CARACTERIZACIÓN DE LOS COMPUESTOS AROMÁTICOS CLAVE EN SEMNOSTACHYA MENGLAENSIS TSUI MEDIANTE CROMATOGRAFÍA DE GASES-OLFATOMETRÍA

CARACTERIZACIÓN DE LOS COMPUESTOS AROMÁTICOS CLAVE EN SEMNOSTACHYA MENGLAENSIS TSUI MEDIANTE CROMATOGRAFÍA DE GASES-OLFATOMETRÍA, VALORES DE ACTIVIDAD DEL OLOR, RECOMBINACIÓN DE AROMAS Y ANÁLISIS DE OMISIONES

INTRODUCCION

Semnostachya menglaensis Tsui, una planta perenne perteneciente a la familia Acanthaceae, se origina en Jinghong, Lincang y otros lugares en la provincia de Yunnan, China y se distribuye en Tailandia y Vietnam (Yang et al., 2014). Es una especia natural y una planta medicinal, que sirvió como bebida de té tradicional para la minoría étnica Dai de China durante mucho tiempo (Srikun, 2017). Toda la planta contiene una gran cantidad de sustancias aromáticas, incluido el olor único del arroz basmati, el pan y el olor a palomitas de maíz, y se ha utilizado ampliamente como aromatizante en la provincia de Yunnan (Kasai et al., 1991).

El aroma es uno de los atributos de calidad más importantes que contribuyen a S. menglaensis. Recientemente, se han realizado varios estudios sobre los componentes volátiles de S. menglaensis. Naef, Velluz, Mayenzet, Starkenmann y Sun (2005) estudiaron los componentes volátiles de S. menglaensis cultivado en un invernadero del jardín botánico del Instituto de Botánica de Kunming utilizando hexano, cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-MS) y espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN), observó que 1- (3,4,5,6-tetrahidro-2-piridil) -1-propanona [porcentaje relativo contenido (RPC): 41,2%)], 1- (1,4,5,6-tetrahidro-2-piridil) -1-propanona (RPC: 37,5%) y 1- (2-piperidil) -1-propanona ( CPR: 5,2%) constituyeron principalmente los compuestos volátiles.

Se han detectado más de 100 compuestos aromáticos en S. menglaensis mediante diferentes métodos de extracción, pero sus compuestos aromáticos clave, que son responsables de su perfil aromático, aún no se han aclarado con claridad.

El método analítico de GC-puerto olfativo (GC-O) incluye principalmente análisis de dilución de extracción de aroma (AEDA), análisis de frecuencia de detección (DFA) y análisis de intensidad (IA).

AEDA puede medir el factor de dilución del sabor (FD) de cada compuesto con olor activo mediante análisis repetidos de GC-O de destilados aromáticos diluidos en serie, y se puede obtener la contribución de aroma de cada compuesto objetivo (Grosch, 1994). En DFA, la misma muestra sin diluir fue analizada repetidamente muchas veces por un gran número de panelistas, y se contó la frecuencia de detección de cada compuesto con olor activo.

IA incluye intensidades posteriores al pico y de tiempo. La intensidad posterior al pico es un método para registrar el cambio en la intensidad del olor de los componentes volátiles en un período determinado después del pico, mientras que el método de intensidad del tiempo se refiere a la duración e intensidad del olor de los componentes volátiles (Niu et al., 2018). Entre estos métodos, AEDA se ha utilizado ampliamente para analizar los compuestos activos de olor potencialmente importantes en los alimentos (Andreani et al., 2019 , Liu et al., 2019 , Sahin y Schieberle, 2019). Como método de estudio sistemático, combina el cálculo de los OAV, la recombinación de aromas y las pruebas de omisión y se ha utilizado ampliamente para decodificar los códigos químicos de olor de un alimento determinado (Grimm y Steinhaus, 2019 ,Sabbatini et al., 2019 , Zhang et al., 2018). Sin embargo, este método no se ha aplicado para determinar la composición aromática de S. menglaensis.

Por lo tanto, los principales objetivos del estudio actual son (1) identificar los compuestos con olor activo en S. menglaensis mediante HS-SPME junto con GC-O y GC-MS, (2) calcular los OAV de compuestos con olor activo sobre la base de sus resultados cuantitativos y umbrales de olor, (3) para confirmar los compuestos activos de olor clave de S. menglaensis mediante pruebas de omisión y recombinación de aromas. 

2.6 Análisis GC – MS

Se utilizó Agilent 7890B GC junto con Agilent 5977A MSD (Agilent Technologies, Inc. Santa Clara, EE. UU.) En los análisis cualitativos y cuantitativos de los compuestos diana. Las columnas capilares, el modo de inyección, la temperatura del inyector y el programa de temperatura del horno fueron los mismos que se describen en GC-O. Helio (porcentaje de pureza> 99,999%) caudal 1 ml min −1 . El detector de masas se hizo funcionar a 150 ° C en un modo de impacto de electrones de 70 eV, y la temperatura de la fuente de iones fue de 230 ° C. El rango de exploración fue de 35 a 350  m / z , y el tiempo de retardo del disolvente fue de 3,0 min. Los compuestos correspondientes a cada zona de olor se identificaron en base a la base de datos NIST 11, estándares, descriptores de olor e índices de retención (RI, calculados por n-alcanos).

2.7 Análisis sensorial

Se seleccionaron quince panelistas (nueve mujeres y seis hombres, edad media = 22) de la Escuela de Alimentos y Medicamentos de la Universidad Normal de Luoyang según las normas ISO (ISO 8589 2007) para evaluar el perfil de aroma de S. menglaensis. El procedimiento de evaluación se realizó de acuerdo con los métodos de Xiao et al. (2017) con modificaciones menores. Primero, los panelistas generaron términos descriptivos para S. menglaensis. En segundo lugar, los patrones de aroma que se detectaron en S. menglaensispor GC-O y GC-MS en columna HP-5MS fueron presentados y discutidos por 15 panelistas, y se determinaron seis términos de aroma (palomitas de maíz, tabaco, hierba / verde, hongo, leñoso y floral). Mientras tanto, se utilizó una escala de 10 puntos para evaluar la intensidad de cada atributo ("1" corresponde a intensidad muy débil, "5" corresponde a intensidad moderada y "10" corresponde a intensidad extrema). Los estándares de referencia de seis términos aromáticos fueron los siguientes: 2-propionil-3,4,5,6-tetrahidropiridina para notas similares a palomitas de maíz, 2-propionilpiridina para notas de tabaco, (Z) -3-hexen-1-ol para hierba / nota verde, 1-octen-3-ol para nota de hongo, α-ionona para nota amaderada y linalol para nota floral. El procedimiento de evaluación del análisis sensorial hizo referencia al té, con una ligera modificación S. menglaensis (2 g) se infundió con 150 ml de agua recién hervida durante 5 min en una tetera especial. Los valores de intensidad se informaron como promedio de las puntuaciones de diferentes panelistas.

2.8 Cuantificación de olores clave y cálculo de OAV

Para disminuir la influencia del efecto de la matriz, se obtuvo una matriz de aroma-blanco de acuerdo con el método de Du et al. (2013) con alguna modificación. S. menglaensis (200 g) y agua (agregada quínticamente a 1000 mL cada vez, hasta que el sabor sensorial fue muy ligero) se colocaron en una botella de evaporación rotatoria y la mayoría de los componentes del aroma se eliminaron con un evaporador rotatorio a 70 ° C. Posteriormente, el S. menglaensis se secó a 70 ° C, y el S. menglaensis "libre de aroma" ( Fig. S5y la Tabla S1) se utilizó como matriz en blanco para establecer las curvas de calibración de los olores clave. Los estándares de los olores clave se disolvieron en etanol y se diluyeron gradualmente con agua ultrapura.

2.9 Recombinación de aromas de S. menglaensis

La S. menglaensis "libre de aroma" (descrita en la Sección 2.8) se utilizó como matriz en blanco en la recombinación de aroma. Los compuestos aromáticos con OAV ≥ 1 en S. menglaensis se mezclaron en sus concentraciones reales en la matriz en blanco, se sellaron con Parafilm y se mantuvieron durante 1 ha temperatura ambiente. La muestra reconstituida fue evaluada por 15 panelistas según el método de “Análisis Sensorial”.

2.10 Prueba de omisión

Se prepararon catorce modelos de aroma para la evaluación del aporte de un solo compuesto o un grupo de compuestos mediante prueba de omisión. Las cualidades de olor de los modelos reducidos se evaluaron frente a dos recombinantes completos con prueba de triángulo como se describe en un estudio anterior A todas las muestras analizadas se les asignó un código aleatorio de cuatro dígitos, y se pidió a 10 panelistas que olfatearan las muestras y seleccionaran la diferente.

2.11 análisis estadístico

Los análisis de regresión estadística y lineal de las curvas estándar se realizaron utilizando MS Excel 2010. Las figuras se dibujaron utilizando el software OriginPro (versión 9.1, OriginLab Inc., EE. UU.).

3 . Resultados y discusión

3.1 . Determinación de compuestos olorosos mediante GC-O

La GC-O percibió un total de 29 compuestos con olor activo en cinco muestras de S. menglaensis ( Tabla 1 ). Entre ellos, 27 compuestos, que incluyen ocho piridinas, ocho alcoholes, tres hidrocarburos, tres cetonas, dos ésteres, una pirrolina, una quinaldina, un aldehído, se identificaron mediante el uso de RI , características de olor y estándares auténticos, y dos compuestos no se identificaron. identificadas por GC-MS (las TIC y todos los compuestos volátiles detectados de las muestras de S. menglaensis se presentaron en material suplementario , Figs. S6-S10y Tabla S2). 2-propionil-1,4,5,6-tetrahidropiridina (AI: 10.0-10.0), 2-propionil-3,4,5,6-tetrahidropiridina (AI: 10.0-10.0), 2-acetil-3,4, 5,6-tetrahidropiridina (AI: 9.5-10.0), linalol (AI: 8.4-10.0), 1-octen-3-ol (AI: 8.1-10.0), 2-propionilpiridina (AI: 8.2-9.3), 2- propionil-1-pirrolina (AI: 7.9-9.8), α-ionona (AI: 7.9-9.4), β-ionona (AI: 6.2-7.9) y 3-octanol (AI: 6.1-7.1) tenían AI más altos que otros compuestos de olor activo, lo que indica que contribuyeron más al perfil de aroma de S. menglaensis . Entre estos compuestos, 2-acetil-3,4,5,6-tetrahidropiridina, 2-propionil-3,4,5,6-tetrahidropiridina y 2-propionil-1,4,5,6-tetrahidropiridina presentaron “palomitas de maíz- como ”notas aromáticas, que se detectaron en mezclas de reacción de prolina / glucosa tratadas térmicamente ( Hofmann & Schieberle, 1998). La 2-propionil-1-pirrolina también presentó una nota de aroma "similar a las palomitas de maíz" y se informó con una alta actividad de olor en el sabor general de las palomitas de maíz ( Schieberle, 1995 ). El 1-Octen-3-ol presentó una nota de aroma a “hongos”, que se detectó en tés y café ( He et al., 2016 , Wu y Cadwallader, 2019 ). La α-ionona y la β-ionona presentaron notas aromáticas “amaderadas” y “florales”, las cuales también se detectaron en tés de alta intensidad aromática ( He et al., 2016 ). El 3-Octanol presentó una nota de aroma a “hongo”, que se detectó en aceites esenciales de naranja dulce con baja intensidad aromática ( Xiao, Ma, Niu, Chen, & Yu, 2016 ). Sin embargo, fue difícil evaluar la contribución exacta de los compuestos con olor activo al aroma general deS. menglaensis en función de sus intensidades aromáticas. Por tanto, deben determinarse los factores FD y OAV de los compuestos con olor activo para evaluar más a fondo su contribución en S. menglaensis .

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