Détection HS-GC-IMS des composés organiques volatils dans les poudres de cistanche sous différentes méthodes de traitement

1. Introduction

Cistanche (Cistanche deserticola YC Ma) également connue sous le nom de pouce yun, cistanche, est une plante herbacée parasite vivace de la famille des Ledangaceae, principalement distribuée en Mongolie intérieure, au Gansu et au Xinjiang en Chine, et est une matière médicinale chinoise courante en Chine. Dès le "Shennong Materia Medica" de la dynastie des Han de l'Est, il est enregistré que "cistanche… Raw Valley. "(Peng et al., 2017) Parce qu'il a pour effet de tonifier le yang des reins, d'améliorer le sang des spermatozoïdes, d'hydrater les intestins, etc., il peut être utilisé pour traiter la déficience en yang des reins, l'impuissance causée par une insuffisance de sperme et de sang, des maux de dos faibles et des pieds faibles, des acouphènes et sécheresse intestinale et constipation, etc., il est connu sous le nom de "ginseng du désert" (Zhu, Liu, Gao, Wu et Shi, 2016).

La recherche révèle que les glycosides phényléthanoïdes, les iridoïdes, les lignanes, les oligosaccharides et les polysaccharides sont les principaux constituants chimiques des Cistanches (Fu, Fan, Wang et Gao, 2018), qui contient un composant volatil riche. L'édition 2020 de la Pharmacopée de la République populaire de Chine décrit le cistanche comme "légèrement aéré, sucré et légèrement amer", c'est-à-dire que le cistanche a une odeur particulière (Wang et al., 2015). Dans le système traditionnel de discrimination de la qualité des plantes médicinales chinoises, l'odorat est l'une des bases importantes pour juger de la qualité des herbes médicinales, de sorte que l'étude des composants volatils de Cistanche est très importante.

Jusqu'à présent, il existe deux techniques principales pour analyser les composés organiques volatils dans les aliments, l'une est que le nez électronique peut analyser la composition aromatique des aliments en temps réel, et l'autre est que la technologie de chromatographie peut identifier avec précision la composition chimique (Rusinek et al., 2021). Parmi eux, les dispositifs de nez électronique (e-nez), généralement composés d'une série de dispositifs de détection électrochimiques, les technologies de détection électronique d'arôme (EAD) affectent la précision de détection du nez électronique, et il est nécessaire de sélectionner la détection appropriée du nez électronique pour différents échantillons de détection. Les dispositifs à nez électronique (nez électronique) ont les caractéristiques d'une détection rapide, d'une sensibilité élevée et d'une large plage de détection, mais en raison de la reproductibilité légèrement inférieure des résultats, l'application pratique est limitée (Rasekh, Karami, Wilson et Gancarz, 2021; Slimani et al., 2020). La technologie de chromatographie comprend principalement HPLC-MS et GC-MS, etc., avec un système de chromatographie liquide ou gazeuse comme système de séparation, la spectrométrie de masse comme système de détection, à travers le spectrogramme de la masse moléculaire relative et des informations de structure du produit chimique combinées pour obtenir des détails chimiques, le temps de prétraitement de l'échantillon est long mais a une séparation élevée, une sélectivité élevée rend les résultats d'une grande précision et d'une grande reproductibilité. À l'heure actuelle, le cistanche a été identifié principalement par analyse HPLC-MS de la composition chimique, il existe peu d'études sur la saveur des Herba Cistanches. Par exemple, extrait les substances volatiles du cistanche par la méthode de distillation-extraction et isolé 24 composants chimiques par la méthode GC/MS(Hui, Hou, Li et Guang, 2003), et enfin analysé et confirmé par IR et EI-MS. La GC-MS a été utilisée pour analyser les volatils de l'inflorescence de Cistanche et a finalement identifié 40 composés volatils(Qiao et al., 2012). Le prétraitement des échantillons de ces méthodes est plus lourd, ce qui a un impact plus important sur les résultats expérimentaux, et il faut plus de temps pour déboguer les conditions de détection au stade précoce, qui a des exigences techniques plus élevées.

Ces dernières années, la spectroscopie de migration ionique par chromatographie en phase gazeuse (GC-IMC) en tant que technologie de détection émergente, en raison de sa sensibilité ultra-élevée, de sa vitesse d'analyse ultra-élevée, de sa simplicité et de ses caractéristiques de fonctionnement faciles, elle a été largement appliquée dans les domaines tels que analyse des arômes alimentaires, détection de produits chimiques toxiques. HS-GC-IMS présente les avantages d'une efficacité analytique élevée et d'un degré de visualisation élevé, et est bon pour analyser les substances volatiles et semi-volatiles (Zhou, Dai, Guo, Wang et Shi, 2020). Tels nous, Wenjiang Dong et al. analysé les composés volatils dans les grains de café vert par la technologie HS-SPME/GC-MS pour déterminer la qualité des grains de café (Dong, Tan, Zhao, Hu et Lu, 2015). Ainsi, cet article a tenté d'appliquer la technologie HS-GC-IMC pour analyser la composition en composés organiques volatils et l'empreinte digitale du cistanche traité par différentes méthodes, et a utilisé l'analyse des composants principaux et l'évaluation de la similarité pour analyser la différence de teneur en composés organiques volatils du cistanche traité dans différentes manières, afin de fournir de nouvelles idées pour l'identification et la détection de la saveur des produits cistanche traités avec différentes méthodes de traitement.

2. Matériels et méthodes

3. Résultats et discussion

Afin de comparer plus clairement les effets de différentes méthodes de traitement sur les substances volatiles du cistanche,Figure 2b sélectionne les spectres de l'échantillon (a) comme référence, et déduit le traitement de référence des spectres des 4 autres échantillons pour obtenir un tracé de comparaison de différence d'échantillon. Si les composés organiques volatils de l'échantillon sont cohérents, le fond après déduction est blanc, s'il y a une différence entre les deux, le rouge signifie que la concentration de la substance est supérieure à la référence, le bleu signifie que la concentration de la substance est inférieure à la référence, et plus la couleur est foncée, plus la concentration est élevée. En comparant les échantillons a et b, on peut constater que la concentration de composés organiques volatils contenus dans b est significativement plus élevée que celle de a pendant le temps de dérive de 1,2 à 1,6 ms. L'analyse a été que le cistanche peut libérer certains composants volatils au cours du processus synergique, réduisant la concentration de composants volatils retenus dans la poudre de cistanche et affectant la saveur du cistanche (Yang et al., 2021). En comparant les échantillons a et c, on peut constater que le temps de dérive est compris entre 1,4 et 1,6 ms et que la différence de concentration entre les échantillons est différente. L'analyse était due au fait que les propriétés chimiques ou physiques de certaines substances volatiles ont été modifiées lorsque le tamis a été broyé avec un broyeur ultra-fin (Zhao et al., 2009), ce qui le rend instable et sujet à la volatilisation et à la perte pendant le stockage ou le fonctionnement (YBLi, Li, Liu et Lu, 2020), entraînant une diminution de la concentration de substances volatiles restantes. D'après le tableau de comparaison des différences des échantillons d et e, on peut constater que la différence entre la poudre de cistanche et la poudre de cistanche de viande moelleuse et la poudre de cistanche cuite à la vapeur est généralement la même, mais dans la plage de temps de rétention 10{{ 7}}–200 s et un temps de dérive de 1,0 à 1,3 ms, il y avait des différences significatives dans les concentrations de substances volatiles de l'extrait d'eau de cistanche et de l'extrait d'alcool de cistanche, et les substances volatiles de l'extrait d'eau de cistanche étaient principalement concentrées près du temps de rétention de 1,0 ms et la concentration était élevée, tandis que les substances volatiles de l'extrait d'alcool de cistanche étaient dispersées et légèrement plus élevées. On peut analyser que lors de l'extraction de cistanche à partir d'éthanol, en raison de la « solubilité de phase similaire », il peut y avoir des substances volatiles insolubles dans l'éthanol perdues au cours du processus d'extraction, ce qui entraîne une concentration plus faible de certaines substances volatiles (Xu et al., 2014). Il se peut également que, parce que l'éthanol lui-même est volatil, certaines substances volatiles se volatilisent avec l'éthanol pendant le processus de concentration, ce qui entraîne des concentrations plus faibles. Les extraits à l'eau de Cistanche, en revanche, peuvent être perdus lors de la filtration du fait que certaines substances volatiles sont insolubles dans l'eau ou insolubles dans l'eau, ce qui entraîne une faible concentration finale de détection.

3.2. Identification des composants volatils du cistanche traité par différentes méthodes de traitement

Cistanche s'est avéré contenir 49 composés volatils, qui comprennent principalement des huiles essentielles, 17 glycosides phényléthanoïdes (PhG) et 10 iridoïdes ont été identifiés (Xu et al., 2014). Hui et al. utilisé la méthode GC/MS pour confirmer que l'huile volatile cistanche contient 24 produits chimiques, tels que 3 aldéhydes, 2 phénols, 3 alcools et 3 cétones, et l'eugénol est le principal composant de l'huile volatile cistanche (Hui et al., 2003).