HS-GC-IMS Detekcia prchavých organických zlúčenín v práškoch Cistanche pri rôznych metódach spracovania
Jul 13, 2022
3.3. Galerijné parcely cistanche s rôznymi úpravami spracovania
Ak chcete jasne porovnať rozdiely v konkrétnychprchavé látkyvcistanchez každého ošetrenia vyberte všetky píky nižšie na porovnanie odtlačkov prstov (obr. 4). Každý riadok na obr. 4 predstavuje všetky vrcholy signálu vybrané vo vzorke a každý stĺpec predstavuje intenzitu signálu tej istej prchavej látky v rôznych vzorkách, odtieň farby jednotlivých bodov predstavuje obsah látky vo vzorke a čím jasnejšia je farba, tým vyšší je obsah prchavej zložky vo vzorke. Obrázky na obr. 4 predstavujú látky, ktoré ešte neboli charakterizované v knižnici migračného spektra detekovanej vo vzorke.
Obr. Odtlačok prchavých zlúčenín cistanche. a: synergický cistanche prášok, b: čerstvý cistanche prášok, c: super mikro mäsový cistanche prášok, d: vodný extrakt z prášku Cistanches Herba, e: etanolový extrakt zCistanches Herba prášok.
Ako je znázornené na obr. 4, a má najmenej VOC druhov a koncentrácií a b má najviac prchavých látok a väčšinu koncentrácií. Je vidieť, že synergická úprava urýchli prchavosť prchavých látok vcistanche, aby sa znížil obsah a druhy prchavých látok zadržaných v cistanche. Ako je možné vidieť na obr. 4, prchavé látky zistené v acetoíne sú hlavne acetoín, označený ako oblasť A na obrázku. Okolo b sú detekované prchavé látky 2-metylpropanol, 3-metylbutyral, 2-metylbutyral, valeraldehyd, propylacetát, fenylacetaldehyd, linalool, E−2-kaprylyl, E−{ {5}}heptanal, E-{6}}hexanal, E-2-valeraldehyd, metylheptenón, oktanal, 2-pentylfurán atď., medzi nimi označené ako oblasť B na obr. E−2-hexanal, E−2-heptanal, 2-metylbutyraldehyd, E−{13}}kaprylyl, E−2-valeraldehyd, oktanaldehyd, metylheptenón a {{15 }}metylpropanol má monomérne a dimérne formy. Prchavé látky zistené v c zahŕňajú heptanal, 2,3-butándión, nonaldehyd a E-{18}}nonal atď., ktoré sú označené ako oblasť C na obr. 4, pričom nonaldehyd a heptanal majú dve formy : monomér a dimér. Prchavé látky zistené v bode d sú metylpropiónaldehyd, 3-metyltioalkuraldehyd a furfural atď., Ktoré sú na obr. 4 označené ako oblasť D, medzi nimi metylpropiónaldehyd a furfural existujú v dvoch formách. Prchavé látky detekované v e sú etylacetát a n-propanol atď., ktoré sú označené ako oblasť E na obr. 4, etylacetát je prítomný vo forme monoméru.
Z obr. 4 je možné zistiť, že charakteristickou prchavou látkou cistanche so synergickou úpravou bol acetoín, charakteristické prchavé látkyčerstvé cistanchesú to hlavne alkoholy, aldehydy a ketóny a prchavé látky cistanche po ultramikro úprave sú hlavne aldehydy a charakteristickými zložkami prášku cistanche sú tiež hlavne aldehydy, ale líšia sa od aldehydových látok pri ultramikroúprave. Lihový prášok cistanche obsahuje estery a alkoholy, ktoré sú chuťovo rozpoznateľnejšie a majú zvláštnu chuť. V súvisiacich štúdiách sa zistilo, že zvýšenie koncentrácie alkoholu prispelo k zvýšeniu obsahu esterov a ich rozmanitosti, čo môže byť jedným z dôvodov prchavých organických zlúčenín, ktoré ovplyvňujú cistanche (Wei, Ma, Cao, Sun, & Fang, 2018). Väčšina ketónov má mliečnu a ovocnú chuť (Feng, Wang, Ji, Min a Yan, 2021), ktorú možno použiť ako index na vyhodnotenie oxidovanej chuti, a charakteristickou prchavou zložkou v synergickom prášku cistanche je acetón, ktorý možno považovať za zvýraznenie ovocnej chuti cistanche, ale nevýhodou je ľahká oxidácia. Okrem toho môže cistanche podliehať chemickým zmenám medzi rôznymi chemikáliami počas procesu varenia, čo môže byť jedným z dôvodov zníženia chemického obsahu a typov v synergickej cistanche (Ai, Zhang, Li, Sun a Liu, 2021). Pri štúdiu prchavých zložiek žltého čaju sa zistilo, že geraniol a linalool sú vysoké a sú hlavnými prchavými zlúčeninami s čistou, sladkou arómou (Shi et al., 2021). Geraniol a linalool sa tiež uvádzajú ako dôležité prchavé látky v zelených a čiernych čajoch, ktoré zohrávajú dôležitú úlohu v kvalite arómy čajových lístkov (Joshi & Gulati, 2015; Liu et al., 2018) a medzi piatimi vzorkami aj linalool. obsah bol najvyšší v čerstvých cistanche, čo naznačuje, že čerstvé cistanche môžu byť vhodnejšie na výrobu krájaných cistanch nápojov. Etylacetát je prchavá zložka s ovocnou príchuťou, ktorá sa často používa ako dôležitý základ pri posudzovaní prchavých zložiek ovocných štiav a likérov. V ochutených likéroch je etylacetát jednou z kľúčových zlúčenín pri posudzovaní chuti (J. Tang et al., 2021). Etylacetát v cistanche je charakteristická prchavá zlúčenina s jedinečnou vôňou a podľa tejto charakteristiky je radcistanche vínne produktymožno rozvíjať. Nealdehyd má sladkú chuť a ovocnú príchuť (Nunes, Coimbra, Saraiva a Rocha, 2008) a obsah nealdehydu vo vodnom extrakte cistanche je vysoký, čo možno považovať za sladkú chuť a ovocnú príchuť. Na báze je možné vyvinúť práškové prípravky. Okrem toho je možné vykonať kvantitatívnu analýzu podľa charakteristických prchavých zlúčenín prítomných v cistanche po rôznych úpravách a môže sa vytvoriť databáza prchavých zlúčenín, ktorá poskytne teoretický základ pre identifikáciu kvality c.produkty súvisiace s istanche.
Pre viac informácií o výhodách cistanche
3.4. Zhluková analýza rôznych ošetrení cistanche
3.4.1. Dynamická PCA vzoriek
Analýza hlavných komponentov (PCA) bola viacrozmerná štatistická metóda. Hodnotí pravidelnosť a rozdiel medzi vzorkami prostredníctvom spracovania znižovania rozmerov údajov a používa sa hlavne na zhlukovú analýzu údajov a vizualizáciu vysokorozmerných údajov (MQ Li a kol., 2019; Yao a kol., 2020). Vysokokvalitné modely analýzy hlavných komponentov sa vo všeobecnosti považujú za modely, ktoré majú kumulatívnu mieru príspevku 60 percent alebo viac pre PC1 a PC2 (Feng, Wang, He a kol., 2021).
Prostredníctvom analýzy hlavných komponentov cistanche sa zistilo, že PC1 je 54 percent, PC2 je 19 percent a kumulatívna miera celkového príspevku je 73 percent, čo možno považovať za vysoko kvalitný model na rozlíšenie účinkov rôznych liečebných metód. na prchavé látky cistanche. Ako je znázornené na obr. 5, a je umiestnené v negatívnom skóre PC2 a 0 oblasti PC1, d je umiestnené v pozitívnom skóre PC2 a negatívne skóre v oblasti PC1, b je umiestnené v pozitívnom skóre PC2 a pozitívna hodnota PC1, e sa nachádza v oblasti negatívneho skóre PC2 a negatívne skóre PC1, c sa nachádza v negatívnom skóre PC2 a pozitívnej hodnote skóre PC1, je tu jasná miera rozlišovanie medzi piatimi, kde poloha b, c, d a e je podobná štyrom kvadrantom súradnicovej osi a poloha polohy je podobná zápornej polovici zvislej osi, existuje jasný rozdiel medzi pozitívnymi a negatívnymi regiónmi. Výsledky ukázali, že rôzne ošetrenia mali veľký rozdiel v chuťových látkach cistanche a HS-GC-IMS v kombinácii s multivariačnými štatistikami je účinným nástrojom na získanie intuitívnych a rýchlych výsledkov vzoriek cistanche prášku. Hlavným odrazom tejto analýzy však bolo, že medzi rôznymi úpravami cistanche existujú rozdiely v prchavých organických zlúčeninách a vzťah medzi každou prchavou zlúčeninou a úpravou nie je jasný. V podobnom výskume analýzou variačného vzťahu medzi hlavnými prchavými organickými zlúčeninami kávových zŕn z rôznych zdrojov v procese praženia. Jednoznačne sa zistilo, že dominantné chemické zložky v kávových zrnách rôzneho pôvodu a vzťah medzi nimi boli jasne identifikované (Gancarz et al., 2022); Khodamoradi a kol. (Khodamoradi, Mirzaee-Ghaleh, Dalvand a Sharifi, 2021) porovnali analýzu PCA s dvoma ďalšími analytickými metódami na identifikáciu významných rozdielov vo vplyve prchavých organických zlúčenín v bazalke na aplikáciu dusíkatých hnojív.
Obr. PCA rôznych vzoriek. a: synergický cistanche prášok, b: čerstvý cistanche prášok, c: super mikro mäsový cistanche prášok, d: vodný extrakt z prášku Cistanches Herba, e: etanolový extrakt z prášku Cistanches Herba.
3.4.2. Analýza podobnosti odtlačkov prstov pomocou euklidovskej vzdialenosti
Euklidovská vzdialenosť je metóda zhlukovej analýzy, princípom určenia podobnosti tejto metódy je koeficient vzdialenosti, ak je koeficient veľký, rozdiel medzi nimi je tiež veľký, čo ukazuje pozitívnu koreláciu. Naopak, čím menší je koeficient, tým menší a podobnejší je rozdiel medzi nimi (Sun, Yan, Hou, Li a Wang, 2015; YZ; Tang, 2019). Aplikovaním euklidovského algoritmu podobnosti vzdialenosti na vyhodnotenie kvality dvoch čínskych liečivých bylín sa zistilo, že tento algoritmus dokáže presne a spoľahlivo vyhodnotiť kvalitu čínskych liekov (QH, Z., JY, & JW, 2018). Obr. 6 ukazuje podobnosť odtlačkov prstov na základe euklidovskej vzdialenosti a tabuľka 2 predstavuje hodnoty euklidovskej vzdialenosti medzi týmito piatimi.
Obr. Podobnosť odtlačkov prstov založená na euklidovskej vzdialenosti rôznych vzoriek. a: synergický cistanche prášok, b: čerstvý cistanche prášok, c: super mikro mäsový cistanche prášok, d: vodný extrakt z prášku cstanches herba, e: etanolový extrakt zcistanches herba prášok.
4. Záver
V súhrne, výsledky tejto štúdie demonštrujú, že metóda HS-GC-IMS bola použitá na detekciu aromatických zlúčenín v cistanche prášku spracovanom rôznymi spôsobmi, s celkovým počtom 48 píkov, 32 identifikovaných zlúčenín, vrátane 5 ketozónu, 5 alkoholu, 17 aldehydaldehyd, 1 furán, 1 laktón laktón, 3 ester ester. Kvôli obmedzeniam detekcie HS-GS-IMS a skutočnosti, že 34 signálových vrcholov ešte nebolo určených, je možné vykonať ďalšiu kvalitatívnu analýzu pomocou GC-MS (plynová chromatografia-hmotnostná spektrometria) alebo HPLS-MS (vysokoúčinná kvapalinová chromatografia -Hmotnostná spektrometria).
Pomocou spektrogramovej analýzy možno intuitívne zistiť, že prášok cistanche obsahuje viac esterových zlúčenín, ktoré možno použiť ako jednu z charakteristík produktu na identifikáciu produktu extrakcie etanolom. Zároveň sa zistilo, že množstvo prchavých zlúčenín v cistanche po synergickom ošetrení sa znížilo, ale acetoín mohol byť použitý ako charakteristický marker. Čerstvé cistanche môžu vo väčšej miere konzervovať viac druhov prchavých zlúčenín. Ak sú VOC hlavne aldehydy nájdené v teste, môže to byť cistanche po ultra-mikro úprave a extrakcii vody. Okrem toho sa prostredníctvom analýzy hlavných zložiek zistilo, že päť spôsobov úpravy malo významné rozdiely v zložení účinku prchavých chemikálií v cistanche. V rovnakom type štúdie boli estery a olefíny identifikované ako kľúčové prchavé látky na rozlíšenie kategórie jabĺk Fuji a zistilo sa, že prostredie vrecovania môže znížiť rozdiel vo vôni medzi rôznymi druhmi jabĺk (Yudong, Haijing, Zhen, Zhemin, & Xian, 2021). Pri analýze charakteristických prchavých látok Dongbei Suancai pomocou HS-GC-IMS a PCA sa objasnil rozdiel v obsahu VOC v každom štádiu fermentácie a určilo sa, že 3-metylbutanol je charakteristickou látkou produkovanou fermentáciou po pridaní štartovacej kultúry Lactobacillus plantarum LND 399 (Han, Wang, Zhang, Li a Gao, 2022). Na ďalšie pochopenie vzťahu medzi zložkami a liečbou cistanche možno v následných štúdiách na korelačnú analýzu použiť jednoduchý lineárny vzťah (Granato, Santos, Escher, Ferreira a Maggio, 2018). Nakoniec, na základe euklidovskej vzdialenosti na posúdenie a analýzu podobnosti odtlačkov prstov boli prchavé látky v čerstvom prášku cistanche a prášku cistanche nadvihnuté vodou najvýznamnejšie a vzťah medzi každou prchavou organickou zložkou a režimom úpravy by sa mohol ďalej študovať v kombinácia s elektronickým nosom alebo HPLS-MS a GC-MS.
S týmito výhodami slúži kombinácia HS-GC-IMS a PCA ako užitočný nástroj na identifikáciu a klasifikáciucistanche vzorky, ktorý má potenciálnu aplikačnú hodnotu v potravinárskom priemysle.
