Анализ летучих компонентов в бананах после сбора урожая, обработанных коротковолновым ультрафиолетовым излучением, на основе ГХ-МС
Бананы (Musa spp.) - четвертый по потреблению фрукт в мире и пятый по величине производитель фруктов в Китае, основными районами производства которого являются Гуандун, Гуанси и Хайнань. Бананы богаты питательными веществами и содержат различные микроэлементы, необходимые человеческому организму. После сбора урожая они неустойчивы к хранению и подвержены гниению и порче. Летучие компоненты являются важными индикаторами качества для оценки свежести фруктов и овощей, таких как бананы. Твердофазная микроэкстракция (ТФМЭ) обладает такими преимуществами, как отсутствие загрязнения, низкая стоимость, простота и удобство эксплуатации, и в настоящее время является широко используемым методом предварительной обработки для определения летучих компонентов в образцах. Комбинированное определение летучих компонентов в образцах с помощью SPME и ГХ-МС является широко распространенной моделью. Для получения летучих компонентов исследуемых образцов и точного определения химического состава смеси ключевыми технологиями являются соответствующие экстракционные головки, условия экстракции, качество получаемых масс-спектрометрических данных, богатые масс-спектрометрические библиотеки и хорошие параметры качественной идентификации. В настоящее время существует множество сообщений о летучих компонентах бананов. Тао и др. использовали экстракционные головки PDMS для анализа и идентификации 39 летучих компонентов в зрелых бананах; Жу и др. использовали SPME-GC-MS для идентификации и анализа летучих компонентов бананов на разных стадиях зрелости и определили, что в основном 41 летучий компонент присутствует в бананах на стадии желтой зрелости; Шен и др. проанализировали летучие компоненты в зрелых и незрелых бананах с помощью SPME-GC-MS, сравнили различия в химическом составе между ними и определили 30 летучих компонентов в зрелых бананах. В последние годы сообщается, что применение соответствующих доз коротковолнового ультрафиолета (UV-C) для сохранения фруктов и овощей может усилить их защитные системы, уменьшить повреждения от внешних факторов, улучшить их качество и продлить срок хранения. Хотя имеются сообщения об использовании SPME-GC-MS для анализа летучих компонентов бананов, не было исследований, посвященных различиям в летучих компонентах бананов, хранившихся до стадии желтого созревания после обработки УФ-С.

На основе оптимизации комбинации ортогонального экспериментального дизайна для поиска оптимальных параметров экстракции SPME, в данном исследовании будет использовано программное обеспечение MS-DIAL для уменьшения интерференции перекрывающихся пиков и фоновых сигналов, идентификации летучих компонентов бананов, а затем сравнения различий в летучих компонентах бананов после обработки УФ-С с помощью математического статистического анализа для оценки влияния обработки УФ-С на аромат собранных бананов во время хранения.

В данной статье выбрана экстракционная головка CAR/PDMS для работы с SPME, а также применен ортогональный экспериментальный дизайн для оптимизации комбинации условий экстракции SPME. Оптимизация условий экстракции SPME для определения летучих компонентов в бананах выглядит следующим образом: время ультразвука 20 минут, размер образца 4,0 г, температура экстракции 50 ℃. Исходя из этого, измеряя летучие компоненты бананов в лечебной группе и контрольной группе, которые имели консервирующий эффект после обработки УФ-С, экспериментальные результаты показали, что метаболические пути двух групп бананов изменились. В общей сложности относительное содержание 38 дифференциальных метаболических летучих компонентов и 34 дифференциальных метаболических летучих компонентов уменьшилось, а относительное содержание 4 дифференциальных метаболических летучих компонентов увеличилось. Общее содержание эфиров, основных характерных ароматических компонентов - изоамилацетата и изоамилбутирата - в бананах, хранившихся после УФ-обработки, было выше, чем в бананах контрольной группы. Эфиры являются основными летучими компонентами и компонентами аромата мякоти зрелых бананов. Поэтому применение УФ-обработки для сохранения бананов не только не приводит к снижению содержания ароматических компонентов в бананах, но и улучшает их аромат. Результаты данного исследования могут служить качественной основой для SPME-GC-MS определения летучих компонентов в сельскохозяйственной продукции и других продуктах питания, а также основой для определения изменений аромата свежих фруктов после УФ-обработки. В настоящее время исследования метаболических путей образования ароматических компонентов в бананах и других фруктах, изменений летучих компонентов в процессе хранения и переработки фруктов, а также физиологических функций соответствующих генов и ферментов еще не завершены. Механизм повышения или понижения концентрации летучих компонентов в бананах, вызванный обработкой ультрафиолетовым излучением в данном исследовании, все еще нуждается в дальнейшем изучении.