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

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 neg....

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 obse....

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 volá.......

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 alcanç.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Frascos de headspace com tampa de rosca de 10 mL	Thermo Scientific	10-HSV
Tampa de rosca de 18 mm Silicone/PTFE	Thermo Scientific	18-MSC
Tubo de 5 mL com tampa de rosca HDPE	VWR	216-0153
Centrífuga	Thermo Scientific	75002415
Metanol para HPLC	Merck	34860-1L-R
N-pentadecano (D32, 98%)	Cambridge Isotope Laboratories	DLM-1283-1
Cloreto de sódio	Merck	S9888
Fibra SPME PDMS/DVB	Merck	57345-U
Frascos de moagem inoxidável para TissueLyser	Qiagen	69985
TissueLyser II	Qiagen	85300	Pode ser substituído por almofariz e pilão ou moinho criogênico
Espectrômetro maciço da armadilha do íon do cromatógrafo de gás do GC do traço ITQ900	Thermo Scientific
Triplus RSH autosampler com dispositivo automatizado de SPME	Água Thermo Scientific	1R77010-0450
para HPLC	Merck	270733-1L
Xcalibur 4,2 SP1	Thermo Scientific		software