Astratt

Cistanche deserticolaMa, komunement magħrufa bħala "ġinseng tad-deżert", hija pjanta mediċinali parassitika prezzjuża mqassma ħafna fil-Majjistral taċ-Ċina. Il-komponenti tal-polisakkaridi tiegħu jirrappreżentaw waħda mis-sustanzi bijoattivi l-aktar vitali b'funzjonijiet kontra t-tixjiħ, immunomodulatorji u antiossidanti. F'dan l-istudju, tqabblu tliet approċċi ta' estrazzjoni li jinkludu l-estrazzjoni bl-ilma sħun, l-estrazzjoni enżimatika u l-estrazzjoni assistita minn ultrasoniku għar-rendiment tal-polisakkaridi minnCistanche deserticola. Esperimenti b'fattur wieħed flimkien mal-metodoloġija tal-wiċċ ta 'rispons Box-Behnken ġew applikati biex jottimizzaw il-parametri ta' estrazzjoni assistita minn ultrasoniku, bi proporzjon solidu-likwidu, ħin ta 'estrazzjoni ultrasonika u temperatura ultrasonika bħala varjabbli indipendenti. Il-kapaċità anti-ossidanti in-vitro tal-polisakkaridi miksuba kienet ikkaratterizzata minn assaġġi ta 'scavenging radikali DPPH u ABTS, bl-użu ta' vitamina Ċ (Vc) bħala kontroll pożittiv. Ir-riżultati wrew li l-estrazzjoni assistita bl-ultrasoniku tat l-ogħla rendiment ta’ polisakkarid fost tliet tekniki ttestjati. L-aħjar kundizzjonijiet kienu proporzjon solidu-likwidu 1:100 (5.0 g trab mhux ipproċessat f'500 mL ilma distillat), ħin ta 'estrazzjoni ultrasoniku 40 min u temperatura ta' estrazzjoni 48 grad, li wasslu għal rata ta 'estrazzjoni ta' polysaccharide ta '7.49%. Taħt dawn il-kundizzjonijiet ottimizzati, l-attività ta’ tneħħija radikali ta’ DPPHCistanche deserticolaIl-polisakkaridi laħqu 84.27 % tal-attività Vc, u l-kapaċità ta' tneħħija radikali tal-ABTS kienet tammonta għal 73.95 % relattiva għal Vc. Din ir-riċerka tipprovdi referenza sperimentali għal produzzjoni u applikazzjoni fuq skala kbira ta'Cistanche deserticolapolisakkaridi fl-industriji tal-ikel funzjonali, nutraċewtiċi u tal-kura tas-saħħa.

Kliem ewlieni: Cistanche deserticola; ġinseng tad-deżert; Polysaccharide tal-pjanti; estrazzjoni assistita bl-ultrasoniku; metodoloġija tal-wiċċ ta' rispons; DPPH; ABTS; attività antiossidanti; ingredjent funzjonali naturali

1. Introduzzjoni

Cistanche deserticolaMa hija ħwawar holoparasite perenni li qed jirnexxu fir-reġjuni tad-deżert ta 'Xinjiang, Inner Mongolia u Provinċja ta' Gansu taċ-Ċina. Għal eluf ta 'snin fil-mediċina tradizzjonali Ċiniża, ġie reputazzjoni bħala "ġinseng tad-deżert" għat-tonifikazzjoni tal-essenza tal-kliewi, ir-rilassament tal-funzjoni tal-musrana u dewmien tas-senescenceWiley. Fir-riċerka moderna nutrizzjonali u farmakoloġika, kostitwenti bijoattivi minnCistanche deserticola, partikolarment il-polisakkaridi, il-komposti fenoliċi, il-flavonoids u l-alkalojdi, ġibdu interess ta' riċerka globali dejjem akbar f'materja prima antiossidanti naturali għall-iżvilupp tal-ikel funzjonali.

Il-polisakkaridi huma makromolekuli ta' piż molekulari għoli polimerizzati minn unitajiet ta' monosakkaridi konnessi permezz ta' rabtiet glikosidiċi.Cistanche deserticolapolisakkaridi jippossjedu distribuzzjoni wiesgħa tal-piż molekulari li tvarja minn għexieren ta' eluf għal miljuni Daltons, u jikkonsistu f'glukożju, galattożju, mannożju u residwi oħra ta' monosakkaridi. L-istrutturi tal-fergħat kumplessi jikkontribwixxu għall-karatteristiċi fiżikokimiċi u l-prestazzjoni bijoloġika tagħhom uniċi. Minbarra l-polisakkaridi, il-ħaxix nej fih ukoll aċidi amminiċi essenzjali abbundanti, aċidi grassi mhux saturati u oligoelementi bħal żingu, selenju u ram, li jappoġġjaw il-metaboliżmu fiżjoloġiku tal-bniedem u l-omeostasi immuni. Komposti antiossidanti endoġeni fiCistanche deserticolajinkludu catechin, aċidu galliku, quercetin, kaempferol, betaine u alkalojdi cistanche. Dawn is-sustanzi jeliminaw speċi reattivi ta 'ossiġnu u jrażżnu l-perossidazzjoni tal-lipidi biex itaffu l-ħsara ossidattiva. Ta’ min jinnota li l-effikaċja tal-antiossidanti hija affettwata ħafna mill-fluss tax-xogħol tal-estrazzjoni, forom eżistenti ta’ bijo-molekuli u effetti ta’ interazzjoni kompost fost fitokimiċi differenti.

It-teknoloġija tal-estrazzjoni hija pass deċiżiv biex jiġu rkuprati komposti attivi derivati ​​mill-pjanti. Strateġiji komuni ta' estrazzjoni fuq skala industrijali tal-laboratorju għal polisakkaridi botaniċi fihom estrazzjoni bl-ilma sħun, estrazzjoni alkoħolika, estrazzjoni assistita bl-ultrasoniku, estrazzjoni assistita bil-microwave u estrazzjoni ta' fluwidu superkritiku. Kull metodu għandu saħħiet u żvantaġġi distinti. L-estrazzjoni bl-ilma sħun hija ta’ prezz baxx u faċli għall-operat għall-manifattura tal-massa, iżda ġeneralment tagħti rendiment moderat u testrat flimkien impuritajiet konsiderevoli. Il-protokolli bbażati fuq l-alkoħol jiffavorixxu l-metaboliti lipofiliċi iżda mhumiex adattati għall-polisakkaridi li jinħallu fl-ilma u jġorru riskji ta’ solventi organiċi. L-estrazzjoni assistita bl-ultrasoniku tutilizza l-effetti tal-kavitazzjoni mekkanika biex tfixkel il-ħitan taċ-ċelluli tal-pjanti, u tħaffef it-trasferiment tal-massa ta 'sustanzi intraċellulari f'solvent milwiema. Hija karatteristiċi tul ta 'proċessar iqsar u rendiment ta' estrazzjoni mtejba; madankollu, intensità ultrasonika għolja jew temperatura eċċessiva jistgħu jiddegradaw bijokomponenti sensittivi għas-sħana u jeħtieġu investiment kapitali ogħla għat-tagħmir. L-estrazzjoni ta 'fluwidu superkritiku tikseb estratti mingħajr solventi b'purità għolja, iżda ssofri limiti ta' tħaddim ikkumplikati u investiment fl-istrumenti għali.

Għalkemm investigazzjonijiet multipli indirizzawCistanche deserticolaL-estrazzjoni u l-bijoattività tal-polisakkaridi, valutazzjoni komparattiva sistematika fost flussi tax-xogħol bl-ilma sħun, enżimatiċi u assistiti bl-ultrasoniku jibqgħu limitati. Dan ix-xogħol kien iddisinjat biex iqabbel ir-rendimenti tal-polisakkaridi minn tliet protokolli ta 'estrazzjoni rappreżentattivi, jottimizza l-kundizzjonijiet assistiti bl-ultrasoniku permezz ta' screening b'fattur wieħed u mmudellar tal-wiċċ ta 'rispons, u jikkwantifika profili antiossidanti in vitro ta' prodotti tal-polisakkaridi purifikati. L-għan kien li jiġu stabbiliti parametri prattiċi tal-ipproċessar biex jiġi massimizzat l-irkupru tal-polisakkaridi filwaqt li tinżamm il-qawwa antiossidanti. Is-sejbiet jistgħu jappoġġjaw aktar sfruttament ta'Cistanche deserticolabħala riżorsa li tittiekel-mediċina għas-swieq globali tal-ikel funzjonali u toffri referenza metodoloġika għall-ottimizzazzjoni tal-proċess tal-prodotti naturali.

2. Materjali u Metodi

2.1 Materja Prima u Reaġenti Kimiċi

Blokki ta' tuberi imnixxfin ta'Cistanche deserticolainxtraw mingħand il-fornitur lokali tal-ħxejjex Ċiniżi fil-belt ta’ Baise. Il-preparazzjoni komposta taċ-ċellulażi-pektinażi u s-soluzzjoni buffer tal-fosfat inkisbu minn Guangzhou Kangzhongyang Biotechnology Co., Ltd. Grad analitiku 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH), 2,2′-azino-bis-(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonju-aġent tal-melħ Resupplied (AB) ta 'Shanghai Co, Ltd Kimiċi oħra inklużi fenol, aċidu sulfuriku konċentrat, etanol 95% kienu grad ta 'purità analitika.

2.2 Strumenti u Apparat

Bilanċ analitiku CG-01, pulverizzatur b'veloċità għolja 6800, magna tat-tqattigħ RQ-100, banju ta' l-ilma termostatiku TWS-1000; Evaporatur li jdur WH50, estrattur ultrasoniku SG30‑01A (350 W, 40 kHz); Spettrofotometru UAR‑2000 UV‑Vis, ċentrifuga THQ‑03, freeze-dryer BTS‑31E.

2.3 Preparazzjoni tal-Kampjun

ImnixxefCistanche deserticolait-tuberi ġew maħsula b'ilma ultrapur u mnixxfa fil-forn f'40 grad sakemm tneħħiet l-umdità tal-wiċċ. Il-materjal kien imqatta 'għal ħxuna ta' 0.3 mm, imfarrak u mgħarbel permezz ta 'għarbiel ta' 100 malja biex jinkiseb trab omoġenju għal testijiet ta 'estrazzjoni sussegwenti.

2.4 Tliet Protokolli ta' Estrazzjoni tal-Polysaccharide

2.4.1 Estrazzjoni ta' Ilma sħun

5.0 g Cistanche deserticolatrab ġie trasferit għal 1000 mL tazza mħallta ma '500 mL ilma distillat. L-estrazzjoni tal-banju tal-ilma nżammet għal 2 sigħat taħt 100 grad. It-taħwid manwali sar kull 100 minuta biex jissospendi l-preċipitati u jiffaċilita d-dissoluzzjoni tal-polysaccharide. It-taħlita tkessaħ għal temperatura ambjentali, ċentrifugata f'4000 r/min għal 10 min biex tiġbor fluwidu supernatant. Is-supernatant kien ikkonċentrat taħt pressjoni mnaqqsa f'40 grad permezz ta' evaporatur li jdur sa 20 mL volum. 60 mL ta' 95 % etanol ġie miżjud għall-preċipitazzjoni ta' l-alkoħol u qagħad matul il-lejl. Il-preċipitat inġabar wara ċ-ċentrifugazzjoni (3000 r/min, 10 min), lajofilizzat permezz ta' freeze-dryer biex jakkwista trab tal-polisakkarid mhux raffinat.

2.4.2 Estrazzjoni Enżimatika

5.0 g trab tal-kampjun kien imxerred f'500 mL kompost cellulase-pectinase buffer soluzzjoni (pH 5.0). L-idroliżi enżimatika pproċediet f'banju ta' l-ilma ta' 45 grad għal 5 sigħat. It-terminazzjoni tar-reazzjoni ġiet realizzata billi ssaħħan is-soluzzjoni sa 100 grad għal 10 minuti biex tiġi inattivata l-proteina tal-enzima. Wara t-tkessiħ, il-likwidu ġie ċentrifugat (4000 r/min, 10 min). Is-supernatant kien ikkonċentrat bil-vakwu għal 20 mL, imħallat ma' 95 % etanol għal preċipitazzjoni matul il-lejl. Il-passi taċ-ċentrifugazzjoni u tat-tnixxif bil-friża kienu identiċi għall-proċedura tal-ilma sħun għall-ħsad tal-polisakkarid mhux raffinat.

2.4.3 Estrazzjoni Assistita bl-Ultrasoniku

5.0 g Cistanche deserticolatrab kien imħallat ma 'ilma distillat 500 mL. Sospensjoni omoġenja tqiegħdet ġewwa estrattur ultrasoniku stabbilit bħala qawwa 350 W u frekwenza 40 kHz. Wara trattament ultrasoniku skedat, il-likwidu tal-kampjun tkessaħ b'mod naturali. Iċ-ċentrifugazzjoni, l-evaporazzjoni li ddur, il-preċipitazzjoni ta' l-etanol u l-passi ta' lajofilizzazzjoni segwew il-fluss tax-xogħol konsistenti msemmi hawn fuq biex jagħtu estratti ta' polisakkaridi mhux raffinati.
 

2.5 Determinazzjoni tar-Rendiment tal-Estrazzjoni tal-Polysaccharide

Il-kontenut totali ta' karboidrati ġie kkwantifikat permezz ta' analiżi tal-aċidu fenol-sulfuriku b'referenza għall-metodu modifikat deskritt fil-letteratura ppubblikata. Soluzzjonijiet standard tal-glukożju ġew ikkonfigurati f'gradjenti ta' konċentrazzjoni serjali. 1 mL 10 % reaġent tal-fenol flimkien ma' 3 mL aċidu sulfuriku konċentrat tħalltu ma' soluzzjonijiet standard. Ir-reazzjoni ġiet inkubata taħt 85 grad għal 15-il minuta, il-valur ta 'l-assorbiment inqara f'wavelength ta' 540 nm biex tfassal il-kurva tal-kalibrazzjoni. Ekwazzjoni ta' rigressjoni: \\(y=9.6959x+0.0077\\), koeffiċjent ta' determinazzjoni \\(R^2=0.999\\).

Kampjuni ta 'polisakkarid mhux raffinat (0.1 g) ġew maħlula f'100 mL ilma distillat. L-alikwot ġie analizzat taħt reazzjoni identika tal-fenol-sulfuriku-aċidu. Ir-rendiment tal-polisakkarid (%) ġie kkalkulat bil-formula (1):

\\(Rendiment(\\%)=\\frac{C\\darbiet V\\darbiet n}{M}\\times100\\% \\tag{1}\\)

Fejn: C=konċentrazzjoni ta' polisakkarid (g/mL); V=volum tas-soluzzjoni tal-kampjun; n=dilwizzjoni multipla; M=piż ta' mhux maħdumCistanche deserticolatrab (g).

2.6 Disinn Sperimentali ta' Fattur Uniku għal Estrazzjoni Assistita bl-Ultrasoniku

Ġew investigati tliet varjabbli ewlenin li jinfluwenzaw: il-proporzjon solidu-likwidu, it-tul ta 'estrazzjoni ultrasonika u t-temperatura ultrasonika. Ir-rendiment tal-polisakkarid aġixxa bħala indikatur tal-valutazzjoni. Grajjent tal-proporzjon solidu-likwidu: 1:400, 1:200, 1:100, 1:50; gradjent tal-ħin ultrasoniku: 10 min, 20 min, 30 min, 40 min, 50 min; gradjent tat-temperatura: 37 grad, 43 grad, 48 grad, 53 grad. Kull grupp sar fi tliet kopji.

2.7 Metodoloġija ta' Rispons-Wiċċ (Disinn Box-Behnken)

Ibbażat fuq l-outputs tat-test b'fattur wieħed, inbniet skema tal-wiċċ ta' rispons Box-Behnken bi tliet fatturi u tliet livelli. Fattur A rappreżentat proporzjon solidu-likwidu; Fattur B kien għall-ħin ta 'estrazzjoni ultrasoniku; Il-fattur C irrappreżenta temperatura ultrasonika. Ir-rendiment tal-estrazzjoni tal-polisakkarid ġie stabbilit bħala l-valur tar-rispons Y. Tlestew it-twaħħil tal-mudell tar-rigressjoni u l-analiżi tal-varjanza biex jiġu skrinjati l-aħjar parametri tal-estrazzjoni.

2.8 Valutazzjoni tal-Attività Antiossidanti in-vitro

Soluzzjonijiet ta 'kampjuni ta' polisakkarid mhux raffinat ġew ippreparati fil-medda ta 'konċentrazzjoni: 0.1 mg/mL-0.7 mg/mL. Soluzzjoni ta 'Vitamina Ċ (Vc) serviet bħala grupp ta' kontroll ta 'referenza ta' antiossidant pożittiv.

2.8.1 Kejl tal-Attività ta' Tkessiħ Radikali tad-DPPH

Soluzzjoni ta' kampjun ta' polysaccharide 2 mL irreaġixxa b'soluzzjoni ta' ħidma ta' 1.5 mL DPPH anidruż-etanol. Likwidu imħallat ġie inkubat taħt ambjent skur għal 40 min. Assorbanza \\(A_i\\) ġiet skoperta f'wavelength ta' 517 nm. \\(A_j\\) assorbenza indikata tal-grupp ta' kontroll b'Vc; \\(A_0\\) irrappreżenta l-assorbenza tal-grupp vojt meta l-ilma distillat issostitwixxa l-likwidu tal-kampjun. Ir-rata ta' tneħħija radikali tad-DPPH (%) ġiet ikkalkulata permezz tal-formula (2):

\\(DPPH\\ radikali\\ scavenging\\ rata(\\%)=\\frac{A_0-(A_i-A_j)}{{A_0}\\times100\\% \\tag{2}\\)

2.8.2 Assaġġ ta' Attività ta' Skavening Radikali tal-ABTS

Il-likwidu tax-xogħol ABTS kien ippreparat frisk. 2 mL ta 'soluzzjoni tal-kampjun tal-polisakkarid imħallat ma' 4 mL reaġent ABTS, inkubat fid-dlam għal 15-il minuta. Il-qari tal-assorbiment kien irreġistrat f'752 nm. \\(A_i\\), \\(A_j\\), \\(A_0\\) jikkorrispondu għal grupp ta' kampjuni, grupp ta' kontroll pożittiv u grupp ta' kontroll vojt rispettivament. Ir-rata ta' tneħħija radikali tal-ABTS (%) ġiet ikkalkulata bil-formula (3):

\\(ABTS\\ radikali\\ scavenging\\ rata(\\%)=\\frac{A_0-(A_i-A_j)}{{A_0}\\times100\\% \\tag{3}\\)

2.9 Analiżi Statistika

Il-provi sperimentali kollha ġew ripetuti tliet darbiet. L-ipproċessar tad-dejta, l-analiżi tar-rigressjoni u l-analiżi tal-varjanza twettqu minn softwer statistiku. It-tpinġija tal-grafika twettqet għal tqabbil viżwali ta 'gruppi sperimentali.

3. Riżultati u Diskussjoni

3.1 Tqabbil tar-Rendiment tal-Estrazzjoni tal-Polysaccharide għal Tliet Teknoloġiji tal-Estrazzjoni

L-estrazzjoni bl-ilma sħun, l-estrazzjoni enżimatika u l-estrazzjoni assistita bl-ultrasoniku ġew implimentati taħt flussi tax-xogħol standard rispettivi. Kien hemm differenzi sinifikanti fir-rendiment finali tal-polisakkaridi. L-estrazzjoni bl-ilma sħun tat l-inqas valur ta' rendiment; estrazzjoni enżimatika pproduċiet irkupru moderat; L-estrazzjoni assistita bl-ultrasoniku kisbet l-ogħla rendiment ta' (7.27±0.04) %. Peress li l-konċentrazzjoni ta 'wara l-estrazzjoni, il-preċipitazzjoni u l-passi ta' lajofilizzazzjoni kienu identiċi għal tliet lottijiet, id-diverġenza tar-rendiment oriġinat direttament mid-distinzjonijiet tal-mekkaniżmu ta 'estrazzjoni.

L-estrazzjoni bl-ilma sħun tiddependi biss fuq ix-xoljiment tal-ilma termali. Ċerti frazzjonijiet ta' polisakkaridi ta' piż molekulari għoli juru solubbiltà limitata fl-ilma taħt kundizzjoni ta' tisħin bi pressjoni atmosferika, li twassal għal rilaxx mhux komplut mit-tessut tal-pjanti. L-estrazzjoni enżimatika tiddegrada l-kostitwenti taċ-ċelluloża u tal-pektin fil-ħitan taċ-ċelluli b'hydrolase kompost biex tiffaċilita l-liberazzjoni tas-sustanza attiva. Madankollu, is-sistema kumplessa tal-enżimi turi effiċjenza limitata tal-idroliżi għal komponenti oħra tal-matriċi tal-ħajt taċ-ċelluli, li tillimita l-output totali tal-polisakkaridi. Cavitation ultrasoniku seħħ kontinwament xokkijiet u ksurCistanche deserticolastruttura tal-ħajt taċ-ċelluli, it-tkabbir taż-żona ta 'kuntatt tas-solvent-solidu u l-aċċelerazzjoni tal-effiċjenza tat-trasferiment tal-massa tal-molekuli tal-polisakkaridi intraċellulari f'fażi akweja. Konsegwentement, l-estrazzjoni assistita bl-ultrasoniku tejbet b'mod notevoli l-effiċjenza tal-irkupru tal-polisakkaridi. Skont dan ir-riżultat komparattiv, l-estrazzjoni assistita bl-ultrasoniku ntgħażlet għal investigazzjoni sussegwenti tal-ottimizzazzjoni tal-proċess.

3.2 Riżultati tat-Test ta' Fattur Uniku għal Estrazzjoni Assistita bl-Ultrasoniku

3.2.1 Effett tal-Proporzjon Solidu-Likwidu fuq ir-Rendiment tal-Polysaccharide

Il-proporzjon solidu-likwidu jiddetermina l-forza li tmexxi l-gradjent tal-konċentrazzjoni bejn is-solvent akweu estern taċ-ċellula tal-pjanti ġewwa u estern. Biż-żieda fil-proporzjon tal-likwidu, ir-rendiment tal-estrazzjoni tal-polisakkaridi l-ewwel żdied u mbagħad naqas. Bi proporzjon solidu-likwidu 1:100 (5 g trab miżjud ma' 500 mL ilma distillat), ir-rendiment laħaq il-quċċata ta' 7.46 %. Meta l-volum tas-solvent ma kienx biżżejjed (proporzjon solidu-likwidu 1:50), il-kapaċità tas-solvent saret saturata, u tillimita d-dissoluzzjoni tal-polysaccharide. Proporzjon tas-solvent eċċessivament għoli (1:200,1:400) iddilwixxi l-konċentrazzjoni tas-solut u jgħolli l-ammont tax-xogħol għal konċentrazzjoni fil-vakwu aktar tard mingħajr aktar titjib fil-produzzjoni. Għalhekk, il-proporzjon solidu-likwidu 1:100 intgħażel bħala l-livell ċentrali għad-disinn tal-wiċċ ta 'rispons.

3.2.2 Influwenza tal-Ħin tal-Estrazzjoni Ultrasoniku fuq il-Prestazzjoni tal-Estrazzjoni

Ir-rendiment tal-polisakkarid żdied b'mod kontinwu b'estensjoni tal-ħin tat-trattament ultrasoniku fi żmien 30 min. Wara li taqbeż it-30 min, it-tendenza tat-tkabbir tar-rendiment ċċattjat. Durata ultrasonika qasira ma tistax tipprovdi enerġija ta 'cavitation mekkanika adegwata biex tkisser kompletament l-ostakli tal-ħajt taċ-ċelluli. Ladarba t-tfixkil tal-ħajt taċ-ċelluli kiseb is-saturazzjoni, it-titwil tal-ħin tal-ipproċessar ultrasoniku ma tantx jista 'jippromwovi r-rilaxx tal-polisakkarid. Espożizzjoni ultrasonika twila eċċessivament tista 'potenzjalment twassal għal degradazzjoni parzjali tal-ktajjen makromolekulari tal-polisakkaridi. Għalhekk, 30 min intgħażlet bħala livell ċentrali ta 'referenza għad-disinn tal-wiċċ ta' rispons.

3.2.3 Impatt tat-Temperatura tal-Estrazzjoni Ultrasonika

Ir-rendiment tal-estrazzjoni tal-polisakkaridi telgħu hekk kif it-temperatura żdiedet sa 53 grad. Ladarba t-temperatura qabżet il-55 grad, ir-rendiment niżel drastikament. It-tisħin moderat itejjeb ir-rata ta 'diffużjoni molekulari u s-solubilità fl-ilma tal-polisakkarid. Madankollu, kundizzjoni termali għolja se twassal għal degradazzjoni termali tal-makromolekuli tal-polisakkaridi, tkisser bonds glikosidiċi u teqred il-komponenti fil-mira, li tirriżulta f'rendiment imkejjel imnaqqas. Ibbażat fuq it-tendenza tar-rispons b'fattur wieħed, intervall tat-temperatura ta' 48-53 grad ġie adottat għal aktar ottimizzazzjoni b'ħafna fatturi.

3.3 Analiżi tal-Ottimizzazzjoni tar-Rispons-Wiċċ

Disinn sperimentali tal-wiċċ ta’ rispons Box-Behnken ġie esegwit billi ttieħed proporzjon solidu-likwidu (A), ħin ultrasoniku (B), temperatura ultrasonika (C) bħala varjabbli indipendenti u rendiment tal-polisakkarid bħala rispons Y. Ekwazzjoni ta’ rigressjoni kwadratika multipla ġiet imwaħħla bħala:

\\(Y=7.120-0.065A+0.280B-0.210C+0.390AB+0.04AC+0.072BC-0.190A^2-0.860B^2-0.075C^2\\)

Variance‑analysis outcomes illustrated that overall regression model reached extremely significant level (\(P=0.0003\)). The lack‑of‑fit term showed non‑significant difference (\(P=0.0592>0.05\\)), li juri grad ta 'twaħħil tajjeb bejn l-ekwazzjoni ta' rigressjoni u d-dejta sperimentali attwali. Koeffiċjent ta' determinazzjoni aġġustat \\(R^2_{Adj}=0.9232\\), li juri varjazzjoni ta' aktar minn 92 % tar-rendiment tal-polisakkarid jista' jiġi interpretat b'dan il-mudell matematiku.

Paragun tas-sinifikat tal-fattur: il-ħin tal-estrazzjoni ultrasoniku (B) eżerċita influwenza estremament sinifikanti fuq ir-rendiment (\\(P=0.0035\\)); temperatura ultrasonika (C) ipproduċiet impatt sinifikanti (\\(P=0.0256\\)); proporzjon solidu-likwidu (A) wera effett mhux sinifikanti (\\(P=0.3938\\)). Ordni ta 'prijorità ta' influwenza tal-fattur: ħin ta 'estrazzjoni ultrasoniku > temperatura ta' estrazzjoni ultrasonika > proporzjon solidu-likwidu. It-terminu ta' interazzjoni AB (proporzjon solidu-likwidu × ħin ultrasoniku) kiseb effett ta' interazzjoni estremament sinifikanti.

Minn ġirjiet sperimentali tal-matriċi tal-wiċċ ta 'rispons, ir-rendiment massimu mkejjel tal-polisakkarid 7.49 % deher taħt kundizzjonijiet: proporzjon solidu-likwidu 1:100, ħin ta' estrazzjoni ultrasoniku 40 min, temperatura ta 'estrazzjoni ultrasonika 48 grad. Dan is-sett ta' parametri ġie kkonfermat bħala l-aħjar kundizzjoni ta' estrazzjoni assistita bl-ultrasoniku għalCistanche deserticolapolisakkaridi.

3.4 Evalwazzjoni tal-Attività Antiossidanti ta' Polisakkaridi Estratti bl-Ottimal

Taħt parametri ottimali ta 'estrazzjoni assistita bl-ultrasoniku, kapaċità ta' scavenging radikali in-vitro ta 'Cistanche deserticolapolysaccharides tkejjel b'Vc bħala referenza ta' referenza pożittiva. Il-kapaċità ta 'scavenging radikali DPPH tal-kampjun ta' polysaccharide laħqet 84.27 % relattiva għall-prestazzjoni ta 'scavenging Vc; l-attività tagħha ta' tneħħija radikali ABTS kienet tammonta għal 73.95 % meta mqabbla mal-istandard Vc. DPPH u ABTS huma żewġ sistemi ta' evalwazzjoni antiossidanti in-vitro komplementari klassiċi, li jirriflettu l-kapaċità ta' eliminazzjoni tar-radikali ħielsa lejn speċi radikali differenti. Id-dejta tat-test vverifikat danCistanche deserticolapolysaccharide jippossjedi potenzjal antiossidant prominenti.

Il-mekkaniżmu antiossidant tal-polisakkaridi tal-pjanti huwa ġeneralment assoċjat ma 'gruppi hydroxyl imqassma fuq fergħat tal-katina taz-zokkor. Il-frak tal-hydroxyl jagħtu protoni tal-idroġenu biex jinnewtralizzaw ir-radikali ħielsa u jtemmu r-reazzjoni tal-katina radikali. Barra minn hekk, residwu ta 'impuritajiet polifenoliċi u flavonojdi estratti flimkien fi trab tal-polisakkarid mhux raffinat jistgħu jiġġeneraw effett antiossidant sinerġistiku. Għandu jiġi nnutat li l-parametri teknoloġiċi tal-estrazzjoni jistgħu jbiddlu d-distribuzzjoni tal-piż molekulari tal-polisakkarid u l-kontenut ta’ komponenti minuri koeżistenti, u jimmodifikaw aktar il-qawwa antiossidant finali. Il-fluss tax-xogħol ottimizzat assistit bl-ultrasoniku mhux biss kabbar ir-rendiment tal-polisakkarid iżda wkoll irriżerva attività antiossidant relattivament għolja għall-estratti.

3.5 Diskussjoni Komprensiva

Meta mqabbel ma 'l-ilma sħun konvenzjonali u l-estrazzjoni enżimatika, l-estrazzjoni assistita bl-ultrasoniku tgħaqqad t-tfixkil fiżiku tal-cavitation mekkanika ma' dissoluzzjoni tas-solvent milwiema. Jirrealizza rendiment ogħla ta 'polisakkaridi mingħajr konsum kbir ta' preparazzjoni ta 'enżimi. Skont ir-riżultati tal-analiżi tal-varjanza, il-ħin tal-ipproċessar ultrasoniku kien l-iktar varjabbli dominanti. Tul ultrasoniku insuffiċjenti trażżan il-frammentazzjoni tal-ħajt taċ-ċelluli; ħin eċċessiv jista' jirriskja degradazzjoni tal-bijomolekula. It-temperatura għandha tiġi kkontrollata b'mod strett taħt il-limitu ta' degradazzjoni termali tas-sustanzi tal-polisakkaridi. Il-proporzjon solidu-likwidu jaffettwa prinċipalment l-ekwilibriju ta 'dissoluzzjoni u l-ispiża tal-enerġija ta' wara l-ipproċessar; f'intervall raġonevoli l-influwenza tagħha hija relattivament aktar dgħajfa mill-ħin u t-temperatura.

Il-polisakkarid mhux raffinat miksub juri kapaċità qawwija ta' tneħħija ta' radikali ħielsa in-vitro, li ssostni l-prospett ta' żvilupp tiegħu bħala materja prima antiossidanti naturali li tissostitwixxi antiossidanti sintetiċi parzjali f'formuli ta' ikel funzjonali. Dan l-istudju vvaluta biss polysaccharide mhux raffinat. Investigazzjoni futura tista' tiffoka fuq il-purifikazzjoni tal-polisakkaridi, l-analiżi tal-kompożizzjoni tal-monosakkaridi, il-karatterizzazzjoni tal-piż molekulari, u l-validazzjoni tal-antiossidanti fil-livell taċ-ċelluli jew tal-annimali. Barra minn hekk, aktar riċerka tista' tesplora r-relazzjoni ta' kompromess bejn ir-rendiment tal-estrazzjoni u l-attività bijoloġika; ċerti parametri ħorox ta' estrazzjoni ta' rendiment għoli jistgħu jfixklu l-bijoattività anki jekk iżidu l-produzzjoni tal-massa mhux raffinata.

4. Konklużjoni

F'din ir-riċerka, tliet flussi tax-xogħol ta 'estrazzjoni għalCistanche deserticolapolisakkaridi ġew imqabbla sistematikament. L-estrazzjoni assistita bl-ultrasoniku qabżet l-estrazzjoni bl-ilma sħun u l-estrazzjoni enżimatika fir-rigward tar-rata ta 'rkupru tal-polisakkaridi. L-iskrinjar b'fattur wieħed flimkien mal-metodoloġija tal-wiċċ ta' rispons Box-Behnken iddetermina l-aħjar parametri ta' estrazzjoni assistita bl-ultrasoniku: proporzjon solidu-likwidu 1:100 (5.0 gCistanche deserticolatrab imħallat ma '500 mL ilma distillat), ħin ta' estrazzjoni ultrasoniku 40 min, temperatura ta 'estrazzjoni 48 grad. Taħt dawn is-settings ottimizzati, ir-rendiment tal-estrazzjoni tal-polisakkaridi laħaq 7.49 %. L-iskoperta tal-attività antiossidanti indikat li l-attività ta' tneħħija radikali tad-DPPH tal-estratti tal-polisakkaridi laħqet 84.27 % tal-prestazzjoni tal-vitamina Ċ; Il-kapaċità ta' tneħħija radikali ta' ABTS kienet ekwivalenti għal 73.95 % ta' Vc.

L-istudju preżenti jipprovdi parametri ta 'pproċessar prattiċi għall-produzzjoni assistita minn ultrasoniku ta'Cistanche deserticolapolisakkaridi. Riżultati sperimentali jivvalidaw li polysaccharides minnCistanche deserticolajippossjedu bijoattività antiossidanti konsiderevoli. Is-sejbiet jistabbilixxu pedament sperimentali għal aktar utilizzazzjoni ta 'Cistanche deserticolabħala materja prima funzjonali naturali fis-setturi globali tan-nutraċewtika, tas-supplimenti tad-dieta u tal-ikel funzjonali.

Referenzi

[1] Liu ZX, Li BB, Zhao Y, et al. Preparazzjoni u stabbiltà tar-resveratrol Pickering emulsjoni stabbilizzata bil-proteina tal-ġewż /Cistanche deserticolapolysaccharide[J]. Food Science, 2024, 45(23): 2328-2334. [2] Ma JC, Li XP, Gong Y F. Ottimizzazzjoni tal-ipproċessar tax-xorb kompost bil-ġamm tal-ward uCistanche deserticolabil-metodoloġija tal-wiċċ tar-rispons[J]. China Condiment, 2024, 49(11):102-109. [3] Shu WL, Ye Y, Meng W D. Ottimizzazzjoni tal-preparazzjoni u analiżi tal-komponenti tal-oriġinalCistanche deserticolalikwidu orali[J]. Riċerka u Żvilupp tal-Ikel, 2024,45(19):132-139. [4] Liu W H. Studju dwar l-estrazzjoni u l-attività antiossidanti taż-żejt volatili minnCistanche deserticolapermezz ta' distillazzjoni bil-fwar tat-tmelliħ assistit ultrasoniku[J]. Guangzhou Chemical Industry, 2024,52(15):46-50,58. [5] Xiang S Q. Analiżi ta' komponenti nutrittivi u riċerka ta' attività antiossidanti ta'Cistanche deserticola[J]. Ġurnal tar-Reviżjoni tas-Sigurtà fl-Ikel, 2024(12): 96-98. [6] Chen Y, Song ZP, Wu H. Ottimizzazzjoni tal-proċess tal-estrazzjoni u analiżi tal-attività antiossidanti tal-polisakkaridi minnPeristrophe bivalvis[J]. Science and Technology of Food Industry, 2023,44(5):166-173.