Identificazione dei composti organici volatili legati alla qualità alimentare del riso japonica cotto

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 18133 (2022) Citare questo articolo

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La qualità alimentare (EQ) del riso ha una natura complessa composta da proprietà fisico-chimiche. Tuttavia, i programmi di allevamento che valutano l’EQ attraverso test sensoriali o strumenti di valutazione del gusto sono stati laboriosi, dispendiosi in termini di tempo e inefficienti. L’equalizzazione è influenzata sia dal gusto che dall’aroma. Tuttavia, nei programmi di allevamento attuali, l'aroma del riso cotto è stato considerato minimo a causa della mancanza di informazioni. Qui abbiamo identificato un totale di 41 composti volatili che potrebbero influenzare l’EQ del riso japonica cotto non aromatico, identificati mediante GC-MS, panel test sensoriale e analisi del misuratore del gusto Toyo. L'analisi discriminante parziale dei minimi quadrati ha dimostrato un eccezionale effetto di classificazione dei composti volatili identificati sulla discriminazione della qualità alimentare. È stato identificato che diversi composti volatili legati all’ossidazione dei lipidi e alla degradazione degli acidi grassi influenzano l’EQ nel riso japonica. Di questi, 1-otten-3-olo, 1-etil-3,5-dimetilbenzene, 2,6,11-trimetildodecano, 3-etilottano, 2,7,10-trimetildodecano, metil salicilato, 2-ottanone ed eptanale sono stati selezionati come composti importanti. Il modello discriminante per la classificazione della qualità delle cultivar era robusto e accurato, un valore r al quadrato era 0,91, il valore aq al quadrato era 0,85 e l'accuratezza era 1,0. Nel complesso, i risultati di questo studio caratterizzano l’EQ delle cultivar di riso in base a composti volatili, suggerendo l’applicazione dei dati di profilazione dei metaboliti per la selezione del riso di alta qualità alimentare.

Il riso (Oryza sativa L.) è una delle colture agricole più importanti e funge da alimento base in tutto il mondo. A causa del miglioramento del tenore di vita, la domanda del mercato di riso di alta qualità è in aumento1. Il panel test sensoriale è un metodo diretto per valutare l'EQ del riso cotto. Preferibilmente i panelisti formati in modo equilibrato per genere valutano individualmente i campioni di riso cotto per intensità e preferenze di attributi, come aspetto, durezza, collosità, gusto o sapore, consistenza e qualità alimentare complessiva2,3. Nonostante la sua valutazione diretta e intuitiva nell'EQ, il panel test sensoriale richiede molto tempo, molto lavoro e un grande volume di campioni, quindi non è applicabile ai test sulle prime generazioni nei programmi di allevamento. Pertanto è stata sostituita dall'analisi delle proprietà fisico-chimiche del riso. L'amido è un componente principale dell'endosperma del riso, costituito da amilosio e amilopectina4. Pertanto i tratti correlati all'amido come il contenuto di amilosio, la consistenza del gel e la temperatura di gelatinizzazione sono stati ampiamente studiati5,6,7,8 e il loro background genetico è stato determinato come l'amido sintasi legato ai granuli e gli enzimi di ramificazione dell'amido, in modo rappresentativo9,10,11, 12. Tuttavia, l’EQ determinato dagli strumenti di valutazione del gusto e dall’analisi fisico-chimica non è stato finora così soddisfacente. Considerando che l’EQ è un tratto complicato, tutti gli attributi legati al senso umano sono significativi nel discriminare l’EQ. Mentre il senso olfattivo percepisce principalmente le informazioni, l’aroma e il sapore sono considerati due dei principali fattori legati all’EQ nelle proprietà sensoriali del riso13,14,15. Empiricamente, i coltivatori di riso riconoscono che è difficile ottenere una valutazione sensoriale accurata del riso cotto quando si ha il naso chiuso.

Sono stati fatti tentativi per selezionare e profilare i composti organici volatili (COV) del riso; tuttavia, si sa poco sulla relazione tra questi composti e il sapore o l'EQ del riso cotto16. Di conseguenza, aroma e sapore sono stati considerati in modo restrittivo nell'applicazione dei composti chimici identificati nella valutazione dell'EQ. Inoltre, la maggior parte degli studi precedenti si concentravano su cultivar di riso aromatiche, come il riso basmati e il riso japonica tropicale. Ad esempio, la 2-acetil-1-pirrolina è stata identificata come il COV responsabile dello specifico aroma simile ai popcorn e del sapore caratteristico del riso profumato. Inoltre, è stato sviluppato un marcatore molecolare, basato su una delezione di 8 bp nel gene della fragranza, per distinguere tra cultivar di riso profumate e non profumate17,18,19.