Les fraises sont l’une des baies les plus populaires au monde grâce à leur saveur sucrée et à leurs ingrédients sains. Les composés biochimiques complexes qui déterminent la saveur et la valeur nutritionnelle d’une fraise, appelés biomarqueurs, ne peuvent être déterminés en détail que par des experts utilisant des analyses modernes.
Une équipe de la TU Bergakademie Freiberg et des chercheurs serbes ont analysé pour la première fois différentes variétés de fraises à l’aide d’une spectrométrie de masse à très haute résolution et ont examiné la répartition des biomarqueurs dans le fruit. Les chimistes ont découvert que la plupart des biomarqueurs se trouvent dans la peau rouge des fraises.
L’équipe a publié les résultats dans les revues Sciences analytiques Wiley et Plantes.
Dans la peau de la fraise, par exemple, l’équipe de chercheurs dirigée par le Dr Jan Zuber de la TU Bergakademie Freiberg a identifié le biomarqueur pélargonidine-3-O-malonyglucoside.
« Cette molécule a un effet antioxydant. Dans le corps humain, ces composés chimiques peuvent se lier aux radicaux libres et avoir ainsi un effet anti-inflammatoire et vasoprotecteur », explique le chercheur associé à l’Institut de chimie analytique.
Les variétés de fraises analysées contiennent également d’autres molécules biomarqueurs telles que des acides organiques, par exemple l’acide citrique, ou des sucres comme le glucose. En fonction de la concentration et du rapport de ces biomarqueurs, le goût de la variété de fraise concernée et sa qualité nutritionnelle sont déterminés. La majorité de ces biomarqueurs se trouvent également dans la peau de la fraise.
De fines tranches de fraises pour des analyses détaillées
Si l’équipe a pu détecter avec autant de précision la concentration de biomarqueurs dans les fruits, c’est grâce à l’appareil d’analyse de haute technologie utilisé par les chercheurs pour examiner les fines tranches de fraises, le spectromètre de masse à ultra-haute résolution. Ici, les biomarqueurs sont d’abord convertis en particules chargées, appelées ions, par un laser, puis séparés en fonction de leur masse et de leur nombre de charge.
« Nos analyses ont permis pour la première fois de distinguer différents biomarqueurs dont les masses ne diffèrent les unes des autres qu’à la sixième décimale près. » Les biomarqueurs sont représentés par une image en couleur des signaux mesurés de la tranche de fraise ultra-fine.
« Cela montre clairement que les biomarqueurs pertinents pour le goût et la qualité du fruit se trouvent en concentrations particulièrement élevées dans la peau de la fraise », explique Zuber.
Sélection ciblée de fraises
En collaboration avec des chercheurs de l’Université serbe de Belgrade, l’équipe du Dr Jan Zuber a utilisé cette méthode pour étudier un total de 25 nouvelles variétés de fraises. « Comme ces biomarqueurs sont déterminants pour le goût et la qualité des fraises, il est intéressant pour la sélection des variétés de fraises de savoir exactement où se trouvent les biomarqueurs et dans quelle concentration », explique le chimiste.
« Ces résultats peuvent être utilisés pour sélectionner des variétés de fruits à haut rendement et riches en nutriments. D’autre part, les résultats aident également à évaluer comment les nouvelles variétés de fruits seront acceptées par les consommateurs finaux. »
Analyse d’échantillons avec le spectromètre de masse
L’échantillon utilisé pour l’analyse n’a que quelques micromètres d’épaisseur. Il est préparé pour la mesure dans le spectromètre de masse à l’aide d’un dispositif de coupe spécial (cryomicrotome). Le disque ultra-fin est ensuite recouvert d’une matrice active UV, nécessaire à la conversion des différents biomarqueurs en ions correspondants.
Les chercheurs placent ensuite une grille de mesure sur cette préparation. Chaque point de cette grille est alors excité par le laser du spectromètre de masse et les ions qui en résultent sont détectés. Grâce au spectromètre de masse à ultra-haute résolution, même les plus petites différences de masse entre les ions biomarqueurs peuvent être détectées et utilisées pour la différenciation.
Les informations obtenues sont ensuite évaluées et visualisées à l’aide d’images de distribution pour montrer quels biomarqueurs peuvent être détectés dans quelles zones des sections minces.
Plus d’information:
Jan Zuber et al, Caractérisation des biomarqueurs des fraises par imagerie MS. Sciences analytiques Wiley (2024). analyticalscience.wiley.com/co … awberries-ms-imagerie
Dragica Milosavljević et al, Sucres et acides organiques dans 25 cultivars de fraises : évaluation qualitative et quantitative, Plantes (2023). DOI: 10.3390/plants12122238