Resumen de 1H HR MAS NMR metabolomic and non-destructive 2D NMR relaxometry to assess internal quality in apples

Ángela Melado Herreros, Pilar Barreiro Elorza, P. Villa-Valverde, Encarnación Fernández Valle, E. Humpfer

• español

  High Resolution Magic Angle Spinning (1H HR MAS) es una técnica de Resonancia Magnética Nuclear (NMR) que permite trabajar con muestras sólidas por medio del giro rápido de la muestra (~ 4-6 kHz) con un ángulo de 54.7 en un campo magnético. La relaxometría 2D es una técnica de alta resolución de NMR que permite la caracterización micro-estructural de los alimentos, así como la distribución del agua en los mismos. En este trabajo se seleccionaron 7 manzanas de entre 296 previamente estudiadas con imagen de resonancia magnética (MRI), y se sometieron a estudio metabolómico mediante la técnica de HR MAS con el objeto de determinar cambios en los compuestos químicos entre tejido sano y afectado por vitrescencia: ácido málico, sacarosa, glucosa, frutctosa y etanol. En la primera campaña, las muestras de tejido se cogieron de zonas afectadas y sanas (en zonas cerca del corazón, del centro y de la parte externa del mesocarpo), mientras que en la segunda campaña, las muestras de tejido se centraron en la comparación entre el tejido sano y el enfermo. Asimismo, se realizó MRI y relaxometría 2D no destructiva (en frutos enteros, tanto global como localizada) en 72 y 12 frutos respectivamente, para comparar parámetros a escala macroscópica (tejido) y microscópica (nivel subcelular). Los resultados de HR MAS mostraron mayor cantidad de X-glucosa y ^-glucosa, ácido málico y compuestos aromáticos para tejidos afectados por vitrescencia en ambas campañas, mientras que los tejidos sanos presentaban mayor contenido en glucosa. La degradación microscópica en los tejidos varía en función del desarrollo del tejido y concuerda con la caracterización macroscópica con MRI.

• English

  High Resolution Magic Angle Spinning (1H HR MAS) is a Nuclear Magnetic Resonance (NMR) technique that permits the analysis of solid samples by means of the rapid spinning (~4-6 kHz) with an angle of 54.7 under a magnetic field. 2D relaxometry is a high resolution technique that permits both, the micro-structural characterization and the water distribution of foods. In this work, 7 apples were selected among a pool of 296 samples that were screened with MRI and were submitted to metabolomic study by means of HR MAS in order to assess chemical shifts: malic acid, sucrose, glucose, fructose and ethanol. On the first season, tissue samples were taken from the sound and affected apples (near the core, centre and outer part of the mesocarp) belonging to sound and affected locations, while on the second, tissue samples were focused on the comparison between sound and affected tissue. Beside, MRI and 2D non-destructive relaxometry (on whole fruits, and localized tissue) where performed on 72 and 12 apples respectively in order to compare features at macroscopic (tissue) and microscopic (subcellular) level. Results on HR MAS show a higher content in X-glucose y ^-glucose, malic acid and aromatic compounds for the tissues affected by watercore on apples from both seasons, whole sound tissue reflects higher sucrose. Microscopic degradation of tissue varies according to disorder development and is in good accordance with macroscopic characterization with MRI.