Сравнение влияния различных методов сушки на содержание летучих соединений в ягодах годжи кайдама на основе ГХ-ИМС
Lycium barbarum L. - листопадный кустарник, принадлежащий к роду Lycium (Lycium L.) семейства Solanaceae. Он широко распространен в северо-западном регионе Китая и является ценным "лекарственным и съедобным" растительным ресурсом. Ягоды годжи имеют пухлые гранулы, насыщенный сок и слегка сладковатый вкус. Они богаты различными активными веществами, такими как бетаин, флавоноиды, полисахариды годжи, каротиноиды, рибофлавин и аскорбиновая кислота. Ягоды годжи в традиционной китайской медицине известны как "ягоды годжи". Согласно Compendium of Materia Medica, ягоды годжи обладают эффектами улучшения зрения, очищения печени, питания инь и почек, укрепления ян, снижения уровня сахара в крови, антистарения и борьбы с усталостью; Тибетская волчья ягода способна лечить головные боли, забывчивость, бессонницу, ненормальные эмоции и гинекологические заболевания, вызванные "сердечным жаром"; современная медицина доказала, что она обладает эффектами повышения иммунитета, снижения уровня сахара в крови, антиокисления, замедления старения, содействия апоптозу опухолевых клеток и снижения уровня липидов в крови. Из-за высокой лекарственной ценности ягод годжи их свежие плоды подвержены микробной инфекции и трудно сохраняются в течение длительного времени. В настоящее время ягоды годжи используются в медицине в виде сушеных плодов. Распространенными способами производства ягод годжи являются сушка на солнце, сушка горячим воздухом, сушка в микроволновой печи и вакуумная сублимационная сушка.
Запах по-прежнему является одним из важных средств оценки качества лекарственных средств, а летучие компоненты, содержащиеся в лекарственных средствах, придают им уникальный запах. Поэтому летучие органические соединения могут использоваться в качестве важного показателя для оценки качества лекарственных материалов. Исследования показали, что различные методы сушки могут в разной степени влиять на некоторые химические компоненты ягод годжи, что приводит к значительным изменениям содержания летучих органических соединений в ягодах годжи. Ягоды годжи Цайдам - одно из уникальных китайских лекарственных растений, произрастающих на Цинхай-Тибетском нагорье, в основном в бассейне Цайдам. Из-за уникальной среды плато и влияния географических факторов, таких как высота над уровнем моря и климат, ягода годжи Кайдам имеет значительные различия в форме, размере, цвете, а также в типах и содержании питательных веществ по сравнению с другими ягодами годжи. Ранее Цю и др. использовали газовую хромато-масс-спектрометрию (ГХ-МС) для обнаружения летучих ароматических соединений в свежих, высушенных на солнце, сушеных и сублимированных ягодах годжи из Нинся, а также провели анализ главных компонент для различных ароматических компонентов. В четырех образцах было обнаружено девять летучих компонентов, включая спирты, гетероциклы, углеводороды, сложные эфиры, эфиры, кислоты, альдегиды, фенолы и кетоны, которые вместе придают ягодам годжи уникальный аромат. После сушки ягоды годжи показали значительное увеличение содержания летучих ароматических соединений. Хотя исследования подтвердили, что различные методы сушки оказывают влияние на летучие компоненты волчьей ягоды из Нинся, имеется мало сообщений о влиянии различных методов сушки на летучие вещества волчьей ягоды из Кайдама. В то же время, из-за недостатков технологии ГХ-МС, таких как длительное время работы и сложная предварительная обработка образца, необходимо создать подходящий и быстрый современный метод обнаружения для лучшего исследования летучих компонентов ягод годжи.
Газовая хроматография и спектрометрия ионной подвижности (GC-IMS) - это новая технология анализа и обнаружения летучих веществ, появившаяся в последние годы. Она сочетает в себе газовую хроматографию и спектрометрию ионной подвижности для быстрого обнаружения летучих компонентов в образцах. По сравнению с ГХ-МС эта технология обладает такими преимуществами, как более высокая чувствительность, простота эксплуатации и более стабильные результаты анализа. В то же время она не требует специальной предварительной обработки образцов для быстрого обнаружения следов летучих органических соединений. В настоящее время технология ГХ-ИМС может применяться для определения летучих органических соединений в традиционной китайской медицине, обеспечивая теоретическую основу для оценки качества и производства лекарственных материалов. Shi et al. использовали технологию ГХ-ИМС для обнаружения запаха листьев Platycodon grandiflorus и различных степеней обжаренного угля Platycodon grandiflorus; Wang et al. сравнили влияние различных методов сушки на летучие компоненты женьшеня Panax с помощью технологии ГХ-ИМС; Lin et al. использовали технологию ГХ-ИМС для мониторинга изменений летучих соединений в горьком миндале в условиях ускоренного разрушения; Лян и др. идентифицировали летучие ароматические соединения в кожуре мандарина Синьхуэй разных лет с помощью технологии ГХ-ИМС. Поэтому в данном исследовании использовалась технология ГХ-ИМС для обнаружения и анализа летучих веществ и основных компонентов в свежих ягодах годжи сорта Кайдам, высушенных в естественной тени, высушенных горячим воздухом, высушенных замораживанием и высушенных в микроволновой печи ягодах годжи. Было проведено сравнение влияния различных методов сушки на качество ягод Годжи, чтобы в будущем обеспечить основу для оценки качества и переработки ягод Годжи Кайдам.

В данном исследовании впервые применена технология ГХ-ИМС для анализа летучих компонентов ягод волчьей ягоды кайдам при различных методах сушки. Используя методы естественной теневой сушки, сушки горячим воздухом, вакуумной сублимационной сушки и микроволновой сушки для обработки свежих ягод годжи Кайдам, мы обнаружили, что ягоды годжи после естественной теневой сушки, сушки горячим воздухом и сублимационной сушки сохранили свой яркий цвет и слегка сладкий вкус, в то время как ягоды годжи после микроволновой сушки были хрустящими, маленькими и слегка желтыми по цвету. Однако из-за субъективного влияния индивидуальной сенсорной оценки для объективного анализа запаха образцов ягод годжи и сравнения влияния различных методов сушки на содержание летучих органических соединений в ягодах годжи была использована технология GC-IMS. С помощью этой технологии в образцах ягод годжи было идентифицировано в общей сложности 52 летучих органических соединения, среди которых основными компонентами летучих органических соединений ягод годжи были альдегиды, кетоны и спирты. Qu et al. использовали ГХ-МС для обнаружения аналогичных результатов, но по сравнению с результатами ГХ-МС анализа, в данном исследовании было обнаружено больше соединений. Это может быть связано с точным обнаружением низких уровней летучих органических соединений с помощью технологии ГХ-МС или с различиями в летучих компонентах между ягодами годжи из Кайдама и ягодами годжи из Нинся. Хотя технология ГХ-МС является предпочтительным методом анализа летучих органических соединений, ее пробоподготовка сложна, анализ данных громоздок, а способность разделять вещества с похожими или идентичными компонентами ограничена. Технология ГХ-ИМС сочетает в себе преимущества технологий ГХ и ИМС, исключая необходимость предварительной обработки проб, сокращая цикл анализа и точно анализируя низкие уровни летучих органических соединений. Таким образом, технология ГХ-ИМС имеет большие преимущества при анализе летучих органических соединений.

Исследование показало, что по сравнению со свежими ягодами годжи содержание летучих соединений в ягодах годжи, полученных после различных методов сушки, значительно изменилось, что свидетельствует о том, что различные методы сушки могут существенно влиять на содержание летучих органических ароматических соединений в ягодах годжи. При сравнении четырех видов сушеных ягод годжи было обнаружено, что содержание летучих органических ароматических соединений в ягодах годжи, высушенных методом вакуумной заморозки, было таким же, как и в свежих ягодах годжи, но значительно отличалось от других ягод годжи. Однако содержание летучих органических соединений в сушеных ягодах годжи после сушки и микроволновой сушки было очень схожим. Температура окружающей среды в процессе сушки ягод годжи может оказывать значительное влияние на типы и содержание летучих органических соединений в образцах ягод годжи. Являясь одним из традиционных китайских лекарственных материалов, ягоды годжи неизбежно содержат много летучих компонентов с плохой стабильностью. При повышении температуры эти компоненты разлагаются под действием тепла, что также может быть одной из причин одинакового содержания летучих органических соединений в ягодах годжи после сушки и микроволновой сушки. Из спектра отпечатков видно, что содержание спиртовых соединений уменьшается после сушки и микроволновой сушки, возможно, из-за более низкой температуры кипения спиртовых соединений, которые испаряются при повышении температуры. Кроме того, некоторые спиртовые соединения склонны к этерификации или окислению с образованием кетонов и альдегидов в условиях высокой температуры, что может быть одной из причин увеличения содержания некоторых альдегидов и кетонов в высушенных образцах ягод годжи. Содержание сложноэфирных соединений в ягодах годжи значительно снизилось после микроволновой сушки. Содержание альдегидов, кетонов и спиртов в высушенных замораживанием ягодах годжи выше, чем в ягодах годжи, обработанных другими способами сушки. Из полученных результатов видно, что данный метод позволяет сохранить типы и содержание летучих органических ароматических соединений в ягодах годжи на уровне, наиболее близком к свежим ягодам годжи. Это может быть связано с тем, что сублимационная сушка происходит при более низкой температуре, что замедляет протекание химических реакций в плодах и сохраняет нестабильные летучие компоненты.

Исследование показало, что микроволновая сушка и сушка горячим воздухом оказывают наибольшее влияние на содержание летучих органических соединений в ягодах годжи сорта "Кайдам", а сублимационная сушка позволяет максимально сохранить летучие вещества в ягодах годжи. Кроме того, микроволновая сушка и сублимационная сушка требуют высокого технологического оборудования, что увеличивает стоимость переработки ягод годжи, а естественная теневая сушка предъявляет высокие экологические требования. Поэтому, хотя летучие органические соединения в ягодах годжи после сушки горячим воздухом значительно теряются, благодаря низкой стоимости и возможности переработки в больших количествах, этот метод остается основным для сушки ягод годжи в настоящее время. Таким образом, в данном исследовании был разработан метод экспресс-анализа летучих компонентов в ягодах годжи сорта Кайдам при различных способах сушки. Сравнивая влияние различных методов сушки на внешний вид, типы и содержание летучих компонентов в ягодах кайдама годжи, было установлено, что микроволновая сушка не подходит для переработки сушеных ягод годжи. Метод сублимационной сушки является наиболее эффективным способом сохранения летучих органических соединений в ягодах годжи в максимально возможной степени, однако снижение стоимости их переработки становится актуальной проблемой, требующей решения в будущем.

Таким образом, в данном исследовании был разработан метод анализа летучих органических соединений в ягодах Годжи из Кайдама с помощью ГХ-ИМС, а также проведено сравнение влияния различных методов сушки на содержание летучих органических соединений в ягодах Годжи. Результаты показали значительные изменения летучих органических соединений в высушенных ягодах годжи, что свидетельствует о том, что сублимационная сушка позволяет максимально сохранить летучие органические соединения в ягодах годжи и больше подходит для сушки и переработки ягод годжи.