В исследовании, опубликованном 18 июня в журнале MDPI, учёные из Цукубского университета (Япония) описали новый метод для быстрого изменения пигментных профилей томатов. Они использовали этот метод для изучения того, как пигменты влияют на цвет и вкус разных сортов томатов.
Цвет томатов обусловлен комбинацией различных типов пигментов, включая каротиноиды и хлорофиллы. Эти пигменты также влияют на накопление вкусообразующих соединений: сахаров, влияющие на вкус, и летучих органических соединений (volatile organic compounds, VOC или ЛОС), определяющих запах. По мере созревания томата количество пигментов и соединений, связанных со вкусом и запахом, меняется. Но до текущего момента детали взаимодействий были неизвестны.
«Такие пигменты, как каротиноиды, не обладают вкусом, — сказал ведущий автор исследования профессор Мияко Кусано. — Но они являются предшественниками соединений, называемых апокаротиноиды (apocarotenoid-VOCs, AC-VOCs,). Они создают фруктово-цветочный запах томатов и усиливают их сладкий вкус, что привлекает людей».
Традиционные методы поиска и определения количества пигментов медленные, поэтому исследователи разработали простой быстрый способ анализа большого количество образцов. Используя новую технологию, учёные измерили каротиноиды и хлорофиллы в 157 различных сортах томатов. После они проанализировали вкус каждого сорта, чтобы определить взаимосвязь между пигментами и вкусом.
Результаты показали, что сорта с обилием хлорофилла содержали повышенное количество сахара, усиливающего сладость томатов. Каротиноидные профили отражают внешний вид плодов и уровни AC-VOC.
«Пигментный профиль одного из сортов томата (“Dixie Golden Giant”) был особо интересен, — объясняет профессор Кусано. — Он обладал очень высоким уровнем AC-VOC и низким уровнем каротиноидов. Мы обнаружили, что высокий уровень AC-VOC в этом сорте обеспечил пигмент проликопин».
Концентрация каротиноидов в плодах зависит от условий, в которых они росли, например, температуры и количества света. Путём изучения профилей пигментов и уровня AC-VOC в плодах, выращенных в различных средах обитания, можно найти способы значительного улучшения вкусовых характеристик томатов, что будет хорошо и для потребителя, и для производителя.
Обзор нового метода, разработанного исследователями. Исходный материал опубликован в статье «High-Throughput Chlorophyll and Carotenoid Profiling Reveals Positive Associations with Sugar and Apocarotenoid Volatile Content in Fruits of Tomato Varieties in Modern and Wild Accessions» DOI: 10.3390/metabo11060398.
На рисунке схематично изображён процесс количественного определения пигментов и соединений, связанных со вкусом. Пигменты (каротиноиды, ликопин и хлорофиллы a и b) определяли при помощи мультимодального считывателя микропланшетов. После сравнения пигментного состава было выбрано несколько линий для проведения количественного анализа пигментов методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с фотодиодной матрицей (HPLC-PDA).
По сравнению с используемыми методами анализа при помощи спектрофотометра со спектрофотометрической ячейкой, разработанный исследователями метод с использованием 96-луночных планшетов и считывателя микропланшетов продемонстрировал три явных преимущества. Во-первых, для анализа потребовалось всего 300 µL, что эквивалентно 0,75 мг сухого вещества. Во-вторых, использование мультимодального считывателя микропланшетов для измерения на пяти длинах волн позволило количественно определить каротиноиды, ликопин и хлорофиллы а и в одновременно. В третьих — метод обладает высокой скоростью считывания. Каждый образец анализируется примерно по 10 секунд. Метод может автоматически анализировать 24 образца за 2,5 минуты в рамках одной партии.
На таблице выше указано соотношение цвета кожицы и содержания пигментов в плодах трех сортов томатов во время созревания. (a–c): Внешний вид и размер плодов на разных стадиях созревания сортов «Ailsa Craig», «Moneymaker» и «Micro-Tom». Белая полоска отражает масштаб — 1 см. (d-f): Количественное определение хлорофилла a (Chl a), хлорофилла b (Chl b), общего количества каротиноидов, за исключением ликопина (Car), а также ликопина отдельно (Lyc) в трёх сортах. Каждое значение отображается как среднее значение для трёх образцов (n = 3) со стандартным отклонением (SD).
***
Перевод подготовили: Антон Меньшенин, Екатерина Хананова и Марлен Тальберг.
Источник — Color and flavor – pigments play a role in creating tasty tomatoes