uno spettrometro di massa a trappola ionica. La quantificazione volatile è stata eseguita sui cromatogrammi ionici risultanti integrando l'area di picco, utilizzando uno specifico ione m/z per ciascun VOC. La corretta annotazione voC è stata confermata confrontando i tempi di ritenzione e gli spettri di massa di standard commerciali puri eseguiti nelle stesse condizioni dei campioni. Più di 60 COV sono stati identificati in frutti di ribes nero maturi coltivati in località europee contrastanti. Tra i COV identificati, i composti aromatici chiave, come terpenoidi e sostanze volatili C6, possono essere utilizzati come biomarcatori per la qualità del frutto del ribes nero. Inoltre, vengono discussi i vantaggi e gli svantaggi del metodo, compresi i potenziali miglioramenti. Inoltre, è stato sottolineato l'uso di controlli per la correzione dei lotti e la minimizzazione dell'intensità della deriva.

Introduction

Il sapore è un tratto di qualità essenziale per qualsiasi frutto, che influisce sull'accettazione da parte dei consumatori e quindi influisce in modo significativo sulla commerciabilità. La percezione del sapore comporta una combinazione del sistema gustativo e olfattivo e dipende chimicamente dalla presenza e dalla concentrazione di una vasta gamma di composti che si accumulano nelle parti commestibili della pianta, o nel caso dei COV, sono emessi dal frutto ^maturo1,2. Mentre l'allevamento tradizionale si è concentrato su tratti agronomici come la resa e la resistenza ai parassiti, il miglioramento dei tratti....

Protocol

1. Raccolta della frutta

1. Crescere da 4 a 6 piante per genotipo e/o trattamento per garantire sufficiente materiale fruttifero e variabilità.
2. Se possibile, raccogliere i campioni nella stessa data; se non c'è abbastanza materiale di frutta, raggruppare i campioni raccolti in date diverse.
   NOTA: Si raccomanda che il tempo di raccolta (mattina, mezzogiorno, pomeriggio) rimanga approssimativamente identico in quanto i profili VOC sono influenzati dal ritmo diurno/^{circadiano28,29,30,31}.
3. Valutare la fase di maturaz....

Results

La profilazione voC ad alto rendimento in un ampio insieme di colture da frutto coltivate in condizioni o luoghi diversi o appartenenti a genotipi distinti è necessaria per un'accurata fenotipizzazione degli aromi. Qui viene presentata una piattaforma HS-SPME/GC-MS veloce e semi-automatizzata per la quantificazione relativa dei VOC nelle cultivar di ribes nero. Il rilevamento e l'identificazione dei VOC si basavano su una libreria sviluppata per profilare le specie di frutti di bosco (Tabella 1). Un tipi.......

Discussion

L'allevamento per l'aroma di frutta è stato a lungo ostacolato dalla complessa genetica e biochimica alla base della sintesi di composti volatili e dalla mancanza di tecnologie per una corretta fenotipizzazione. Tuttavia, i recenti progressi nelle piattaforme metabolomiche, combinati con strumenti genomici, stanno finalmente consentendo l'identificazione dei metaboliti responsabili delle preferenze dei consumatori e di allevare colture con un sapore ^migliore3. Mentre la maggior parte dei progressi.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Fiale da 10 mL con tappo a vite per spazio di testa	Thermo Scientific	10-HSV
Tappo a vite da 18 mm Silicone/PTFE	Thermo Scientific	18-MSC
Provetta da 5 mL con tappo a vite in HDPE	VWR	216-0153
Centrifuga	Thermo Scientific	75002415
Metanolo per HPLC	Merck	34860-1L-R
N-pentadecano (D32, 98%)	Cambridge Isotope Laboratories	DLM-1283-1
Cloruro di sodio	Merck	S9888
Fibra SPME PDMS/DVB	Merck	57345-U
Giare di macinazione in acciaio inox per TissueLyser	Qiagen	69985
TissueLyser II	Qiagen	85300	Può essere sostituito da mortaio e pestello o mulino criogenico
Gascromatografo Trace GC-ITQ900 Spettrometro di massa a trappola ionica	Autocampionatore Thermo Scientific
Triplus RSH con dispositivo SPME automatizzato	Thermo Scientific	1R77010-0450
Acqua per HPLC	Software Merck	270733-1L
Xcalibur 4.2 SP1	Thermo Scientific