HS-GC-IMS-Nachweis flüchtiger organischer Verbindungen in Cistanche-Pulvern unter verschiedenen Behandlungsmethoden
Jul 13, 2022
3.3. Galeriegrundstücke von Cistanche mit unterschiedlicher Verarbeitungsbehandlung
Um die Unterschiede im Einzelnen deutlich zu vergleichenflüchtige SubstanzeninZistancheWählen Sie aus jeder Behandlung alle Peaks unten für den Fingerprint-Vergleich aus (Abb. 4). Jede Zeile in Abb. 4 stellt alle in der Probe ausgewählten Signalspitzen dar, und jede Spalte stellt die Signalintensität derselben flüchtigen Substanz in verschiedenen Proben dar, die Farbschattierung der einzelnen Punkte stellt den Gehalt der Substanz in der Probe dar , und je heller die Farbe ist, desto höher ist der Gehalt der flüchtigen Komponente in der Probe. Die Zahlen in Abb. 4 stellen Substanzen dar, die in der in der Probe nachgewiesenen Migrationsspektrenbibliothek noch nicht charakterisiert wurden.
Abb. 4. Fingerabdruck von flüchtigen Verbindungen von Cistanche. a: synergistisches Cistanche-Pulver, b: frisches Cistanche-Pulver, c: Super-Micro-Fleisch-Cistanche-Pulver, d: der Wasserextrakt von Cistanches Herba-Pulver, e: der Ethanolextrakt vonCistanches Herba-Pulver.
Wie in Abb. 4 gezeigt, hat a die wenigsten VOC-Spezies und -Konzentrationen und b hat die flüchtigsten Substanzen und die meisten Konzentrationen. Es ist ersichtlich, dass eine synergistische Behandlung die Verflüchtigung von flüchtigen Substanzen in beschleunigen wirdZistanche, so dass der Gehalt und die Art der in Cistanche zurückgehaltenen flüchtigen Substanzen reduziert werden. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, handelt es sich bei den in Acetoin nachgewiesenen flüchtigen Substanzen hauptsächlich um Acetoin, das in der Figur als Region A markiert ist. Bei b sind die nachgewiesenen flüchtigen Substanzen 2-Methylpropanol, 3-Methylbutyral, 2-Methylbutyral, Valeraldehyd, Propylacetat, Phenylacetaldehyd, Linalool, E−2-Caprylyl, E−{ {5}}Heptanal, E-2-Hexanal, E-2-Valeraldehyd, Methylheptenon, Octanal, 2-Pentylfuran usw., in Abb. 4 als B-Region markiert, darunter E−2-Hexanal, E−2-Heptanal, 2-Methylbutyraldehyd, E−2-Caprylyl, E−2-Valeraldehyd, Octanaldehyd, Methylheptenon und {{15 }}Methylpropanol haben monomere und dimere Formen. Die in c nachgewiesenen flüchtigen Substanzen umfassen Heptanal, 2,3-Butandion, Nonaldehyd und E-2-nonal usw., die in Fig. 4 als Bereich C gekennzeichnet sind, wobei Nonaldehyd und Heptanal zwei Formen haben : Monomer und Dimer. Die in d nachgewiesenen flüchtigen Substanzen sind Methylpropionaldehyd, 3--Methylthioalcuraldehyd und Furfural usw., die in Fig. 4 als Region D markiert sind, darunter liegen Methylpropionaldehyd und Furfural in zwei Formen vor. Die in e nachgewiesenen flüchtigen Substanzen sind Ethylacetat und n-Propanol usw., die in Fig. 4 als E-Bereich gekennzeichnet sind, Ethylacetat liegt in monomerer Form vor.
Aus Fig. 4 ist ersichtlich, dass die charakteristische flüchtige Substanz von Cistanche mit synergistischer Behandlung Acetoin war, die charakteristischen flüchtigen Substanzen vonfrische Cistanchesind hauptsächlich Alkohole, Aldehyde und Ketone, und die flüchtigen Substanzen von Cistanche nach der Ultramikrobehandlung sind hauptsächlich Aldehyde, und die charakteristischen Bestandteile von Cistanche-Wasserpulver sind ebenfalls hauptsächlich Aldehyde, aber sie unterscheiden sich von den Aldehydsubstanzen bei der Ultramikrobehandlung. Das Cistanche-Alkoholpulver enthält Ester und Alkohole, die geschmacklich besser erkennbar sind und einen besonderen Geschmack haben. In verwandten Studien wurde festgestellt, dass eine Erhöhung der Alkoholkonzentration zu einer Erhöhung des Estergehalts und der Estervielfalt beitrug. Dies kann einer der Gründe für die flüchtigen organischen Verbindungen sein, die Cistanche beeinflussen (Wei, Ma, Cao, Sun und Fang). 2018). Die meisten Ketone haben einen milchigen und fruchtigen Geschmack (Feng, Wang, Ji, Min, & Yan, 2021), der als Index zur Bewertung des oxidierten Geschmacks verwendet werden kann, und der charakteristische flüchtige Inhaltsstoff im synergistischen Cistanche-Pulver ist Aceton, das den fruchtigen Geschmack von Cistanche verbessern kann, aber es hat den Nachteil, dass es leicht oxidiert. Darüber hinaus kann Cistanche während des Kochvorgangs chemischen Veränderungen zwischen verschiedenen Chemikalien unterliegen, was einer der Gründe für die Verringerung des chemischen Gehalts und der Typen in synergistischen Cistanche sein kann (Ai, Zhang, Li, Sun und Liu, 2021). Bei der Untersuchung der flüchtigen Bestandteile von gelbem Tee wurde festgestellt, dass Geraniol und Linalool hoch sind und die wichtigsten flüchtigen Verbindungen mit reinen, süßen Aromen sind (Shi et al., 2021). Es wurde auch berichtet, dass Geraniol und Linalool wichtige flüchtige Stoffe in grünen und schwarzen Tees sind, die eine wichtige Rolle bei der Aromaqualität von Teeblättern spielen (Joshi & Gulati, 2015; Liu et al., 2018), und unter den fünf Proben Linalool Der Gehalt an frischem Cistanche war am höchsten, was darauf hindeutet, dass frisches Cistanche besser für die Herstellung von Cistanche-Schnittgetränken geeignet ist. Ethylacetat ist eine flüchtige Komponente mit fruchtigem Geschmack, die oft als wichtige Grundlage für die Beurteilung der flüchtigen Bestandteile von Fruchtsäften und -likören herangezogen wird. In aromatisierten Spirituosen ist Ethylacetat eine der Schlüsselverbindungen bei der Beurteilung des Geschmacks (J. Tang et al., 2021). Ethylacetat in Cistanche ist eine charakteristische flüchtige Verbindung mit einem einzigartigen Duft und entsprechend dieser Eigenschaft eine Reihe vonCistanche-Weinprodukteentwickelt werden können. Nonaldehyd hat einen süßen Geschmack und ein fruchtiges Aroma (Nunes, Coimbra, Saraiva & Rocha, 2008), und der Gehalt an Nonaldehyd im Cistanche-Wasserextrakt ist hoch, was als süß und fruchtig angesehen werden kann Basis können pulverförmige Zubereitungsprodukte entwickelt werden. Darüber hinaus kann eine quantitative Analyse gemäß den charakteristischen flüchtigen Verbindungen durchgeführt werden, die in Cistanche nach verschiedenen Behandlungen vorhanden sind, und eine Datenbank für flüchtige Verbindungen kann eingerichtet werden, um eine theoretische Grundlage für die Qualitätsidentifizierung von cistanche-bezogene Produkte.
Weitere Informationen zu den Cistanche-Vorteilen
3.4. Clustering-Analyse verschiedener Behandlungen von Cistanche
3.4.1. Dynamische PCA von Proben
Die Hauptkomponentenanalyse (PCA) war eine multivariate statistische Methode. Es bewertet die Regelmäßigkeit und den Unterschied zwischen Stichproben durch die Verarbeitung zur Reduzierung der Datendimensionalität und wird hauptsächlich für die Clustering-Analyse von Daten und die Visualisierung hochdimensionaler Daten angewendet (MQ Li et al., 2019; Yao et al., 2020). Als hochwertige Hauptkomponentenanalysemodelle gelten im Allgemeinen Modelle, die eine kumulative Beitragsrate von 60 Prozent oder mehr für PC1 und PC2 aufweisen (Feng, Wang, He, et al., 2021).
Durch die Hauptkomponentenanalyse von Cistanche wird festgestellt, dass PC1 54 Prozent, PC2 19 Prozent und der kumulative Gesamtbeitragssatz 73 Prozent beträgt, was als hochwertiges Modell zur Unterscheidung der Auswirkungen verschiedener Behandlungsmethoden angesehen werden kann über die flüchtigen Substanzen der Cistanche. Wie in 5 gezeigt, befindet sich a in der negativen Bewertung von PC2 und der 0-Region von PC1, d befindet sich in der positiven Bewertung von PC2 und dem negativen Bewertungsbereich von PC1, b befindet sich im positiven Bereich Score von PC2 und der positive Wert von PC1, e befindet sich im negativen Score-Bereich von PC2 und der negative Score von PC1, c befindet sich im negativen Score von PC2 und im positiven Score-Bereich von PC1, gibt es einen klaren Grad von Unterscheidung zwischen den fünf, wobei die Position von b, c, d und e ähnlich den vier Quadranten der Koordinatenachse ist und die Position einer Position ähnlich der negativen Halbachse der vertikalen Achse ist, gibt es eine klare Unterscheidung zwischen positiven und negativen Regionen. Die Ergebnisse zeigten, dass verschiedene Behandlungen einen großen Unterschied in den Geschmackssubstanzen von Cistanche hatten, und HS-GC-IMS in Kombination mit multivariater Statistik ein effizientes Werkzeug ist, um ein intuitives und schnelles Ergebnis von Cistanche-Pulverproben zu erhalten. Die Hauptreflexion dieser Analyse war jedoch, dass es Unterschiede bei den flüchtigen organischen Verbindungen zwischen verschiedenen Behandlungen von Cistanche gibt und die Beziehung zwischen jeder flüchtigen Verbindung und der Behandlung nicht klar ist. In ähnlicher Forschung wurde die Variationsbeziehung zwischen den wichtigsten flüchtigen organischen Verbindungen von Kaffeebohnen aus verschiedenen Quellen im Röstprozess analysiert. Es wurde eindeutig festgestellt, dass die dominierenden chemischen Komponenten in Kaffeebohnen unterschiedlicher Herkunft und die Beziehung zwischen ihnen eindeutig identifiziert wurden (Gancarz et al., 2022); Khodamoradi et al. (Khodamoradi, Mirzaee-Ghaleh, Dalvand & Sharifi, 2021) verglichen die PCA-Analyse mit zwei anderen Analysemethoden, um signifikante Unterschiede im Einfluss flüchtiger organischer Verbindungen in Basilikum auf die Anwendung von Stickstoffdünger zu identifizieren.
Abb. 5. PCA verschiedener Proben. a: synergistisches Cistanche-Pulver, b: frisches Cistanche-Pulver, c: Super-Mikrofleisch-Cistanche-Pulver, d: der Wasserextrakt von Cistanches Herba-Pulver, e: der Ethanolextrakt von Cistanches Herba-Pulver.
3.4.2. Fingerabdruck-Ähnlichkeitsanalyse unter Verwendung der euklidischen Distanz
Die euklidische Distanz ist eine Clusteranalysemethode. Das Prinzip der Bestimmung der Ähnlichkeit dieser Methode ist der Distanzkoeffizient. Wenn der Koeffizient groß ist, ist die Differenz zwischen den beiden ebenfalls groß und zeigt eine positive Korrelation. Umgekehrt ist der Unterschied zwischen den beiden umso kleiner und ähnlicher, je kleiner der Koeffizient ist (Sun, Yan, Hou, Li, & Wang, 2015; YZ; Tang, 2019). Durch die Anwendung des euklidischen Distanzähnlichkeitsalgorithmus zur Bewertung der Qualität von zwei chinesischen Heilkräutern wurde festgestellt, dass der Algorithmus die Qualität chinesischer Arzneimittel genau und zuverlässig bewerten kann (QH, Z., JY, & JW, 2018). Fig. 6 zeigt Fingerabdruckähnlichkeit basierend auf der euklidischen Distanz, und Tabelle 2 repräsentiert die euklidischen Distanzwerte zwischen den fünf.
Abb. 6. Fingerabdruck-Ähnlichkeit basierend auf dem euklidischen Abstand verschiedener Proben. a: synergistisches Cistanche-Pulver, b: frisches Cistanche-Pulver, c: Super-Micro-Fleisch-Cistanche-Pulver, d: der Wasserextrakt von Cstanches Herba-Pulver, e: der Ethanol-Extrakt vonCistanches Kräuterpulver.
4. Fazit
Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse der vorliegenden Studie, dass die HS-GC-IMS-Methode zum Nachweis von Aromaverbindungen in Cistanche-Pulver verwendet wurde, das auf unterschiedliche Weise behandelt wurde, mit insgesamt 48 Peaks, 32 identifizierten Verbindungen, darunter 5 Ketoneson, 5 Alkohol, 17 Aldehydesaldehyd, 1 Furane, 1 Lacton Lacton, 3 Ester Ester. Aufgrund der Einschränkungen der HS-GS-IMS-Detektion und der Tatsache, dass 34 Signalpeaks noch nicht bestimmt wurden, kann eine weitere qualitative Analyse durch GC-MS (Gaschromatographie-Massenspektrometrie) oder HPLS-MS (High Performance Liquid Chromatography) durchgeführt werden -Massenspektrometer).
Durch Spektrogrammanalyse kann intuitiv festgestellt werden, dass das Cistanche-Pulver mehr Esterverbindungen enthält, die als eines der Merkmale des Produkts verwendet werden können, um das Cistanche-Produkt zur Ethanolextraktion zu identifizieren. Gleichzeitig wurde festgestellt, dass die Vielfalt an flüchtigen Verbindungen in Cistanche nach synergistischer Behandlung reduziert war, aber Acetoin als charakteristischer Marker verwendet werden konnte. Frische Cistanche kann mehr Arten von flüchtigen Verbindungen in größerem Umfang konservieren. Wenn es sich bei den im Test gefundenen VOCs hauptsächlich um Aldehyde handelt, kann es sich nach der Ultramikrobehandlung und der Wasserextraktionsbehandlung um Cistanche handeln. Darüber hinaus wurde durch Hauptkomponentenanalyse festgestellt, dass die fünf Behandlungsmethoden signifikante Unterschiede in der Zusammensetzungswirkung flüchtiger Chemikalien in Cistanche aufwiesen. In derselben Art von Studie wurden Ester und Olefine als die wichtigsten flüchtigen Stoffe zur Unterscheidung der Fuji-Apfelkategorie identifiziert, und es wurde festgestellt, dass die Verpackungsumgebung den Aromaunterschied zwischen verschiedenen Apfelsorten verringern könnte (Yudong, Haijing, Zhen, Zhemin, & Xian, 2021). Bei der Analyse der charakteristischen flüchtigen Substanzen von Dongbei Suancai durch HS-GC-IMS und PCA wurde der Unterschied im VOC-Gehalt in jeder Fermentationsstufe geklärt und 3-Methylbutanol als eine charakteristische Substanz bestimmt, die nach der Zugabe durch Fermentation produziert wurde der Starterkultur Lactobacillus plantarum LND 399 (Han, Wang, Zhang, Li, & Gao, 2022). Um die Beziehung zwischen den Inhaltsstoffen und der Behandlung von Cistanche besser zu verstehen, kann in nachfolgenden Studien zur Korrelationsanalyse eine einfache lineare Beziehung verwendet werden (Granato, Santos, Escher, Ferreira, & Maggio, 2018). Schließlich waren auf der Grundlage des euklidischen Abstands zur Beurteilung und Analyse der Fingerabdruckähnlichkeit die flüchtigen Substanzen in frischem Cistanche-Pulver und mit Wasser angereichertem Cistanche-Pulver am signifikantesten, und die Beziehung zwischen jeder flüchtigen organischen Komponente und dem Behandlungsmodus könnte weiter untersucht werden Kombination mit elektronischer Nase oder HPLS-MS und GC-MS.
Mit diesen Vorteilen dient die Kombination von HS-GC-IMS und PCA als nützliches Werkzeug zur Identifizierung und KlassifizierungCistanche-Proben, das einen potenziellen Anwendungswert in der Lebensmittelindustrie hat.
