利用FAIMS技术评估马铃薯批量储存设施中挥发性有机化合物的空间变异性

《Journal of Food Measurement and Characterization》：Evaluation of spatial variability of volatile organic compounds in potato bulk storage facility using FAIMS

实时检测马铃薯储藏中挥发性有机物（VOCs）的空间变异性，通过开发专用采样装置采集20个头space样本，结合FAIMS分析发现VOCs含量变幅达78%-82%，空间分布适合球形（tp1）和高斯模型（tp2）， ordinary kriging插值精度优于反距离加权法。该成果为精准防控储藏病害提供技术支撑。

　　

摘要

实时检测挥发性有机化合物（VOCs）有助于监测和发现大规模储存设施中的马铃薯腐烂病原体。及早发现疾病可以采取精确的管理策略，从而减少作物损失。为了利用马铃薯块茎释放的VOCs来监测储存条件并延长储存时间，进而可能减少损失并提高种植者的利润，在检测到腐烂之前，研究储存库内马铃薯堆中VOCs的变异性和分布模式至关重要。因此，开发了一种定制的挥发性采样装置，用于从储存环境中采集VOCs。此外，还对马铃薯块茎释放的VOCs的空间变异性和分布进行了全面评估。使用该采样装置，在2024年1月和3月的两个时间点（分别称为tp1和tp2），在面积为81×14米的储存区域内，使用Tedlar^?袋子每隔约10.5米采集了20个空气样本（马铃薯堆顶部空间样本）。这些样本通过场不对称离子迁移谱仪（FAIMS）进行分析，并评估了FAIMS的离子电流强度数据。结果显示，在储存设施内，VOCs的分布存在显著差异，tp1和tp2时的变异系数分别约为82%和78%。实验半变异图表明，对于tp1的数据，球形模型是最适合的拟合模型；对于tp2的数据，高斯模型是最适合的拟合模型。在插值技术中，普通克里金法（ordinary kriging）在捕捉VOCs的空间变异性和分布方面优于逆距离加权法（inverse distance weighting）。本研究描述了采样装置的成功开发，以及对商业储存设施中VOCs空间分布的评估。建议进行持续的空间和时间采样，以检测和识别储存的马铃薯块茎中的疾病。这些技术对于改善储存设施管理和减少收获后的损失至关重要。