HS-GC-IMS Виявлення летючих органічних сполук у порошках цистанш за різних методів обробки
Jul 13, 2022
3.3. Галерея ділянок цистанки з різними способами обробки
Щоб чітко порівнювати відмінності в конкретномулетючі речовинивцистанчез кожного лікування виберіть усі піки нижче для порівняння відбитків пальців (рис. 4). Кожен рядок на рис. 4 представляє всі піки сигналу, відібрані в зразку, а кожен стовпець представляє інтенсивність сигналу тієї самої летючої речовини в різних зразках, відтінок кольору окремих точок представляє вміст речовини в зразку. , і чим яскравіший колір вказує на вищий вміст леткого компонента в зразку. Цифри на рис. 4 представляють речовини, які ще не були охарактеризовані в бібліотеці міграційних спектрів, виявлених у зразку.
Рис. 4. Відбиток летючих сполук цистанхи. a: синергетичний порошок цистанки, b: свіжий порошок цистанки, c: порошок супер мікро м’яса цистанки, d: водний екстракт порошку Cistanches Herba, e: етаноловий екстрактПорошок Cistanches Herba.
Як показано на рис. 4, a має найменшу кількість видів і концентрацій ЛОС, а b має найбільшу кількість летючих речовин і найбільшу концентрацію. Можна побачити, що синергетична обробка прискорить випаровування летких речовин уцистанче, так що вміст і види летючих речовин, що зберігаються в цистанчі, зменшуються. Як видно з рис. 4, леткі речовини, виявлені в ацетоїні, є в основному ацетоїном, позначеним областю А на малюнку. Виявлені летючі речовини щодо b: 2-метилпропанол, 3-метилбутираль, 2-метилбутираль, валеральдегід, пропілацетат, фенілацетальдегід, ліналоол, E−2-каприліл, E−{ {5}}гептанал, E−2-гексанал, E−2-валеральдегід, метилгептенон, октанал, 2-пентилфуран тощо, позначені областю B на рис. 4, серед них, E−2-гексанал, E−2-гептанал, 2-метилбутиральдегід, E−2-каприліл, E−2-валеральдегід, октанальдегід, метилгептенон і {{15 }}метилпропанол має мономерну та димерну форми. Летючі речовини, виявлені в c, включають гептанал, 2,3-бутандіон, нональдегід та E−2-нонал тощо, які позначені як область C на рис. 4, де нональдегід і гептанал мають дві форми : мономер і димер. Летючі речовини, виявлені в d, це метилпропіональдегід, 3-метилтіоалькуральдегід і фурфурол тощо. Вони позначені областю D на рис. 4, серед них метилпропіональдегід і фурфурол існують у двох формах. Летючі речовини, виявлені в етилацетаті та н-пропанолі тощо, які позначені як область Е на рис. 4, етилацетат присутній у формі мономеру.
З рис. 4 можна виявити, що характерною летючою речовиною цистанхи при синергічній обробці був ацетоїн, характерні леткі речовинисвіжа цистанкаце в основному спирти, альдегіди та кетони, а летючі речовини цистанчі після ультрамікрообробки - це в основному альдегіди, а характерні компоненти водного порошку цистанчі також в основному альдегіди, але вони відрізняються від альдегідних речовин при ультрамікрообробці. Спиртовий порошок цистанчі містить складні ефіри та спирти, які більш впізнавані за смаком і мають особливий смак. У відповідних дослідженнях було виявлено, що збільшення концентрації алкоголю сприяє збільшенню вмісту та різноманітності складних ефірів, це може бути однією з причин утворення летких органічних сполук, які впливають на цистанку (Вей, Ма, Као, Сан та Фанг, 2018). Більшість кетонів мають молочно-фруктовий смак (Feng, Wang, Ji, Min, & Yan, 2021), який можна використовувати як індекс для оцінки окисленого смаку, а характерним летючим інгредієнтом синергетичного порошку цистанхи є ацетон, який, як можна вважати, посилює фруктовий смак цистанчі, але є недолік легкого окислення. Крім того, цистанки можуть зазнавати хімічних змін між різними хімічними речовинами під час процесу приготування, що може бути однією з причин зменшення вмісту хімічних речовин і типів у синергетичних цистанках (Ai, Zhang, Li, Sun, & Liu, 2021). Під час дослідження летких компонентів жовтого чаю було виявлено, що гераніол і ліналоол мають високий вміст і є основними леткими сполуками з чистим солодким ароматом (Shi et al., 2021). Також повідомляється, що гераніол і ліналоол є важливими леткими речовинами в зеленому та чорному чаї, відіграючи важливу роль у якості аромату чайного листя (Joshi & Gulati, 2015; Liu et al., 2018), а серед п’яти зразків ліналоол вміст був найвищим у свіжій цистанці, що свідчить про те, що свіжа цистанка може бути більш придатною для приготування напоїв із нарізаною цистаншою. Етилацетат є летким компонентом із фруктовим смаком, який часто використовують як важливу основу для оцінки летючих компонентів фруктових соків і лікерів. У ароматизованих лікерах етилацетат є однією з ключових сполук для визначення смаку (J. Tang та ін., 2021). Етилацетат у цистанці є характерною леткою сполукою з унікальним ароматом, і відповідно до цієї характеристики серіявиноробна продукція Cistancheможна розвивати. Неальдегід має солодкий смак і фруктовий аромат (Nunes, Coimbra, Saraiva, & Rocha, 2008), а вміст неальдегіду у водному екстракті цистанчі високий, що можна вважати солодким смаком і фруктовим ароматом, і на цьому основі можна розробляти порошкові продукти. Крім того, можна провести кількісний аналіз відповідно до характерних летких сполук, присутніх у цистанці після різних обробок, і можна створити базу даних летких сполук, щоб забезпечити теоретичну основу для ідентифікації якості cпродукти, пов'язані з istanche.
Для отримання додаткової інформації про переваги Cistanche
3.4. Кластеризаційний аналіз різних методів лікування цистанх
3.4.1. Динамічний PCA зразків
Аналіз головних компонентів (PCA) був багатовимірним статистичним методом. Він оцінює регулярність і різницю між вибірками за допомогою обробки зменшення розмірності даних і в основному застосовується для кластеризації даних і візуалізації даних великої розмірності (MQ Li та ін., 2019; Яо та ін., 2020). Високоякісні моделі аналізу головних компонентів, як правило, вважаються моделями, які мають сукупну ставку внеску 60 відсотків або більше для PC1 і PC2 (Feng, Wang, He та ін., 2021).
Завдяки аналізу головних компонентів цистанхе виявлено, що PC1 становить 54 відсотки, PC2 становить 19 відсотків, а загальна загальна ставка внеску становить 73 відсотки, що можна розглядати як високоякісну модель для розрізнення ефектів різних методів лікування. на леткі речовини цистанхи. Як показано на рис. 5, a розташовано в області негативної оцінки PC2 і 0 області PC1, d розташовано в області позитивної оцінки PC2 і області негативної оцінки PC1, b розташовано в позитивній області оцінка PC2 і позитивне значення PC1, e розташовано в області негативної оцінки PC2 і негативної оцінки PC1, c розташовано в області негативної оцінки PC2 і позитивної області оцінки PC1, існує чіткий ступінь відмінність між п'ятьма, де положення b, c, d і e подібне до чотирьох квадрантів осі координат, а положення положення подібне до негативної півосі вертикальної осі, існує чітка відмінність між позитивними і негативними областями. Результати показали, що різні обробки мали значну різницю в смакових речовинах цистанки, а HS-GC-IMS у поєднанні з багатовимірною статистикою є ефективним інструментом для отримання інтуїтивно зрозумілого та швидкого результату зразків порошку цистанки. Однак основним відображенням цього аналізу було те, що існують відмінності в летких органічних сполуках між різними обробками цистанхе, і зв’язок між кожною летючою сполукою та обробкою не зрозумілий. У подібних дослідженнях, аналізуючи зв’язок варіацій між основними леткими органічними сполуками кавових зерен з різних джерел у процесі смаження,. Було чітко встановлено, що домінуючі хімічні компоненти в кавових зернах різного походження та зв’язок між ними чітко визначені (Gancarz та ін., 2022); Ходамораді та ін. (Khodamoradi, Mirzaee-Ghaleh, Dalvand, & Sharifi, 2021) порівняли аналіз PCA з двома іншими аналітичними методами, щоб виявити значні відмінності у впливі летких органічних сполук у базиліку на внесення азотних добрив.
Рис. 5. PCA різних зразків. a: синергетичний порошок цистанки, b: свіжий порошок цистанки, c: супер мікропорошок м’яса цистанки, d: водний екстракт порошку цистанки Herba, e: етаноловий екстракт порошку цистанки Herba.
3.4.2. Аналіз подібності відбитків пальців за допомогою евклідової відстані
Евклідова відстань є методом кластерного аналізу, принципом визначення подібності цього методу є коефіцієнт відстані, якщо коефіцієнт великий, різниця між ними також велика, показуючи позитивну кореляцію. І навпаки, чим менший коефіцієнт, тим менша та схожіша різниця між ними (Sun, Yan, Hou, Li, & Wang, 2015; YZ; Tang, 2019). Застосовуючи алгоритм подібності евклідової відстані для оцінки якості двох китайських лікарських трав, було виявлено, що алгоритм може точно та надійно оцінити якість китайських ліків (QH, Z., JY, & JW, 2018). На рис. 6 показано подібність відбитків пальців на основі евклідової відстані, а в таблиці 2 представлено значення евклідової відстані між п’ятьма.
Мал. 6. Подібність відбитків пальців на основі евклідової відстані різних зразків. a: синергічний порошок цистанки, b: свіжий порошок цистанки, c: порошок супер мікро м’яса цистанки, d: водний екстракт порошку трави цистанки, e: етаноловий екстрактпорошок трави цистанки.
4. Висновок
Таким чином, результати цього дослідження демонструють, що метод HS-GC-IMS використовувався для виявлення ароматичних сполук у порошку цистанчі, обробленого різними способами, із загалом 48 піками, 32 ідентифікованими сполуками, включаючи 5 кетонзон, 5 спирт, 17 альдегід і сальдегід, 1 фурани, 1 лактон лактон, 3 складний ефір. Через обмеження виявлення HS-GS-IMS і той факт, що 34 піки сигналу ще не визначено, подальший якісний аналіз можна виконати за допомогою GC-MS (газова хроматографія-мас-спектрометрія) або HPLS-MS (високоефективна рідинна хроматографія). -мас-спектрометрія).
Завдяки аналізу спектрограми можна інтуїтивно виявити, що порошок цистанту містить більше складноефірних сполук, які можна використовувати як одну з характеристик продукту для ідентифікації продукту цистанту, отриманого екстракцією етанолу. У той же час було виявлено, що різноманітність летких сполук у цистанхах після синергічної обробки зменшилася, але ацетоїн можна використовувати як характерний маркер. Свіжа цистанка може більшою мірою зберегти більше видів летких сполук. Якщо леткі органічні сполуки є переважно альдегідами, знайденими в тесті, це може бути цистанш після ультрамікрообробки та обробки водною екстракцією. Крім того, за допомогою аналізу головних компонентів було виявлено, що п’ять методів обробки мали значні відмінності в композиційному ефекті летких хімічних речовин у цистанхе. У такому ж дослідженні складні ефіри та олефіни були визначені як ключові леткі речовини для розрізнення категорії яблук Fuji, і було виявлено, що середовище упаковки може зменшити різницю в ароматі між різними видами яблук (Yudong, Haijing, Zhen, Zhemin, і Сіань, 2021). Під час аналізу характерних летких речовин Dongbei Suancai за допомогою HS-GC-IMS та PCA було з’ясовано різницю у вмісті ЛОС на кожній стадії бродіння, і було визначено, що 3-метилбутанол є характерною речовиною, що утворюється в результаті бродіння після додавання закваскової культури Lactobacillus plantarum LND 399 (Han, Wang, Zhang, Li, & Gao, 2022). Щоб краще зрозуміти взаємозв’язок між інгредієнтами та лікуванням цистанхезу, у наступних дослідженнях для кореляційного аналізу можна використовувати просту лінійну залежність (Granato, Santos, Escher, Ferreira, & Maggio, 2018). Нарешті, виходячи з евклідової відстані для оцінки та аналізу подібності відбитків пальців, летючі речовини у свіжому порошку цистанхи та порошку цистанхи, піднятого водою, були найбільш значущими, і зв’язок між кожним летючим органічним компонентом і режимом обробки можна було додатково вивчити в поєднання з електронним носом або HPLS-MS і GC-MS.
Завдяки цим перевагам комбінація HS-GC-IMS і PCA служить корисним інструментом для ідентифікації та класифікаціїзразки цистанчі, що має потенційну цінність застосування в харчовій промисловості.
