基于GC-IMS技术的玉米霉变快速评估与早期预警研究

《Food Bioscience》：Rapid evaluation of mold deterioration in maize using GC-IMS

本文推荐采用气相色谱-离子迁移谱（GC-IMS）技术实现玉米贮藏霉变的快速无损检测。研究通过识别6种关键挥发性生物标志物（如丙醇、己醛等），结合主成分分析（PCA）和热图聚类，将霉变程度划分为四个等级，并与传统指标（脂肪酸值、菌落总数）验证一致性，为粮食储藏安全提供了创新性解决方案。

　　

亮点

人工接种玉米样本的GC-IMS分析

为了深入探究不同生长阶段霉菌污染玉米样本中挥发性有机化合物（VOCs）的变化规律，我们通过GC-IMS技术测定了不同霉变阶段玉米样本的香气成分二维图谱，如图1(A)所示。图谱纵坐标显示气相色谱保留时间（秒），横坐标为相对迁移时间，整体背景为蓝色。横坐标1.0处的红色竖线为反应离子峰（RIP）参考点，其余每个点代表一种挥发性化合物。颜色深浅反映物质浓度，白色表示较低浓度，红色表示较高浓度。通过对比RIP峰可发现，随着霉变程度加剧，挥发性化合物的数量和信号强度均显著增加。

讨论

玉米在种植、收获、储藏和运输过程中极易受到真菌污染，导致霉变和品质劣变。此类污染不仅造成玉米质量和产量损失，更通过产生致癌、抑制生长等危害严重威胁食品安全（Wu等，2022）。如Chen等（2021）指出，链格孢属（Alternaria alternata）作为广泛分布的环境真菌，可产生多种霉菌毒素……

结论

本研究明确验证了GC-IMS作为储粮霉变早期检测强效工具的价值。通过识别六种关键挥发性生物标志物（丙醇、己醛、丙醛、壬醛、丁-2-酮、异丁醇）并将其动态变化与多元分析关联，实现了将玉米霉变程度稳健划分为四个等级，且与传统品质参数高度一致。该成果凸显了GC-IMS技术在粮食储藏现场实时监测中的应用潜力。

作者贡献声明

熊亚婷： 方法论，数据整理。赵艳： 文稿审阅–编辑，研究监督，资金获取，形式分析。刘梦依： 初稿撰写，研究监督，形式分析。秦雨灿： 初稿撰写，数据整理。吴子轩： 数据整理。吕浩鑫： 研究监督，资金获取，形式分析。辛颖： 初稿撰写，课题调查，资金获取。