Sammenligning af virkningerne af forskellige tørremetoder på flygtige forbindelser i Qaidam Goji-bær baseret på GC-IMS
Lycium barbarum L. er en løvfældende busk, der tilhører Lycium-slægten (Lycium L.) i Solanaceae-familien. Den er vidt udbredt i den nordvestlige del af Kina og er en værdifuld "medicinsk og spiselig" planteressource. Gojibær har fyldige granulater, rig saft og en let sødlig smag. De er rige på forskellige aktive ingredienser som betain, flavonoider, goji-polysaccharider, carotenoider, riboflavin og ascorbinsyre. Gojibær er i traditionel kinesisk medicin kendt som "gojibær". Ifølge Compendium of Materia Medica har gojibær den virkning, at de forbedrer synet, renser leveren, giver næring til yin og nyre, styrker yang, sænker blodsukkeret, modvirker aldring og træthed; Tibetansk medicinsk ulvebær kan behandle hovedpine, glemsomhed, søvnløshed, unormale følelser og gynækologiske sygdomme forårsaget af "hjertevarme"; Moderne medicin har bevist, at det har virkningerne af at øge immuniteten, reducere blodsukkeret, antioxidation, forsinke aldring, fremme tumorcelleapoptose og sænke blodlipiderne. På grund af gojibærrenes høje medicinske værdi er deres friske frugter modtagelige for mikrobielle infektioner og vanskelige at bevare i lang tid. I øjeblikket bruges gojibær i medicin i form af tørrede frugter. De almindelige produktionsprocesser for gojibær omfatter soltørring, varmlufttørring, mikrobølgetørring og vakuumfrysetørring.
Lugt er stadig et af de vigtigste midler til at bedømme kvaliteten af medicinske materialer, og de flygtige komponenter i medicinske materialer giver dem en unik lugt. Derfor kan flygtige organiske forbindelser bruges som en vigtig indikator til at evaluere kvaliteten af medicinske materialer. Forskning har vist, at forskellige tørremetoder kan have forskellige grader af indvirkning på visse kemiske komponenter i gojibær, hvilket fører til betydelige ændringer i flygtige organiske forbindelser i gojibær. Qaidam Goji Berry er en af de unikke kinesiske lægeurter, der findes på Qinghai Tibet Plateau, og som hovedsageligt produceres i Qaidam Basin. På grund af det unikke miljø på plateauet og indflydelsen fra geografiske faktorer som højde og klima har Qaidam Goji Berry betydelige forskelle i form, størrelse, farve og ernæringsmæssige typer og indhold sammenlignet med andre Goji bær. Tidligere har Qu et al. brugt gaskromatografi-massespektrometri (GC-MS) til at påvise flygtige smagsstoffer i friske, soltørrede, tørrede og frysetørrede gojibær fra Ningxia og foretaget en hovedkomponentanalyse af forskellige smagskomponenter. Ni flygtige komponenter, herunder alkoholer, heterocykler, kulbrinter, estere, ethere, syrer, aldehyder, fenoler og ketoner, blev påvist fra fire prøver, som tilsammen giver gojibær en unik smag. Efter tørring viste gojibær en betydelig stigning i flygtige smagsstoffer. Selvom undersøgelser har bekræftet, at forskellige tørremetoder har en indvirkning på de flygtige komponenter i Ningxia ulvebær, er der kun få rapporter om virkningerne af forskellige tørremetoder på de flygtige stoffer i Qaidam ulvebær. Samtidig er det på grund af ulemperne ved GC-MS-teknologien, såsom lang driftstid og kompleks prøveforbehandling, presserende at etablere en passende og hurtig moderne detektionsmetode til bedre forskning i de flygtige komponenter i gojibær.
Gaskromatografi-ionmobilitetsspektrometri (GC-IMS) er en ny teknologi til analyse og påvisning af flygtige stoffer, som er kommet frem i de senere år. Den kombinerer gaskromatografi med ionmobilitetsspektrometri til hurtig påvisning af flygtige komponenter i prøver. Sammenlignet med GC-MS-teknologien har denne teknologi fordelene ved hurtigere følsomhed, enklere betjening og mere stabile analyseresultater. Samtidig kræver den ikke nogen særlig forbehandling af prøverne for hurtigt at kunne påvise spor af flygtige organiske forbindelser. GC-IMS-teknologi kan i øjeblikket anvendes til at identificere flygtige organiske forbindelser i traditionel kinesisk medicin, hvilket giver en teoretisk reference til kvalitetsevaluering og produktion af medicinske materialer. Shi et al. brugte GC-IMS-teknologi til at opdage lugten af Platycodon grandiflorus-blade og forskellige grader af ristet Platycodon grandiflorus-kul; Wang et al. sammenlignede virkningerne af forskellige tørremetoder på de flygtige komponenter i Panax ginseng ved hjælp af GC-IMS-teknologi; Lin et al. brugte GC-IMS-teknologi til at overvåge ændringer i flygtige forbindelser i bitre mandler under accelererede destruktionsforhold; Liang et al. identificerede flygtige smagsforbindelser i Xinhui-mandarinskræl fra forskellige år ved hjælp af GC-IMS-teknologi. Derfor brugte denne undersøgelse GC-IMS-teknologi til at påvise og analysere de flygtige stoffer og hovedkomponenter i friske Qaidam Goji-bær, naturligt skyggetørrede, varmlufttørrede, frysetørrede og mikrobølgetørrede Goji-bær. Virkningerne af de forskellige tørremetoder på gojibærrenes kvalitet blev sammenlignet for at give en reference til kvalitetsevaluering og forarbejdning af Qaidam Goji-bær i fremtiden.

Denne undersøgelse er den første, der anvender GC-IMS-teknologi til at analysere de flygtige komponenter i Qaidam ulvebær under forskellige tørringsmetoder. Ved at bruge naturlig skyggetørring, varmluftstørring, vakuumfrysetørring og mikrobølgetørring til at behandle friske Qaidam-gojibær fandt vi, at gojibærrene efter naturlig skyggetørring, varmluftstørring og frysetørring stadig bevarede deres lyse farve og let søde smag, mens gojibærrene efter mikrobølgetørring var sprøde, små og let gule i farven. Men på grund af den subjektive indflydelse af individuel sensorisk evaluering blev GC-IMS-teknologi brugt til objektivt at analysere lugten af gojibærprøver og sammenligne virkningerne af forskellige tørremetoder på flygtige organiske forbindelser i gojibær. Ved hjælp af denne teknologi blev der identificeret i alt 52 flygtige organiske forbindelser fra gojibærprøver, hvoraf aldehyder, ketoner og alkoholer var de vigtigste komponenter i gojibærrenes flygtige organiske forbindelser. Qu et al. brugte GC-MS til at påvise lignende resultater, men sammenlignet med GC-MS-analyseresultaterne påviste denne undersøgelse flere forbindelser. Dette kan skyldes den nøjagtige påvisning af lave niveauer af flygtige organiske forbindelser med GC-IMS-teknologi eller forskellene i flygtige komponenter mellem Qaidam-gojibær og Ningxia-gojibær. Selvom GC-MS-teknologien er den foretrukne metode til analyse af flygtige organiske forbindelser, er prøveforberedelsen kompleks, dataanalysen er besværlig, og dens evne til at adskille stoffer med lignende eller identiske komponenter er begrænset. GC-IMS-teknologien kombinerer fordelene ved både GC- og IMS-teknologier, eliminerer behovet for forbehandling af prøver, forkorter analysecyklussen og analyserer nøjagtigt lave niveauer af flygtige organiske forbindelser. Derfor har GC-IMS-teknologien store fordele i analysen af flygtige organiske forbindelser.

Denne undersøgelse viste, at sammenlignet med friske gojibær viste de flygtige forbindelser i gojibær opnået efter forskellige tørremetoder betydelige ændringer, hvilket indikerer, at forskellige tørremetoder kan påvirke de flygtige organiske smagsforbindelser i gojibær betydeligt. Ved sammenligning af fire typer tørrede gojibær viste det sig, at indholdet af flygtige organiske smagsstoffer i vakuumfrysetørrede gojibær svarede til indholdet i friske gojibær, men var væsentligt forskelligt fra andre gojibær. Indholdet af flygtige organiske forbindelser i tørrede gojibær efter tørring og mikrobølgetørring var dog meget ens. Omgivelsestemperaturen under tørringsprocessen af gojibær kan have en betydelig indvirkning på typerne og indholdet af flygtige organiske forbindelser i gojibærprøver. Som et af de traditionelle kinesiske lægemidler indeholder gojibær uundgåeligt mange flygtige komponenter med dårlig stabilitet. Når temperaturen stiger, nedbrydes disse komponenter af varme, hvilket også kan være en af grundene til det lignende indhold af flygtige organiske forbindelser i gojibær efter tørring og mikrobølgetørring. Ud fra fingeraftryksspektret kan man se, at indholdet af alkoholforbindelser falder efter tørring og mikrobølgetørring, muligvis på grund af det lavere kogepunkt for alkoholforbindelser, som fordamper med stigende temperatur. Desuden er nogle alkoholforbindelser tilbøjelige til at esterificeres eller oxideres til ketoner og aldehyder under høje temperaturer, hvilket kan være en af årsagerne til stigningen i indholdet af visse aldehyder og ketoner i tørrede gojibærprøver. Indholdet af esterforbindelser i gojibær faldt markant efter mikrobølgetørring. Indholdet af aldehyder, ketoner og alkoholer i frysetørrede gojibær er højere end i gojibær, der er behandlet med andre tørremetoder. Ud fra resultaterne kan man se, at denne metode kan opretholde typerne og indholdet af flygtige organiske smagsforbindelser i gojibær på det niveau, der er tættest på friske gojibær. Det kan skyldes, at frysetørring foregår ved en lavere temperatur, hvilket bremser forekomsten af kemiske reaktioner i frugten og bevarer ustabile flygtige komponenter.

Denne undersøgelse viste, at mikrobølgetørring og varmlufttørring har den største indvirkning på de flygtige organiske forbindelser i Qaidam Goji-bær, mens frysetørring kan bevare de flygtige stoffer i Goji-bær i størst muligt omfang. Desuden kræver mikrobølgetørring og frysetørring meget udstyr, hvilket øger omkostningerne ved forarbejdning af gojibær, mens naturlig skyggetørring kræver høje miljøkrav. Selvom de flygtige organiske forbindelser i gojibær efter varmlufttørring går betydeligt tabt, er det derfor stadig den vigtigste metode til tørring af gojibær på nuværende tidspunkt på grund af de lave omkostninger og evnen til at blive behandlet i store mængder. Sammenfattende etablerede denne undersøgelse en hurtig GC-IMS-analysemetode for flygtige komponenter i Qaidam Goji-bær under forskellige tørringsmetoder. Ved at sammenligne virkningerne af forskellige tørremetoder på udseende, typer og indhold af flygtige komponenter i Qaidam Goji-bær blev det fastslået, at mikrobølgetørringsmetoden ikke er egnet til behandling af tørrede Goji-bær. Frysetørringsmetoden er den mest effektive måde at bevare flygtige organiske forbindelser i gojibær på i størst muligt omfang, men hvordan man kan reducere forarbejdningsomkostningerne er blevet et presserende problem, der skal løses i fremtiden.

Sammenfattende etablerede denne undersøgelse en metode til analyse af flygtige organiske forbindelser i Qaidam Goji-bær ved hjælp af GC-IMS og sammenlignede virkningerne af forskellige tørremetoder på flygtige organiske forbindelser i Goji-bær. Resultaterne viste betydelige ændringer i flygtige organiske forbindelser i tørrede gojibær, hvilket tyder på, at frysetørring kan maksimere tilbageholdelsen af flygtige organiske forbindelser i gojibær og er mere velegnet til tørring og forarbejdning af gojibær.