اكتشاف HS-GC-IMS للمركبات العضوية المتطايرة في مساحيق الكستانش تحت طرق معالجة مختلفة
Jul 13, 2022
3.3 معرض قطع من cistanche مع معالجة العلاجات المختلفة
لمقارنة الاختلافات بشكل واضحمواد متطايرةفيcistancheمن كل علاج ، حدد جميع القمم أدناه لمقارنة بصمات الأصابع (الشكل 4). يمثل كل صف في الشكل 4 جميع قمم الإشارة المحددة في العينة ، ويمثل كل عمود شدة الإشارة لنفس المادة المتطايرة في عينات مختلفة ، ويمثل ظل لون النقاط الفردية محتوى المادة في العينة ، ويشير اللون الأكثر إشراقًا إلى ارتفاع محتوى المكون المتطاير في العينة. تمثل الأرقام الواردة في الشكل 4 المواد التي لم يتم توصيفها بعد في مكتبة طيف الترحيل المكتشفة في العينة.
الشكل 4. بصمة المركبات المتطايرة من cistanche. a: مسحوق cistanche التآزري ، b: مسحوق cistanche الطازج ، c: مسحوق cistanche اللحمي الدقيق للغاية ، d: مستخلص الماء من مسحوق Cistanches Herba ، e: مستخلص الإيثانول منمسحوق Cistanches Herba.
كما هو مبين في الشكل 4 ، يحتوي a على أقل أنواع وتركيزات المركبات العضوية المتطايرة ، ويحتوي b على أكثر المواد تطايرًا ومعظم التركيزات. يمكن ملاحظة أن المعالجة التآزرية ستسرع من تطاير المواد المتطايرة فيcistanche، بحيث يتم تقليل محتوى وأنواع المواد المتطايرة المحتجزة في الحال. كما يتضح من الشكل 4 ، فإن المواد المتطايرة المكتشفة في الأسيتوين هي أساسًا أسيتوين ، وتم تمييزها بالمنطقة A في الشكل. حول ب ، المواد المتطايرة المكتشفة هي 2- methylpropanol ، 3- methylbutyral ، 2- methylbutyral ، valeraldehyde ، propyl acetate ، phenylacetaldehyde ، linalool ، E - 2- caprylyl ، E− { {5}} heptanal، E - 2- hexanal، E - 2- valeraldehyde، methylheptenone، octanal، 2- pentylfuran، إلخ. ، تم تمييزها بالمنطقة B في الشكل 4 ، من بينها ، E - 2- hexanal، E - 2- heptanal، 2- methylbutyraldehyde، E - 2- caprylyl، E - 2- valeraldehyde، octanaldehyde، methylheptenone و {{15 }} methylpropanol لها أشكال مونومر وثنائي. تشتمل المواد المتطايرة المكتشفة في c على heptanal و 2 و 3- butanedione و nonaldehyde و E - 2- nonal وما إلى ذلك ، والتي تم تصنيفها على أنها المنطقة C في الشكل 4 ، حيث يكون nonaldehyde و heptanal شكلين : مونومر وثنائي. المواد المتطايرة المكتشفة في d هي methylpropionaldehyde ، 3- methylthioalcuraldehyde و furfural ، إلخ. والتي تم تحديدها كمنطقة D في الشكل 4 ، من بينها methylpropionaldehyde و furfural الموجودة في شكلين. المواد المتطايرة المكتشفة في e هي أسيتات الإيثيل و n- بروبانول ، إلخ ، والتي تم تصنيفها على أنها المنطقة E في الشكل 4 ، أسيتات الإيثيل موجودة في شكل مونومر.
من الشكل 4 ، يمكن العثور على أن المادة المتطايرة المميزة للبقاء مع العلاج التآزري هي الأسيتوين ، وهي المواد المتطايرة المميزة لـcistanche الطازجةتتكون بشكل أساسي من الكحوليات والألدهيدات والكيتونات ، والمواد المتطايرة من السبات بعد المعالجة فائقة الدقة هي الألدهيدات بشكل أساسي ، والمكونات المميزة لمسحوق الماء هي أيضًا الألدهيدات بشكل أساسي ، ولكنها تختلف عن مواد الألدهيد في المعالجة الدقيقة الفائقة. يحتوي مسحوق كحول cistanche على الإسترات والكحول ، والتي يمكن التعرف عليها بشكل أكبر في النكهة ولها نكهة خاصة. في الدراسات ذات الصلة ، وجد أن زيادة تركيز الكحول ساهمت في زيادة محتوى الإستر وتنوعه ، وقد يكون هذا أحد أسباب المركبات العضوية المتطايرة التي تؤثر على cistanche (Wei ، Ma ، Cao ، Sun ، & Fang ، 2018). معظم الكيتونات لها طعم حليبي وفاكهي (Feng، Wang، Ji، Min، & Yan، 2021) ، والتي يمكن استخدامها كمؤشر لتقييم النكهة المؤكسدة ، والمكون المتطاير المميز في مسحوق التماسك التآزري هو الأسيتون ، والذي يمكن اعتباره لتعزيز نكهة الفواكه في الكستانش ، ولكن هناك عيب في سهولة الأكسدة. علاوة على ذلك ، قد يخضع التماسك للتغييرات الكيميائية بين المواد الكيميائية المختلفة أثناء عملية الطهي ، والتي قد تكون أحد أسباب تقليل المحتوى الكيميائي والأنواع في التآزر (Ai ، Zhang ، Li ، Sun ، & Liu ، 2021). في دراسة المكونات المتطايرة للشاي الأصفر ، وجد أن الجيرانيول واللينالول مرتفعان وهما المركبان المتطايران الرئيسيان برائحة حلوة نقية (شي وآخرون ، 2021). تم الإبلاغ أيضًا عن Geraniol و linalool كمواد متطايرة مهمة في الشاي الأخضر والأسود ، ويلعبان دورًا مهمًا في جودة رائحة أوراق الشاي (Joshi & Gulati ، 2015 ؛ Liu et al. ، 2018) ، ومن بين العينات الخمس ، linalool كان المحتوى أعلى في الحشو الطازج ، مما يشير إلى أن القدر الطازج قد يكون أكثر ملاءمة لصنع شرائح مشروبات الكستانش. أسيتات الإيثيل عبارة عن مكون متطاير بنكهة الفواكه ، والذي يستخدم غالبًا كأساس مهم للحكم على المكونات المتطايرة لعصائر الفاكهة والمشروبات الكحولية. في السوائل المنكهة ، تعد أسيتات الإيثيل أحد المركبات الرئيسية في الحكم على النكهة (J. Tang et al. ، 2021). أسيتات الإيثيل الموجودة في الكستانش هي مركب متطاير مميز برائحة فريدة من نوعها ، ووفقًا لهذه الخاصية ، فإن سلسلة منمنتجات النبيذ cistancheيمكن تطويرها. يحتوي Nonaldehyde على طعم حلو ونكهة فاكهية (Nunes، Coimbra، Saraiva، & Rocha، 2008) ، كما أن محتوى nonaldehyde في مستخلص ماء cistanche مرتفع ، والذي يمكن اعتباره ذا طعم حلو ونكهة الفواكه ، وعلى هذا الأساس ، يمكن تطوير منتجات تحضير المسحوق. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن إجراء التحليل الكمي وفقًا للمركبات المتطايرة المميزة الموجودة في الثبات بعد العلاجات المختلفة ، ويمكن إنشاء قاعدة بيانات للمركبات المتطايرة لتوفير أساس نظري لتحديد جودة المركبات المتطايرة.المنتجات ذات الصلة istanche.
لمزيد من المعلومات حول فوائد cistanche
3.4. تجميع تحليل علاجات مختلفة من cistanche
3.4.1. PCA الديناميكي للعينات
كان تحليل المكون الرئيسي (PCA) طريقة إحصائية متعددة المتغيرات. يقوم بتقييم الانتظام والاختلاف بين العينات من خلال معالجة تقليل أبعاد البيانات ، ويتم تطبيقه بشكل أساسي على تحليل المجموعات للبيانات وتصور البيانات عالية الأبعاد (MQ Li et al. ، 2019 ؛ Yao et al. ، 2020). تعتبر نماذج تحليل المكونات الرئيسية عالية الجودة بشكل عام نماذج لها معدل مساهمة تراكمية بنسبة 60 في المائة أو أكثر لكل من PC1 و PC2 (Feng، Wang، He، et al.، 2021).
من خلال تحليل المكون الرئيسي لل cistanche ، وجد أن PC1 هو 54 في المائة ، و PC2 هو 19 في المائة ، ومعدل المساهمة الإجمالي التراكمي هو 73 في المائة ، والذي يمكن اعتباره نموذجًا عالي الجودة للتمييز بين تأثيرات طرق العلاج المختلفة على المواد المتطايرة من cistanche. كما هو مبين في الشكل 5 ، يقع a في الدرجة السلبية لـ PC2 والمنطقة 0 من PC1 ، تقع d في الدرجة الإيجابية لـ PC2 ومنطقة النتيجة السلبية لـ PC1 ، وتقع b في المنطقة الموجبة درجة PC2 والقيمة الإيجابية لـ PC1 ، تقع e في منطقة النتيجة السلبية لـ PC2 والنتيجة السلبية لـ PC1 ، وتقع c في الدرجة السلبية لـ PC2 ومنطقة النتيجة الإيجابية لـ PC1 ، وهناك درجة واضحة من التمايز بين الخمسة ، حيث يكون موضع b و c و d و e مشابهًا للأرباع الأربعة لمحور الإحداثيات ، ويكون موضع الموضع مشابهًا لمحور النصف السالب للمحور العمودي ، هناك تمييز واضح بين المناطق الإيجابية والسلبية. أظهرت النتائج أن العلاجات المختلفة كان لها اختلاف كبير في مواد النكهة من cistanche ، و HS-GC-IMS بالاشتراك مع الإحصائيات متعددة المتغيرات هي أداة فعالة للحصول على نتيجة بديهية وسريعة لعينات مسحوق القوام. ومع ذلك ، فإن الانعكاس الرئيسي من هذا التحليل هو أن هناك اختلافات في المركبات العضوية المتطايرة بين العلاجات المختلفة من cistanche ، والعلاقة بين كل مركب متطاير والمعالجة ليست واضحة. في بحث مشابه ، من خلال تحليل علاقة التباين بين المركبات العضوية المتطايرة الرئيسية لحبوب البن من مصادر مختلفة في عملية التحميص. لقد وجد بوضوح أن المكونات الكيميائية السائدة في حبوب البن ذات الأصول المختلفة والعلاقة بينها قد تم تحديدها بوضوح (Gancarz et al. ، 2022) ؛ خودامورادي وآخرون. (Khodamoradi، Mirzaee-Ghaleh، Dalvand، & Sharifi، 2021) مقارنة تحليل PCA بطريقتين تحليليتين أخريين لتحديد الفروق المعنوية في تأثير المركبات العضوية المتطايرة في الريحان على استخدام الأسمدة النيتروجينية.
الشكل 5. PCA من عينات مختلفة. a: مسحوق cistanche التآزري ، b: مسحوق cistanche الطازج ، c: مسحوق cistanche اللحمي الدقيق للغاية ، d: مستخلص الماء من مسحوق Cistanches Herba ، e: مستخلص الإيثانول من مسحوق Cistanches Herba.
3.4.2. تحليل تشابه بصمات الأصابع باستخدام المسافة الإقليدية
المسافة الإقليدية هي طريقة تحليل الكتلة ، ومبدأ تحديد تشابه هذه الطريقة هو معامل المسافة ، إذا كان المعامل كبيرًا ، يكون الفرق بينهما كبيرًا أيضًا ، مما يدل على وجود ارتباط إيجابي. بالمقابل ، كلما كان المعامل أصغر ، كان الفرق أصغر وأكثر تشابهًا بين الاثنين (Sun، Yan، Hou، Li، & Wang، 2015؛ YZ؛ Tang، 2019). من خلال تطبيق خوارزمية تشابه المسافة الإقليدية لتقييم جودة عشبين طبيين صينيين ، وجد أن الخوارزمية يمكنها تقييم جودة الأدوية الصينية بدقة وموثوقية (QH، Z.، JY، JW، 2018). يوضح الشكل 6 تشابه بصمات الأصابع بناءً على المسافة الإقليدية ، ويمثل الجدول 2 قيم المسافة الإقليدية بين الخمسة.
الشكل 6. تشابه بصمات الأصابع على أساس المسافة الإقليدية للعينات المختلفة. a: مسحوق cistanche التآزري ، b: مسحوق cistanche الطازج ، c: مسحوق cistanche اللحم الدقيق للغاية ، d: مستخلص الماء من مسحوق cstanches herba ، e: مستخلص الإيثانول منمسحوق عشبة السيستانس.
4. الخلاصة
باختصار ، توضح نتائج الدراسة الحالية أن طريقة HS-GC-IMS قد تم استخدامها لاكتشاف مركبات النكهة في مسحوق cistanche المعالج بطرق مختلفة ، بإجمالي 48 قمة ، 32 مركبًا تم تحديدها ، بما في ذلك 5 كيتونسون ، 5 كحول ، 17 ألدهيد ألدهيد ، 1 فوران ، 1 لاكتون لاكتون ، 3 إستر. نظرًا لقيود اكتشاف HS-GS-IMS وحقيقة أنه لم يتم تحديد 34 ذروة إشارة بعد ، يمكن إجراء المزيد من التحليل النوعي بواسطة GC-MS (قياس الطيف الكتلي للكتلة الغازية) أو HPLS-MS (الكروماتوغرافيا السائلة عالية الأداء -قياس الطيف الكتلي).
من خلال تحليل المخطط الطيفي ، يمكن العثور بشكل بديهي على أن مسحوق القسطرة يحتوي على المزيد من مركبات الإستر ، والتي يمكن استخدامها كأحد خصائص المنتج لتحديد منتج استخلاص الإيثانول. في الوقت نفسه ، وجد أن تنوع المركبات المتطايرة في حالة عدم الاستقرار بعد العلاج التآزري قد انخفض ، ولكن يمكن استخدام الأسيتوين كعلامة مميزة. يمكن أن يحافظ التدفق الطازج على أنواع أكثر من المركبات المتطايرة إلى حد أكبر. إذا كانت المركبات العضوية المتطايرة عبارة عن ألدهيدات موجودة بشكل أساسي في الاختبار ، فقد تكون موجودة بعد المعالجة الدقيقة للغاية ومعالجة استخراج المياه. علاوة على ذلك ، من خلال تحليل المكونات الرئيسية ، وجد أن طرق العلاج الخمسة لها اختلافات كبيرة في تأثير تكوين المواد الكيميائية المتطايرة في cistanche. في نفس النوع من الدراسة ، تم تحديد الإسترات والأوليفينات على أنها المواد المتطايرة الرئيسية لتمييز فئة تفاح فوجي ، ووجد أن بيئة التعبئة يمكن أن تقلل من اختلاف الرائحة بين أنواع التفاح المختلفة (Yudong ، Haijing ، Zhen ، Zhemin ، & زيان ، 2021). في تحليل المواد المتطايرة المميزة لـ Dongbei Suancai بواسطة HS-GC-IMS و PCA ، تم توضيح الفرق في محتوى المركبات العضوية المتطايرة في كل مرحلة من مراحل التخمير وتم تحديد 3- ميثيل البيوتانول على أنه مادة مميزة ينتجها التخمير بعد الإضافة من ثقافة البادئ Lactobacillus plantarum LND 399 (هان ، وانغ ، تشانغ ، لي ، وغاو ، 2022). لمزيد من فهم العلاقة بين المكونات وعلاج cistanche ، يمكن استخدام علاقة خطية بسيطة في الدراسات اللاحقة لتحليل الارتباط (Granato ، Santos ، Escher ، Ferreira ، & Maggio ، 2018). أخيرًا ، استنادًا إلى المسافة الإقليدية للحكم على تشابه بصمات الأصابع وتحليله ، كانت المواد المتطايرة في مسحوق الكبريت الطازج ومسحوق الكبريت الذي يرفع الماء هي الأكثر أهمية ، ويمكن دراسة العلاقة بين كل مكون عضوي متطاير ووضع المعالجة في مع أنف إلكتروني أو HPLS-MS و GC-MS.
مع هذه المزايا ، فإن الجمع بين HS-GC-IMS و PCA يعمل كأداة مفيدة لتحديد وتصنيفعينات cistanche، والتي لها قيمة تطبيقية محتملة في صناعة الأغذية.
