Yanıt Yüzey Metodolojisi ile Cistanche Deserticola Polisakkarit Ekstraktının Solorasyon Sürecinin ve Antioksidan Aktivitesinin Optimizasyonu ⅱ
Mar 10, 2025
2 sonuç ve analiz
2.1 Tek faktörlü deneyler
2.1.1 Aktif karbon dozajının Cistanche Polisakkarit Ekstraktının Solorlaştırılması Üzerine Etkisi
Aktive edilmiş karbon renklendirme, bir tür adsorpsiyon renklendirmesidir. Aktif karbonun partikül yüzeyi, pigment moleküllerini güçlü bir şekilde adsorbe edebilen çok sayıda gözenek ve kanal içerir. Bununla birlikte, çözelti içindeki polisakkarit moleküllerini de adsorbe edebilir ve polisakkarit kaybına neden olabilir [25]. Şekil 1A'da gösterildiği gibi:
Aktif karbon dozajındaki artışla, renklendirme oranı kademeli olarak artar. Bununla birlikte, dozaj%10'u aştığında, renklendirme oranının büyüme eğilimi azalır.
Dozaj%20'nin altında olduğunda, polisakkarit geri kazanım oranı artar, ancak%20'yi aştığında iyileşme oranı azalmaya başlar.
Dozaj%20 olduğunda, renklendirme etkisi optimaldir.
Pratik üretimdeki operasyonel ve maliyet faktörleri göz önüne alındığında, yanıt yüzeyi deneyi için aktif karbon dozu seviyeleri olarak%10,%20 ve%30'u seçilmiştir.
Üst düzey polisakkarit bitkisel Cistanche takviyeleri
2.1.2 Çöküşme süresinin Cistanche Polisakkarit Ekstraktı Üzerine Etkisi
Pigment moleküllerinin aktif karbon tarafından adsorpsiyonu belirli bir süre gerektirir. Şekil 1b'de gösterildiği gibi:
10-50 dakika içinde renklendirme oranı kademeli olarak artar. Bununla birlikte, renklendirme süresi 50 dakikayı aştığında, renklendirme oranı azalmaya başlar. Bu fenomen, aktif karbon yoluyla renklendirmenin dinamik bir adsorpsiyon ve desorpsiyon sürecini içerdiği için meydana gelir. Pigment moleküllerinin desorpsiyonu uzun süreli etkileşim süresi ile hızlandıkça, desorbed pigment moleküllerinin hacmi artar ve renklendirme oranında bir azalmaya neden olur.
Polisakkarit geri kazanım oranı kademeli bir düşüş eğilimi gösterir. Bunun nedeni, çözeltideki polisakkarit içeriğinin aktif karbonun adsorpsiyon kapasitesinden önemli ölçüde daha yüksek olması ve adsorpsiyon ve desorpsiyon oranları arasındaki farkı azaltması olabilir [26].
İlk 30 dakika boyunca renklendirme oranı ve iyileşme oranı kabul edilebilir olsa da, pratik üretimde bu kadar kısa sürede büyük miktarlarda numune işlemek zordur.
Bu nedenle, pratik üretim koşulları göz önüne alındığında, yanıt yüzeyi deneyi için renklendirme süresi seviyeleri olarak 40, 50 ve 60 dakika seçildi.
Şekil 1 Aktif karbon konsantrasyonu, renklendirme süresi, renklendirme sıcaklığı ve pH'ın Cistanche Deserticola polisakkaritinin çözülme etkileri üzerindeki etkisi
2.1.3 Çöküşme sıcaklığının Cistanche Polisakkarit Ekstraktının Solorlaştırılması Üzerine Etkisi
Şekil 1c'de gösterildiği gibi, 20-40 derece aralığında, Cistanche'nin renklendirme oranı, artmış renklendirme sıcaklığı ile kademeli olarak artar. Çökme sıcaklığı 40 dereceye ulaştığında, renklendirme oranı ve polisakkarit geri kazanım oranı sırasıyla% 64.39 ve% 84.49'dur. Bununla birlikte, sıcaklık 40 dereceyi aştığında, renklendirme oranı azalmaya başlar. Bunun nedeni, aşırı yüksek sıcaklıkların pigmentlerin aktif karbon tarafından adsorpsiyonunu olumsuz etkilemesi, böylece renklendirme etkisini zayıflatması olabilir.
Çökme sıcaklığı arttıkça, polisakkarit geri kazanım hızı biraz azalır. Bununla birlikte, sıcaklıktaki küçük değişikliklerin, polisakkaritlerin aktif karbon tarafından adsorpsiyonu üzerinde çok az etkisi vardır [11]. 30-50 derece aralığında, kütle geri kazanım oranı nispeten yüksek kalır. Pratik üretim süreçlerinde enerji tüketimi göz önüne alındığında, yanıt yüzey deneyi için renklendirme sıcaklığı seviyeleri olarak 30 derece, 40 ve 50 derece seçilmiştir.
2.1.4 PH'ın Cistanche Polisakkarit Ekstraktının Solorlaştırılması Üzerine Etkisi
Aktif karbon kullanılarak adsorpsiyon renklendirme işlemi, H⁺ iyonlarının katılımını gerektirir. Çözelti içindeki H⁺ iyonlarının konsantrasyonunun uygun şekilde arttırılması, renklendirme oranını iyileştirebilir [27]. Şekil 1D'de gösterildiği gibi, pH'daki artışla birlikte, cistanche'nin renklendirme oranı genellikle bir aşağı yönlü eğilim gösterirken, polisakkarit geri kazanım oranı kademeli olarak artar. Bunun nedeni, düşük pH seviyelerinin polisakkaritlerin yapısını etkilemesi ve iyileşme oranını azaltması olabilir.
PH 4-7 aralığında, renklendirme oranındaki düşüş anlamlı değildir ve polisakkarit geri kazanım oranı nispeten yüksek kalır. Numune çözeltisinin ölçülen pH'ının 5.03 olduğu düşünüldüğünde, endüstriyel üretimdeki optimal pH olarak pH 5.03'ü seçmek asitlerin ve bazların kullanımından kaçınabilir, maliyetleri azaltabilir ve çevre korumasına fayda sağlayabilir. Bu nedenle, yanıt yüzeyi deneyi için pH seviyeleri olarak 4, 5 ve 6 pH seviyeleri seçildi.
2.2 Cistanche Polisakkarit Ekstraktı için Çöküşme Sürecinin Optimizasyonu Yanıt Yüzeyi Metodolojisi
2.2.1 Tepki Yüzeyi Optimizasyon Deneylerinin Sonuçları
Deneysel sonuçlar Tablo 2'de gösterilmiştir ve varyans analizi sonuçları Tablo 3'te gösterilmiştir. Tablo 3'ten:
Yanıt yüzey uydurma modelinde, çözülme oranı (Y1) ve polisakkarit geri kazanım hızı (Y2) kullanılarak yanıt değerleri olarak, Y1 ve Y2 modellerinin p değerleri 0. 01'den daha azdı, bu da oldukça önemli farklılıklar gösterdi. Böylece, modeller anlamlıdır.
Uyumsuz terimlerin p değerlerinin her ikisi de 0. 05'ten daha büyüktü, bu da anlamlı bir farklılık göstermedi. Bu, modelin öngörülen değerlerinin gerçek değerlere iyi uyduğunu, bu da onları deneysel sonuçları tahmin etmek ve optimal işlem koşullarını belirlemek için uygun hale getirdiğini göstermektedir.
Y1 ve Y2 için korelasyon katsayıları (R²) 0. 8633 ve 0. 9308 idi, bu da modelin 86.
Çoklu regresyon montaj ve varyans analizi yoluyla, aktif karbon dozajı, zaman, sıcaklık ve pH ile ilgili renklendirme oranı (Y1) ve polisakkarit geri kazanım oranı (Y2) için kuadratik polinom regresyon modelleri aşağıdaki gibi kuruldu:
Solatizasyon oranı (Y1):
Y {0}}}}}}}}}. + 0. 07BC - 0.07BD - 3.08A² - 1.27B² - 1.09C² - 1.82D²
Polisakkarit geri kazanım oranı (Y2):
Y {0}}}}. 93 + 0. 12a - 0. 41b - 0. 3 {{{11b}} d - {13}}}. 04ab - 0.08ac - 0.13} + 0. 08bc + 0. 04bd + 0. 04cd - 3.78a² - 1.15b² - 1.51c² - 2.10d² -
Ek olarak, her iki yanıt değerleri için kuadratik modeller oldukça önemli farklılıklar gösterdi. C, A², B², C² ve D² faktörleri, Cistanche polisakkarit ekstraktının (p <{0}} 0 5 veya p <{0. Benzer şekilde, B, C, A², B², C² ve D² faktörlerinin polisakkarit geri kazanım oranı üzerinde anlamlı etkileri olmuştur (P <0.05 veya P <0.01). Bu, faktörler ve yanıt değerleri arasındaki ilişkilerin basit doğrusal ilişkiler olmadığını gösterir.
2.2.2 Çöküşme oranı üzerindeki iki faktör arasındaki etkileşim
KullanmaTasarım Uzmanı 8. 0. 6Yazılım, faktörler arasındaki etkileşim etkileri analiz edildi ve faktör çiftleri arasındaki etkileşimleri ve bunların yanıt değerleri üzerindeki etkilerini görsel olarak analiz etmek için 3D yanıt yüzey grafikleri üretildi.
Şekil 2A - F'de gösterildiği gibi:
Etkileşen faktörlerin seviyeleri arttıkça, cistanche polisakkarit ekstraktının renklendirme oranı başlangıçta artma ve daha sonra azalma eğilimi gösterdi.
Aktif karbon dozu ve diğer faktörler arasındaki değişiklikler daha belirgindi, bu da bu faktörler arasında güçlü etkileşimleri gösterdi.
Buna karşılık, renklendirme sıcaklığı ve renklendirme süresi, pH ve renk çözme sıcaklığı ile pH ve renk çözme süresi arasındaki değişiklikler daha az belirgindi, bu da bu faktör çiftleri arasındaki zayıf etkileşimleri gösterdi.
2.2.3 Polisakkarit geri kazanım oranı üzerindeki iki faktör arasındaki etkileşim
Şekil 3A - F'de gösterildiği gibi:
Etkileşen faktörlerin seviyeleri arttıkça, cistanche polisakkarit ekstraktının polisakkarit geri kazanım oranı da başlangıçta artma ve daha sonra azalma eğilimi gösterdi.
Aktif karbon dozu ve diğer faktörler arasındaki değişiklikler daha belirgindi, bu da bu faktörler arasında güçlü etkileşimleri gösterdi.
Buna karşılık, renklendirme sıcaklığı ve renklendirme süresi, pH ve renk çözme sıcaklığı ile pH ve renk çözme süresi arasındaki değişiklikler daha az belirgindi, bu da bu faktör çiftleri arasındaki zayıf etkileşimleri gösterdi.
| Deney Hayır. | Aktif karbon dozu (%) | B Çöküşme Süresi (Min) | C Solatizasyon Sıcaklığı (derece) | D ph | Y₁ Çökme Oranı (%) | Y₂ polisakkarit geri kazanım oranı (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 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 |
| Kaynak | Katsayı | Y₁ | Y₂ | Karelerin toplamı | Y₁ | Y₂ | Ortalama kare | Y₁ | Y₂ | F Değer | Y₁ | Y₂ | P değeri | Y₁ | Y₂ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Model | 13.64 | 73.29 | 78.39 | 14.55 | 10.88 | <0.0001 | <0.0001 | ||||||||
| A(Aktif karbon dozu) | 0.10 | 0.72 | 0.98 | <0.05 | |||||||||||
| B(Zaman) | |||||||||||||||
| Not |
2.2.4 Optimal işlem koşullarının ve doğrulama deneylerinin belirlenmesi
Box-Behenken tasarımı kullanılarak deney şeması geliştirildi ve deneysel veriler kullanılarak analiz edildi.Tasarım Uzmanı 8. 0. 6yazılım. Aktif karbonlu Cistanche polisakkarit ekstraktı için optimal renklendirme işlemi koşulları aşağıdaki gibi belirlendi:
Aktif karbon dozu:20.18%
Sıcaklık:37.74 derece
Zaman:48.88 dakika
PH:4.92
Bu koşullar altında, öngörülen sonuçlar:
Çökme Oranı:61.25%
Polisakkarit geri kazanım oranı:98.02%
Pratik üretim fizibilitesi göz önüne alındığında, optimal işlem koşulları aşağıdakilere biraz ayarlanmıştır:
Aktif karbon dozu:20%
Sıcaklık:37 derece
Zaman:49 dakika
PH:5.03
Bu ayarlanmış optimal koşullar altında, üç paralel validasyon deneyi gerçekleştirildi. Sonuçlar:
Çökme Oranı:62.66%
Polisakkarit geri kazanım oranı:96.16%
Ölçülen değerler, makul bir aralıktaki regresyon modelinin teorik değerlerinden sapmalar gösterdi, bu da modelin geçerli olduğunu gösterdi [28].
2.3 Cistanche polisakkaritlerin antioksidan aktivitesi
2.3.1 DPPH Cistanche Polisakkaritlerin Radikal Çöpçü yeteneği
Bitki polisakkaritleri, genellikle konsantrasyon aralığı içinde önemli antioksidan aktivite sergiler1. 0 - 1 0. 0 mg/ml. Çökme işlemi polisakkaritlerin antioksidan aktivitesini etkileyebilir [16,29].
Şekil 4'te gösterildiği gibi, renklendirilmiş cistanche polisakkaritlerin DPPH radikal temizleme kabiliyeti önemli ölçüde iyileştirildi. Bir konsantrasyonda1. 0 mg/ml, DPPH radikal temizleme oranı% 14.78 (renklendirmeden önce)ile% 38.38 (renklendirmeden sonra).
Bu, renklendirme işleminin Cistanche polisakkaritlerinin DPPH radikal temizleme yeteneğini artırabileceğini gösterir. Bu iyileştirme, renklendirme işlemi sırasında safsızlıkların çıkarılmasına atfedilebilir, bu da polisakkaritlerin saflığını arttırır ve daha sonra aktivitelerini arttırır.
2.3.2 Cistanche Polisakkaritlerin Toplam Azaltma Gücü
Asidik koşullar altında, antioksidanlar Fe³⁺-TPTZ'yi (ferrik-tripiridiltriyaz) mavi bir renk üreten Fe²⁺-TPTZ'ye indirebilir. Absorbans593 nmNumunenin toplam indirgeme gücünü hesaplamak için kullanılabilir. Daha yüksek bir FRAP değeri, daha güçlü toplam azaltma gücü gösterir [30].
Şekil 5'te gösterildiği gibi,1. 0 mg/mlCistanche polisakkaritler, renklendirmeden önce ve sonra belirgin bir fark göstermedi. Bunun nedeni, Fe³⁺-tptz ile reaksiyona girebilen ekstrakttaki maddelerin eksikliği veya Fe³⁺-TPTZ'nin Fe²⁺-TPTZ'ye dönüşümünü inhibe eden maddelerin varlığı olabilir.
2.3.3 Hidroksil radikal temizleme yeteneği Cistanche polisakkaritlerin
Şekil 6'da gösterildiği gibi, hidroksil radikal temizleme oranı1. 0 mg/mlCistanche polisakkaritler% 84.37 (renklendirmeden önce)ile% 96.18 (renklendirmeden sonra).
Bu, cistanche polisakkaritlerinin, renklendirilmeden sonra daha da arttırılan önemli hidroksil radikal temizleme kabiliyetine sahip olduğunu gösterir. Bu gelişme, hidroksil radikal temizleme yeteneğini arttıran renklendirme işleminden sonra polisakkarit saflığındaki artışa bağlanabilir.
Benzer şekilde, Sun Mingli ve ark. [31], scutellaria polisakkaritlerinin hidroksil radikal temizleme kabiliyetinin, bu çalışmada elde edilen sonuçlarla tutarlı olarak renklendirmeden sonra önemli ölçüde arttığını bulmuşlardır.
2.3.4 Abts Katyon Cistanche Polisakkaritlerin Radikal Çöpçüleme Yeteneği
Çalışmalar, polisakkaritlerin renklendirme tedavisinin abts katyon radikal temizleme yeteneklerini azaltabileceğini göstermiştir [32]. Şekil 7'de gösterildiği gibi,1. 0 mg/mlCistanche polisakkaritler önemli abts katyon radikal temizleme aktivitesi sergiler. Bununla birlikte, çözüldükten sonra aktivite önemli ölçüde azaldı ve% 7,85 (renklendirmeden önce)ile0.% 89 (renklendirmeden sonra).
Bu, renklendirme işleminin, Cistanche polisakkaritlerinin ABTS katyon radikal temizleme yeteneğini zayıflattığını gösterir. Bu azalma, ABTS katyon radikalleri ile reaksiyona giren ve temizleme kabiliyetinde bir düşüşe yol açan Cistanche polisakkaritler içindeki bileşenlerin çıkarılmasından kaynaklanabilir.
3 Sonuç
Bu çalışmada, çözülme oranı ve polisakkarit geri kazanım hızı ile aktif karbonu renklendirici bir ajan olarak değerlendirme göstergeleri olarak kullanmıştır. Tek faktörlü deneysel sonuçlara, yanıt yüzeyi deneysel sonuçlarına ve pratik üretim fizibilitesine dayanarak, optimal işlem koşulları aşağıdaki gibi belirlenmiştir:
Aktif karbon dozu: 20%
Sıcaklık:37 derece
Zaman:49 dakika
PH: 5.03
Bu koşullar altında, Cistanche polisakkarit ekstraktının renklendirme oranı62.66%ve polisakkarit geri kazanım oranı96.16%. Elde edilen polisakkaritler, önemli ölçüde gelişmiş DPPH radikal temizleme yeteneği ve hidroksil radikal temizleme kabiliyeti gösterdi.
Bu renklendirme işlemi, yüksek saflıkta, estetik açıdan üstün cistanche polisakkarit ürünlerinin hazırlanması için bir referans sağlayarak iyi renklendirme verimliliği ve yüksek polisakkarit geri kazanım oranı göstermiştir.
