保护柑橘｜水果杀手之霉菌现形记

发布时间： 2023-11-15 16:36:40 来源：华质泰科生物技术

大自然的选择

水果成熟后，会产生鲜艳的颜色和散发不同的气味来吸引动物食用，并为其传播种子。水果气味中包含多种复杂的挥发性化合物，这与水果的口味和品质密切相关，也是评价其感官质量的重要指标之一。

当水果被霉菌感染后，气味会发生改变，其品质也随之降低，并危害人类健康。霉菌活动会产生羟基类、烷烃类、醛基类、硫化物等化学物质，使霉变水果产生霉味、腐败味、酸臭味或甜味等特定的气味。不同霉菌感染或同一霉菌感染的不同时间内，霉变水果中挥发性化合物成分也有所不同。

有人问，如果把坏掉的部分削去，剩下的是不是就可以吃了？答案当然是“不”。因为霉菌或者毒素可能已经通过汁水在果肉内部蔓延。

通常，包装厂会在水果上添加蜡涂层来延长保存时间。Apeel 公司另辟蹊径，将叶子等植物材料中的脂质制成粉末，与水混合后喷施在水果表面，干燥后形成稀薄的水果衣保护膜。

Apeel 和 Plasmion 研究人员采用 SPME-SICRIT-MS 和 GC×GC-TOFMS 来识别和鉴定柑橘霉菌感染中的关键成分，为快速评价水果质量安全提供参考。

流过式介质通路放电源（SICRIT）为原位电离技术，其软电离的机制可使分子信息得以留存。将 SICRIT 与固相微萃取（SPME）相结合，能够对完整柑橘中的挥发性化合物进行快速无损分析，结果具备高准确性和灵敏度，可用于水果霉变的早期监测。

无损采样，可对挥发性化合物长期监测，通过化学计量学分析与霉菌相关的挥发性化合物的含量变化

01 材料准备

柑橘、指状青霉 (Penicillium digitatum, Pd)、意大利青霉 (Penicillium italicum, Pi)、灰霉菌 (Botrytis cinerea, Bc)、胶孢炭疽菌 (Colletotrichum gleosporioides, Cg)。

02 样本制备

刺破柑橘果皮，加入100 μL 的 1000 个/ml 孢子溶液，储存于相对湿度 95% 的塑料箱中 8 天。在可见光和紫外光下观察霉菌的感染情况。霉菌感染后的柑橘分别用于 SPME-SICRIT-MS 和 GC×GC-TOFMS 分析。

在肉眼看不见时，霉菌已悄悄感染

03 仪器条件

SICRIT 连接 QQQ 串联质谱，高通量实时监测挥发性化合物。SICRIT 离子源，电压：1600V；频率：15000 Hz。SPME 萃取：DVB/CAR/PDMS 固相微萃取头萃取10 min；SPME模块：250℃。

图1. SPME-SICRIT-MS 挥发性化合物实时监测。SPME 1.5 min 后解析完成，TIC 回归至基线水平。SICRIT 为软电离源，指纹谱中无内源裂解碎片，主要为 [M+H]^＋峰。

图2. GC×GC-TOFMS 主要观察醇类、芳香类、萜烯和醛类化合物。

图3. 柑橘霉菌感染后第5天，感染组与对照组火山图分析。感染后萜烯类成分显著上调如伞花烯、柠檬烯、芳樟醇和松油烯；乙酸乙酯，丙酮，壬醛和癸醇等成分显著下调。

图4. 柑橘感染霉菌后不同时间的 PCA 图。SPME-SICRIT-MS 结合 PCA 能快速区别柑橘感染霉菌不同时间后挥发性化合物的差异。柑橘感染 Cg 后第1、2天区别不大。随着霉菌增长（紫外可见），PCA 群组开始聚集在一起。

图5. 柑橘霉菌感染后第5天，不同霉菌类型 PCA 图。SPME-SICRIT-MS 结合 PCA 能快速区别霉菌感染后柑橘挥发性化合物的差异。

研究结论

SICRIT-MS 可无损、快速分析挥发性化合物，监测水果霉菌感染过程、并鉴别不同霉菌类型，帮助确定霉变阈值和严重程度，以及进一步了解水果中霉菌的生理反应。

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