Farklı kurutma yöntemlerinin Qaidam Goji meyvelerindeki uçucu bileşikler üzerindeki etkilerinin GC-IMS ile karşılaştırılması
Lycium barbarum L., Solanaceae familyasındaki Lycium cinsine (Lycium L.) ait yaprak döken bir çalıdır. Çin'in kuzeybatı bölgesinde yaygın olarak bulunur ve değerli bir "tıbbi ve yenilebilir" bitki kaynağıdır. Goji meyveleri dolgun granüllere, zengin meyve suyuna ve hafif tatlı bir tada sahiptir. Betain, flavonoidler, goji polisakkaritleri, karotenoidler, riboflavin ve askorbik asit gibi çeşitli aktif bileşenler bakımından zengindirler. Goji meyveleri, geleneksel bir Çin tıbbı olarak "goji meyveleri" olarak bilinir. Compendium of Materia Medica'ya göre, goji meyveleri görmeyi iyileştirme, karaciğeri temizleme, yin ve böbreği besleme, yang'ı güçlendirme, kan şekerini düşürme, yaşlanmayı geciktirme ve yorgunluğu önleme etkilerine sahiptir; Tibet tıbbi kurt üzümü baş ağrısı, unutkanlık, uykusuzluk, anormal duygular ve "kalp ısısının" neden olduğu jinekolojik hastalıkları tedavi edebilir; Modern tıp, bağışıklığı artırma, kan şekerini düşürme, antioksidasyon, yaşlanmayı geciktirme, tümör hücresi apoptozunu teşvik etme ve kan lipitlerini düşürme etkilerine sahip olduğunu kanıtlamıştır. Goji meyvelerinin yüksek tıbbi değeri nedeniyle, taze meyveleri mikrobiyal enfeksiyona karşı hassastır ve uzun süre muhafaza edilmesi zordur. Şu anda, goji meyveleri tıpta kurutulmuş meyveler şeklinde kullanılmaktadır. Goji meyveleri için yaygın üretim süreçleri arasında güneşte kurutma, sıcak hava ile kurutma, mikrodalga kurutma ve vakumlu dondurarak kurutma yer almaktadır.
Koku, tıbbi malzemelerin kalitesini değerlendirmek için hala önemli araçlardan biridir ve tıbbi malzemelerde bulunan uçucu bileşenler onlara benzersiz bir koku verir. Bu nedenle, uçucu organik bileşikler tıbbi malzemelerin kalitesini değerlendirmek için önemli bir gösterge olarak kullanılabilir. Araştırmalar, farklı kurutma yöntemlerinin goji meyvelerindeki belirli kimyasal bileşenler üzerinde farklı derecelerde etkiye sahip olabileceğini ve bunun da goji meyvelerindeki uçucu organik bileşiklerde önemli değişikliklere yol açtığını ortaya koymuştur. Qaidam Goji Berry, Qinghai Tibet Platosu'nda bulunan ve çoğunlukla Qaidam Havzası'nda üretilen eşsiz Çin şifalı bitkilerinden biridir. Platonun benzersiz ortamı ve rakım ve iklim gibi coğrafi faktörlerin etkisi nedeniyle, Qaidam Goji Berry, diğer Goji meyvelerine kıyasla şekil, boyut, renk ve besin türleri ve içerikleri açısından önemli farklılıklara sahiptir. Daha önce, Qu ve arkadaşları Ningxia'dan taze, güneşte kurutulmuş, kurutulmuş ve dondurularak kurutulmuş goji meyvelerinde uçucu lezzet bileşiklerini tespit etmek için gaz kromatografisi-kütle spektrometresi (GC-MS) kullandılar ve çeşitli lezzet bileşenleri üzerinde temel bileşen analizi yaptılar. Dört örnekten alkoller, heterosiklikler, hidrokarbonlar, esterler, eterler, asitler, aldehitler, fenoller ve ketonlar dahil olmak üzere dokuz uçucu bileşen tespit edildi ve bunlar birlikte goji meyvelerine benzersiz bir lezzet verdi. Kurutulduktan sonra, goji meyveleri uçucu aroma bileşiklerinde önemli bir artış göstermiştir. Çalışmalar, farklı kurutma yöntemlerinin Ningxia wolfberry'deki uçucu bileşenler üzerinde bir etkisi olduğunu doğrulamış olsa da, farklı kurutma yöntemlerinin Qaidam wolfberry'deki uçucu maddeler üzerindeki etkileri hakkında çok az rapor vardır. Aynı zamanda, GC-MS teknolojisinin uzun çalışma süresi ve karmaşık numune ön işlemi gibi dezavantajları nedeniyle, goji meyvelerinin uçucu bileşenleri üzerinde daha iyi araştırma yapmak için uygun ve hızlı bir modern tespit yöntemi oluşturmak acildir.
Gaz kromatografisi iyon hareketlilik spektrometrisi (GC-IMS) son yıllarda yeni ortaya çıkan bir uçucu madde analiz ve tespit teknolojisidir. Örneklerdeki uçucu bileşenlerin hızlı tespiti için gaz kromatografisini iyon hareketlilik spektrometrisi ile birleştirir. GC-MS teknolojisi ile karşılaştırıldığında, bu teknoloji daha hızlı hassasiyet, daha basit çalışma ve daha kararlı analiz sonuçları gibi avantajlara sahiptir. Aynı zamanda, eser uçucu organik bileşikleri hızlı bir şekilde tespit etmek için herhangi bir özel numune ön işlemi gerektirmez. GC-IMS teknolojisi şu anda geleneksel Çin tıbbındaki uçucu organik bileşikleri tanımlamak için uygulanabilir ve tıbbi malzemelerin kalite değerlendirmesi ve üretimi için teorik bir referans sağlar. Shi ve ark. Platycodon grandiflorus yapraklarının ve farklı derecelerde kavrulmuş Platycodon grandiflorus kömürünün kokusunu tespit etmek için GC-IMS teknolojisini kullanmış; Wang ve ark. farklı kurutma yöntemlerinin Panax ginseng'in uçucu bileşenleri üzerindeki etkilerini GC-IMS teknolojisini kullanarak karşılaştırmış; Lin ve ark. hızlandırılmış imha koşulları altında acı bademdeki uçucu bileşenlerdeki değişiklikleri izlemek için GC-IMS teknolojisini kullanmış; Liang ve ark. farklı yıllara ait Xinhui mandalina kabuğundaki uçucu aroma bileşiklerini GC-IMS teknolojisini kullanarak tanımlamıştır. Bu nedenle, bu çalışmada taze Qaidam Goji meyveleri, doğal gölgede kurutulmuş, sıcak hava ile kurutulmuş, dondurularak kurutulmuş ve mikrodalga ile kurutulmuş Goji meyvelerindeki uçucu maddeleri ve ana bileşenleri tespit etmek ve analiz etmek için GC-IMS teknolojisi kullanılmıştır. Gelecekte Qaidam Goji meyvelerinin kalite değerlendirmesi ve işlenmesi için bir referans sağlamak amacıyla farklı kurutma yöntemlerinin Goji meyvesi kalitesi üzerindeki etkileri karşılaştırılmıştır.

Bu çalışma, farklı kurutma yöntemleri altında Qaidam wolfberry'nin uçucu bileşenlerini analiz etmek için GC-IMS teknolojisini uygulayan ilk çalışmadır. Taze Qaidam goji meyvelerini işlemek için doğal gölgede kurutma, sıcak havada kurutma, vakumlu dondurarak kurutma ve mikrodalga kurutma yöntemlerini kullanarak, doğal gölgede kurutma, sıcak havada kurutma ve dondurarak kurutmadan sonra goji meyvelerinin hala parlak renklerini ve hafif tatlı tatlarını koruduğunu, mikrodalga kurutmadan sonra goji meyvelerinin gevrek, küçük ve hafif sarı renkte olduğunu gördük. Bununla birlikte, bireysel duyusal değerlendirmenin sübjektif etkisi nedeniyle, goji berry örneklerinin kokusunu objektif olarak analiz etmek ve farklı kurutma yöntemlerinin goji meyvelerindeki uçucu organik bileşikler üzerindeki etkilerini karşılaştırmak için GC-IMS teknolojisi kullanılmıştır. Bu teknoloji sayesinde, goji berry örneklerinden toplam 52 uçucu organik bileşik tanımlanmıştır; bunlar arasında aldehitler, ketonlar ve alkoller goji berry uçucu organik bileşiklerinin ana bileşenleridir. Qu ve arkadaşları benzer sonuçları tespit etmek için GC-MS kullanmıştır, ancak GC-MS analiz sonuçlarıyla karşılaştırıldığında, bu çalışma daha fazla bileşik tespit etmiştir. Bunun nedeni, GC-IMS teknolojisi ile düşük seviyedeki uçucu organik bileşiklerin doğru tespit edilmesi veya Qaidam goji berry ile Ningxia goji berry arasındaki uçucu bileşenlerdeki farklılıklar olabilir. GC-MS teknolojisi uçucu organik bileşikleri analiz etmek için tercih edilen yöntem olmasına rağmen, numune hazırlama karmaşıktır, veri analizi zahmetlidir ve benzer veya aynı bileşenlere sahip maddeleri ayırma yeteneği sınırlıdır. GC-IMS teknolojisi, hem GC hem de IMS teknolojilerinin avantajlarını bir araya getirerek numunelerin ön işlemden geçirilmesi ihtiyacını ortadan kaldırır, analiz döngüsünü kısaltır ve düşük seviyelerdeki uçucu organik bileşikleri doğru bir şekilde analiz eder. Bu nedenle, GC-IMS teknolojisi uçucu organik bileşiklerin analizinde büyük avantajlara sahiptir.

Bu çalışma, taze goji meyveleri ile karşılaştırıldığında, farklı kurutma yöntemlerinden sonra elde edilen goji meyvelerindeki uçucu bileşiklerin önemli değişiklikler gösterdiğini ve farklı kurutma yöntemlerinin goji meyvelerindeki uçucu organik aroma bileşiklerini önemli ölçüde etkileyebileceğini göstermiştir. Dört çeşit kurutulmuş goji meyvesi karşılaştırıldığında, vakumda dondurularak kurutulmuş goji meyvelerindeki uçucu organik aroma bileşiklerinin içeriğinin taze goji meyvelerindekine benzer olduğu, ancak diğer goji meyvelerinden önemli ölçüde farklı olduğu bulunmuştur. Bununla birlikte, kurutma ve mikrodalga kurutmadan sonra kurutulmuş goji meyvelerindeki uçucu organik bileşiklerin içeriği çok benzerdi. Goji meyvelerinin kurutma işlemi sırasındaki çevresel sıcaklık, goji meyvesi örneklerindeki uçucu organik bileşiklerin türleri ve içerikleri üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir. Geleneksel Çin tıbbi malzemelerinden biri olarak, goji meyveleri kaçınılmaz olarak zayıf stabiliteye sahip birçok uçucu bileşen içerir. Sıcaklık arttığında, bu bileşenler ısı ile ayrışır, bu da kurutma ve mikrodalga kurutmadan sonra goji meyvelerindeki uçucu organik bileşiklerin benzer içeriğinin nedenlerinden biri olabilir. Parmak izi spektrumundan, alkol bileşiklerinin içeriğinin, muhtemelen artan sıcaklıkla buharlaşan alkol bileşiklerinin daha düşük kaynama noktası nedeniyle, kurutma ve mikrodalga kurutmadan sonra azaldığı görülebilir. Buna ek olarak, bazı alkol bileşikleri yüksek sıcaklık koşulları altında keton ve aldehit üretmek için esterleşme veya oksidasyona eğilimlidir, bu da kurutulmuş goji berry örneklerinde belirli aldehit ve ketonların içeriğindeki artışın nedenlerinden biri olabilir. Goji meyvelerindeki ester bileşiklerinin içeriği mikrodalga kurutmadan sonra önemli ölçüde azalmıştır. Dondurularak kurutulmuş goji meyvelerindeki aldehit, keton ve alkol içeriği, diğer kurutma yöntemleriyle işlenmiş goji meyvelerinden daha yüksektir. Sonuçlardan, bu yöntemin goji meyvelerindeki uçucu organik aroma bileşiklerinin türlerini ve içeriklerini taze goji meyvelerine en yakın seviyede tutabildiği görülebilir. Bunun nedeni, dondurarak kurutmanın daha düşük bir sıcaklıkta olması, meyvede kimyasal reaksiyonların oluşumunu yavaşlatması ve kararsız uçucu bileşenleri koruması olabilir.

Bu çalışma, mikrodalga kurutma ve sıcak hava ile kurutmanın Qaidam Goji meyvelerindeki uçucu organik bileşikler üzerinde en büyük etkiye sahip olduğunu, dondurarak kurutmanın ise Goji meyvelerindeki uçucu maddeleri mümkün olan en büyük ölçüde koruyabildiğini ortaya koymuştur. Buna ek olarak, mikrodalga kurutma ve dondurarak kurutma, Goji meyvesi işleme maliyetini artıran yüksek işleme ekipmanı gerektirirken, doğal gölgede kurutma yüksek çevresel gereksinimler gerektirir. Bu nedenle, sıcak hava ile kurutmadan sonra Goji meyvelerindeki uçucu organik bileşikler önemli ölçüde kaybolsa da, düşük maliyeti ve büyük miktarlarda işlenebilmesi nedeniyle, şu anda hala Goji meyvesi kurutmanın ana yöntemidir. Özet olarak, bu çalışma farklı kurutma yöntemleri altında Qaidam Goji meyvelerindeki uçucu bileşenler için bir GC-IMS hızlı analiz yöntemi oluşturmuştur. Farklı kurutma yöntemlerinin Qaidam Goji meyvelerindeki uçucu bileşenlerin görünümü, türleri ve içeriği üzerindeki etkileri karşılaştırılarak, mikrodalga kurutma yönteminin kurutulmuş Goji meyvelerinin işlenmesi için uygun olmadığı belirlenmiştir. Dondurarak kurutma yöntemi, Goji meyvelerindeki uçucu organik bileşikleri mümkün olan en büyük ölçüde korumanın en etkili yoludur, ancak işleme maliyetinin nasıl azaltılacağı gelecekte çözülmesi gereken acil bir sorun haline gelmiştir.

Özet olarak, bu çalışma GC-IMS kullanarak Qaidam Goji meyvelerindeki uçucu organik bileşikleri analiz etmek için bir yöntem oluşturmuş ve farklı kurutma yöntemlerinin Goji meyvelerindeki uçucu organik bileşikler üzerindeki etkilerini karşılaştırmıştır. Sonuçlar, kurutulmuş Goji meyvelerindeki uçucu organik bileşiklerde önemli değişiklikler olduğunu göstermiş, dondurarak kurutmanın Goji meyvelerindeki uçucu organik bileşiklerin tutulmasını en üst düzeye çıkarabileceğini ve Goji meyvelerinin kurutulması ve işlenmesi için daha uygun olduğunu göstermiştir.