Detección de enfermedades fúngicas en la cadena de suministro de productos frescos

El analizador de tres gases Felix F-950 se utilizó en un experimento para medir etileno fúngico en tiempo real

  El etileno producido por muchos hongos puede causar enfermedades en los productos frescos perecederos. Los científicos descubrieron que esta fitohormona se puede utilizar como marcador en el diagnóstico no destructivo para la detección de enfermedades de la fruta después de la cosecha. Se utilizó un analizador de gas portátil en un experimento para medir etileno fúngico en tiempo real. Los hallazgos del experimento podrían ayudar a reducir la pérdida de alimentos. Métodos de detección de enfermedades fúngicas de la fruta Alrededor del 40-50% de los productos frescos se pierden en la etapa de poscosecha debido a las podredumbres. Los hongos por sí solos pueden ser causantes de la destrucción del 22,5% de las frutas y verduras. Ser capaz de detectar la presencia de hongos y el daño temprano puede limitar la propagación de enfermedades. Los métodos tradicionales de detección de enfermedades de la fruta se basan en el examen microscópico, el aislamiento y el cultivo para encontrar patógenos. Estos métodos son destructivos, laboriosos y requieren mucho tiempo. Al estar restringidos al muestreo puntual, introducen un error de estimación en su potencial de destrucción. Por lo tanto, los científicos han estado tratando de utilizar índices fisiológicos basados ​​en marcadores para encontrar un mejor método de detección de enfermedades de la fruta. Ya se había asociado la producción de etileno a la aparición de enfermedad, pero los investigadores querían estar seguros de la causa, ya que el estrés también puede desencadenar la producción de esta fitohormona. Un grupo de científicos chinos — Guo, Liu, Y. Wang, T. Wang, Zhang, Zhu y Xu — sabía que la producción de etileno en plantas infectadas por hongos era a menudo mayor en condiciones de mucha luz que de poca luz. Sin embargo, no estaban seguros de hasta qué punto la presencia y ausencia de luz influía en la producción de etileno en plantas enfermas. En su experimento, los científicos probaron la producción de etileno de material vegetal infectado por el hongo Botrytis cinerea (cepa B05.10), que expresa el marcador GFP tanto en la oscuridad como en la luz. Los productos frescos elegidos para estas pruebas fueron tomate (Solanum lycopersicum, un cultivar de tomate cherry) y uvas (Vitis vinifera, cv Shine-Muscat). Desafío: encontrar un modo no destructivo de medición de etileno Los científicos llevaron a cabo cuatro experimentos diferentes para examinar varios aspectos: 1) Además de B. cinerea, se cultivaron los hongos Colletotrichum gloeosporioides, Penicillium digitatum, Alternaria alternata y Fusarium asiaticum y las esporas se mezclaron en agua para comprobar si producían etileno. 2) Para probar el efecto de la luz, se crearon pruebas in vivo. Las esporas se agregaron a un medio y se cultivaron en una placa de Petri durante dos días, después de lo cual se sometieron a dos tratamientos: oscuridad y luz de LED. 3) Se utilizaron plántulas de Arabidopsis thaliana para comprobar la producción de etileno como resultado de la infección por hongos B. cinerea en plantas, con plantas no infectadas como controles. Después de cuatro días, las plantas se dividieron nuevamente y se mantuvieron tanto en condiciones de oscuridad como de luz. 4) Se compraron tomates y uvas en el mercado y se les lesionó, se les sometió a congelación o se les inyectaron esporas de B. cinerea. Después de veinticuatro horas, también se mantuvieron en condiciones de luz y oscuridad durante una hora y se analizaron para detectar etileno en tiempo real. En los últimos tres experimentos, se tomaron medidas de etileno de muestras mantenidas a la luz. Las muestras de control mantenidas en la oscuridad se trasladaron a la luz durante un corto tiempo. En todos los experimentos, la producción de etileno fúngico se midió mediante cromatografía de gases y en tiempo real se midió mediante un método no destructivo. Para las mediciones no destructivas, los científicos necesitaban un analizador de gas portátil que fuera preciso, pudiera medir niveles bajos de etileno y fuera efectivo en una amplia gama de condiciones de temperatura y humedad. Hay varios analizadores de gas portátiles en el mercado. Hay disponibles sistemas de microcromatografía de gases, pero es necesario un paso de preconcentración para mejorar la sensibilidad, por lo que no es posible obtener lecturas en tiempo real. Los detectores de gas ópticos pueden dar lecturas en tiempo real, pero la precisión depende del precio de la herramienta y los sensores utilizados. Solución: Analizador de tres gases Felix F-950 Los científicos decidieron utilizar una herramienta basada en sensores electroquímicos, el analizador de tres gases FELIX INSTRUMENTS F-950. Este instrumento de análisis de gas ha sido diseñado para funcionar en una amplia gama de condiciones de temperatura y humedad, a diferencia de otros sensores electroquímicos, que solo pueden funcionar dentro de una estrecha gama de condiciones ambientales. Para medir la producción de etileno fúngico en tiempo real, como se muestra en la Figura 2, las placas de Petri o las muestras de fruta se mantuvieron en una cámara hermética y se conectaron a la entrada y salida del analizador de gases portátil F-950 con agujas y tubos herméticos. Una microbomba creó un flujo de aire circulante y los niveles de etileno se midieron cada segundo. Beneficios de utilizar el analizador de gases portátil Los científicos habían seleccionado el F-950 debido a su capacidad para medir niveles de etileno que van desde 0,1 a 100 partes por millón (ppm). Por lo tanto, estaban seguros de que obtendrían resultados precisos. El instrumento ya había demostrado su utilidad en una amplia variedad de frutas y que tenga un tamaño pequeño y portátil lo convirtió en una herramienta conveniente para los investigadores. Además, los científicos necesitaron solo 30 segundos para registrar cada lectura, por lo que también se cumplió el requisito de obtener mediciones en tiempo real. Una batería con una carga de ocho horas permitió la recogida de datos de las distintas muestras sin interrupción. Una tarjeta SD de 16 GB almacenaba los datos registrados por el analizador de gas portátil para el análisis estadístico sin la molestia de ingresar datos, lo que les ahorraba un tiempo considerable. Estos datos se transfirieron fácilmente a las computadoras de los científicos para su uso posterior. Texto completo   Felix Instruments