HS-GC-IMS detekcija hlapivih organskih spojeva u prahu Cistanche pod različitim metodama obrade
Jul 13, 2022
3.3. Galerija parcela cistanche s različitim tretmanima obrade
Kako bi se jasno usporedile razlike u određenimhlapljive tvariucistancheiz svakog tretmana odaberite sve vrhove u nastavku za usporedbu otisaka prstiju (slika 4). Svaki red na slici 4 predstavlja sve vrhove signala odabrane u uzorku, a svaki stupac predstavlja intenzitet signala iste hlapljive tvari u različitim uzorcima, nijansa boje pojedinačnih točaka predstavlja sadržaj tvari u uzorku , a što svjetlija boja označava veći sadržaj hlapljive komponente u uzorku. Brojke na slici 4 predstavljaju tvari koje još nisu karakterizirane u biblioteci spektra migracije otkrivene u uzorku.
Slika 4. Otisak prsta hlapljivih spojeva cistanhe. a: sinergistički prah cistanche, b: svježi prah cistanche, c: super mikro mesni prah cistanche, d: vodeni ekstrakt praha Cystanches Herba, e: etanolni ekstraktCistanches Herba prah.
Kao što je prikazano na slici 4, a ima najmanje HOS vrsta i koncentracija, a b ima najviše hlapljivih tvari i većinu koncentracija. Može se vidjeti da će sinergistički tretman ubrzati isparavanje hlapljivih tvari ucistanche, tako da se sadržaj i vrste hlapljivih tvari zadržavaju u cistančama smanjuju. Kao što se može vidjeti na slici 4, hlapljive tvari otkrivene u acetoinu su uglavnom acetoin, označen kao regija A na slici. Oko b, otkrivene hlapljive tvari su 2-metilpropanol, 3-metilbutiral, 2-metilbutiral, valeraldehid, propil acetat, fenilacetaldehid, linalol, E−2-kaprilil, E−{ {5}}heptanal, E−2-heksanal, E−2-valeraldehid, metilheptenon, oktanal, 2-pentilfuran, itd., označen kao B regija na slici 4, među njima, E−2-heksanal, E−2-heptanal, 2-metilbutiraldehid, E−2-kaprilil, E−2-valeraldehid, oktanaldehid, metilheptenon i {{15 }}metilpropanol ima oblike monomera i dimera. Hlapljive tvari otkrivene u c uključuju heptanal, 2,3-butandion, nonaldehid i E−2-nonal, itd., koje su označene kao regija C na slici 4, gdje nonaldehid i heptanal imaju dva oblika : monomer i dimer. Hlapljive tvari detektirane u d su metilpropionaldehid, 3-metiltioalkuraldehid i furfural, itd. One su označene kao područje D na slici 4, a među njima metilpropionaldehid i furfural postoje u dva oblika. Hlapljive tvari otkrivene u e su etil acetat i n-propanol itd., koje su označene kao E regija na slici 4, etil acetat je prisutan u obliku monomera.
Na slici 4 može se vidjeti da je karakteristična hlapljiva tvar cistanche sa sinergističkim tretmanom bio acetoin, karakteristična hlapljiva tvarsvježe cistanchesu uglavnom alkoholi, aldehidi i ketoni, a hlapljive tvari cistanche nakon ultra-mikro tretmana uglavnom su aldehidi, a karakteristične komponente praha cistanche vode također su uglavnom aldehidi, ali se razlikuju od aldehidnih tvari u ultra-mikrotretmanu. Cistanche alkoholni prah sadrži estere i alkohole koji su prepoznatljivijeg okusa i imaju poseban okus. U povezanim studijama, otkriveno je da povećanje koncentracije alkohola pridonosi povećanju sadržaja i raznolikosti estera, što može biti jedan od razloga za hlapljive organske spojeve koji utječu na cistanhe (Wei, Ma, Cao, Sun, & Fang, 2018). Većina ketona ima mliječni i voćni okus (Feng, Wang, Ji, Min i Yan, 2021), koji se može koristiti kao indeks za procjenu oksidiranog okusa, a karakterističan hlapljivi sastojak u sinergističkom prahu cistanche je aceton, za koji se može smatrati da pojačava voćni okus cistanche, ali postoji nedostatak lake oksidacije. Štoviše, cistanche može doživjeti kemijske promjene između različitih kemikalija tijekom procesa kuhanja, što može biti jedan od razloga za smanjenje kemijskog sadržaja i vrsta u sinergističkim cistanche (Ai, Zhang, Li, Sun i Liu, 2021.). U istraživanju hlapljivih komponenti žutog čaja, otkriveno je da su geraniol i linalol visoki i da su glavni hlapljivi spojevi čistih, slatkih aroma (Shi et al., 2021). Također se navodi da su geraniol i linalol važne hlapljive tvari u zelenim i crnim čajevima, igrajući važnu ulogu u kvaliteti arome lišća čaja (Joshi & Gulati, 2015.; Liu et al., 2018.), a među pet uzoraka, linalol sadržaj je bio najveći u svježim cistančama, što sugerira da bi svježe cistanche moglo biti prikladnije za pripremu napitaka od narezanih cistanchea. Etil acetat je hlapljiva komponenta s voćnim okusom, koja se često koristi kao važna osnova za procjenu hlapljivih komponenti voćnih sokova i likera. U aromatiziranim likerima, etil acetat je jedan od ključnih spojeva u procjeni okusa (J. Tang et al., 2021.). Etil acetat u cistanci je karakterističan hlapljiv spoj jedinstvenog mirisa, a prema tom svojstvu nizcistanche vinski proizvodimože se razviti. Nonaldehid ima sladak okus i voćni okus (Nunes, Coimbra, Saraiva i Rocha, 2008.), a sadržaj nealdehida u vodenom ekstraktu cistanche je visok, što se može smatrati slatkim okusom i voćnim okusom, a na ovome Na temelju toga mogu se razviti proizvodi za pripremu praha. Osim toga, može se provesti kvantitativna analiza prema karakterističnim hlapljivim spojevima prisutnim u cistanama nakon različitih tretmana, a baza podataka o hlapljivim spojevima može se uspostaviti kako bi se pružila teorijska osnova za identifikaciju kvalitete cistanche srodni proizvodi.
Za više informacija o prednostima cistanche
3.4. Klasterska analiza različitih tretmana cistanhe
3.4.1. Dinamički PCA uzoraka
Analiza glavnih komponenti (PCA) bila je multivarijantna statistička metoda. Ocjenjuje pravilnost i razliku između uzoraka kroz obradu smanjenja dimenzionalnosti podataka, a uglavnom se primjenjuje na analizu klasteriranja podataka i vizualizaciju visokodimenzionalnih podataka (MQ Li et al., 2019; Yao et al., 2020). Visokokvalitetni modeli analize glavnih komponenti općenito se smatraju modelima koji imaju kumulativnu stopu doprinosa od 60 posto ili više za PC1 i PC2 (Feng, Wang, He, et al., 2021.).
Kroz analizu glavne komponente cistanhe, utvrđeno je da PC1 iznosi 54 posto, PC2 iznosi 19 posto, a kumulativna ukupna stopa doprinosa iznosi 73 posto, što se može smatrati modelom visoke kvalitete za razlikovanje učinaka različitih metoda liječenja na hlapljive tvari cistanhe. Kao što je prikazano na slici 5, a se nalazi u negativnom rezultatu PC2 i 0 području PC1, d se nalazi u pozitivnom rezultatu PC2 i negativnom rezultatu PC1, b se nalazi u pozitivnom rezultat PC2 i pozitivna vrijednost PC1, e se nalazi u području negativnog rezultata PC2 i negativnog rezultata PC1, c se nalazi u području negativnog rezultata PC2 i pozitivnog područja PC1, postoji jasan stupanj razlika između pet, gdje je položaj b, c, d i e sličan četirima kvadrantima koordinatne osi, a položaj položaja sličan je negativnoj poluosi okomite osi, postoji jasna razlika između pozitivnih i negativnih područja. Rezultati su pokazali da su različiti tretmani imali veliku razliku u tvarima okusa cistanche, a HS-GC-IMS u kombinaciji s multivarijantnom statistikom učinkovit je alat za dobivanje intuitivnog i brzog rezultata uzoraka praha cistanche. Međutim, glavni zaključak ove analize bio je da postoje razlike u hlapljivim organskim spojevima između različitih tretmana cistanche, a odnos između svakog hlapljivog spoja i tretmana nije jasan. U sličnim istraživanjima, analizirajući odnos varijacija između glavnih hlapivih organskih spojeva zrna kave iz različitih izvora u procesu prženja,. Jasno je utvrđeno da su dominantne kemijske komponente u zrnu kave različitog podrijetla i odnos među njima jasno identificirani (Gancarz et al., 2022.); Khodamoradi i sur. (Khodamoradi, Mirzaee-Ghaleh, Dalvand i Sharifi, 2021.) usporedili su PCA analizu s dvije druge analitičke metode kako bi identificirali značajne razlike u utjecaju hlapljivih organskih spojeva u bosiljku na primjenu dušikovih gnojiva.
Slika 5. PCA različitih uzoraka. a: sinergistički prah cistanche, b: svježi prah cistanche, c: super mikro mesni prah cistanche, d: vodeni ekstrakt praha Cistanches Herba, e: etanolski ekstrakt praha Cistanches Herba.
3.4.2. Analiza sličnosti otisaka prstiju korištenjem euklidske udaljenosti
Euklidska udaljenost je metoda klaster analize, načelo određivanja sličnosti ove metode je koeficijent udaljenosti, ako je koeficijent velik, razlika između dva je također velika, pokazujući pozitivnu korelaciju. Suprotno tome, što je manji koeficijent, to je razlika između njih manja i sličnija (Sun, Yan, Hou, Li i Wang, 2015; YZ; Tang, 2019). Primjenom algoritma sličnosti euklidske udaljenosti za procjenu kvalitete dviju kineskih ljekovitih biljaka, utvrđeno je da algoritam može točno i pouzdano procijeniti kvalitetu kineskih lijekova (QH, Z., JY i JW, 2018.). Slika 6 prikazuje sličnost otisaka prstiju na temelju euklidske udaljenosti, a tablica 2 predstavlja vrijednosti euklidske udaljenosti između njih pet.
Slika 6. Sličnost otisaka prstiju na temelju euklidske udaljenosti različitih uzoraka. a: sinergistički prah ctanches, b: svježi prah ctanches, c: super mikro mesni prah ctanches, d: vodeni ekstrakt ctanches herba praha, e: etanolni ekstraktcistanches herba prah.
4. Zaključak
Ukratko, rezultati ove studije pokazuju da je HS-GC-IMS metoda korištena za otkrivanje spojeva okusa u prahu cistanche tretiranom na različite načine, s ukupno 48 vrhova, 32 identificirana spoja, uključujući 5 ketonezona, 5 alkohola, 17 aldehidesaldehid, 1 furani, 1 lakton lakton, 3 ester ester. Zbog ograničenja HS-GS-IMS detekcije i činjenice da 34 pika signala još nisu utvrđena, daljnja kvalitativna analiza može se provesti GC-MS (plinska kromatografija-spektrometrija mase) ili HPLS-MS (tekućinska kromatografija visoke učinkovitosti) -Masovna spektrometrija).
Analizom spektrograma može se intuitivno ustanoviti da prašak cistanche sadrži više esterskih spojeva, što se može koristiti kao jedna od karakteristika proizvoda za identifikaciju produkta ekstrakcije cistanche etanolom. U isto vrijeme, utvrđeno je da je raznolikost hlapljivih spojeva u cistanči nakon sinergističkog tretmana smanjena, ali se acetoin može koristiti kao karakterističan marker. Svježa cistanča može u većoj mjeri sačuvati više vrsta hlapljivih spojeva. Ako su VOC uglavnom aldehidi pronađeni u testu, to može biti cistanche nakon ultra-mikro tretmana i tretmana ekstrakcijom vode. Štoviše, kroz analizu glavnih komponenti, utvrđeno je da je pet metoda liječenja imalo značajne razlike u učinku sastava hlapljivih kemikalija u cistanči. U istoj vrsti studije, esteri i olefini identificirani su kao ključne hlapljive tvari za razlikovanje kategorije Fuji jabuka, te je otkriveno da okruženje pakiranja u vrećice može smanjiti razliku u aromi između različitih vrsta jabuka (Yudong, Haijing, Zhen, Zhemin, i Xian, 2021). U analizi karakterističnih hlapljivih tvari Dongbei Suancaija pomoću HS-GC-IMS i PCA, razjašnjena je razlika u sadržaju HOS-eva u svakoj fazi fermentacije i utvrđeno je da je 3-metil butanol karakteristična tvar proizvedena fermentacijom nakon dodavanja starter kulture Lactobacillus plantarum LND 399 (Han, Wang, Zhang, Li i Gao, 2022.). Za daljnje razumijevanje odnosa između sastojaka i liječenja cistanhe, jednostavan linearni odnos može se koristiti u kasnijim studijama za korelacijsku analizu (Granato, Santos, Escher, Ferreira i Maggio, 2018.). Na kraju, na temelju euklidske udaljenosti za procjenu i analizu sličnosti otiska prsta, hlapljive tvari u svježem prahu cistanče i prahu cistanče podignute vodom bile su najznačajnije, a odnos između svake hlapljive organske komponente i načina tretmana mogao bi se dalje proučavati u kombinacija s elektroničkim nosom ili HPLS-MS i GC-MS.
Uz ove prednosti, kombinacija HS-GC-IMS i PCA služi kao koristan alat za identifikaciju i klasifikacijucistanche uzorci, koji ima potencijalnu vrijednost primjene u prehrambenoj industriji.
