A különböző szárítási módszerek hatásának összehasonlítása a Qaidam Goji bogyók illékony vegyületeire GC-IMS alapján
A Lycium barbarum L. a Solanaceae családba tartozó Lycium nemzetség (Lycium L.) lombhullató cserje. Kína északnyugati régiójában széles körben elterjedt, és értékes "gyógyászati és ehető" növényi erőforrás. A Goji bogyóknak pufók szemcséi, gazdag leve és enyhén édes íze van. Különböző hatóanyagokban gazdagok, mint például betain, flavonoidok, goji poliszacharidok, karotinoidok, riboflavin és aszkorbinsav. A goji bogyók, mint a hagyományos kínai orvoslás, "goji bogyók" néven ismertek. A Compendium of Materia Medica szerint a goji bogyóknak látásjavító, májtisztító, jin és vese tápláló, jang erősítő, vércukorszint csökkentő, öregedésgátló és fáradtság elleni hatása van; A tibeti gyógyászati farkasbogyó képes kezelni a fejfájást, a feledékenységet, az álmatlanságot, a rendellenes érzelmeket és a "szívmeleg" okozta nőgyógyászati betegségeket; A modern orvostudomány bizonyította, hogy immunerősítő, vércukorcsökkentő, antioxidációs, öregedés késleltető, a daganatsejtek apoptózisát elősegítő és a vérzsírokat csökkentő hatása van. A goji bogyók magas gyógyászati értéke miatt friss terméseik érzékenyek a mikrobiális fertőzésre és nehezen tartósíthatóak hosszú ideig. Jelenleg a goji bogyókat a gyógyászatban szárított gyümölcsök formájában használják. A goji bogyók szokásos előállítási eljárásai közé tartozik a napon szárítás, a forró levegőn szárítás, a mikrohullámú szárítás és a vákuumos fagyasztva szárítás.
A szag még mindig az egyik fontos eszköz a gyógyászati anyagok minőségének megítélésére, és a gyógyászati anyagokban található illékony komponensek egyedi szagot kölcsönöznek nekik. Ezért az illékony szerves vegyületek fontos indikátorként használhatók a gyógyászati anyagok minőségének értékelésére. A kutatások megállapították, hogy a különböző szárítási módszerek különböző mértékben befolyásolhatják a goji bogyók bizonyos kémiai összetevőit, ami jelentős változásokat eredményez a goji bogyókban lévő illékony szerves vegyületekben. A Qaidam Goji bogyó egyike a Qinghai Tibet-fennsíkon található egyedülálló kínai gyógynövényeknek, amelyeket főként a Qaidam-medencében termelnek. A fennsík egyedi környezetének és a földrajzi tényezők, mint például a tengerszint feletti magasság és az éghajlat hatásának köszönhetően a Qaidam Goji bogyó jelentős különbségeket mutat a többi Goji bogyóhoz képest az alak, a méret, a szín, valamint a tápanyagtípusok és -tartalom tekintetében. Korábban Qu és munkatársai gázkromatográfia-tömegspektrometriát (GC-MS) használtak a Ningxiából származó friss, napon szárított, szárított és fagyasztva szárított goji bogyókban lévő illékony ízvegyületek kimutatására, és főkomponens-elemzést végeztek a különböző ízkomponenseken. Négy mintából kilenc illékony komponenst, köztük alkoholokat, heterociklusokat, szénhidrogéneket, észtereket, étereket, savakat, aldehideket, fenolokat és ketonokat mutattak ki, amelyek együttesen adják a goji bogyók egyedi ízét. Szárítás után a goji bogyókban jelentősen megnőtt az illékony ízvegyületek mennyisége. Bár a vizsgálatok megerősítették, hogy a különböző szárítási módszerek hatással vannak a Ningxia farkasbogyó illékony összetevőire, kevés jelentés szól a különböző szárítási módszerek hatásáról a Qaidam farkasbogyó illóanyagaira. Ugyanakkor a GC-MS technológia hátrányai miatt, mint például a hosszú működési idő és a bonyolult minta-előkezelés, sürgős egy megfelelő és gyors modern kimutatási módszer létrehozása a goji bogyók illékony összetevőinek jobb kutatása érdekében.
A gázkromatográfiás ionmobilitási spektrometria (GC-IMS) az utóbbi években újonnan megjelenő illékony anyagok elemzési és kimutatási technológiája. A gázkromatográfiát ionmobilitás-spektrometriával kombinálja az illékony komponensek gyors kimutatására a mintákban. A GC-MS technológiához képest ennek a technológiának az előnye a gyorsabb érzékenység, az egyszerűbb működés és a stabilabb vizsgálati eredmények. Ugyanakkor nem igényel speciális mintaelőkezelést az illékony szerves vegyületek nyomainak gyors kimutatásához. A GC-IMS technológia jelenleg alkalmazható a hagyományos kínai gyógyászatban lévő illékony szerves vegyületek azonosítására, elméleti referenciát biztosítva a gyógyászati anyagok minőségértékeléséhez és előállításához. Shi és munkatársai GC-IMS technológiát használtak a Platycodon grandiflorus levelek és a különböző fokú pörkölt Platycodon grandiflorus faszén szagának kimutatására; Wang és munkatársai GC-IMS technológiával hasonlították össze a különböző szárítási módszerek hatását a Panax ginseng illékony összetevőire; Lin és munkatársai. GC-IMS technológiát használtak a keserűmandulában gyorsított megsemmisítési körülmények között az illékony vegyületek változásainak nyomon követésére; Liang et al. különböző évekből származó Xinhui mandarinhéjban lévő illékony ízvegyületeket azonosítottak GC-IMS technológiával. Ezért ez a tanulmány a GC-IMS technológiát használta az illékony anyagok és a fő összetevők kimutatására és elemzésére a friss Qaidam Goji bogyókban, a természetes árnyékban szárított, a forró levegőn szárított, a fagyasztva szárított és a mikrohullámú sütőben szárított Goji bogyókban. Összehasonlítottuk a különböző szárítási módszerek hatását a Goji bogyók minőségére, hogy a jövőben referenciát nyújtsunk a Qaidam Goji bogyók minőségének értékeléséhez és feldolgozásához.

Ez a tanulmány az első, amely a GC-IMS technológiát alkalmazza a Qaidam farkasbogyó illékony összetevőinek elemzésére különböző szárítási módszerek mellett. A friss Qaidam goji bogyók feldolgozásához természetes árnyékszárítás, forrólevegő szárítás, vákuumos fagyasztva szárítás és mikrohullámú szárítás módszereit alkalmazva megállapítottuk, hogy a goji bogyók természetes árnyékszárítás, forrólevegő szárítás és fagyasztva szárítás után még mindig megőrizték világos színüket és enyhén édes ízüket, míg a mikrohullámú szárítás után a goji bogyók ropogósak, kicsik és enyhén sárga színűek voltak. Az egyéni érzékszervi értékelés szubjektív hatása miatt azonban a GC-IMS technológiát használták a goji bogyó minták szagának objektív elemzésére és a különböző szárítási módszerek hatásának összehasonlítására a goji bogyókban lévő illékony szerves vegyületekre gyakorolt hatásainak összehasonlítására. Ezzel a technológiával összesen 52 illékony szerves vegyületet azonosítottak a goji bogyó mintákból, amelyek közül az aldehidek, ketonok és alkoholok voltak a goji bogyó illékony szerves vegyületeinek fő összetevői. Qu és munkatársai GC-MS-t használtak hasonló eredmények kimutatására, de a GC-MS elemzési eredményekkel összehasonlítva ez a tanulmány több vegyületet mutatott ki. Ennek oka lehet az alacsony szintű illékony szerves vegyületek GC-IMS technológiával történő pontos kimutatása, vagy a Qaidam goji bogyó és a Ningxia goji bogyó közötti illékony komponensek közötti különbségek. Bár a GC-MS technológia az illékony szerves vegyületek elemzésének előnyben részesített módszere, a minta előkészítése bonyolult, az adatelemzés nehézkes, és a hasonló vagy azonos összetevőkkel rendelkező anyagok elkülönítésére való képessége korlátozott. A GC-IMS technológia egyesíti a GC és az IMS technológiák előnyeit, kiküszöböli a minták előkezelésének szükségességét, lerövidíti az elemzési ciklust, és pontosan elemzi az illékony szerves vegyületek alacsony szintjeit. Ezért a GC-IMS technológia nagy előnyökkel jár az illékony szerves vegyületek elemzésében.

Ez a tanulmány megállapította, hogy a friss goji bogyókhoz képest a különböző szárítási módszerek után kapott goji bogyókban lévő illékony vegyületek jelentős változásokat mutattak, ami azt jelzi, hogy a különböző szárítási módszerek jelentősen befolyásolhatják a goji bogyókban lévő illékony szerves ízvegyületeket. Négyféle szárított goji bogyót összehasonlítva azt találták, hogy a vákuumfagyasztással szárított goji bogyók illékony szerves ízvegyületeinek tartalma hasonló volt a friss goji bogyókéhoz, de jelentősen különbözött a többi goji bogyótól. Az illékony szerves vegyületek tartalma azonban a szárított goji bogyókban a szárítás és a mikrohullámú szárítás után nagyon hasonló volt. A goji bogyók szárítási folyamata során a környezeti hőmérsékletnek jelentős hatása lehet a goji bogyó mintákban lévő illékony szerves vegyületek típusaira és tartalmára. A hagyományos kínai gyógyászati anyagok egyikeként a goji bogyók elkerülhetetlenül sok illékony, rossz stabilitású összetevőt tartalmaznak. Amikor a hőmérséklet emelkedik, ezek a komponensek hő hatására lebomlanak, ami szintén az egyik oka lehet annak, hogy a goji bogyókban az illékony szerves vegyületek tartalma hasonló a szárítás és a mikrohullámú szárítás után. Az ujjlenyomat-spektrumból látható, hogy az alkoholvegyületek tartalma csökken a szárítás és a mikrohullámú szárítás után, valószínűleg az alkoholvegyületek alacsonyabb forráspontja miatt, amelyek a hőmérséklet növekedésével elpárolognak. Ezenkívül egyes alkoholvegyületek magas hőmérsékleten hajlamosak az észteresedés vagy oxidáció során ketonok és aldehidek keletkezésére, ami az egyik oka lehet egyes aldehidek és ketonok tartalmának növekedésének a szárított goji bogyó mintákban. A goji bogyók észtervegyületeinek tartalma jelentősen csökkent a mikrohullámú szárítást követően. A fagyasztva szárított goji bogyókban az aldehidek, ketonok és alkoholok tartalma magasabb, mint a más szárítási módszerekkel kezelt goji bogyóké. Az eredményekből látható, hogy ezzel a módszerrel a goji bogyókban lévő illékony szerves ízvegyületek típusa és tartalma a friss goji bogyókhoz legközelebbi szinten tartható. Ennek oka lehet, hogy a fagyasztva szárítás alacsonyabb hőmérsékleten történik, ami lelassítja a gyümölcsben lejátszódó kémiai reakciókat, és megőrzi az instabil illékony komponenseket.

Ez a tanulmány megállapította, hogy a mikrohullámú szárítás és a forrólevegős szárítás van a legnagyobb hatással a Qaidam Goji bogyókban lévő illékony szerves vegyületekre, míg a fagyasztva szárítás a lehető legnagyobb mértékben képes megőrizni a Goji bogyókban lévő illékony anyagokat. Ezen túlmenően a mikrohullámú szárítás és a fagyasztva szárítás magas feldolgozóberendezést igényel, ami növeli a Goji bogyók feldolgozásának költségeit, míg a természetes árnyékszárítás magas környezeti követelményeket támaszt. Ezért, bár a forrólevegős szárítás után a Goji bogyókban lévő illékony szerves vegyületek jelentősen elvesznek, az alacsony költség és a nagy mennyiségben való feldolgozhatóság miatt jelenleg még mindig ez a Goji bogyók szárításának fő módszere. Összefoglalva, ez a tanulmány egy GC-IMS gyors elemzési módszert hozott létre a Qaidam Goji bogyókban lévő illékony komponensek különböző szárítási módszerek mellett történő elemzésére. A különböző szárítási módszerek hatását összehasonlítva a Qaidam Goji bogyókban lévő illékony komponensek megjelenésére, típusaira és tartalmára, megállapítottuk, hogy a mikrohullámú szárítási módszer nem alkalmas a szárított Goji bogyók feldolgozására. A fagyasztva szárítás a leghatékonyabb módszer a Goji bogyókban lévő illékony szerves vegyületek lehető legnagyobb mértékű megőrzésére, de a feldolgozási költségek csökkentése a jövőben megoldandó, sürgős problémává vált.

Összefoglalva, ez a tanulmány létrehozott egy módszert a Qaidam Goji bogyókban lévő illékony szerves vegyületek elemzésére GC-IMS segítségével, és összehasonlította a különböző szárítási módszerek hatását a Goji bogyókban lévő illékony szerves vegyületekre. Az eredmények jelentős változásokat mutattak az illékony szerves vegyületekben a szárított Goji bogyókban, ami azt jelzi, hogy a fagyasztva szárítás maximalizálhatja az illékony szerves vegyületek visszatartását a Goji bogyókban, és alkalmasabb a Goji bogyók szárítására és feldolgozására.