Truskawki pod zaawansowanym technologicznie szkłem powiększającym

Słodkie smaki i zdrowe składniki sprawiają, że truskawki są jedną z najpopularniejszych jagód na świecie. Złożone związki biochemiczne decydujące o smaku i wartości odżywczej truskawek – zwane biomarkerami – mogą zostać zidentyfikowane jedynie przez ekspertów na podstawie nowoczesnych analiz.

Zespół z Akademii Technologicznej we Freibergu we współpracy z badaczami z Serbii po raz pierwszy przeanalizował różne odmiany truskawek przy użyciu spektrometrii mas o bardzo wysokiej rozdzielczości i zbadał, w jaki sposób biomarkery są rozmieszczone w owocach. Chemicy odkryli, że większość biomarkerów znajduje się w czerwonej skórce truskawek.

Zespół opublikował wyniki w czasopismach naukowych Nauka analityczna w Wiley I rośliny.

Na przykład zespołowi naukowców pod kierunkiem dr Jana Zubera z Politechniki we Freibergu udało się zidentyfikować biomarker pelargudyno-3-O-maloniglukozyd w skórce truskawek.

„Cząsteczka ta ma działanie przeciwutleniające. W organizmie człowieka te związki chemiczne potrafią wiązać się z wolnymi rodnikami, dzięki czemu działają przeciwzapalnie i wazoprotekcyjnie” – wyjaśnia pracownik naukowy Instytutu Chemii Analitycznej.

Analizowane odmiany truskawek zawierają również inne cząsteczki biomarkerów, takie jak kwasy organiczne, na przykład kwas cytrynowy, lub cukry, takie jak glukoza. W zależności od stężenia i stosunku tych biomarkerów określa się smak i wartość odżywczą danej odmiany truskawek. Większość tych biomarkerów znajduje się również w skórce truskawek.

Cienkie plasterki truskawek do szczegółowych analiz

Zespół był w stanie z taką precyzją wykryć stężenie biomarkerów w owocach dzięki zaawansowanemu technologicznie urządzeniu analitycznemu, którego naukowcy użyli do badania cienkich plasterków truskawek, czyli spektrometrze mas o niezwykle wysokiej rozdzielczości. Tutaj biomarkery są najpierw przekształcane za pomocą lasera w naładowane cząstki, zwane jonami, a następnie rozdzielane na podstawie ich masy i liczby ładunków.

„Nasze analizy umożliwiły po raz pierwszy rozróżnienie różnych biomarkerów, których masy różnią się między sobą jedynie do szóstego miejsca po przecinku”. Biomarkery są reprezentowane przez zakodowany kolorami obraz zmierzonych sygnałów cienkiego plasterka truskawki.

„To wyraźnie pokazuje, że biomarkery istotne dla smaku i jakości owoców występują w szczególnie wysokich stężeniach w skórkach truskawek” – mówi Zuber.

Ukierunkowana hodowla truskawek

We współpracy z naukowcami z serbskiego uniwersytetu w Belgradzie zespół dr Jana Zubera zastosował tę metodę do zbadania łącznie 25 nowych odmian truskawek. „Ponieważ te biomarkery odgrywają kluczową rolę w określaniu smaku i jakości truskawek, dla hodowców truskawek ważne jest, aby dokładnie wiedzieć, gdzie znajdują się biomarkery i w jakim stężeniu” – mówi chemik.

„Wyniki te można wykorzystać do wybrania do produkcji odmian owoców, które dają najwyższy plon i są możliwie najbardziej bogate w składniki odżywcze. Z drugiej strony wyniki pomagają również ocenić akceptację nowych odmian owoców przez konsumentów końcowych”.

Analiza próbek za pomocą spektrometrii mas

Próbka wykorzystywana do analizy ma grubość nie większą niż kilka mikrometrów. Przygotowywane są do pomiaru w spektrometrze mas przy użyciu specjalnego urządzenia tnącego (chłodzony mikrotom). Następnie cienki krążek powleka się matrycą aktywną w promieniowaniu UV, która jest niezbędna do przekształcania różnych biomarkerów w odpowiednie jony.

Następnie badacze umieszczają siatkę pomiarową nad tym preparatem. Każdy punkt tej siatki jest teraz wzbudzany za pomocą lasera spektrometru mas i wykrywane są powstałe jony. Dzięki niezwykle wysokiej rozdzielczości spektrometrii mas można wykryć nawet najmniejsze różnice mas pomiędzy jonami biomarkerów i wykorzystać je do dyskryminacji.

Uzyskane informacje są następnie oceniane i wizualizowane za pomocą obrazów rozkładu, aby pokazać, które biomarkery można wykryć w określonych obszarach cienkich skrawków.