L-ottimizzazzjoni tal-proċess ta 'dekolorizzazzjoni u l-attività anti-ossidanti ta' estratt ta 'polysaccharide ta' cistanche deserticola permezz ta 'metodoloġija tal-wiċċ ta' rispons ⅱ

2 Riżultati u Analiżi

2.1 Esperimenti b'fattur wieħed

2.1.1 Effett tad-dożaġġ tal-karbonju attivat fuq id-dekolorizzazzjoni tal-estratt tal-polysaccharide cistanche

Id-dekolorizzazzjoni tal-karbonju attivata hija tip ta 'dekolorizzazzjoni ta' adsorbiment. Il-wiċċ tal-partikuli tal-karbonju attivat fih bosta pori u kanali, li jistgħu jassorbu b'mod qawwi molekuli ta 'pigment. Madankollu, jista 'wkoll jassorbi molekuli tal-polysaccharide fis-soluzzjoni, u jikkawża telf ta' polysaccharide [25]. Kif muri fil-Figura 1A:

Biż-żieda fid-dożaġġ tal-karbonju attivat, ir-rata ta 'dekolorizzazzjoni tiżdied gradwalment. Madankollu, meta d-doża taqbeż l-10%, ix-xejra tat-tkabbir tar-rata ta 'dekolorizzazzjoni tonqos.

Meta d-doża tkun taħt l-20%, ir-rata ta 'rkupru tal-polysaccharide tiżdied, iżda meta taqbeż l-20%, ir-rata ta' rkupru tibda tonqos.

Meta d-doża tkun ta '20%, l-effett ta 'dekolorizzazzjoni huwa ottimali.

Meta wieħed iqis il-fatturi operattivi u ta 'spejjeż fil-produzzjoni prattika, 10%, 20%, u 30% intgħażlu bħala l-livelli ta' dożaġġ tal-karbonju attivat għall-esperiment tal-wiċċ tar-rispons.

 

Supplimenti Cistanche tal-Ħxejjex tal-Polisakkaridi ta 'Livell Għoli

 

2.1.2 Effett tal-ħin tad-dekolorizzazzjoni fuq l-estratt tal-polysaccharide cistanche

L-adsorbiment ta 'molekuli ta' pigment permezz ta 'karbonju attivat jeħtieġ ċertu ammont ta' żmien. Kif muri fil-Figura 1B:

Fi żmien 10-50 minuti, ir-rata ta 'dekolorizzazzjoni tiżdied gradwalment. Madankollu, meta l-ħin ta 'dekolorizzazzjoni jaqbeż il-50 minuta, ir-rata ta' dekolorizzazzjoni tibda tonqos. Dan il-fenomenu jseħħ minħabba li d-dekolorizzazzjoni permezz ta 'karbonju attivat tinvolvi proċess dinamiku ta' adsorbiment u desorbiment. Hekk kif id-desorbiment tal-molekuli tal-pigment jaċċelera mal-ħin ta 'interazzjoni fit-tul, il-volum ta' molekuli tal-pigment desorbiti jiżdied, u jirriżulta fi tnaqqis fir-rata ta 'dekolorizzazzjoni.

Ir-rata ta 'rkupru tal-polisakkaridi turi xejra' l isfel gradwali. Dan jista 'jkun minħabba li l-kontenut ta' polisakkaridi fis-soluzzjoni huwa sinifikament ogħla mill-kapaċità ta 'adsorbiment tal-karbonju attivat, li jnaqqas id-differenza bejn ir-rati ta' adsorbiment u desorbiment [26].

Għalkemm ir-rata ta 'dekolorizzazzjoni u r-rata ta' rkupru matul l-ewwel 30 minuta huma aċċettabbli, huwa ta 'sfida li jiġu pproċessati volumi kbar ta' kampjuni fi żmien daqstant qasir fil-produzzjoni prattika.

Għalhekk, meta wieħed iqis il-kundizzjonijiet ta 'produzzjoni prattiċi, 40, 50, u 60 minuta ġew magħżula bħala l-livelli ta' ħin ta 'dekolorizzazzjoni għall-esperiment tal-wiċċ tar-rispons.

Fig.1 Influwenza tal-konċentrazzjoni tal-karbonju attivat, ħin ta 'dekolorizzazzjoni, temperatura ta' dekolorizzazzjoni u pH fuq l-effetti ta 'dekolorizzazzjoni ta' cistanche deserticola polysaccharide

 

2.1.3 Effett tat-temperatura ta 'dekolorizzazzjoni fuq id-dekolorizzazzjoni ta' estratt ta 'polysaccharide cistanche

Kif muri fil-Figura 1C, fil-medda ta '20 -40 grad, ir-rata ta 'dekolorizzazzjoni ta' cistanche tiżdied gradwalment bit-temperatura dejjem tiżdied ta 'dekolorizzazzjoni. Meta t-temperatura ta 'dekolorizzazzjoni tilħaq l-40 grad, ir-rata ta' dekolorizzazzjoni u r-rata ta 'rkupru tal-polysaccharide huma 64.39% u 84.49%, rispettivament. Madankollu, meta t-temperatura taqbeż l-40 grad, ir-rata ta 'dekolorizzazzjoni tibda tonqos. Dan jista 'jkun minħabba li temperaturi għoljin eċċessivament jaffettwaw b'mod negattiv l-adsorbiment ta' pigmenti permezz ta 'karbonju attivat, u b'hekk jiddgħajjef l-effett ta' dekolorizzazzjoni.

Hekk kif tiżdied it-temperatura ta 'dekolorizzazzjoni, ir-rata ta' rkupru tal-polysaccharide tonqos xi ftit. Madankollu, varjazzjonijiet żgħar fit-temperatura għandhom ftit impatt fuq l-adsorbiment ta 'polisakkaridi permezz ta' karbonju attivat [11]. Fil-medda ta '30 -50 grad, ir-rata ta 'rkupru tal-massa tibqa' relattivament għolja. Meta wieħed iqis il-konsum tal-enerġija fi proċessi ta 'produzzjoni prattiċi, 30 grad, 40 grad, u 50 grad intgħażlu bħala l-livelli ta' temperatura ta 'dekolorizzazzjoni għall-esperiment tal-wiċċ tar-rispons.

2.1.4 Effett tal-pH fuq id-dekolorizzazzjoni ta 'estratt ta' polysaccharide cistanche

Il-proċess ta 'dekolorizzazzjoni ta' l-adsorbiment bl-użu ta 'karbonju attivat jeħtieġ il-parteċipazzjoni ta' joni H. Iż-żieda xieraq tal-konċentrazzjoni ta 'joni H⁺ fis-soluzzjoni tista' ttejjeb ir-rata ta 'dekolorizzazzjoni [27]. Kif muri fil-Figura 1D, biż-żieda fil-pH, ir-rata ta 'dekolorizzazzjoni ta' cistanche ġeneralment turi xejra 'l isfel, filwaqt li r-rata ta' rkupru tal-polysaccharide tiżdied gradwalment. Dan jista 'jkun minħabba li livelli baxxi ta' pH jaffettwaw l-istruttura tal-polisakkaridi, u tnaqqas ir-rata ta 'rkupru.

Fil-firxa ta 'pH 4–7, it-tnaqqis fir-rata ta' dekolorizzazzjoni mhuwiex sinifikanti, u r-rata ta 'rkupru tal-polysaccharide tibqa' relattivament għolja. Meta wieħed iqis li l-pH imkejjel tas-soluzzjoni tal-kampjun huwa 5.03, l-għażla tal-pH 5.03 billi l-ottimali pH fil-produzzjoni industrijali jista 'jevita l-użu ta' aċidi u bażijiet, inaqqas l-ispejjeż, u jibbenefika l-protezzjoni ambjentali. Għalhekk, livelli ta 'pH ta' 4, 5, u 6 intgħażlu bħala l-livelli ta 'pH għall-esperiment tal-wiċċ tar-rispons.

2.2 Ottimizzazzjoni tal-proċess ta 'dekolorizzazzjoni għal estratt ta' polysaccharide cistanche bl-użu ta 'metodoloġija tal-wiċċ ta' rispons

2.2.1 Riżultati ta 'esperimenti ta' ottimizzazzjoni tal-wiċċ ta 'rispons

Ir-riżultati sperimentali huma murija fit-Tabella 2, u r-riżultati tal-analiżi tal-varjazzjoni huma murija fit-Tabella 3. Mit-Tabella 3:

Fil-mudell tat-twaħħil tal-wiċċ tar-rispons bl-użu tar-rata ta 'dekolorizzazzjoni (Y1) u r-rata ta' rkupru tal-polysaccharide (Y2) bħala valuri ta 'rispons, il-valuri p tal-mudelli għal Y1 u Y2 kienu t-tnejn inqas minn {0. 01, li jindikaw differenzi sinifikanti ħafna. Għalhekk, il-mudelli huma sinifikanti.

Il-valuri p tat-termini tan-nuqqas ta 'tajbin kienu t-tnejn ikbar minn 0. 05, li jindikaw l-ebda differenza sinifikanti. Dan jissuġġerixxi li l-valuri mbassra tal-mudell jaqblu sew mal-valuri attwali, li jagħmluhom xierqa għat-tbassir tar-riżultati sperimentali u jiddeterminaw il-kundizzjonijiet tal-proċess ottimali.

Il-koeffiċjenti ta 'korrelazzjoni (R²) għal Y1 u Y2 kienu 0. 8633 u 0. 9308, rispettivament, li jindikaw li l-mudell jista' jbassar 86. 33% u 93.08% tar-riżultati sperimentali, bi żbalji żgħar u kapaċità tajba.

Permezz ta 'armar ta' rigressjoni multipla u analiżi ta 'varjazzjoni, il-mudelli ta' rigressjoni polinomjali kwadratika għar-rata ta 'dekolorizzazzjoni (Y1) u r-rata ta' rkupru tal-polysaccharide (Y2) rigward dożaġġ attivat tal-karbonju, ħin, temperatura, u pH ġew stabbiliti kif ġej:

Rata ta 'dekolorizzazzjoni (Y1):
Y {{{0}}. 21 + 0. 1 0 a - {0. 22b - {0. 44c - 0. 29d - 0}}}. 03ab + 0 + 0. 07BC - 0.07BD - 3.08A² - 1.27B² - 1.09C² - 1.82d²

Rata ta 'rkupru tal-polysaccharide (Y2):
Y {{{0}}. 93 + 0. 12a - 0. 41b - {0}. 54c - {0. 3 {0 d - 0}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} + 0. 08BC + 0. 04BD + 0. 04CD - 3.78A² - 1.15B² - 1.51C² - 2.10D²

Barra minn hekk, il-mudelli kwadratiċi għaż-żewġ valuri ta 'rispons urew differenzi sinifikanti ħafna. Factors C, A², B², C², and D² had significant effects on the decolorization rate of the Cistanche polysaccharide extract (P < {{0}}.05 or P < 0.01). Bl-istess mod, il-fatturi B, C, A², B², C², u D² kellhom effetti sinifikanti fuq ir-rata ta ’rkupru tal-polysaccharide (p <0.05 jew p <0.01). Dan jindika li r-relazzjonijiet bejn il-fatturi u l-valuri tar-rispons mhumiex relazzjonijiet lineari sempliċi.

 

2.2.2 Interazzjoni bejn żewġ fatturi fuq ir-rata ta 'dekolorizzazzjoni

UżaDisinn Espert 8. 0. 6Softwer, l-effetti ta 'interazzjoni bejn il-fatturi ġew analizzati, u l-biċċiet tal-wiċċ tar-rispons 3D ġew iġġenerati biex janalizzaw viżwalment l-interazzjonijiet bejn pari ta' fatturi u l-effetti tagħhom fuq il-valuri ta 'rispons.

Kif muri fil-Figuri 2A - F:

Hekk kif il-livelli tal-fatturi li jinteraġixxu żdiedu, ir-rata ta 'dekolorizzazzjoni ta' l-estratt tal-polisakkaridi cistanche wriet xejra ta 'żieda inizjalment u mbagħad tonqos.

Il-bidliet bejn id-dożaġġ tal-karbonju attivat u fatturi oħra kienu aktar evidenti, li jindikaw interazzjonijiet qawwija bejn dawn il-fatturi.

B'kuntrast, il-bidliet bejn it-temperatura ta 'dekolorizzazzjoni u l-ħin ta' dekolorizzazzjoni, it-temperatura tal-pH u d-dekolorizzazzjoni, u l-pH u l-ħin ta 'dekolorizzazzjoni kienu inqas evidenti, li jindikaw interazzjonijiet aktar dgħajfa bejn dawn il-pari ta' fatturi.

2.2.3 Interazzjoni bejn żewġ fatturi fuq ir-rata ta 'rkupru tal-polysaccharide

Kif muri fil-Figuri 3A - F:

Hekk kif il-livelli tal-fatturi li jinteraġixxu żdiedu, ir-rata ta 'rkupru tal-polysaccharide tal-estratt tal-polysaccharide cistanche wriet ukoll xejra ta' żieda fil-bidu u mbagħad tonqos.

Il-bidliet bejn id-dożaġġ tal-karbonju attivat u fatturi oħra kienu aktar evidenti, li jindikaw interazzjonijiet qawwija bejn dawn il-fatturi.

B'kuntrast, il-bidliet bejn it-temperatura ta 'dekolorizzazzjoni u l-ħin ta' dekolorizzazzjoni, it-temperatura tal-pH u d-dekolorizzazzjoni, u l-pH u l-ħin ta 'dekolorizzazzjoni kienu inqas evidenti, li jindikaw interazzjonijiet aktar dgħajfa bejn dawn il-pari ta' fatturi.

 

 

Esperiment Nru.	Dożaġġ tal-karbonju attivat (%)	B Ħin ta 'dekolorizzazzjoni (min)	C Temperatura ta 'dekolorizzazzjoni (grad)	D pH	Rata ta 'dekolorizzazzjoni y₁ (%)	Rata ta 'rkupru tal-polysaccharide y₂ (%)
1	0	0	0	0	57.66	94.60
2	1	0	0	0	57.75	93.45
3	-1	0	0	0	57.65	93.46
4	0	1	0	0	57.66	93.42
5	0	-1	0	0	57.64	93.40
6	0	0	1	0	57.65	93.31
7	0	0	-1	0	57.63	93.30
8	0	0	0	1	57.64	93.47
9	0	0	0	-1	57.62	93.46
10	1	1	0	0	57.75	93.39
11	1	-1	0	0	57.73	93.30
12	1	0	1	0	57.74	93.25
13	1	0	-1	0	57.72	93.23
14	1	0	0	1	57.73	93.40
15	1	0	0	-1	57.71	93.39
16	-1	1	0	0	57.65	93.42
17	-1	-1	0	0	57.63	93.30
18	-1	0	1	0	57.64	93.25
19	-1	0	-1	0	57.62	93.23
20	-1	0	0	1	57.63	93.40
21	-1	0	0	-1	57.61	93.39
22	0	1	1	0	57.66	93.25
23	0	-1	-1	0	57.62	93.23
24	0	1	-1	0	57.64	93.23
25	0	-1	1	0	57.64	93.25
26	0	1	0	1	57.65	93.42
27	0	-1	0	-1	57.63	93.39
28	0	0	0	0	57.66	94.60
29	0	0	0	0	57.66

 

 

 

Sors	Koeffiċjent	Y₁	Y₂	Somma ta 'kwadri	Y₁	Y₂	Kwadru medju	Y₁	Y₂	F VALUR	Y₁	Y₂	Valur p	Y₁	Y₂
Mudell				13.64	73.29		78.39	14.55			10.88		<0.0001		<0.0001
A(Dożaġġ tal-karbonju attivat)				0.10			0.72				0.98		<0.05
B(Ħin)
Nota

 

 

2.2.4 Determinazzjoni ta 'kundizzjonijiet ta' proċess ottimali u esperimenti ta 'validazzjoni

Bl-użu tad-disinn tal-kaxxa-wara, l-iskema sperimentali ġiet żviluppata, u d-dejta sperimentali ġiet analizzata bl-użuDisinn Espert 8. 0. 6softwer. Il-kundizzjonijiet tal-proċess ta 'dekolorizzazzjoni ottimali għall-estratt tal-polysaccharide cistanche b'karbonju attivat ġew determinati kif ġej:

Dożaġġ tal-karbonju attivat:20.18%

Temperatura:37.74 grad

Ħin:48.88 minuti

pH:4.92

Taħt dawn il-kundizzjonijiet, ir-riżultati previsti kienu:

Rata ta 'dekolorizzazzjoni:61.25%

Rata ta 'rkupru tal-polysaccharide:98.02%

Meta wieħed iqis il-fattibilità tal-produzzjoni prattika, il-kundizzjonijiet tal-proċess ottimali ġew aġġustati ftit għal:

Dożaġġ tal-karbonju attivat:20%

Temperatura:37 grad

Ħin:49 minuta

pH:5.03

Taħt dawn il-kundizzjonijiet ottimali aġġustati, saru tliet esperimenti ta 'validazzjoni paralleli. Ir-riżultati kienu:

Rata ta 'dekolorizzazzjoni:62.66%

Rata ta 'rkupru tal-polysaccharide:96.16%

Il-valuri mkejla wrew devjazzjonijiet mill-valuri teoretiċi tal-mudell ta 'rigressjoni f'firxa raġonevoli, li juru li l-mudell huwa validu [28].

 

2.3 Attività anti-ossidanti tal-polisakkaridi cistanche

2.3.1 DPPH Radikali Kapaċità tal-Polysakkaridi Cistanche

Il-polisakkaridi tal-pjanti juru attività anti-ossidanti sinifikanti, ġeneralment fil-firxa ta 'konċentrazzjoni ta'1. 0 - 1 0. 0 mg / ml- Il-proċess ta 'dekolorizzazzjoni jista' jinfluwenza l-attività anti-ossidanti ta 'polisakkaridi [16,29].

Kif muri fil-Figura 4, il-kapaċità tar-radikali DPPH ta 'polisakkaridi ta' cistanche dekolorizzata kienet imtejba b'mod sinifikanti. F'konċentrazzjoni ta '1. 0 mg / ml, ir-rata ta 'tfarfir radikali DPPH żdiedet minn14.78% (qabel id-dekolorizzazzjoni)to38.38% (wara d-dekolorizzazzjoni).

Dan jindika li l-proċess ta 'dekolorizzazzjoni jista' jsaħħaħ il-kapaċità ta 'sengħa radikali DPPH ta' polisakkaridi cistanche. Dan it-titjib jista 'jiġi attribwit għat-tneħħija ta' impuritajiet matul il-proċess ta 'dekolorizzazzjoni, li jżid il-purità tal-polisakkaridi u sussegwentement itejjeb l-attività tagħhom.

 

2.3.2 Tnaqqis totali tal-qawwa tal-polisakkaridi Cistanche

Taħt kondizzjonijiet aċidużi, l-anti-ossidanti jistgħu jnaqqsu Fe³⁺-Tptz (ferric-tripyridyltriazine) għal Fe²⁺-tptz, li jipproduċi kulur blu. L-assorbenza fi593 nmtista 'tintuża biex tikkalkula l-qawwa totali tat-tnaqqis tal-kampjun. Valur FRAP ogħla jindika qawwa totali aktar b'saħħitha [30].

Kif muri fil-Figura 5, il-qawwa totali ta 'tnaqqis ta'1. 0 mg / mlIl-polisakkaridi Cistanche ma wrew l-ebda differenza notevoli qabel u wara d-dekolorizzazzjoni. Dan jista 'jkun minħabba n-nuqqas ta' sustanzi fl-estratt li kapaċi jirreaġixxi ma 'Fe³⁺-tptz, jew il-preżenza ta' sustanzi li jinibixxu l-konverżjoni ta 'Fe³⁺-tptz għal Fe²⁺-tptz.

 

 

2.3.3 Kapaċità ta 'Sengħa ta' Radikali Hydroxyl ta 'Cistanche Polysaccharides

Kif muri fil-Figura 6, ir-rata ta 'tfarfir tar-radikali idrossiliċi ta'1. 0 mg / mlPolisakkaridi cistanche żdiedu minn84.37% (qabel id-dekolorizzazzjoni)to96.18% (wara d-dekolorizzazzjoni).

Dan jindika li l-polisakkaridi cistanche għandhom kapaċità sinifikanti ta 'sengħa ta' radikali idrossiliċi, li kienet imsaħħa aktar wara d-dekolorizzazzjoni. Dan it-titjib jista 'jiġi attribwit għaż-żieda fil-purità tal-polisakkaridi wara l-proċess ta' dekolorizzazzjoni, li jsaħħaħ il-kapaċità ta 'sengħa ta' radikali idrossiliċi.

Bl-istess mod, Sun Mingli et al. [31] sab li l-kapaċità ta 'tfarfir ta' radikali idrossiliku ta 'scutellaria polisakkaridi kienet imsaħħa b'mod sinifikanti wara d-dekolorizzazzjoni, konsistenti mar-riżultati miksuba f'dan l-istudju.

 

2.3.4 ABTS Cation Radical Scavenging Abilità ta 'Cistanche Polysaccharides

Studji wrew li t-trattament ta 'dekolorizzazzjoni ta' polisakkaridi jista 'jnaqqas il-kapaċità ta' kennijiet radikali ta 'l-ABTS tagħhom [32]. Kif muri fil-Figura 7,1. 0 mg / mlIl-polisakkaridi cistanche juru attività sinifikanti ta 'sengħa ta' radikali. Madankollu, wara d-dekolorizzazzjoni, l-attività naqset b'mod sinifikanti, u waqgħet minn7.85% (qabel id-dekolorizzazzjoni)to0. 89% (wara d-dekolorizzazzjoni).

Dan jindika li l-proċess ta 'dekolorizzazzjoni ddgħajjef il-kapaċità ta' kenerazzjoni radikali ta 'l-ABTS ta' polisakkaridi ta 'cistanche. Dan it-tnaqqis jista 'jkun minħabba t-tneħħija ta' komponenti fil-polisakkaridi cistanche li jirreaġixxu bir-radikali tal-katjoni ABTS, li jwassal għal tnaqqis fil-kapaċità tal-kennijiet.

 

3 Konklużjoni

Dan l-istudju uża karbonju attivat bħala aġent ta 'dekolorizzazzjoni, b'rata ta' dekolorizzazzjoni u rata ta 'rkupru tal-polysaccharide bħala indikaturi ta' evalwazzjoni. Ibbażat fuq riżultati sperimentali b'fattur wieħed, riżultati sperimentali fil-wiċċ ta 'rispons, u fattibilità ta' produzzjoni prattika, il-kundizzjonijiet tal-proċess ottimali ġew iddeterminati kif ġej:

Dożaġġ tal-karbonju attivat: 20%

Temperatura:37 grad

Ħin:49 minuta

pH: 5.03

Taħt dawn il-kundizzjonijiet, ir-rata ta 'dekolorizzazzjoni tal-estratt tal-polysaccharide cistanche kienet62.66%, u r-rata ta 'rkupru tal-polysaccharide kienet96.16%- Il-polisakkaridi li jirriżultaw urew kapaċità ta 'ħmieġ radikali DPPH imtejba b'mod sinifikanti u kapaċità ta' ħmieġ radikali idrossiliku.

Dan il-proċess ta 'dekolorizzazzjoni wera effiċjenza tajba ta' dekolorizzazzjoni u rata għolja ta 'rkupru ta' polisakkaridi, li jipprovdi referenza għall-preparazzjoni ta 'prodotti ta' polisakkaridi ta 'purità għolja, estetikament superjuri.