Detectarea HS-GC-IMS a compușilor organici volatili în pulberile de Cistanche sub diferite metode de tratament
Jul 13, 2022
3.3. Galeria parcele de cistanche cu diferite tratamente de prelucrare
Pentru a compara clar diferențele în specificsubstante volatileîncistanchedin fiecare tratament, selectați toate vârfurile de mai jos pentru compararea amprentelor (Fig. 4). Fiecare rând din Fig. 4 reprezintă toate vârfurile de semnal selectate în probă, iar fiecare coloană reprezintă intensitatea semnalului aceleiași substanțe volatile în probe diferite, nuanța culorii punctelor individuale reprezintă conținutul substanței din probă. , iar cu cât culoarea este mai strălucitoare, cu atât este mai mare conținutul de componentă volatilă din probă. Cifrele din Fig. 4 reprezintă substanțe care nu au fost încă caracterizate în biblioteca spectrului de migrare detectată în probă.
Fig. 4. Amprenta compușilor volatili de cistanche. a: pulbere de cistanche sinergică, b: pulbere de cistanche proaspătă, c: pulbere de cistanche de carne super micro, d: extract de apă din pulbere de Cistanches Herba, e: extract de etanol deCistanches Herba pudră.
După cum se arată în Fig. 4, a are cele mai puține specii și concentrații de COV, iar b are cele mai multe substanțe volatile și cele mai multe concentrații. Se poate observa că tratamentul sinergic va accelera volatilizarea substanţelor volatile încistanche, astfel încât conținutul și tipurile de substanțe volatile reținute în cistanche să fie reduse. După cum se poate observa din Fig. 4, substanțele volatile detectate în acetoină sunt în principal acetoina, marcată ca regiunea A în figură. Despre b, substanțele volatile detectate sunt 2-metilpropanol, 3-metilbutiral, 2-metilbutiral, valeraldehidă, acetat de propil, fenilacetaldehidă, linalol, E−2-caprilil, E−{ {5}}heptanal, E−2-hexanal, E−2-valeraldehidă, metilheptenonă, octanal, 2-pentilfuran etc., marcate ca regiune B în Fig. 4, printre ele, E−2-hexanal, E−2-heptanal, 2-metilbutiraldehidă, E−{2-caprilil, E−{2-valeraldehidă, octanaldehidă, metilheptenonă și {{15} }}metilpropanolul are forme monomer și dimer. Substanțele volatile detectate în c includ heptanal, 2,3-butandionă, nonaldehidă și E-2-nonal etc., care sunt etichetate ca regiunea C în Fig. 4, în care nonaldehida și heptanalul au două forme : monomer și dimer. Substanțele volatile detectate în d sunt metilpropionaldehida, 3-metiltioalcuraldehida și furfuralul etc. Care sunt marcate ca regiunea D în Fig. 4, printre acestea, metilpropionaldehida și furfuralul există în două forme. Substanțele volatile detectate în e sunt acetatul de etil și n-propanolul, etc, care sunt marcate ca regiunea E în Fig. 4, acetatul de etil este prezent sub formă de monomer.
Din Fig. 4, se poate constata că substanța volatilă caracteristică a cistanchei cu tratament sinergic a fost acetoina, substanțele volatile caracteristice alecistanche proaspetesunt în principal alcooli, aldehide și cetone, iar substanțele volatile ale cistanche după ultra-microtratament sunt în principal aldehide, iar componentele caracteristice ale pulberii de apă cistanche sunt, de asemenea, în principal aldehide, dar sunt diferite de substanțele aldehidice în ultra-microtratament. Pudra de alcool cistanche conține esteri și alcooli, care sunt mai recunoscuți ca aromă și au o aromă deosebită. În studiile conexe, s-a constatat că o creștere a concentrației de alcool a contribuit la creșterea conținutului de esteri și a varietății, acesta poate fi unul dintre motivele compușilor organici volatili care afectează cistanche (Wei, Ma, Cao, Sun și Fang, 2018). Cele mai multe dintre cetone au un gust de lapte și fructat (Feng, Wang, Ji, Min și Yan, 2021), care poate fi folosit ca indice pentru a evalua aroma oxidată, iar ingredientul volatil caracteristic din pudra de cistanche sinergică este acetonă, care poate fi considerată că îmbunătățește aroma fructată a cistanchei, dar există un dezavantaj al oxidării ușoare. Mai mult, cistanche poate suferi modificări chimice între diferite substanțe chimice în timpul procesului de gătire, ceea ce poate fi unul dintre motivele reducerii conținutului și tipurilor de substanțe chimice în cistanche sinergice (Ai, Zhang, Li, Sun și Liu, 2021). În studiul componentelor volatile ale ceaiului galben, s-a constatat că geraniolul și linalolul sunt mari și sunt principalii compuși volatili cu arome pure, dulci (Shi et al., 2021). Geraniolul și linalolul au fost, de asemenea, raportate a fi substanțe volatile importante în ceaiurile verzi și negre, jucând un rol important în calitatea aromei frunzelor de ceai (Joshi & Gulati, 2015; Liu et al., 2018), iar printre cele cinci mostre, linalolul conținutul a fost cel mai mare în cistanche proaspete, ceea ce sugerează că cistanche proaspete ar putea fi mai potrivite pentru a face băuturi cistanche felii. Acetatul de etil este o componentă volatilă cu o aromă de fructe, care este adesea folosită ca bază importantă pentru a judeca componentele volatile ale sucurilor și băuturii de fructe. În băuturile aromate, acetatul de etil este unul dintre compușii cheie în evaluarea aromei (J. Tang și colab., 2021). Acetatul de etil din cistanche este un compus volatil caracteristic cu un parfum unic și, conform acestei caracteristici, o serie deproduse vinicole cistanchepoate fi dezvoltat. Nonaldehida are un gust dulce și o aromă de fructe (Nunes, Coimbra, Saraiva, & Rocha, 2008), iar conținutul de nonaldehidă din extractul de apă de cistanche este mare, ceea ce poate fi considerat a avea un gust dulce și aromă de fructe, iar pe aceasta. de bază, se pot dezvolta produse de preparare a pulberilor. În plus, analiza cantitativă poate fi efectuată în funcție de compușii volatili caracteristici prezenți în cistanche după diferite tratamente și poate fi stabilită o bază de date de compuși volatili pentru a oferi o bază teoretică pentru identificarea calității c.produse legate de istanche.
Pentru mai multe informații despre beneficiile cistanche
3.4. Analiza grupării diferitelor tratamente de cistanche
3.4.1. PCA dinamică a probelor
Analiza componentelor principale (PCA) a fost o metodă statistică multivariată. Evaluează regularitatea și diferența dintre eșantioane prin procesarea de reducere a dimensionalității datelor și se aplică în principal analizei de grupare a datelor și vizualizării datelor cu dimensiuni mari (MQ Li et al., 2019; Yao et al., 2020). Modelele de analiză a componentelor principale de înaltă calitate sunt, în general, considerate modele care au o rată de contribuție cumulativă de 60% sau mai mult pentru PC1 și PC2 (Feng, Wang, He, et al., 2021).
Prin analiza componentelor principale a cistanche, se constată că PC1 este de 54 la sută, PC2 este de 19 la sută, iar cota totală de contribuție cumulativă este de 73 la sută, ceea ce poate fi considerat ca un model de înaltă calitate pentru a distinge efectele diferitelor metode de tratament. asupra substantelor volatile de cistanche. După cum se arată în Fig. 5, a este situat în scorul negativ al PC2 și regiunea 0 a PC1, d este situat în scorul pozitiv al PC2 și zona scorului negativ al PC1, b este situată în scorul PC2 și valoarea pozitivă a PC1, e este situat în zona scorului negativ al PC2 și scorul negativ al PC1, c este situat în scorul negativ al PC2 și zona scorului pozitiv al PC1, există un grad clar de diferențierea dintre cele cinci, unde poziția lui b, c, d și e este similară cu cele patru cadrane ale axei de coordonate, iar poziția unei poziții este similară cu jumătatea axei negative a axei verticale, există o distincție clară între regiunile pozitive și cele negative. Rezultatele au arătat că diferite tratamente au avut o diferență mare în substanțele aromatice ale cistanche, iar HS-GC-IMS în combinație cu statistici multivariate este un instrument eficient pentru a avea un rezultat intuitiv și rapid al probelor de pulbere de cistanche. Cu toate acestea, principala reflecție din această analiză a fost că există diferențe în compușii organici volatili între diferitele tratamente de cistanche, iar relația dintre fiecare compus volatil și tratament nu este clară. În cercetări similare, prin analiza relației de variație între principalii compuși organici volatili ai boabelor de cafea din diferite surse în procesul de prăjire,. S-a constatat clar că componentele chimice dominante din boabele de cafea de diferite origini și relația dintre ele au fost clar identificate (Gancarz et al., 2022); Khodamoradi și colab. (Khodamoradi, Mirzaee-Ghaleh, Dalvand, & Sharifi, 2021) au comparat analiza PCA cu alte două metode analitice pentru a identifica diferențe semnificative în influența compușilor organici volatili din Busuioc asupra aplicării îngrășămintelor cu azot.
Fig. 5. PCA de probe diferite. a: pulbere de cistanche sinergică, b: pulbere de cistanche proaspătă, c: pulbere de cistanche de carne super micro, d: extract de apă din pulbere de Cistanches Herba, e: extract de etanol din pulbere de Cistanches Herba.
3.4.2. Analiza similitudinii amprentelor prin utilizarea distanței euclidiene
Distanța euclidiană este o metodă de analiză a grupurilor, principiul determinării asemănării acestei metode este coeficientul de distanță, dacă coeficientul este mare, diferența dintre cele două este de asemenea mare, arătând o corelație pozitivă. În schimb, cu cât coeficientul este mai mic, cu atât diferența dintre cele două este mai mică și mai asemănătoare (Sun, Yan, Hou, Li și Wang, 2015; YZ; Tang, 2019). Prin aplicarea algoritmului de similitudine la distanță euclidiană pentru a evalua calitatea a două plante medicinale chinezești, s-a constatat că algoritmul poate evalua în mod precis și fiabil calitatea medicamentelor chinezești (QH, Z., JY și JW, 2018). Fig. 6 prezintă asemănarea amprentei bazată pe distanța euclidiană, iar Tabelul 2 reprezintă valorile distanței euclidiene dintre cele cinci.
Fig. 6. Similitudinea amprentei bazată pe distanța euclidiană a diferitelor eșantioane. a: pulbere de cistanche sinergică, b: pulbere de cistanche proaspătă, c: pulbere de cistanche de carne super micro, d: extract de apă din pulbere de cstanches herba, e: extract de etanol decistanche herba pudră.
4. Concluzie
Pe scurt, rezultatele studiului de față demonstrează că metoda HS-GC-IMS a fost utilizată pentru a detecta compușii de aromă în pulberea de cistanche tratată în diferite moduri, cu un total de 48 de vârfuri, 32 de compuși identificați, inclusiv 5 cetonone, 5 alcool, 17 aldehidaldehidă, 1 furani, 1 lactonă lactonă, 3 ester ester. Datorită limitărilor detecției HS-GS-IMS și a faptului că 34 de vârfuri de semnal nu au fost încă determinate, analize calitative suplimentare pot fi efectuate prin GC-MS (Cromatografie gazoasă-spectrometrie de masă) sau HPLS-MS (Cromatografie lichidă de înaltă performanță). -Spectrometrie de masa).
Prin analiza spectrogramei, se poate constata intuitiv că pulberea de cistanche conține mai mulți compuși esteri, care pot fi utilizați ca una dintre caracteristicile produsului pentru a identifica produsul cistanche de extracție cu etanol. În același timp, s-a constatat că varietatea de compuși volatili din cistanche după tratamentul sinergic a fost redusă, dar acetoina ar putea fi folosită ca marker caracteristic. Cistanche proaspete pot păstra mai multe tipuri de compuși volatili într-o măsură mai mare. Dacă COV-urile sunt în principal aldehide găsite în test, poate fi cistanche după tratamentul ultra-micro și tratamentul de extracție a apei. Mai mult, prin analiza componentelor principale, s-a constatat că cele cinci metode de tratare au avut diferențe semnificative în efectul compoziției substanțelor chimice volatile din cistanche. În același tip de studiu, esterii și olefinele au fost identificați ca substanțe volatile cheie pentru a distinge categoria de mere Fuji și s-a constatat că mediul de ambalare ar putea reduce diferența de aromă dintre diferitele tipuri de mere (Yudong, Haijing, Zhen, Zhemin, & Xian, 2021). În analiza substanțelor volatile caracteristice Dongbei Suancai prin HS-GC-IMS și PCA, diferența de conținut de COV la fiecare etapă de fermentație a fost clarificată și s-a determinat 3-metilbutanolul ca fiind o substanță caracteristică produsă prin fermentație după adăugare. a culturii inițiale Lactobacillus plantarum LND 399 (Han, Wang, Zhang, Li și Gao, 2022). Pentru a înțelege în continuare relația dintre ingrediente și tratamentul cistanche, o relație liniară simplă poate fi utilizată în studiile ulterioare pentru analiza corelației (Granato, Santos, Escher, Ferreira și Maggio, 2018). În cele din urmă, pe baza distanței euclidiene pentru a judeca și analiza similitudinea amprentelor digitale, iar substanțele volatile din pulberea de cistanche proaspătă și pulberea de cistanche ridicată cu apă au fost cele mai semnificative, iar relația dintre fiecare component organic volatil și modul de tratament ar putea fi studiată în continuare în combinație cu nas electronic sau HPLS-MS și GC-MS.
Cu aceste avantaje, combinația dintre HS-GC-IMS și PCA servește ca un instrument util pentru a identifica și clasificamostre de cistanche, care are valoare de aplicare potențială în industria alimentară.
