Comparación de los efectos de diferentes métodos de secado en los compuestos volátiles de las bayas de Goji Qaidam basada en GC-IMS
Lycium barbarum L. es un arbusto caducifolio perteneciente al género Lycium (Lycium L.) de la familia de las solanáceas. Está ampliamente distribuido en la región noroeste de China y es un valioso recurso vegetal "medicinal y comestible". Las bayas de Goji tienen gránulos regordetes, zumo abundante y un sabor ligeramente dulce. Son ricas en diversos principios activos, como betaína, flavonoides, polisacáridos de goji, carotenoides, riboflavina y ácido ascórbico. Las bayas de goji, como medicina tradicional china, se conocen como "bayas de goji". Según el Compendium of Materia Medica, las bayas de goji tienen los efectos de mejorar la visión, limpiar el hígado, nutrir el yin y el riñón, fortalecer el yang, reducir el azúcar en sangre, antienvejecimiento y antifatiga; La baya de lobo medicinal tibetana puede tratar los dolores de cabeza, la falta de memoria, el insomnio, las emociones anormales y las enfermedades ginecológicas causadas por el "calor del corazón"; la medicina moderna ha demostrado que tiene los efectos de mejorar la inmunidad, reducir el azúcar en sangre, antioxidante, retrasar el envejecimiento, promover la apoptosis de las células tumorales y reducir los lípidos en sangre. Debido al alto valor medicinal de las bayas de goji, sus frutos frescos son susceptibles a las infecciones microbianas y difíciles de conservar durante mucho tiempo. Actualmente, las bayas de goji se utilizan en medicina en forma de frutos secos. Los procesos de producción habituales de las bayas de goji incluyen el secado al sol, el secado por aire caliente, el secado por microondas y la liofilización al vacío.
El olor sigue siendo uno de los medios importantes para juzgar la calidad de los materiales medicinales, y los componentes volátiles contenidos en los materiales medicinales les confieren un olor único. Por lo tanto, los compuestos orgánicos volátiles pueden utilizarse como un indicador importante para evaluar la calidad de los materiales medicinales. La investigación ha descubierto que los diferentes métodos de secado pueden tener diversos grados de impacto en ciertos componentes químicos de las bayas de goji, lo que provoca cambios significativos en los compuestos orgánicos volátiles de las bayas de goji. La baya de goji de Qaidam es una de las hierbas medicinales chinas únicas que se encuentran en la meseta tibetana de Qinghai, producida principalmente en la cuenca de Qaidam. Debido al entorno único de la meseta y a la influencia de factores geográficos como la altitud y el clima, la baya de Goji de Qaidam presenta diferencias significativas en cuanto a forma, tamaño, color y tipos y contenidos nutricionales en comparación con otras bayas de Goji. Anteriormente, Qu et al. utilizaron la cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-MS) para detectar compuestos volátiles del sabor en bayas de Goji frescas, secadas al sol, deshidratadas y liofilizadas procedentes de Ningxia, y llevaron a cabo un análisis de componentes principales en varios componentes del sabor. En cuatro muestras se detectaron nueve componentes volátiles, incluidos alcoholes, heterociclos, hidrocarburos, ésteres, éteres, ácidos, aldehídos, fenoles y cetonas, que en conjunto confieren a las bayas de goji un sabor único. Tras el secado, las bayas de goji mostraron un aumento significativo de los compuestos volátiles del sabor. Aunque los estudios han confirmado que los distintos métodos de secado influyen en los componentes volátiles de la baya de lobo de Ningxia, existen pocos informes sobre los efectos de los distintos métodos de secado en las sustancias volátiles de la baya de lobo de Qaidam. Al mismo tiempo, debido a los inconvenientes de la tecnología GC-MS, como el largo tiempo de operación y el complejo pretratamiento de las muestras, es urgente establecer un método de detección moderno, adecuado y rápido para investigar mejor los componentes volátiles de las bayas de goji.
La espectrometría de movilidad iónica por cromatografía de gases (GC-IMS) es una tecnología de análisis y detección de sustancias volátiles de reciente aparición. Combina la cromatografía de gases con la espectrometría de movilidad de iones para la detección rápida de componentes volátiles en muestras. En comparación con la tecnología GC-MS, esta tecnología tiene las ventajas de una sensibilidad más rápida, un funcionamiento más sencillo y unos resultados de análisis más estables. Al mismo tiempo, no requiere ningún pretratamiento especial de la muestra para detectar rápidamente trazas de compuestos orgánicos volátiles. Actualmente, la tecnología GC-IMS puede aplicarse para identificar compuestos orgánicos volátiles en la medicina tradicional china, proporcionando una referencia teórica para la evaluación de la calidad y la producción de materiales medicinales. Shi et al. utilizaron la tecnología GC-IMS para detectar el olor de las hojas de Platycodon grandiflorus y diferentes grados de carbón tostado de Platycodon grandiflorus; Wang et al. compararon los efectos de diferentes métodos de secado en los componentes volátiles del Panax ginseng utilizando la tecnología GC-IMS; Lin et al. utilizaron la tecnología GC-IMS para monitorizar los cambios en los compuestos volátiles de las almendras amargas en condiciones de destrucción acelerada; Liang et al. identificaron los compuestos volátiles del sabor en la cáscara de mandarina Xinhui de diferentes años utilizando la tecnología GC-IMS. Por lo tanto, este estudio utilizó la tecnología GC-IMS para detectar y analizar las sustancias volátiles y los componentes principales en bayas de Goji Qaidam frescas, secadas a la sombra natural, secadas con aire caliente, liofilizadas y secadas con microondas. Se compararon los efectos de los diferentes métodos de secado en la calidad de las bayas de Goji, con el fin de proporcionar una referencia para la evaluación de la calidad y el procesamiento de las bayas de Goji Qaidam en el futuro.

Este estudio es el primero en aplicar la tecnología GC-IMS para analizar los componentes volátiles de la baya de goji Qaidam bajo diferentes métodos de secado. Utilizando los métodos de secado a la sombra natural, secado por aire caliente, liofilización al vacío y secado por microondas para procesar bayas de goji Qaidam frescas, descubrimos que las bayas de goji tras el secado a la sombra natural, secado por aire caliente y liofilización seguían manteniendo su color brillante y su sabor ligeramente dulce, mientras que las bayas de goji tras el secado por microondas eran crujientes, pequeñas y de color ligeramente amarillo. Sin embargo, debido a la influencia subjetiva de la evaluación sensorial individual, se utilizó la tecnología GC-IMS para analizar objetivamente el olor de las muestras de bayas de goji y comparar los efectos de los distintos métodos de secado en los compuestos orgánicos volátiles de las bayas de goji. Mediante esta tecnología, se identificaron un total de 52 compuestos orgánicos volátiles de las muestras de bayas de goji, entre los cuales los aldehídos, las cetonas y los alcoholes eran los principales componentes de los compuestos orgánicos volátiles de las bayas de goji. Qu et al. utilizaron GC-MS para detectar resultados similares, pero en comparación con los resultados del análisis GC-MS, este estudio detectó más compuestos. Esto puede deberse a la detección precisa de bajos niveles de compuestos orgánicos volátiles mediante la tecnología GC-IMS o a las diferencias en los componentes volátiles entre la baya de goji de Qaidam y la baya de goji de Ningxia. Aunque la tecnología GC-MS es el método preferido para analizar compuestos orgánicos volátiles, su preparación de muestras es compleja, el análisis de datos es engorroso y su capacidad para separar sustancias con componentes similares o idénticos es limitada. La tecnología GC-IMS combina las ventajas de las tecnologías GC e IMS, eliminando la necesidad de pretratamiento de las muestras, acortando el ciclo de análisis y analizando con precisión niveles bajos de compuestos orgánicos volátiles. Por tanto, la tecnología GC-IMS presenta grandes ventajas en el análisis de compuestos orgánicos volátiles.

En este estudio se descubrió que, en comparación con las bayas de goji frescas, los compuestos volátiles de las bayas de goji obtenidas tras diferentes métodos de secado mostraban cambios significativos, lo que indica que los diferentes métodos de secado pueden afectar significativamente a los compuestos orgánicos volátiles del sabor de las bayas de goji. Al comparar cuatro tipos de bayas de goji deshidratadas, se observó que el contenido de compuestos orgánicos volátiles de sabor en las bayas de goji liofilizadas al vacío era similar al de las bayas de goji frescas, pero significativamente diferente del de otras bayas de goji. Sin embargo, el contenido de compuestos orgánicos volátiles en las bayas de goji desecadas tras el secado y el secado por microondas fue muy similar. La temperatura ambiental durante el proceso de secado de las bayas de goji puede tener un impacto significativo en los tipos y contenidos de compuestos orgánicos volátiles en las muestras de bayas de goji. Como uno de los materiales medicinales tradicionales chinos, las bayas de goji contienen inevitablemente muchos componentes volátiles con poca estabilidad. Cuando aumenta la temperatura, estos componentes se descomponen por el calor, lo que también puede ser una de las razones del contenido similar de compuestos orgánicos volátiles en las bayas de goji tras el secado y el secado por microondas. Del espectro de huellas dactilares se desprende que el contenido de compuestos alcohólicos disminuye tras el secado y el secado por microondas, posiblemente debido al menor punto de ebullición de los compuestos alcohólicos, que se evaporan al aumentar la temperatura. Además, algunos compuestos alcohólicos son propensos a la esterificación u oxidación para producir cetonas y aldehídos en condiciones de alta temperatura, lo que puede ser una de las razones del aumento del contenido de ciertos aldehídos y cetonas en las muestras de bayas de goji desecadas. El contenido de compuestos de éster en las bayas de goji disminuyó significativamente tras el secado por microondas. El contenido de aldehídos, cetonas y alcoholes en las bayas de goji liofilizadas es superior al de las bayas de goji tratadas con otros métodos de secado. De los resultados se desprende que este método puede mantener los tipos y contenidos de compuestos orgánicos volátiles de sabor en las bayas de goji al nivel más cercano al de las bayas de goji frescas. Esto puede deberse al hecho de que la liofilización se realiza a una temperatura más baja, lo que ralentiza la aparición de reacciones químicas en la fruta y preserva los componentes volátiles inestables.

Este estudio descubrió que el secado por microondas y el secado por aire caliente tienen el mayor impacto en los compuestos orgánicos volátiles de las bayas de Goji Qaidam, mientras que la liofilización puede preservar las sustancias volátiles de las bayas de Goji en la mayor medida posible. Además, el secado por microondas y la liofilización requieren un elevado equipamiento de procesado, lo que aumenta el coste del procesado de las bayas de Goji, mientras que el secado natural a la sombra requiere elevados requisitos medioambientales. Por lo tanto, aunque los compuestos orgánicos volátiles de las bayas de Goji tras el secado por aire caliente se pierden significativamente, debido a su bajo coste y a su capacidad de procesarse en grandes cantidades, sigue siendo el principal método de secado de bayas de Goji en la actualidad. En resumen, este estudio estableció un método de análisis rápido GC-IMS para componentes volátiles en bayas de Goji Qaidam bajo diferentes métodos de secado. Al comparar los efectos de los distintos métodos de secado sobre el aspecto, los tipos y el contenido de componentes volátiles en las bayas de Goji de Qaidam, se determinó que el método de secado por microondas no es adecuado para el procesado de bayas de Goji desecadas. El método de liofilización es el más eficaz para conservar en la mayor medida posible los compuestos orgánicos volátiles de las bayas de Goji, pero la forma de reducir su coste de elaboración se ha convertido en un problema urgente a resolver en el futuro.

En resumen, este estudio estableció un método para analizar los compuestos orgánicos volátiles en las bayas de Goji Qaidam utilizando GC-IMS, y comparó los efectos de diferentes métodos de secado en los compuestos orgánicos volátiles de las bayas de Goji. Los resultados mostraron cambios significativos en los compuestos orgánicos volátiles de las bayas de Goji desecadas, lo que indica que la liofilización puede maximizar la retención de compuestos orgánicos volátiles en las bayas de Goji y es más adecuada para el secado y procesado de las bayas de Goji.