Abstrakti

Cistanche deserticolaMa, joka tunnetaan yleisesti nimellä "aavikon ginseng", on arvokas loislääkekasvi, jota levitetään laajalti Luoteis-Kiinassa. Sen polysakkaridikomponentit ovat yksi tärkeimmistä bioaktiivisista aineista, joilla on ikääntymistä estäviä, immunomoduloivia ja antioksidanttisia toimintoja. Tässä tutkimuksessa verrattiin kolmea uuttamismenetelmää, mukaan lukien kuumavesiuutto, entsymaattinen uutto ja ultraääni-avusteinen uutto, polysakkaridin saannon suhteenCistanche deserticola. Yksitekijäkokeita yhdistettynä Box-Behnken-vastepinnan menetelmään sovellettiin ultraääniavusteisten uuttoparametrien optimointiin, jolloin kiinteä-nestesuhde, ultraääniuuttoaika ja ultraäänilämpötila olivat riippumattomia muuttujia. Saatujen polysakkaridien in vitro antioksidanttikapasiteetti karakterisoitiin DPPH- ja ABTS-radikaaleja poistavilla määrityksillä käyttäen C-vitamiinia (Vc) positiivisena kontrollina. Tulokset osoittivat, että ultraääniavusteinen uutto tuotti korkeimman polysakkaridisannon kolmesta testatusta tekniikasta. Optimaaliset olosuhteet olivat kiintoaine-neste-suhde 1:100 (5,0 g raakajauhetta 500 ml:ssa tislattua vettä), ultraääniuuttoaika 40 minuuttia ja uuttolämpötila 48 astetta, jolloin polysakkaridin uuttoaste oli 7,49 %. Näissä optimoiduissa olosuhteissa DPPH:n radikaaleja poistava aktiivisuusCistanche deserticolapolysakkaridit saavuttivat 84,27 % Vc:n aktiivisuudesta, ja ABTS:n radikaaleja poistava kapasiteetti oli 73,95 % suhteessa Vc:hen. Tämä tutkimus tarjoaa kokeellisen referenssin laajamittaiseen tuotantoon ja käyttöönCistanche deserticolapolysakkarideja funktionaalisissa elintarvike-, ravinto- ja terveydenhuoltoteollisuudessa.

Avainsanat: Cistanche deserticola; aavikko ginseng; kasvi polysakkaridi; ultraääniavusteinen uutto; vastauspinnan menetelmät; DPPH; ABTS; antioksidanttiaktiivisuus; luonnollinen toiminnallinen ainesosa

1. Johdanto

Cistanche deserticolaMa on monivuotinen holoparasiittiyrtti, joka kukoistaa Xinjiangin, Sisä-Mongolian ja Kiinan Gansun maakunnan aavikkoalueilla. Perinteisessä kiinalaisessa lääketieteessä sitä on tuhansien vuosien ajan sanottu "aavikon ginsengiksi", joka vahvistaa munuaisesanssia, rentouttaa suolen toimintaa ja viivyttää Wileyn vanhenemista. Nykyaikaisessa ravitsemus- ja farmakologisessa tutkimuksessa bioaktiiviset ainesosat ovat peräisinCistanche deserticolaErityisesti polysakkaridit, fenoliyhdisteet, flavonoidit ja alkaloidit ovat herättäneet kasvavaa maailmanlaajuista tutkimuskiinnostusta luonnollisiin antioksidanttiraaka-aineisiin funktionaalisten elintarvikkeiden kehittämiseen.

Polysakkaridit ovat suurimolekyylipainoisia makromolekyylejä, jotka polymeroituvat monosakkaridiyksiköistä, jotka ovat yhteydessä toisiinsa glykosidisilla sidoksilla.Cistanche deserticolapolysakkarideilla on laaja molekyylipainojakauma, joka vaihtelee kymmenistä tuhansista miljooniin daltoneihin, ja ne koostuvat glukoosista, galaktoosista, mannoosista ja muista monosakkariditähteistä. Monimutkaiset haarautuvat rakenteet edistävät niiden ainutlaatuisia fysikaalis-kemiallisia ominaisuuksia ja biologista suorituskykyä. Polysakkaridien lisäksi raakayrtti sisältää runsaasti välttämättömiä aminohappoja, tyydyttymättömiä rasvahappoja ja hivenaineita, kuten sinkkiä, seleeniä ja kuparia, jotka tukevat ihmisen fysiologista aineenvaihduntaa ja immuunijärjestelmän homeostaasia. Endogeeniset antioksidanttiyhdisteetCistanche deserticolakatekiini, gallushappo, kversetiini, kaempferoli, betaiini ja cistanche-alkaloidit. Nämä aineet eliminoivat reaktiivisia happilajeja ja estävät lipidiperoksidaatiota oksidatiivisten vaurioiden vähentämiseksi. On huomionarvoista, että hapettumisenestoainetehokkuuteen vaikuttavat voimakkaasti uuttamisen työnkulku, olemassa olevat biomolekyylien muodot ja yhdisteiden vuorovaikutusvaikutukset eri fytokemikaalien välillä.

Uuttotekniikka on ratkaiseva askel kasviperäisten aktiivisten yhdisteiden talteenotossa. Yleiset kasvitieteellisten polysakkaridien teollisuuslaboratoriomittakaavaiset uuttostrategiat sisältävät kuumavesiuuton, alkoholiuuton, ultraääni-avusteisen uuton, mikroaaltoavusteisen uuton ja superkriittisen nesteen uuton. Jokaisella menetelmällä on omat vahvuutensa ja haitansa. Kuuman veden uutto on edullinen ja käyttöystävällinen massavalmistuksessa, mutta antaa kuitenkin yleensä kohtuullisen tuoton ja yhdessä uuttaa huomattavia epäpuhtauksia. Alkoholipohjaiset protokollat ​​suosivat lipofiilisiä metaboliitteja, mutta ne eivät sovellu vesiliukoisille polysakkarideille ja sisältävät orgaanisten liuottimien riskejä. Ultraääniavusteinen uutto hyödyntää mekaanisia kavitaatiovaikutuksia kasvien soluseinien rikkomiseen, mikä nopeuttaa solunsisäisten aineiden massan siirtymistä vesipitoiseen liuottimeen. Siinä on lyhyempi käsittelyaika ja parempi uuttosaanto; Siitä huolimatta korkea ultraääniintensiteetti tai liiallinen lämpötila voivat heikentää lämpöherkkiä biokomponentteja ja vaatia suurempia pääomasijoituksia laitteisiin. Ylikriittisellä nesteuutolla saadaan erittäin puhtaita liuotinvapaita uutteita, mutta se kärsii monimutkaisista toimintakynnyksistä ja kalliista instrumenttiinvestoinneista.

Vaikka useat tutkimukset ovat käsitelleetCistanche deserticolapolysakkaridien uuttaminen ja bioaktiivisuus, järjestelmällinen vertaileva arviointi kuumavesi-, entsymaatti- ja ultraääniavusteisten työnkulkujen välillä on edelleen rajallinen. Tämän työn tarkoituksena oli vertailla polysakkaridien saantoja kolmesta edustavasta uuttoprotokollasta, optimoida ultraääniavusteisia olosuhteita yksitekijäseulonnalla ja vastepinnan mallintamalla ja kvantifioida puhdistettujen polysakkaridituotteiden in vitro -antioksidanttiprofiilit. Tavoitteena oli luoda käytännölliset prosessointiparametrit polysakkaridien talteenoton maksimoimiseksi samalla kun antioksidanttiteho säilyy. Löydökset voivat tukea edelleen hyödyntämistäCistanche deserticolasyötäväksi lääkelähteeksi maailmanlaajuisille funktionaalisten elintarvikkeiden markkinoille ja tarjoaa metodologisia referenssejä luonnontuotteiden prosessien optimointiin.

2. Materiaalit ja menetelmät

2.1 Raaka-aineet ja kemialliset reagenssit

Kuivatut mukulalohkotCistanche deserticolaostettiin paikalliselta kiinalaisyrttitoimittajalta Baise Citystä. Sellulaasi-pektinaasiyhdistevalmiste ja fosfaattipuskuriliuos hankittiin yhtiöltä Guangzhou Kangzhongyang Biotechnology Co., Ltd. Analyyttinen laatu 1,1-difenyyli-2-pikryylihydratsyyli (DPPH), 2,2'-atsino-bis-(3-etyylibentsotiatsoliini-6-sulfonihappo) toimitti Shanghain dioksiini-6-sulfonihappo. Bio-Reagent Co., Ltd. Muut kemikaalit, mukaan lukien fenoli, väkevä rikkihappo ja 95 % etanoli, olivat analyyttistä puhtausastetta.

2.2 Laitteet ja laitteet

CG-01 analyyttinen vaaka, 6800 nopea jauhatuskone, RQ-100 viipalointikone, TWS-1000 termostaattinen vesihaude; WH50 pyöröhaihdutin, SG30-01A ultraääniuutin (350 W, 40 kHz); UAR-2000 UV-Vis-spektrofotometri, THQ-03-sentrifugi, BTS-31E pakastekuivain.

2.3 Näytteen valmistelu

KuivattuCistanche deserticolamukulat pestiin ultrapuhtaalla vedellä ja kuivattiin uunissa 40 asteessa, kunnes pintakosteus poistui. Materiaali viipaloitiin 0,3 mm:n paksuisiksi, jauhettiin ja seulottiin 100 meshin seulan läpi homogeenisen jauheen saamiseksi myöhempiä uuttotestejä varten.

2.4 Kolme polysakkaridiuuttoprotokollaa

2.4.1 Kuuman veden otto

5.0 g Cistanche deserticolajauhe siirrettiin 1000 ml:n dekantterilasiin, johon oli sekoitettu 500 ml tislattua vettä. Vesihaudeuuttoa pidettiin 2 tuntia alle 100 asteessa. Manuaalinen sekoitus suoritettiin 100 minuutin välein saostumien suspendoimiseksi ja polysakkaridin liukenemisen helpottamiseksi. Seos jäähdytettiin ympäristön lämpötilaan, sentrifugoitiin nopeudella 4 000 r/min 10 minuuttia supernatanttinesteen keräämiseksi. Supernatantti konsentroitiin alennetussa paineessa 40 asteessa pyöröhaihduttimella 20 ml:n tilavuuteen lisättiin alkoholisaostusta varten ml 95-prosenttista etanolia ja seisotettiin yön yli. Sakka kerättiin sentrifugoinnin jälkeen (3000 r/min, 10 min), lyofilisoitiin pakastekuivaimella raakapolysakkaridijauheen saamiseksi.

2.4.2 Entsymaattinen uutto

5,0 g näytejauhetta dispergoitiin 500 ml:aan yhdistesellulaasi-pektinaasipuskuriliuosta (pH 5,0). Entsymaattinen hydrolyysi eteni 45-asteisessa vesihauteessa 5 tuntia. Reaktion lopetus toteutettiin kuumentamalla liuosta 100 asteeseen 10 minuutin ajan entsyymiproteiinin inaktivoimiseksi. Jäähdytyksen jälkeen neste sentrifugoitiin (4000 r/min, 10 min). Supernatantti tyhjöväkevöitiin 20 ml:ksi, sekoitettiin 95-prosenttiseen etanoliin yön yli tapahtuvaa saostusta varten. Sentrifugointi- ja pakastekuivausvaiheet olivat identtiset kuumavesimenetelmän kanssa raakapolysakkaridin keräämiseksi.

2.4.3 Ultraääniavusteinen uutto

5.0 g Cistanche deserticolajauhe sekoitettiin 500 ml:aan tislattua vettä. Homogeeninen suspensio asetettiin ultraääniuuttimen sisään, jonka teho oli 350 W ja taajuus 40 kHz. Suunnitellun ultraäänikäsittelyn jälkeen näyteneste jäähtyi luonnollisesti. Sentrifugointi-, pyöröhaihdutus-, etanolisaostus- ja lyofilisointivaiheet noudattivat edellä mainittua johdonmukaista työkulkua, jolloin saatiin raakoja polysakkaridiuutteita.
 

2.5 Polysakkaridiuuttosaannon määritys

Kokonaishiilihydraattipitoisuus määritettiin fenoli-rikkihappo-määrityksellä viitaten julkaistussa kirjallisuudessa kuvattuun modifioituun menetelmään. Glukoosistandardiliuokset konfiguroitiin sarjakonsentraatiogradienteilla . 1 ml 10 % fenolireagenssia plus 3 ml väkevää rikkihappoa sekoitettiin standardiliuosten kanssa. Reaktiota inkuboitiin 85 asteessa 15 minuuttia, absorbanssiarvo luettiin 540 nm:n aallonpituudella kalibrointikäyrän piirtämiseksi. Regressioyhtälö: \\(y=9.6959x+0.0077\\), määrityskerroin \\(R^2=0.999\\).

Raakapolysakkaridinäytteet (0,1 g) liuotettiin 100 ml:aan tislattua vettä. Alikvootti analysoitiin identtisessä fenoli-rikki-happo-reaktiossa. Polysakkaridin saanto (%) laskettiin kaavalla (1):

\\(Tuotto(\\%)=\\frac{C\\times V\\times n}{M}\\times100\\% \\tag{1}\\)

Missä: C=polysakkaridipitoisuus (g/ml); V=näyteliuoksen tilavuus; n=laimennuskerroin; M=raakapainoCistanche deserticolajauhe (g).

2.6 Yksitekijäinen kokeellinen suunnittelu ultraääniavusteiseen uuttoon

Kolme suurta vaikuttavaa muuttujaa tutkittiin: kiinteän nesteen suhde, ultraääniuuton kesto ja ultraäänilämpötila. Polysakkaridin saanto toimi arviointiindikaattorina. Kiintoaine-neste-suhteen gradientti: 1:400, 1:200, 1:100, 1:50; ultraääniaikagradientti: 10 min, 20 min, 30 min, 40 min, 50 min; lämpötilagradientti: 37 astetta, 43 astetta, 48 astetta, 53 astetta. Jokainen ryhmä suoritettiin kolmena kappaleena.

2.7 Response-Surface Metodologia (Box-Behnken Design)

Yksitekijäisten testitulosten perusteella rakennettiin kolmikerroinen ja kolmitasoinen Box-Behnken-vastepintakaavio. Tekijä A edusti kiinteän nesteen suhdetta; Tekijä B merkitsi ultraääniuuttoaikaa; Tekijä C edusti ultraäänilämpötilaa. Polysakkaridin uuttosaanto asetettiin vastearvoksi Y. Regressiomallin sovitus ja varianssianalyysi suoritettiin optimaalisten uuttoparametrien seulomiseksi.

2.8 Antioksidanttiaktiivisuuden arviointi in vitro

Raakapolysakkaridin näyteliuokset valmistettiin pitoisuusalueella: 0,1 mg/ml - 0,7 mg/ml. C-vitamiiniliuos (Vc) toimi positiivisena antioksidanttivertailukontrolliryhmänä.

2.8.1 DPPH:n radikaalinpoistoaktiivisuuden mittaus

2 ml polysakkaridin näyteliuosta reagoi 1,5 ml DPPH:n vedetöntä etanolia sisältävän työliuoksen kanssa. Sekoitettua nestettä inkuboitiin pimeässä ympäristössä 40 minuuttia. Absorbanssi \\(A_i\\) havaittiin 517 nm:n aallonpituudella. \\(A_j\\) merkitsi kontrolliryhmän absorbanssia Vc:llä; \\(A_0\\) edusti nollaryhmän absorbanssia, kun näyteneste korvattiin tislatulla vedellä. DPPH-radikaalinpoistonopeus (%) laskettiin kaavan (2) avulla:

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

2.8.2 ABTS Radical-Scavenging Activity Assay

ABTS-työneste valmistettiin juuri . 2 ml polysakkaridin näyteliuosta, johon sekoitettiin 4 ml ABTS-reagenssia, inkuboitiin pimeässä 15 minuuttia. Absorbanssilukema tallennettiin aallonpituudella 752 nm. \\(A_i\\), \\(A_j\\), \\(A_0\\) vastaavat näyteryhmää, positiivista kontrolliryhmää ja tyhjää kontrolliryhmää vastaavasti. ABTS-radikaalinpoistonopeus (%) laskettiin kaavalla (3):

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

2.9 Tilastollinen analyysi

Kaikki kokeelliset kokeet toistettiin kolme kertaa. Tietojen käsittely, regressioanalyysi ja varianssianalyysi suoritettiin tilastoohjelmistolla. Graafinen piirtäminen suoritettiin koeryhmien visuaalista vertailua varten.

3. Tulokset ja keskustelu

3.1 Polysakkaridien uuttotuoton vertailu kolmelle uuttoteknologialle

Kuumavesiuutto, entsymaattinen uutto ja ultraääni-avusteinen uutto toteutettiin vastaavissa vakiotyönkuluissa. Lopullisissa polysakkaridien saannoissa oli merkittäviä eroja. Kuuman veden otto antoi alhaisimman tuottoarvon; entsymaattinen uutto tuotti kohtalaisen talteen; ultraääniavusteisella uutolla saavutettiin suurin saanto (7,27±0,04) %. Koska uuton jälkeiset väkevöinti-, saostus- ja lyofilisointivaiheet olivat identtiset kolmelle erälle, saannon erot johtuivat suoraan uuttomekanismien eroista.

Kuumavesiuutto perustuu vain lämpövesiliukenemiseen. Tietyt korkeamolekyylipainoiset polysakkaridifraktiot osoittavat rajoitettua vesiliukoisuutta ilmakehän paineen kuumennusolosuhteissa, mikä johtaa epätäydelliseen vapautumiseen kasvikudoksesta. Entsymaattinen uutto hajottaa selluloosan ja pektiinin aineosat soluseinissä yhdistehydrolaasilla, mikä helpottaa aktiivisen aineen vapautumista. Monimutkaisella entsyymijärjestelmällä on kuitenkin rajoitettu hydrolyysitehokkuus muiden soluseinän matriisin komponenttien osalta, mikä rajoittaa kokonaispolysakkaridien tuotantoa. Ultraäänikavitaatiovoima iskee ja murtuu jatkuvastiCistanche deserticolasoluseinän rakenne, liuotin-kiinteä-ainekontaktialueen laajentaminen ja solunsisäisten polysakkaridimolekyylien massansiirtotehokkuuden nopeuttaminen vesifaasiin. Tämän seurauksena ultraääniavusteinen uutto paransi huomattavasti polysakkaridien talteenoton tehokkuutta. Tämän vertailutuloksen mukaan ultraääniavusteinen uutto valittiin myöhempään prosessin optimointitutkimukseen.

3.2 Ultraääniavusteisen uuton yhden tekijän testitulokset

3.2.1 Kiinteä-neste-suhteen vaikutus polysakkaridin saantoon

Kiinteä-neste-suhde määrittää pitoisuusgradientin käyttövoiman kasvisolujen sisäpuolen ja ulkoisen vesipitoisen liuottimen välillä. Nesteen osuuden kasvaessa polysakkaridien uuttosaanto ensin nousi ja sitten laski. Kiinteä-neste-suhteella 1:100 (5 g jauhetta lisättynä 500 ml:aan tislattua vettä) saanto oli huipussaan 7,46 %. Kun liuottimen tilavuus oli riittämätön (kiintoaine-neste-suhde 1:50), liuotinkapasiteetti kyllästyi, mikä rajoitti polysakkaridien liukenemista. Liian korkea liuotinsuhde (1:200, 1:400) laimentaisi liuenneen aineen pitoisuutta ja lisää työtaakkaa myöhempää tyhjiöpitoisuutta varten ilman, että saanto paranee. Siten kiinteän nesteen suhde 1:100 valittiin vastepinnan suunnittelun keskeiseksi tasoksi.

3.2.2 Ultraääniuuttoajan vaikutus uuttotehoon

Polysakkaridin saanto nousi jatkuvasti pidentäen ultraäänikäsittelyaikaa 30 minuutin sisällä. Yli 30 minuutin kuluttua sadon kasvutrendi tasoittui. Lyhyt ultraäänikesto ei pysty tarjoamaan riittävästi mekaanista kavitaatioenergiaa soluseinän esteiden rikkomiseksi. Kun soluseinän häiriö on saavuttanut kyllästymisen, ultraäänikäsittelyajan pidentäminen tuskin edistäisi polysakkaridin vapautumista. Liian pitkä ultraäänialtistus voi mahdollisesti laukaista polysakkaridin makromolekyyliketjujen osittaisen hajoamisen. Tästä syystä 30 minuuttia valittiin keskitetyksi vertailutasoksi vastepinnan suunnittelussa.

3.2.3 Ultraääniuuttolämpötilan vaikutus

Polysakkaridien uuttosaanto nousi lämpötilan noustessa 53 asteeseen. Kun lämpötila ylitti 55 astetta, sato laski jyrkästi. Kohtuullinen kuumennus parantaa polysakkaridin molekyylidiffuusionopeutta ja vesiliukoisuutta. Siitä huolimatta korkeat lämpöolosuhteet laukaisevat polysakkaridimakromolekyylien lämpöhajoamisen, rikkovat glykosidisidoksia ja tuhoavat kohdekomponentteja, mikä johtaa mitattavan saannon vähenemiseen. Yksitekijävastetrendin perusteella 48–53 asteen lämpötilaväli otettiin käyttöön monitekijäistä lisäoptimointia varten.

3.3 Response-Surface Optimization -analyysi

Box-Behnken-vastepinnan kokeellinen suunnittelu suoritettiin käyttämällä kiinteän aineen ja nesteen suhdetta (A), ultraääniaikaa (B), ultraäänilämpötilaa (C) riippumattomina muuttujina ja polysakkaridin saantoa vasteena Y. Useita neliöllisiä regressioyhtälöitä sovitettiin seuraavasti:

\\(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\\)), mikä osoittaa hyvän sovitusasteen regressioyhtälön ja todellisten kokeellisten tietojen välillä. Säädetty määrityskerroin \\(R^2_{Adj}=0.9232\\), joka osoittaa yli 92 %:n vaihtelun polysakkaridisaannossa, voidaan tulkita tällä matemaattisella mallilla.

Tekijän merkitsevyyden vertailu: ultraääniuuttoaika (B) vaikutti erittäin merkittävästi saantoon (\\(P=0.0035\\)); ultraäänilämpötila (C) aiheutti merkittävän vaikutuksen (\\(P=0.0256\\)); kiintoaine-neste-suhde (A) osoitti ei-merkittävää vaikutusta (\\(P=0.3938\\)). Tekijän vaikutusten tärkeysjärjestys: ultraääniuuttoaika > ultraääniuuttolämpötila > kiinteän nesteen suhde. Vuorovaikutustermi AB (kiintoaine-nestesuhde × ultraääniaika) saavutti erittäin merkittävän vuorovaikutusvaikutuksen.

Vastepinnan matriisin kokeellisista ajoista mitattu polysakkaridin enimmäissaanto oli 7,49 % olosuhteissa: kiinteä-neste-suhde 1:100, ultraääniuuttoaika 40 minuuttia, ultraääniuuttolämpötila 48 astetta. Tämä parametrijoukko vahvistettiin optimaaliseksi ultraääniavusteiseksi uutto-olosuhteiksiCistanche deserticolapolysakkarideja.

3.4 Optimaalisesti uutettujen polysakkaridien antioksidanttiaktiivisuuden arviointi

Optimaalisilla ultraääniavusteisilla uuttoparametreilla in vitro -radikaalinpoistokykyCistanche deserticolapolysakkaridit mitattiin Vc:llä positiivisena vertailuarvona. Polysakkaridinäytteen DPPH-radikaaleja poistava kapasiteetti saavutti 84,27 % suhteessa Vc-puhdistuskykyyn; sen ABTS-radikaaleja poistava aktiivisuus oli 73,95 % Vc-standardiin verrattuna. DPPH ja ABTS ovat kaksi klassista toisiaan täydentävää in vitro antioksidanttiarviointijärjestelmää, jotka heijastavat vapaiden radikaalien eliminointikykyä eri radikaalilajeja kohtaan. Testitiedot vahvistivat senCistanche deserticolapolysakkaridilla on huomattava antioksidanttipotentiaali.

Kasvipolysakkaridien antioksidanttimekanismi liittyy yleensä sokeriketjun haaroihin jakautuneisiin hydroksyyliryhmiin. Hydroksyyliosat luovuttavat vetyprotoneja neutraloimaan vapaita radikaaleja ja lopettamaan radikaaliketjureaktion. Lisäksi raa'assa polysakkaridijauheessa olevat yhteisuutetut polyfenoli- ja flavonoidisepäpuhtaudet voivat saada aikaan synergistisen antioksidanttivaikutuksen. On huomattava, että uuttotekniset parametrit voivat muuttaa polysakkaridin molekyylipainojakaumaa ja rinnakkaisten vähäisten komponenttien pitoisuutta, mikä edelleen muuttaa lopullista antioksidanttitehokkuutta. Optimoitu ultraääniavusteinen työnkulku ei ainoastaan ​​maksimoi polysakkaridien saantoa, vaan myös varasi uutteille suhteellisen korkean antioksidanttiaktiivisuuden.

3.5 Kattava keskustelu

Verrattuna tavanomaiseen kuumavesi- ja entsymaattiseen uuttoon, ultraääniavusteisessa uutossa yhdistyvät mekaaninen kavitaation fyysinen hajoaminen ja vesiliuottimen liukeneminen. Se saavuttaa suuremman polysakkaridisadon ilman suurta entsyymivalmisteen kulutusta. Varianssianalyysin tulosten mukaan ultraäänikäsittelyaika oli hallitsevin muuttuja. Riittämätön ultraäänen kesto estää soluseinän pirstoutumista; liian pitkä aika saattaa vaarantaa biomolekyylien hajoamisen. Lämpötilaa on valvottava tiukasti polysakkaridiaineiden lämpöhajoamisrajan alapuolella. Kiintoaine-neste-suhde vaikuttaa pääasiassa liukenemistasapainoon ja jälkikäsittelyn energiakustannuksiin; kohtuullisella aikavälillä sen vaikutus on suhteellisen heikompi kuin aika ja lämpötila.

Saadulla raa'alla polysakkaridilla on vahva in vitro -vapaiden radikaalien poistokyky, mikä tukee sen kehitysmahdollisuuksia luonnollisena antioksidanttiraaka-aineena, joka korvaa osittain synteettisiä antioksidantteja funktionaalisissa elintarvikevalmisteissa. Tämä tutkimus arvioi vain raakapolysakkaridia. Tulevaisuuden tutkimukset voivat keskittyä polysakkaridien puhdistukseen, monosakkaridikoostumusanalyysiin, molekyylipainon karakterisointiin ja solutason tai eläinmallin antioksidanttien validointiin. Lisäksi lisätutkimuksella voidaan tutkia uuttamissaannon ja biologisen aktiivisuuden välistä kompromissisuhdetta; tietyt ankarat korkeatuottoiset uuttoparametrit voivat heikentää bioaktiivisuutta, vaikka raakamassatuotanto kasvaisi.

4. Johtopäätös

Tässä tutkimuksessa kolme poimintatyönkulkua vartenCistanche deserticolapolysakkarideja verrattiin systemaattisesti. Ultraääniavusteinen uutto ylitti kuumavesiuuton ja entsymaattisen uuton polysakkaridien talteenottonopeuden suhteen. Yksitekijäseulonta yhdistettynä Box-Behnken-vastepinnan menetelmään määritti optimaaliset ultraääniavusteiset uuttoparametrit: kiinteän nesteen suhde 1:100 (5,0 g)Cistanche deserticolajauhe sekoitettuna 500 ml:aan tislattua vettä), ultraääniuuttoaika 40 min, uuttolämpötila 48 astetta. Näillä optimoiduilla asetuksilla polysakkaridin uuttosaanto saavutettiin 7,49 %. Antioksidanttiaktiivisuuden havaitseminen osoitti, että polysakkaridiuutteiden DPPH-radikaaleja poistava aktiivisuus saavutti 84,27 % C-vitamiinin tehokkuudesta; ABTS:n radikaalinpoistokapasiteetti vastasi 73,95 % Vc:stä.

Tämä tutkimus tarjoaa käytännön prosessointiparametreja ultraääniavusteiseen tuotantoonCistanche deserticolapolysakkarideja. Kokeelliset tulokset vahvistavat, että polysakkaridejaCistanche deserticolaniillä on huomattava antioksidanttinen bioaktiivisuus. Löydökset luovat kokeellisen perustan jatkokäytölleCistanche deserticolaluonnollisena toiminnallisena raaka-aineena maailmanlaajuisilla ravintolisä-, ravintolisä- ja funktionaalisten elintarvikkeiden aloilla.

Viitteet

[1] Liu ZX, Li BB, Zhao Y et ai. Pähkinäproteiinilla stabiloidun resveratrolin Pickering-emulsion valmistus ja stabiilisuus /Cistanche deserticolapolysakkaridi [J]. Food Science, 2024, 45(23): 2328-2334. [2] Ma JC, Li XP, Gong Y F. Seosjuomien käsittelyn optimointi ruusuhillolla jaCistanche deserticolavastepinnan metodologialla[J]. China Condiment, 2024, 49(11):102-109. [3] Shu WL, Ye Y, Meng W D. Alkuperäisen valmistelun optimointi ja komponenttianalyysiCistanche deserticolasuun kautta otettava neste [J]. Food Research and Development, 2024,45(19):132-139. [4] Liu W H. Tutkimus haihtuvien öljyjen uuttamisesta ja antioksidanttisesta aktiivisuudestaCistanche deserticolaultraääniavusteisella höyrytislauksella [J]. Guangzhou Chemical Industry, 2024,52(15):46-50,58. [5] Xiang S Q. Ravintokomponenttien analyysi ja antioksidanttiaktiivisuustutkimusCistanche deserticola[J]. Journal of Food Safety Review, 2024(12): 96-98. [6] Chen Y, Song ZP, Wu H. Polysakkaridien uuttoprosessin optimointi ja antioksidanttiaktiivisuuden analyysiPeristrophe bivalvis[J]. Elintarviketeollisuuden tiede ja teknologia, 2023,44(5):166-173.