Analisis Komponen Aroma Dan Metabolit Berbeza dalam Cistanche Musalais Berdasarkan GC–MS Dan Metabolomik
Nov 28, 2025
Abstrak:Kajian ini menyediakan Cistanche Musalais menggunakan teknik tradisional dengan anggur merah Xinjiang Hetian dan pelbagai penambahan Cistanche. Keadaan pemprosesan optimum ditentukan oleh ANOVA sehala. GC-MS dan metabolomik tidak disasarkan digunakan untuk menganalisis komponen aroma dan metabolit berbeza, dan juzuk aktif seperti jumlah flavonoid dan jumlah polifenol telah dikira. Keadaan optimum ialah: kandungan gula awal 32 darjah Bx, suhu penapaian 25 darjah, dan penambahan 7% Cistanche deserticola. Di bawah keadaan ini, kandungan alkohol, jumlah keasidan, jumlah flavonoid dan jumlah polifenol masing-masing mencapai (12.6 ± 0.6)% vol, (3.82 ± 0.19) g/L, (0.80 ± 0.01) g/L dan (0.60 ± 0.00) g/L. GC–MS mengesan 38 sebatian aroma, dengan ester merupakan kelas yang paling banyak (24 sebatian), diikuti oleh 6 alkohol, 2 keton, dan 2 aldehid. Berbanding dengan Musalai yang dibuat semata-mata daripada jus anggur, Cistanche deserticola Musalais mempamerkan paras ester utama yang jauh lebih tinggi, termasuk etil asetat (6.42% vs. 2.42%) dan etil palmitat (3.75% vs. 1.18%), manakala alkohol yang lebih tinggi seperti isobutanol berkurangan dengan ketara%1.1.2} ({2.%). Metabolomik mengenal pasti 230 metabolit berbeza (VIP Lebih besar daripada atau sama dengan 1, P <0.05), diperkaya dalam laluan yang berkaitan dengan pengangkut ABC dan biosintesis asid amino. Komponen seperti trigonel dan crocin telah dinaikkan dengan ketara. Metabolisme asid amino menyumbang kepada pembentukan profil rasa ciri. Kajian ini menyediakan asas teori dan teknikal untuk pembangunan dan peningkatan kualiti Cistanche Musalais. Penyelidikan masa depan harus menggabungkan teknik deria molekul, seperti GC-O, untuk mengenal pasti dengan lebih baik sebatian aktif utama yang bertanggungjawab untuk keseluruhan profil rasa.
Kata kunci: Cistanche;Musalais; GC–MS; metabolisme
CistancheMusalais
Butiran Penyenaraian Cistanche Musalais
Musalais (Msalais)ialah minuman tradisional yang ditapai unik untuk Xinjiang, dihasilkan daripada anggur merah Awati atau anggur merah Hetian (Hotan). Ia dibuat dengan memerah jus, menumpukan perhatian, dan penapaian spontan, dan dicirikan sebagai primitif, semula jadi, dan hijau. Sebagai minuman beralkohol yang ditapai secara semula jadi Cina yang unik, Musalais mempamerkan ciri serantau yang berbeza dalam sifat deria, nilai pemakanan dan aktiviti berfungsi. Alkohol, ester, aldehid, asid, fenolik, dan terpena yang dihasilkan semasa penapaian bukan sahaja memberikan rasa yang unik tetapi juga dikaitkan dengan faedah seperti menggalakkan peredaran darah, menurunkan lipid darah, menguatkan buah pinggang dan menguatkan badan, mengawal kolesterol, dan mengekalkan kesihatan kardiovaskular dan serebrovaskular, menjadikannya sesuai untuk pengguna pelbagai peringkat umur [1].
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, dengan permintaan pengguna yang semakin meningkat untuk minuman sihat, pasaran minuman keras berfungsi telah berkembang dengan pesat. Atas dasar pembuatan bir tradisional, minuman keras berfungsi menggabungkan komponen berfungsi khusus untuk memenuhi keperluan untuk kesejahteraan, penyelenggaraan kesihatan atau peraturan fisiologi tertentu. Kualiti mereka dipengaruhi oleh bahan mentah, proses, komuniti mikrob, dan kestabilan komponen berfungsi [2]. Dalam amalan rakyat Xinjiang selatan, bahan tambahan tempatan seperti beri goji, safflower, Cistanche, dan kunyit sering ditambah semasa penyediaan Musalai untuk meningkatkan manfaat kesihatan dan memperkayakan kepelbagaian rasa [3]. Antaranya, Cistanche yang kaya dengan polisakarida, asid amino, glikosida phenylethanoid, glikosida iridoid, dan alkaloid-mempunyai kesan tonik pada buah pinggang, memodulasi fungsi neuroendokrin, dan memerangi keletihan, yang mendapat nama "ginseng padang pasir" [4–5].
Walau bagaimanapun, perindustrian Cistanche Musalais kini menghadapi cabaran termasuk kekurangan piawaian pengeluaran, teknologi pemprosesan yang tidak lengkap, dan penyelidikan yang tidak mencukupi mengenai bahan perisa, mengekang promosi pasaran dan peningkatan kualitinya. Dalam kajian ini, Cistanche digunakan sebagai bahan tambahan untuk mengoptimumkan proses penapaian Musalais. GC-MS dan metabolomik tidak disasarkan telah digunakan untuk menyelesaikan juzuk aroma dan metabolit berbeza secara sistematik, bertujuan untuk menyediakan asas teori dan sokongan teknikal untuk pengeluaran piawai, modulasi perisa, dan peningkatan fungsi Cistanche Musalais, dengan itu menggalakkan pemodenan dan pembangunan nilai minuman tradisional ini.
1 Bahan dan kaedah
1.1 Bahan dan reagen
Cistanche tubulosa (Cistache tiub): spesimen komersial gred pertama yang diperoleh daripada Hetian (Hotan), Xinjiang, dengan tekstur yang gebu dan bebas daripada acuan dan kekotoran.
Anggur merah Hetian: buah komersial dengan rupa utuh dan aroma yang kuat, diperoleh dari Hetian, Xinjiang.
Metanol dan asetonitril: Thermo Fisher Scientific (China) Co., Ltd.
Asid format: TCI (Shanghai) Development Co., Ltd.
L-2-chlorophenylalanine: Shanghai Aladdin Biochemical Technology Co., Ltd.
1.2 Instrumen dan peralatan
08-2T pengacau magnet suhu malar, Shanghai Meiyingpu Instrument Co., Ltd.
Peranti SPME 57330-U dan gentian DVB/CAR/PDMS SPME 57348-U 50/30 μm, Sigma-Aldrich (Shanghai) Trading Co., Ltd.
Sistem 6890N-5973 GC–MS, Agilent Technologies (China) Co., Ltd.
Empar peti sejuk 5430R, Eppendorf (Shanghai) International Trading Co., Ltd.
TL-48R pengisar tisu pemprosesan tinggi, Shanghai Jingxin Industrial Development Co., Ltd.
Penumpu vakum SCIENTZ-1LS, Ningbo Scientz Biotechnology Co., Ltd.
Vanquish Flex UHPLC, Thermo Fisher Scientific (China) Co., Ltd.
SDAJ-0.5 Barisan pengeluaran wain gaya Cina, Shandong Anji Bio-Fermentation Equipment Technology Co., Ltd.
1.3 Kaedah eksperimen
1.3.1 Aliran proses
Cistanche dikukus untuk kegunaan kemudian. Anggur merah Hetian telah dibasuh dan dipilih, dihancurkan dan dihancurkan. Jus anggur diekstrak dengan penekan, kemudian dipanaskan dan dipekatkan untuk melaraskan penunjuk kepekatan jus. Akhir sekali, produk Cistanche yang dikukus dicampur dengan jus anggur pekat dan ditapai di bawah parameter suhu dan masa terkawal. Selepas penapaian, produk telah dijelaskan untuk mendapatkan Cistanche Musalais.
1.3.2 Penyediaan Cistanche
Dengan pengubahsuaian kecil kepada Gong et al. [6], Cistanche kering berkualiti tinggi dan tidak rosak telah dikupas, dihiris, dibalut dengan kain kasa, dan dikukus selama 20 minit untuk kegunaan kemudian.
1.3.3 Penyediaan jus anggur
Anggur merah Hetian dengan pepejal larut awal (gula) 18 darjah Bx telah digunakan. Anggur yang busuk, rosak dan masak tidak sekata telah dikeluarkan. Selepas mencuci dan mengupas, anggur ditekan. Jus itu direbus (pekat) pada suhu tinggi dan kepekatan dihentikan apabila gula mencapai 26, 29, atau 32 darjah Bx. Jus telah disejukkan ke suhu bilik untuk kegunaan kemudian.
1.3.4 Proses penapaian Cistanche Musalais
Cistanche kukus ditambah pada perkadaran tertentu (3%, 5%, 7%) kepada 600 mL jus anggur pekat dalam penapai. Sisa gula diukur setiap 24 jam semasa penapaian untuk memantau kemajuan. Apabila sisa gula turun kepada 4 g/L, penapaian telah ditamatkan. Supernatan dikumpul dan dipasteur pada 85 darjah selama 30 minit untuk mendapatkan Cistanche Musalais.
1.3.5 Reka bentuk eksperimen satu faktor untuk Cistanche Musalais
Kesan penambahan Cistanche (3%, 5%, 7%), kandungan gula awal (26, 29, 32 darjah Bx), dan suhu penapaian (22, 25, 28 darjah ) terhadap sifat fizikokimia dan bioaktiviti telah disiasat.
1.3.6 Analisis dan pengukuran
Kandungan alkohol, pepejal larut dan jumlah keasidan: ditentukan mengikut GB/T 15038-2006 "Kaedah analisis am untuk wain dan wain buah."
Jumlah flavonoid: ditentukan dengan merujuk kepada Xu et al. [7]. Lengkung penentukuran disediakan dengan kepekatan rutin (X) sebagai absis dan penyerapan (Y) pada 510 nm sebagai ordinat, menghasilkan Y=0.8043X - 0.0278, R2=0.9999, menunjukkan kelinearan yang baik.
Jumlah polifenol: ditentukan menggunakan kaedah Folin-Ciocalteu [8]. Lengkung penentukuran telah disediakan dengan kandungan asid gallik (X) sebagai absis dan penyerapan (Y) pada 760 nm sebagai ordinat, menghasilkan Y=0.4177X + 0.1048, R2=0.9975, menunjukkan kelinearan yang baik.
1.3.7 Analisis GC–MS
Sampel daripada dua kumpulan-eksperimen (32 darjah Bx, 25 darjah, 7% Cistanche) dan kawalan tanpa Cistanche-tertakluk kepada GC-MS.
Prarawatan sampel: Sampel diletakkan dalam botol perahan 20 mL; 100 μL 50 ug/mL isoamyl phenylacetate telah ditambah sebagai standard dalaman. Vial telah dimeteraikan dan diseimbangkan dalam mandi air 60 darjah dengan kacau magnet pada 250 r/min selama 20 minit. Gentian SPME kemudiannya dimasukkan selama 30 minit pengekstrakan. Sebelum digunakan, gentian SPME dikondisikan di salur masuk GC pada 250 darjah selama 20 minit.
Keadaan GC–MS: Lajur HP-INNOWax (60 m × 250 μm × 0.25 μm); salur masuk 250 darjah; talian pemindahan 250 darjah; aliran gas pembawa 1.5 mL/min; belah 4:1. Program ketuhar: 40 darjah (5 min), tanjakan 5 darjah / min hingga 250 darjah, tahan 10 minit. Sumber ion 230 darjah; empat tiang 150 darjah; EI 70 eV; imbasan penuh 35–550 Da.
1.3.8 Metabolomik tidak disasarkan
1.3.8.1 Penyediaan sampel
Dua kumpulan telah diuji: eksperimen (32 darjah Bx, 25 darjah, 7% Cistanche) dan kawalan tanpa Cistanche; n=3 replika biologi setiap kumpulan, jumlah 6 sampel. Selepas pencairan dan vorteks, 300 μL setiap sampel dipindahkan ke tiub 1.5 mL dan disentrifugasi pada 12,000 r/min, 4 darjah selama 15 minit. Kemudian, 100 μL supernatan dipindahkan ke tiub 2 mL, dibekukan dalam nitrogen cecair, dan diliofilkan. Tambah 1 mL metanol prasejuk:acetonitrile (1:1, v/v), vorteks 30 s; beku pada −20 darjah selama 30 minit; sentrifuge pada 12,000 r/min, 4 darjah selama 10 minit; kumpulkan 850 μL supernatan dan vakum-kering sehingga lengkap; membentuk semula dalam 150 μL 50% metanol (dengan 5 ppm 2-chlorophenylalanine), vorteks 30 s; sentrifuge 12,000 r/min, 4 darjah selama 10 minit; tapis melalui membran 0.22 μm dan pindahkan turasan ke dalam botol. Gabungkan 10–20 μL daripada setiap sampel untuk mencipta sampel QC untuk menilai kestabilan instrumen dan kebolehpercayaan data; QC ditiadakan jika kurang daripada 5 sampel disertakan.
1.3.8.2 Keadaan analisis
Kromatografi: ACQUITY UPLC HSS T3 lajur (100 Å, 1.8 μm, 2.1 mm × 100 mm); aliran 0.4 mL/min; lajur 40 darjah; autosampler 8 darjah; suntikan 2 μL. Fasa mudah alih A: air dengan 0.1% (v/v) asid formik; fasa mudah alih B: asetonitril dengan 0.1% (v/v) asid formik.
Spektrometri jisim: voltan semburan +3.5 kV/−3.0 kV; gas sarung 40 arb; gas tambahan 10 arb; kapilari 320 darjah ; suhu gas tambahan 300 darjah; Resolusi MS1 60,000; julat imbasan m/z 70–1,000; Piawaian Sasaran AGC; Maks IT 100 ms; MS/MS yang bergantung kepada data pada 4 ion teratas dengan pengecualian dinamik 4 s; Resolusi MS2 15,000; Tenaga perlanggaran HCD 30%.
1.3.8.3 Pengecaman metabolit
Pengenalpastian metabolit adalah berdasarkan PSNGM (Pangkalan Data Metabolomik Generasi Seterusnya Peribadi), yang terdiri daripada perpustakaan standard dalaman, mzCloud (https://www.mzcloud.org/), LIPID MAPS (https://www.lipidmaps.org/), HMDB (https://hmdb.ca/), MoNA (https://hmdb.ca/), MoNA. NIST_2020_MSMS, dan perpustakaan spektrum MS/MS yang diramalkan oleh AI.
Nota tentang pangkalan data luaran yang digunakan dalam anotasi:
HMDB: Pangkalan data metabolom manusia yang komprehensif (Versi 5.0) yang mengandungi maklumat kimia, klinikal dan biokimia terperinci untuk 220,945 metabolit, dengan pautan silang yang meluas kepada KEGG, PubChem, MetaCyc, ChEBI, PDB, UniProt dan GenBank, serta menyokong teks/jujukan/jujukan/struktur MSNMR lanjutan. Juga dikaitkan dengan DrugBank, T3DB, SMPDB dan FooDB.
LIPID MAPS: An open-access lipidomics resource providing databases (e.g., LMSD with >50,000 struktur lipid susun atur), spektrum, laluan, alatan untuk analisis MS, lukisan struktur, dan sumber tatanama/klasifikasi.
mzCloud: Perpustakaan spektrum jisim termaju yang menyokong carian berasaskan spektrum, struktur, substruktur, pokok dan m/z, dengan 32,330 sebatian, 51,002 pokok spektrum dan 16,531,567 spektrum (dengan penambahan yang banyak pada tahun 2024), dioptimumkan untuk akses desktop Firefox/Chrome.
1.3.8.4 Analisis statistik pelbagai variasi
Analisis multivariate telah digunakan untuk data metabolit daripada 6 sampel untuk melakukan PCA, menjelaskan perbezaan metabolik antara Cistanche Musalais dan Musalais. Metabolit pembezaan merentas kumpulan disaring menggunakan kepentingan pembolehubah OPLS-DA dalam unjuran (VIP), perubahan lipatan, dan nilai P (ambang VIP dan kepentingan seperti di atas), diikuti dengan tafsiran biologi termasuk pengayaan laluan KEGG [9].
Rujukan
[1] Zhu LX, Wang LL, Song HZ, et al. Analisis kualitatif sebatian aroma utama yang dikaitkan dengan pemprosesan Musalai tradisional di Xinjiang China. Jurnal Institut Pembuatan Bir. 2012;118(2):236–242.
[2] Zhao B, Li DD, Yuan Y, et al. Kemajuan penyelidikan moden mengenai minuman keras berfungsi yang ditapai. Pembuatan Arak. 2025;52(2):43–49.
[3] Zhu LX, Hou XJ, Xu Q. Perbincangan mengenai strategi pembangunan wain anggur Xinjiang Msalais. Sains & Teknologi Pembuatan Arak. 2008(7):111–113.
[4] Lagu ZH, Lei L, Tu PF. Kemajuan dalam penyelidikan aktiviti farmakologi dalam tumbuhan Cistanche Hoffing. dan Pautan. Ubat Tradisional dan Herba Cina. 2003;34(9):U018.
[5] Shi TT, Ge WH. Pembangunan penyelidikan Cistanche Hoffmg. Et Pautan. Jurnal Etnoperubatan dan Etnofarmasi Cina. 2009;18(9):7–9.
[6] Gong X, Zhong T, Zhou JY, et al. Kajian tentang teknologi wain Cistanche yang ditapai baharu. Makanan Moden. 2019(5):64–68;79.
[7] Xu HT, Li H, Zhao YZ, et al. Aktiviti antioksidan dan antibakteria jumlah flavonoid daripada Nervilia fordii. Hortikultur Utara. 2017(16):161–165.
[8] Yu H, Xu X, Hao JX, et al. Penapaian campuran pomace kulit sitrus dengan Trichoderma koningii, Aspergillus oryzae dan Lactobacillus casei: pengoptimuman proses, aktiviti antioksidan dan analisis metabolomik bukan sasaran. Biosains Makanan. 2025;66:106180.
[9] Zhou JN, Hou DH, Zou WQ, et al. Perbandingan metabolomik yang disasarkan secara meluas dan metabolomik Ophiocordyceps sinensis liar yang tidak disasarkan. Molekul. 2022;27(11):3645.
[10] Li XH. Penyelidikan mengenai teknologi Rosa kwangsiensis var. wain yang ditapai sterilis [Tesis Sarjana]. Chongqing: Universiti Barat Daya; 2017.
[11] Li ZJ, Zhang XD, Long BX, et al. Penyelidikan mengenai pembangunan produk dan pengoptimuman permukaan tindak balas pir Msalais. Pemprosesan Hasil Pertanian. 2025;3:1–10.
[12] Zhang L, Jiang XF. Pengesahan mengenai kebolehsuaian kaedah penentuan kuprum dalam GB/T15038-2006 kaedah analisis am wain dan wain buah. Pembuatan Arak. 2020;47(5):104–107.
[13] Zhong DL, Yang H, Wang Z, et al. Kesan suhu penapaian malolaktik terhadap kualiti wain Cabernet Sauvignon. Sains Pertanian Zhejiang. 2025;66(7):1724–1732.
