การตรวจหา HS-GC-IMS ของสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่ายในผง Cistanche ภายใต้วิธีการรักษาแบบต่างๆ

1. บทนำ

Cistanche (Cistanche deserticola YC Ma) หรือที่รู้จักในชื่อ inch yun, cistanche เป็นไม้ยืนต้นที่เป็นไม้ยืนต้นของตระกูล Ledangaceae ซึ่งส่วนใหญ่กระจายอยู่ในมองโกเลียใน กานซู่ และซินเจียงในประเทศจีน และเป็นวัสดุยาจีนทั่วไปในประเทศจีน เร็วเท่า "Shennong Materia Medica" ของราชวงศ์ฮั่นตะวันออก มีบันทึกว่า "cistanche … Raw Valley "(Peng et al., 2017) เพราะมันมีผลในการบำรุงไตหยาง, ปรับปรุงเลือดอสุจิ, ลำไส้ชุ่มชื้น, ฯลฯ., มันสามารถใช้ในการรักษาภาวะขาดหยางของไต, ความอ่อนแอที่เกิดจากอสุจิและเลือดไม่เพียงพอ, ปวดหลังอ่อนแอและเท้าอ่อนแอ, หูอื้อและลำไส้แห้ง และท้องผูก เป็นต้น เรียกว่า "โสมทะเลทราย"(Zhu, Liu, Gao, Wu, & Shi, 2016).

การวิจัยพบว่า phenylethanoid glycosides, iridoids, lignans, oligosaccharides และ polysaccharides เป็นองค์ประกอบทางเคมีหลักของ Cistanches (Fu, Fan, Wang, & Gao, 2018) ซึ่งมีองค์ประกอบระเหยง่าย ตำรับยาแห่งสาธารณรัฐประชาชนจีนฉบับปี 2020 กล่าวถึง cistanche ว่า "โปร่งสบายเล็กน้อยหวานและขมเล็กน้อย" นั่นคือ cistanche มีกลิ่นพิเศษ(Wang et al., 2015). ในระบบการเลือกปฏิบัติคุณภาพแบบดั้งเดิมของยาสมุนไพรจีน กลิ่นเป็นหนึ่งในฐานสำคัญในการตัดสินคุณภาพของสมุนไพร ดังนั้นการศึกษาส่วนประกอบที่ระเหยง่ายของ Cistanche จึงมีความสำคัญมาก

จนถึงปัจจุบัน มีสองเทคนิคหลักในการวิเคราะห์สารประกอบอินทรีย์ระเหยง่ายในอาหาร หนึ่งคือจมูกอิเล็กทรอนิกส์สามารถวิเคราะห์องค์ประกอบอโรมาของอาหารได้แบบเรียลไทม์ และอีกวิธีหนึ่งคือเทคโนโลยีโครมาโตกราฟีสามารถระบุองค์ประกอบทางเคมีได้อย่างแม่นยำ (Rusinek et al., 2021). ในหมู่พวกเขา อุปกรณ์จมูกอิเล็กทรอนิกส์ (จมูกอิเล็กทรอนิกส์) มักจะประกอบด้วยชุดของอุปกรณ์ตรวจจับไฟฟ้าเคมี เทคโนโลยีการตรวจจับกลิ่นอิเล็กทรอนิกส์ (EAD) ส่งผลกระทบต่อความแม่นยำในการตรวจจับของจมูกอิเล็กทรอนิกส์ และจำเป็นต้องเลือกการตรวจจับที่เหมาะสมของ จมูกอิเล็กทรอนิกส์สำหรับตัวอย่างการตรวจจับต่างๆ อุปกรณ์จมูกอิเล็กทรอนิกส์ (e-nose) มีลักษณะของการตรวจจับที่รวดเร็ว ความไวสูงและช่วงการตรวจจับที่กว้าง แต่เนื่องจากความสามารถในการทำซ้ำของผลลัพธ์ที่ต่ำกว่าเล็กน้อย การใช้งานจริงจึงถูกจำกัด (Rasekh, Karami, Wilson, & Gancarz, 2021; Slimani et al., 2020). เทคโนโลยีโครมาโตกราฟีส่วนใหญ่ประกอบด้วย HPLC-MS และ GC-MS เป็นต้น โดยมีระบบโครมาโตกราฟีของเหลวหรือก๊าซเป็นระบบแยก แมสสเปกโตรเมทรีเป็นระบบตรวจจับ ผ่านสเปกโตรแกรมของมวลโมเลกุลสัมพัทธ์และข้อมูลโครงสร้างของสารเคมีรวมกันเป็น ดูรายละเอียดทางเคมี เวลาเตรียมตัวอย่างนานแต่มีการแยกสูง หัวกะทิสูงทำให้ผลลัพธ์มีความแม่นยำสูงและทำซ้ำสูง ปัจจุบัน cistanche ได้รับการระบุโดยส่วนใหญ่โดยการวิเคราะห์ HPLC-MS ขององค์ประกอบทางเคมี มีการศึกษาเพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับรสชาติของ Herba Cistanches ตัวอย่างเช่น สกัดสารระเหยของซิสแทนเช่โดยวิธีกลั่น-สกัด และแยกส่วนประกอบทางเคมี 24 ชนิดโดยวิธี GC/MS(Hui, Hou, Li, & Guang, พ.ศ. 2546) และสุดท้ายวิเคราะห์และยืนยันโดย IR และ EI-MS GC-MS ใช้ในการวิเคราะห์สารระเหยของช่อดอก Cistanche และสุดท้ายระบุสารประกอบระเหยได้ 40 ชนิด (Qiao et al., 2012โดย). การเตรียมตัวอย่างวิธีการเหล่านี้ล่วงหน้านั้นยุ่งยากกว่า ซึ่งมีผลกระทบต่อผลการทดลองมากกว่า และต้องใช้เวลามากขึ้นในการแก้ไขจุดบกพร่องของเงื่อนไขการตรวจจับในระยะแรก ซึ่งมีข้อกำหนดทางเทคนิคที่สูงกว่า

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แก๊สโครมาโตกราฟีไอออนการย้ายสเปกโทรสโกปี (GC-IMC) เป็นเทคโนโลยีการตรวจจับที่เกิดขึ้นใหม่ เนื่องจากมีความไวสูงเป็นพิเศษ ความเร็วในการวิเคราะห์สูงเป็นพิเศษ ลักษณะการทำงานที่ง่ายเรียบง่าย จึงมีการใช้งานกันอย่างแพร่หลายในด้านต่างๆ ได้แก่ การวิเคราะห์รสชาติอาหาร การตรวจจับสารเคมีที่เป็นพิษ HS-GC-IMS มีข้อดีคือประสิทธิภาพการวิเคราะห์สูงและการแสดงภาพระดับสูง และวิเคราะห์สารระเหยและสารกึ่งระเหยได้ดี (Zhou, Dai, Guo, Wang, & Shi, 2020). เช่นพวกเรา Wenjiang Dong และคณะ วิเคราะห์สารประกอบระเหยง่ายในเมล็ดกาแฟเขียวด้วยเทคโนโลยี HS-SPME/GC-MS เพื่อกำหนดคุณภาพของเมล็ดกาแฟ (Dong, Tan, Zhao, Hu, & Lu, 2015). ดังนั้น บทความนี้จึงพยายามใช้เทคโนโลยี HS-GC-IMC เพื่อวิเคราะห์องค์ประกอบสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่ายและลายนิ้วมือของ cistanche ที่บำบัดด้วยวิธีการต่างๆ และใช้การวิเคราะห์องค์ประกอบหลักและการประเมินความคล้ายคลึงกันเพื่อวิเคราะห์ความแตกต่างในเนื้อหาสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่ายของ cistanche ที่ประมวลผลใน ด้วยวิธีต่างๆ เพื่อให้แนวคิดใหม่ในการระบุและตรวจจับรสชาติของผลิตภัณฑ์ cistanche ที่บำบัดด้วยวิธีการรักษาที่แตกต่างกัน

2. วัสดุและวิธีการ

3. ผลลัพธ์และการอภิปราย

เพื่อที่จะเปรียบเทียบผลของวิธีการรักษาแบบต่างๆ ที่มีต่อสารระเหยของซิสแทนช์ได้ชัดเจนยิ่งขึ้นมะเดื่อ 2b เลือกสเปกตรัมของตัวอย่าง (a) เป็นข้อมูลอ้างอิง และหักการรักษาอ้างอิงของสเปกตรัมของตัวอย่างอีก 4 ตัวอย่างเพื่อให้ได้พล็อตการเปรียบเทียบความแตกต่างของตัวอย่าง หากตัวอย่างสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่ายมีความสอดคล้อง พื้นหลังหลังจากการหักเป็นสีขาว หากมีความแตกต่างระหว่างทั้งสอง สีแดงหมายความว่าความเข้มข้นของสารสูงกว่าค่าอ้างอิง สีน้ำเงินหมายความว่าความเข้มข้นของสารต่ำกว่า การอ้างอิงและยิ่งสีเข้มเท่าใดความเข้มข้นก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น การเปรียบเทียบตัวอย่าง a และ b จะพบว่าความเข้มข้นของสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่ายที่บรรจุอยู่ใน b นั้นสูงกว่าค่า a อย่างมีนัยสำคัญในช่วงเวลาการลอยตัวที่ 1.2–1.6 มิลลิวินาที การวิเคราะห์คือ cistanche อาจปล่อยส่วนประกอบที่ระเหยได้บางอย่างในระหว่างกระบวนการเสริมฤทธิ์กัน ลดความเข้มข้นของส่วนประกอบที่ระเหยง่ายที่เก็บไว้ในผง cistanche และส่งผลต่อรสชาติของ cistanche (Yang et al., 2021). การเปรียบเทียบตัวอย่าง a และ c จะพบว่าเวลาในการดริฟท์อยู่ในช่วง 1.4–1.6 มิลลิวินาที และความแตกต่างของความเข้มข้นระหว่างตัวอย่างต่างกัน การวิเคราะห์เกิดจากข้อเท็จจริงที่ว่าคุณสมบัติทางเคมีหรือทางกายภาพของสารระเหยบางชนิดมีการเปลี่ยนแปลงเมื่อตะแกรงถูกบดด้วยเครื่องบดละเอียดพิเศษ (Zhao et al., 2009โดย) ทำให้ไม่เสถียรและมีแนวโน้มที่จะระเหยและสูญหายระหว่างการจัดเก็บหรือการทำงาน (YBLi, Li, Liu, & Lu, 2020) ส่งผลให้ความเข้มข้นของสารระเหยที่เหลืออยู่ลดลง จากตารางเปรียบเทียบความแตกต่างของตัวอย่าง d และ e จะพบว่าความแตกต่างระหว่างผง cistanche กับ cistanche แบบเนื้อกลมกล่อม กับ cistanche แบบนึ่ง โดยทั่วไปจะเท่ากัน แต่อยู่ในช่วงของเวลาเก็บรักษา 10{{ 7}}–200 วินาทีและเวลาในการดริฟท์ 1.0–1.3 มิลลิวินาที มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในความเข้มข้นของสารระเหยของสารสกัดจากน้ำซิสแทนเชและสารสกัดแอลกอฮอล์ของซิสแทนชี และสารระเหยของสารสกัดจากน้ำซิสแทนเช่ส่วนใหญ่เข้มข้นใกล้เวลาเก็บรักษา 1.0 มิลลิวินาทีและ ความเข้มข้นสูง ในขณะที่สารระเหยของสารสกัด cistanche alcohol กระจัดกระจายและสูงขึ้นเล็กน้อย สามารถวิเคราะห์ได้ว่าในระหว่างการสกัด cistanche จากเอทานอล เนื่องจาก "การละลายในเฟสที่คล้ายคลึงกัน" อาจมีสารระเหยที่ไม่ละลายในเอทานอลหายไประหว่างกระบวนการสกัด ส่งผลให้ความเข้มข้นของสารระเหยบางชนิดลดลง (Xu et al., 2014). อาจเป็นเพราะเอทานอลเองมีสารระเหย มีสารระเหยที่ระเหยด้วยเอทานอลในระหว่างกระบวนการทำให้เข้มข้น ส่งผลให้ความเข้มข้นลดลง ในทางกลับกัน สารสกัดจากน้ำ Cistanche อาจสูญเสียไปในการกรองเนื่องจากสารระเหยบางชนิดไม่ละลายในน้ำหรือไม่ละลายในน้ำ ส่งผลให้ความเข้มข้นในการตรวจจับขั้นสุดท้ายต่ำ

3.2. การระบุส่วนประกอบที่ระเหยง่ายจาก cistanche ที่ผ่านกรรมวิธีบำบัดที่แตกต่างกัน

Cistanche พบว่ามีสารประกอบระเหยได้ 49 ชนิด ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยน้ำมันหอมระเหย 17 phenylethanoid glycosides (PhGs) และ 10 iridoids (Xu et al., 2014). ฮุยและคณะ ใช้วิธี GC/MS เพื่อยืนยันว่าน้ำมันระเหยง่ายประกอบด้วยสารเคมี 24 ชนิด เช่น อัลดีไฮด์ 3 ตัว ฟีนอล 2 ตัว แอลกอฮอล์ 3 ตัว และคีโตน 3 ตัว และยูจีนอลเป็นส่วนประกอบหลักของน้ำมันระเหยง่าย (Hui et al., 2003).