Untargeted and Targeted Aroma Profile Analysis of Raw and Baked Jujube

Abstract

Le jujube d'hiver est décrit comme ayant des caractéristiques aromatiquesfraîches et vertes. Cependant, il n'y a pas eu de recherche systématiquepourclarifier la répartition géographique des profils volatils des jujubes d'hiver. Laqualité du jujube rouge de la province du Xinjiang, en Chine, est supérieureàcelle des autres régions, mais aucune étude n'a été menée pour révélersescaractéristiques aromatiques. De plus, l'arôme du jujube rouge cuit aufourn'apas encore été révélé.

Premièrement, la chromatographie en phase gazeuse-spectrométrie demobilitéionique (GC-IMS), la spectrométrie de masse GC (MS) et le nez Eont étéappliqués pour l'analyse de l'arôme du jujube d'hiver de différentes régions. Lesrésultats ont montré que l'alcool benzylique, l'acide octanoïque, le 2-hexénal, lelinalol, le 2-nonénal et le décanoate d'éthyle étaient les composés lespluscourants présents dans tous les jujubes d'hiver. Le 1-pentène-3-ol, l'hexanoated'éthyle, le laurate de méthyle et le 2-méthylbenzaldéhyde ont été induitscommemarqueurs potentiels de XJAKS avec un arôme vert et fruité, SXYCpourrait êtremarqué par l'acétone et le 2-méthoxyphénol avec un arôme boisé et piquant.

Deuxièmement, six cultivars de jujubes rouges (cv. JC, JZ, HZ, QYX, HTDZet YZ) cultivés dans la province du Xinjiang, en Chine, ont été collectés. GCIMS et E-Nose ont été utilisés pour étudier le profil volatil. JC, JZ, HZet YZétaient différents des autres, tandis que QYX et HTDZ étaient similaires.L'acétoïne, l'E-2-hexanol, l'hexanal, l'acide acétique et l'acétate d'éthyleétaientcruciaux pour la classification. L'analyse de corrélation a montré quelejujubeID pourrait être lié au phénylacétaldéhyde et à l'acide isobutanoïque formésparla transamination ou la déshydrogénation des acides aminés, tandis quel'attributsucré était corrélé avec les acides aminés, notamment la thréonine, l'acideglutamique, la glycine, l'alanine, etc.

Troisièmement, l'arôme particulier du jujube rouge cuit au four n'apasétéévalué jusqu'à présent. Les sciences sensorielles moléculaires ont été appliquéespour l'identification des odeurs clés. Le 5-méthyl-2-furancarboxaldéhyde, laβ-damascénone, le benzaldéhyde, le limonène, l'acide hexanoïque, la5-butyltétrahydro-2-furanone et le DDMP étaient les principaux odorants dujujuberouge cuit. Le processus de cuisson a stimulé la formation de composésd'hydrocarbures aromatiques comme le 1H-pyrrole-2-carboxaldéhydeet leDDMP.

Enfin, HS-SPME-GC-MS/MS a été appliqué pour analyser quantitativementles composés ciblés. Le DDMP (2,3-dihydro-3,5-dihydroxy-6-méthyl-4H-pyran- 4-one), formé lors de la cuisson du jujube rouge, se caractérise par uneodeuramère et une toxicité potentielle. Les pyrazines alkyl-substituées perçues commedes odeurs de noisette, de rôti ou sucrées contribuent beaucoup à l'arômedejujube rouge. La courbe standard du DDMP était linéaire entre 0,01 et 100μg/mL, avec une limite de détection à 0,1 ng/g sous le seuil sensoriel duDDMP(2,06 μg/g). De bons coefficients de corrélation linéaire (0,9947 à 0,9988) ont été obtenus sur les plages de 1 à 10 000 ng/mL pour les alkylpyrazines. Leslimites de détection (LOD) et les limites de quantification (LOQ) des pyrazinesse situaient entre 0,5 et 10 pg/g et 1,5 et 30 pg/g, respectivement. Latriméthylpyrazine, qui représentait 38,71% à 59,50% de la pyrazine totale, était la principale alkylpyrazine dans le jujube rouge brut. La méthylpyrazinereprésentait 35,52% à 49,76%, la proportion la plus élevée d'alkyl pyrazinedansle jujube rouge cuit. Le processus de cuisson pourrait stimuler la désalkylationdes alkylpyrazines.

Alternate abstract:

Winter jujube is described as having fresh and green aroma characteristics. However, there was no systematic research to clarify the geographiut to reveal its regional aroma characteristics. Besides, the aroma of baked red jujube has not been revealed yet.

Firstly, gas chromatography-ion mobility spectrometry (GC-IMS), GC-mass spectrometry (MS), and E-nose were applied for the aroma analysis of winter jujube from different regions. The results showed benzyl alcohol, octanoic acid, 2-hexenal, linalool, 2-nonenal, and ethyl decanoate were the most common compounds presented in all winter jujubes. 1-Penten-3-ol, ethyl hexanoate, methyl laurate, and 2-methylbenzaldehyde were induced as the potential markers of XJAKS with a green and fruity aroma. SXYC could be labeled by acetone and 2-methoxyphenol with woody and pungent aroma.

Secondly, six cultivars of red jujubes (cv. JC, JZ, HZ, QYX, HTDZ, and YZ) grown in Xinjiang Province, China were collected. GC-IMS and E-Nose were used to study the volatile profile. JC, JZ, HZ, and YZ were different from the others, while QYX and HTDZ were similar to each other. Acetoin, E-2-hexanol, hexanal, acetic acid, and ethyl acetate were crucial for the classification. Correlation analysis showed jujube ID might be related to phenylacetaldehyde and isobutanoic acid that formed by the transamination or dehydrogenation of amino acids.Meanwhile, the sweet attribute was correlated with amino acids including threonine, glutamic acid, etc.

Thirdly, the particular aroma of baked red jujube has not been evaluated until now. Molecular sensory sciences were applied for the identification of key odors. 5-Methyl-2-furancarboxaldehyde, β-damascenone, benzaldehyde, limonene, hexanoic acid, 5-butyltetrahydro-2-furanone, and DDMP were the key odorants for baked red jujube. The baking process stimulated the formation of aromatic hydrocarbon compounds like 1H-pyrrole-2-carboxaldehyde and DDMP.

Finally, HS-SPME-GC-MS/MS was applied to quantitatively analyze targeted compounds. DDMP (2,3-dihydro-3,5-dihydroxy-6-methyl-4H-pyran-4-one), formed during the baking of red jujube, is characterized by bitter odor and potential toxicity. Alkyl-substituted pyrazines perceived as nutty, roasted, or sweet odors contribute a lot to red jujube aroma. The standard curve of DDMP was linear between the ranges of 0.01 and 100 μg/mL, with a limit of detection at 0.1 ng/g below the sensory threshold of DDMP (2.06 μg/g). Good linear correlation coefficients (0.9947–0.9988) were obtained over the ranges of 1–10000 ng/mL for the alkyl pyrazines. The limits of detection (LODs) and limits of quantitation (LOQs) for the pyrazines were in the range of 0.5–10 pg/g and 1.5–30 pg/g, respectively. Trimethylpyrazine, which accounted for 38.71%–59.50% of the total pyrazine, was the main alkyl pyrazine in raw red jujube. Methylpyrazine accounted for 35.52%–49.76%, the highest portion of alkyl pyrazine in baked red jujube. The baking process might stimulate the dealkylation of alkyl pyrazines.