Detecció HS-GC-IMS de compostos orgànics volàtils en pols de Cistanche sota diferents mètodes de tractament
Jul 13, 2022
3.3. Galeria parcel·les de cistanche amb diferents tractaments de processament
Per comparar clarament les diferències en concretsubstàncies volàtilsencistanchede cada tractament, seleccioneu tots els pics a continuació per a la comparació d'empremtes digitals (Fig. 4). Cada fila de la figura 4 representa tots els pics de senyal seleccionats a la mostra, i cada columna representa la intensitat del senyal de la mateixa substància volàtil en diferents mostres, l'ombra del color dels punts individuals representa el contingut de la substància a la mostra. , i com més brillant sigui el color, més gran serà el contingut del component volàtil de la mostra. Les xifres de la figura 4 representen substàncies que encara no s'han caracteritzat a la biblioteca d'espectre de migració detectada a la mostra.
Fig. 4. Empremta dactilar de compostos volàtils de cistanche. a: pols de cistanche sinèrgica, b: pols de cistanche fresca, c: pols de cistanche de carn super micro, d: extracte d'aigua de pols d'herba de Cistanches, e: extracte d'etanol deCistanches Herba en pols.
Com es mostra a la figura 4, a té les espècies i concentracions de COV menys, i b té les substàncies més volàtils i la majoria de concentracions. Es pot veure que el tractament sinèrgic accelerarà la volatilització de substàncies volàtilscistanche, de manera que es redueix el contingut i els tipus de substàncies volàtils retinguts al cistanche. Com es pot veure a la figura 4, les substàncies volàtils detectades en l'acetoïna són principalment l'acetoïna, marcada com a regió A a la figura. Al voltant de b, les substàncies volàtils detectades són 2-metilpropanol, 3-metilbutiral, 2-metilbutiral, valeraldehid, acetat de propil, fenilacetaldehid, linalol, E−2-caprilil, E−{ {5}}heptanal, E−2-hexanal, E−{2-valeraldehid, metilheptenona, octanal, 2-pentilfurà, etc., marcats com a regió B a la figura 4, entre ells, E−2-hexanal, E−2-heptanal, 2-metilbutiraldehid, E−2-caprilil, E−{2-valeraldehid, octanaldehid, metilheptenona i {{15} }}El metilpropanol té formes de monòmer i dímer. Les substàncies volàtils detectades a c inclouen heptanal, 2,3-butanedione, nonaldehid i E-2-nonal, etc., que s'etiqueten com a regió C a la figura 4, on el noaldehid i l'heptanal tenen dues formes. : monòmer i dímer. Les substàncies volàtils detectades a d són metilpropionaldehid, 3-metiltioalcuraldehid i furfural, etc. Que estan marcades com a regió D a la figura 4, entre elles, el metilpropionaldehid i el furfural existeixen en dues formes. Les substàncies volàtils detectades en e són l'acetat d'etil i n-propanol, etc., que s'etiqueten com la regió E a la figura 4, l'acetat d'etil està present en forma de monòmer.
A la figura 4, es pot trobar que la substància volàtil característica del cistanche amb tractament sinèrgic era l'acetoïna, les substàncies volàtils característiques decistanche frescasón principalment alcohols, aldehids i cetones, i les substàncies volàtils de cistanche després del tractament ultramicro són principalment aldehids, i els components característics de la pols d'aigua de cistanche també són principalment aldehids, però són diferents de les substàncies aldehids en ultramicrotractament. L'alcohol en pols de cistanche conté èsters i alcohols, que són més reconeixibles en sabor i tenen un sabor especial. En estudis relacionats, es va trobar que un augment de la concentració d'alcohol va contribuir a un augment del contingut i la varietat d'èsters, aquesta pot ser una de les raons dels compostos orgànics volàtils que afecten el cistanche (Wei, Ma, Cao, Sun i Fang, 2018). La majoria de les cetones tenen un gust lletós i afruitat (Feng, Wang, Ji, Min i Yan, 2021), que es pot utilitzar com a índex per avaluar el sabor oxidat, i l'ingredient volàtil característic de la pols de cistanche sinèrgica és l'acetona, que es pot considerar que millora el sabor afruitat del cistanche, però hi ha un desavantatge de la fàcil oxidació. A més, el cistanche pot patir canvis químics entre diversos productes químics durant el procés de cocció, que pot ser un dels motius de la reducció del contingut i els tipus de productes químics en el cistanche sinèrgic (Ai, Zhang, Li, Sun i Liu, 2021). En l'estudi dels components volàtils del te groc, es va trobar que el geraniol i el linalol són alts i són els principals compostos volàtils amb aromes pures i dolces (Shi et al., 2021). També s'ha informat que el geraniol i el linalol són volàtils importants en els tes verds i negres, que tenen un paper important en la qualitat de l'aroma de les fulles de te (Joshi i Gulati, 2015; Liu et al., 2018), i entre les cinc mostres, el linalol. El contingut va ser més alt en el cistanche fresc, cosa que suggereix que el cistanche fresc pot ser més adequat per fer begudes de cistanche a rodanxes. L'acetat d'etil és un component volàtil amb un sabor afruitat, que sovint s'utilitza com a base important per jutjar els components volàtils dels sucs i licors de fruites. En els licors aromatitzats, l'acetat d'etil és un dels compostos clau per jutjar el sabor (J. Tang et al., 2021). L'acetat d'etil en cistanche és un compost volàtil característic amb una fragància única, i segons aquesta característica, una sèrie deproductes de vi de cistanchees pot desenvolupar. El nonaldehid té un gust dolç i un sabor afruitat (Nunes, Coimbra, Saraiva i Rocha, 2008), i el contingut de nonaldehid a l'extracte d'aigua de cistanche és elevat, cosa que es pot considerar que té un gust dolç i un sabor afruitat, i això base, es poden desenvolupar productes de preparació en pols. A més, es pot realitzar una anàlisi quantitativa d'acord amb els compostos volàtils característics presents al cistanche després de diferents tractaments, i es pot establir una base de dades de compostos volàtils per proporcionar una base teòrica per a la identificació de qualitat de cproductes relacionats amb l'istanche.
Per obtenir més informació sobre els avantatges del cistanche
3.4. Anàlisi de clustering de diferents tractaments de cistanche
3.4.1. PCA dinàmic de mostres
L'anàlisi de components principals (PCA) va ser un mètode estadístic multivariant. Avalua la regularitat i la diferència entre mostres mitjançant el processament de la reducció de la dimensionalitat de les dades i s'aplica principalment a l'anàlisi d'agrupaments de dades i a la visualització de dades d'alta dimensió (MQ Li et al., 2019; Yao et al., 2020). Els models d'anàlisi de components principals d'alta qualitat es consideren generalment models que tenen una taxa de contribució acumulada del 60 per cent o més per a PC1 i PC2 (Feng, Wang, He, et al., 2021).
Mitjançant l'anàlisi dels components principals de cistanche, es troba que PC1 és del 54 per cent, PC2 és del 19 per cent i la taxa de contribució total acumulada és del 73 per cent, que es pot considerar com un model d'alta qualitat per distingir els efectes dels diferents mètodes de tractament. sobre les substàncies volàtils del cistanche. Com es mostra a la figura 5, a es troba a la puntuació negativa de PC2 i la regió 0 de PC1, d es troba a la puntuació positiva de PC2 i l'àrea de puntuació negativa de PC1, b es troba a la puntuació positiva. puntuació de PC2 i el valor positiu de PC1, e es troba a l'àrea de puntuació negativa de PC2 i la puntuació negativa de PC1, c es troba a la puntuació negativa de PC2 i l'àrea de puntuació positiva de PC1, hi ha un clar grau de diferenciació entre els cinc, on la posició de b, c, d i e és similar als quatre quadrants de l'eix de coordenades, i la posició d'una posició és similar al mig eix negatiu de l'eix vertical, hi ha una clara distinció entre regions positives i negatives. Els resultats van mostrar que diferents tractaments tenien una gran diferència en les substàncies de sabor de cistanche, i HS-GC-IMS en combinació amb estadístiques multivariants és una eina eficient per tenir un resultat intuïtiu i ràpid de mostres de pols de cistanche. Tanmateix, la reflexió principal d'aquesta anàlisi va ser que hi ha diferències en els compostos orgànics volàtils entre diferents tractaments de cistanche, i la relació entre cada compost volàtil i tractament no està clara. En investigacions similars, mitjançant l'anàlisi de la relació de variació entre els principals compostos orgànics volàtils dels grans de cafè de diferents fonts en el procés de torrat. S'ha trobat clarament que s'han identificat clarament els components químics dominants en els grans de cafè de diferents orígens i la relació entre ells (Gancarz et al., 2022); Khodamoradi et al. (Khodamoradi, Mirzaee-Ghaleh, Dalvand i Sharifi, 2021) van comparar l'anàlisi de PCA amb altres dos mètodes analítics per identificar diferències significatives en la influència dels compostos orgànics volàtils a Basil en l'aplicació de fertilitzants nitrogenats.
Fig. 5. PCA de diferents mostres. a: pols de cistanche sinèrgica, b: pols de cistanche fresca, c: pols de cistanche de carn super micro, d: extracte d'aigua de pols de Cistanches Herba, e: extracte d'etanol de pols de Cistanches Herba.
3.4.2. Anàlisi de similitud d'empremtes digitals mitjançant la distància euclidiana
La distància euclidiana és un mètode d'anàlisi de clúster, el principi per determinar la similitud d'aquest mètode és el coeficient de distància, si el coeficient és gran, la diferència entre els dos també és gran, mostrant una correlació positiva. Per contra, com més petit és el coeficient, més petita i més semblant és la diferència entre els dos (Sun, Yan, Hou, Li i Wang, 2015; YZ; Tang, 2019). Mitjançant l'aplicació de l'algoritme de similitud de distància euclidiana per avaluar la qualitat de dues herbes medicinals xineses, es va trobar que l'algoritme pot avaluar de manera precisa i fiable la qualitat dels medicaments xinesos (QH, Z., JY i JW, 2018). La figura 6 mostra la similitud de les empremtes digitals basades en la distància euclidiana, i la taula 2 representa els valors de la distància euclidiana entre els cinc.
Fig. 6. Similitud de l'empremta digital basada en la distància euclidiana de diferents mostres. a: pols de cistanche sinèrgica, b: pols de cistanche fresca, c: pols de cistanche de carn super micro, d: extracte d'aigua de pols d'herba, e: extracte d'etanol decistanches herba en pols.
4. Conclusió
En resum, els resultats del present estudi demostren que el mètode HS-GC-IMS es va utilitzar per detectar compostos de sabor en pols de cistanche tractats de diferents maneres, amb un total de 48 pics, 32 compostos identificats, incloent 5 cetonesona, 5 alcohol, 17 aldehidsaldehid, 1 furans, 1 lactona lactona, 3 èsters. A causa de les limitacions de la detecció HS-GS-IMS i el fet que encara no s'han determinat 34 pics de senyal, es poden realitzar anàlisis qualitatives addicionals mitjançant GC-MS (cromatografia de gasos-espectrometria de masses) o HPLS-MS (cromatografia líquida d'alt rendiment). -Espectrometria de masses).
Mitjançant l'anàlisi d'espectrograma, es pot trobar de manera intuïtiva que la pols de cistanche conté més compostos d'èster, que es poden utilitzar com una de les característiques del producte per identificar el producte de cistanche d'extracció d'etanol. Al mateix temps, es va trobar que la varietat de compostos volàtils en cistanche després del tractament sinèrgic es va reduir, però l'acetoïna es podria utilitzar com a marcador característic. El cistanche fresc pot conservar més tipus de compostos volàtils en major mesura. Si els COV són principalment aldehids que es troben a la prova, pot ser cistanche després d'un tractament ultramicro i d'extracció d'aigua. A més, mitjançant l'anàlisi dels components principals, es va trobar que els cinc mètodes de tractament tenien diferències significatives en l'efecte de la composició dels productes químics volàtils en cistanche. En el mateix tipus d'estudi, els èsters i les olefines es van identificar com els volàtils clau per distingir la categoria de la poma Fuji, i es va trobar que l'entorn d'embossament podria reduir la diferència d'aroma entre diversos tipus de pomes (Yudong, Haijing, Zhen, Zhemin, i Xian, 2021). En l'anàlisi de les substàncies volàtils característiques de Dongbei Suancai per HS-GC-IMS i PCA, es va aclarir la diferència en el contingut de COV a cada etapa de fermentació i es va determinar que el 3-metil butanol era una substància característica produïda per fermentació després de l'addició. del cultiu inicial Lactobacillus plantarum LND 399 (Han, Wang, Zhang, Li i Gao, 2022). Per entendre millor la relació entre els ingredients i el tractament del cistanche, es pot utilitzar una relació lineal simple en estudis posteriors per a l'anàlisi de correlacions (Granato, Santos, Escher, Ferreira i Maggio, 2018). Finalment, a partir de la distància euclidiana per jutjar i analitzar la similitud de les empremtes dactilars, i les substàncies volàtils de la pols de cistanche fresca i la pols de cistanche aixecada amb aigua eren les més significatives, i la relació entre cada component orgànic volàtil i el mode de tractament es podria estudiar més a fons en combinació amb nas electrònic o HPLS-MS i GC-MS.
Amb aquests avantatges, la combinació de HS-GC-IMS i PCA serveix com una eina útil per identificar i classificarmostres de cistanche, que té un valor potencial d'aplicació a la indústria alimentària.
