Badanie optymalizacji technologii ekstrakcji i aktywności przeciwutleniającej polisacharydów z kwiatów Yunnan Coffea Arabica

Streszczenie: Aby zoptymalizować technologię ekstrakcji i zbadaćprzeciwutleniaczdziałalnośćpolisacharydyz kwiatu kawy (ACP), temperatura ultradźwięków, czas ultradźwięków, stosunek płynu do ciała stałego, moc ultradźwięków, czas zanurzenia próbki i procent objętościowy etanolu badano za pomocą wydajności ekstrakcji polisacharydu jako wskaźnika. Następnie temperatura ultradźwięków, czas ultradźwięków i moc ultradźwięków zostały wykorzystane jako główne czynniki wpływające, technologia ekstrakcji została zoptymalizowana metodą powierzchni odpowiedzi.Przeciwutleniaczaktywność ACP badano za pomocą efektów zmiatania DPPH· i ABTS plus· oraz testów FRAP. Wyniki wykazały, że optymalne warunki technologiczne ekstrakcji ultradźwiękowej były następujące: temperatura ultradźwięków 69,5 stopnia, czas ultradźwięków 93 min, moc ultradźwięków 175 W, stosunek ciecz-ciało stałe 10:1 ml/g, czas zanurzenia próbki 3{{ 17}} min, a procent objętościowy etanolu 80 proc. Poniżej wydajność polisacharydów wyniosła 2,292 proc. Wyniki wskazują, że wartość IC50 w oparciu o efekt wychwytywania DPPH przez ACP wynosiła 3,844 mg·mL-1, aktywność wychwytywania ABTS plus wynosiła 0,921 mmol Trolox/g ACP. Wartości FRAP ACP w teście FRAP wyniosły 0,0565 mmol Fe2 plus /g ACP, co wykazało, że ACP miał słabąprzeciwutleniaczdziałalność. Badanie to zapewniłoby teoretyczną podstawę do wszechstronnego wykorzystania i rozwoju produktów ubocznych kawy.

Słowa kluczowe:kwiaty kawy;polisacharyd;ekstrakcja;aktywność antyoksydacyjna

Kawato roślina z rodzaju Rubiaceae (Coffea), występująca głównie w krajach takich jak Ameryka Południowa, Ameryka Środkowa, Afryka i Azja, uprawiana w ponad 80 krajach na całym świecie [1]. Według „Chinese Materia Medica” kawa ma działanie odświeżające, moczopędne i żołądkowe, a stosowana jest głównie przy zmęczeniu psychicznym i utracie apetytu. Jest często stosowany jako środek odświeżający, moczopędny i żołądkowy. Współczesne badania wykazały, że kawa zawiera różnorodne składniki aktywne, takie jak alkaloidy, kwasy fenolowe, flawonoidy i terpeny, które mają różne działania farmakologiczne, takie jak ochrona wątroby, neuroprotekcja,przeciwutleniaczi przeciwcukrzycowe [2-3]. mojego krajuKawauprawa jest zdominowana przez kawę drobnoziarnistą, a ponad 99 procent jej jest dystrybuowana w prowincji Yunnan. Kawa drobnoziarnista Yunnan jest bogata w substancje, oprócz kofeiny, kwasu chlorogenowego, trygoneliny i innych składników zawiera również askarozydy

I~II[4], paniculoside VI[4], cofaryloside I[4], villanovane I[4], caffarolides A~H[5], caffruenol AB[6], caffruones AD[6] i caffruolide AB[7] i kilka nowych terpenoidów. Wśród nich potwierdzono, że kaffarolidy C, D i F mają pewną aktywność aktywującą agregację płytek krwi in vitro [5]; caffruenol AB i caffruolide AB hamują indukowaną przez lipopolisacharydy produkcję NO w makrofagach 264,7 [7]. Dzięki dogłębnym badaniom nad kawą wartość dodana kawy stale rośnie. W ostatnich latach produkty uboczne kawy są bogate w kwasy fenolowe, flawonoidy, terpeny, alkaloidy i inne biologiczne

Składniki aktywne, które mogą być wykorzystywane jako naturalne i zrównoważone źródła składników aktywnych, takich jakprzeciwutleniacze, ochrona wątroby i ochrona nerwów, sprawiły, że badania nad produktami ubocznymi kawy stały się coraz bardziej przedmiotem zainteresowania badaczy [8−10]. Kampa i in. podali, że liście kawy zawierają związki fenolowe [11]; Chen dokonał przeglądu bogatych składników chemicznych alkaloidów, flawonoidów, kwasów fenolowych, terpenów itp. w liściach kawy i ich aktywności farmakologicznej, takiej jak przeciwutleniacz, przeciwzapalny i przeciwbakteryjny. [12], badając wpływ metod obróbki liści kawy oraz wieku liści na jej skład chemiczny i aktywność [13].

Ponadto Fu Xiaoping i in. [14−15] stwierdzili, że surowy ekstrakt ze skórki drobnej kawy Yunnan ma pewne działanie ochronne i regeneracyjne na uszkodzone komórki śródbłonka żyły pępowinowej człowieka, a także ma potencjałprzeciwutleniaczi stwierdziliśmy, że główny kwiat Cyjanidy to cyjanidyna-3-glukozyd i cyjanidyna-3-rutynozyd.

Kwiaty kawy są często odrzucane jako główny produkt uboczny w branży uprawy kawy. Jednak istniejące badania wykazały, że kwiaty kawy są bogate w składniki chemiczne. Staszenko i in. [16] wykorzystali GC-MS do analizy składników lotnych i półlotnych w małych kwiatach kawowca, uzyskując łącznie 150 związków, w tym n-pentadekan. Najwyższa, a następnie geraniol. Ponadto Nguyen i in. [17] badając składniki aktywne w kwiatach kawowca stwierdzili, że kwiaty kawowca mają wysoką zawartość związków fenolowych, dzięki czemu kwiaty kawowca mogą być wykorzystywane jako surowiec do otrzymywania naturalnychprzeciwutleniaczaktywne składniki. Ponadto kwiaty kawy zawierają również kofeinę i trygonelinę. Kofeina wiąże się ze zmniejszonym ryzykiem chorób neurodegeneracyjnych [18−19]

Trygonelina może zapobiegać cukrzycy i uszkodzeniom nerek, a także ma wpływ na leczenie chorób neurodegeneracyjnych [20-21]. Pinheiro i in. [22] przeanalizowali zawartość czterech składników aktywnych: trygoneliny, kwasu chlorogenowego, kwasu galusowego i kofeiny w kwiatach kawy poddanych różnym metodom suszenia i ekstrakcji metodą HPLC, wśród których najwyższą zawartość miały kofeina i trygonelina; Aktywność przeciwutleniającą oceniono w doświadczeniach ABTS i DPPH, które potwierdziły, że kwiat kawy ma działanie przeciwutleniające i może być wykorzystany jako potencjalny surowiec do sporządzania napojów herbacianych. Obecnie istnieje niewiele doniesień badawczych dotyczących kwiatów kawowca, ale z istniejących doniesień wynika, że ​​kwiaty kawowca mają szerokie perspektywy zastosowania jako potencjalne źródło związków bioaktywnych.

Polisacharydysą związkami wielkocząsteczkowymi składającymi się z ponad 10 monosacharydów połączonych wiązaniami glikozydowymi i są powszechnie spotykane u zwierząt, roślin i mikroorganizmów. Polisacharydy są strukturalnie złożone, mają różne konformacje i względne masy cząsteczkowe, a także struktury drugorzędowe wewnątrzłańcuchowych i międzyłańcuchowych wiązań wodorowych. Współczesne badania wykazały, że polisacharydy mają właściwości farmakologiczne, takie jak przeciwutlenianie [23-24], działanie przeciwstarzeniowe [25], regulacja odporności [26], działanie przeciwzapalne [27] i przeciwnowotworowe [28]. Aktywność biologiczna polisacharydów związana jest z ich czystością, budową chemiczną, rozpuszczalnością itp. W ostatnich latach aktywność biologiczna polisacharydów stała się gorącym punktem badawczym leków naturalnych, a także kanałem odkrywania nowych leków i opracowywania żywności funkcjonalnej . Dlatego polisacharydy odgrywają ważną rolę w medycynie i żywności. Yunnan w moim kraju jest głównym obszarem produkcji kawy, a kwiaty kawy mają potencjalną wartość rozwojową, ale istnieje niewiele badań dotyczących rozwoju kwiatów kawy Yunnan, a potencjalna wartość kwiatów kawy nie została wykorzystana. Dlatego w niniejszym artykule za obiekt badawczy przyjęto kwiaty kawy drobnoziarnistej Yunnan, aby przeprowadzić badania nad jej aktywnymi polisacharydami, mając na celu dogłębne zbadanie wszechstronnej wartości użytkowej kawy drobnoziarnistej Yunnan.

W tym artykule,polisacharydwydajność została wykorzystana jako wskaźnik oceny do optymalizacji procesu ekstrakcji polisacharydów i zdolności antyoksydacyjnych kwiatów kawy zebranych z miasta Baoshan w prowincji Yunnan, aby dostarczyć podstawowych danych do dalszego rozwoju biologicznie aktywnych polisacharydów. I podaj odniesienie do badania kawy drobnoziarnistej Yunnan i poprawy jej wartości dodanej.

1 Materiały i metody

1.1 Materiały i instrumenty

Kawakwiat Baoshan City, prowincja Yunnan; Bezwodny alkohol Tianjin Chemical Reagent Co., Ltd.; czystość antronu 98,{1}} procent, Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd.; stężony kwas siarkowy, kwas solny Chongqing Chuandong Chemical Co., Ltd.; 1,1-difenylo-2-trinitrofenylohydrazyna (DPPH), 2,2'-diaza-bis-3-etylobenzotiazolino{{10}}kwas sulfonowy (ABTS), 2, 4,6-tripirydylotriazyna (TPTZ), czystość rutyny 98,{18}} procent, Shanghai Ruiyong Biotechnology Co., Ltd.; rozpuszczalna w wodzie witamina E czystość 98,0 procent, Hefei Bomei Biotechnology Co., Ltd.; heksahydrat chlorku żelazowego o czystości analitycznej, Western

Long Science Co., Ltd.; Klasa analityczna nadsiarczanu potasu, fabryka odczynników chemicznych Tianjin Damao; Bufor PBS, bufor octanu sodu Xiamen Haibiao Technology Co., Ltd.

Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o Rich inpolisacharyd

Produkt do kawy instant Cistanche

waga elektroniczna FA2104N, 722-spektrofotometr Shanghai Qinghua Technology Co., Ltd.; KQ{2}}DB Ultrasonic Instrument, SHZ-D (Ⅲ) cyrkulacyjna wodna pompa próżniowa Gongyi Yuhua Instrument Co., Ltd.; Wielofunkcyjna szlifierka Xuman 1000Y Yongkang City Boou Hardware Products Co., Ltd.; 800 Wirówka elektryczna Jintan Fuhua Instrument Co., Ltd.; VFD{6}} próżniowa liofilizator Beijing Bo Yikang Experimental Instrument Co., Ltd.

1.2 Metoda eksperymentalna

1.2.1 Ekstrakcja kwiatu kawypolisacharydyPatrz metoda Zheng Tingting et al. [29] z modyfikacjami. Kwiaty kawy zebrane w mieście Baoshan w prowincji Yunnan suszono w cieniu w temperaturze pokojowej, sproszkowano za pomocą pulweryzatora i przepuszczono przez 80-siatkowe sito do użytku. Odważyć 2,0 g proszku z kwiatu kawy, dodać 20,0 ml czystej wody, moczyć przez 30 min,

Ultradźwięki przy 100 W przez 30 min w 40 stopniach, ochłodzono do temperatury pokojowej i przesącz zatrzymano po filtracji próżniowej. Do przesączu dodano etanol do stężenia 80 procent w celu wytrącenia i pozostawiono na 12 godzin. Po wirowaniu przy 4000 obr./min przez 10 min, supernatant odrzucono, a osad rozpuszczono w wodzie i liofilizowano w temperaturze -80 stopni, otrzymując surowy polisacharyd.

Przygotować 5 mg·ml-1 roztworu polisacharydu kwiatu kawy i odstawić.

1.2.2 Przygotowanie krzywej wzorcowej polisacharydów i oznaczanie zawartości polisacharydów w kwiatach kawy Krzywą wzorcową glukozy sporządzono w odniesieniu do metody antron-kwas siarkowy [30]. Przygotuj 0.0, 25.{{1{12}}}}, 50.0, 100.{{23} odpowiednio }, 150,0 i 200,0 μg/ml roztworów wzorcowych glukozy. Dokładnie odpipetować 1,00 ml powyższego wzorcowego roztworu glukozy o różnych stężeniach, dodać 1,00 ml czystej wody i umieścić w zamkniętej probówce o pojemności 25 ml. Dodać 5,0 ml 2,1 mg·mL-1 roztworu antronu-kwasu siarkowego, dobrze wstrząsnąć, schłodzić w łaźni lodowo-wodnej, ogrzewać we wrzącej łaźni wodnej przez 7 min i szybko schłodzić do temperatury pokojowej w łaźni lodowo-wodnej. Używając wody dejonizowanej jako ślepej próby kontrolnej,

Absorbancję A mierzono kolorymetrycznie przy 625 nm. Przyjmując zawartość bezwodnej glukozy jako odciętą (0.{2}}, 25.0, 50.0, 1{{1{{12} ( R2=0.9970) (gdzie: Y to wartość absorbancji, X to ilość glukozy, ug).

Dokładnie odpipetuj określoną objętość roztworu polisacharydu kwiatu kawowca o stężeniu 5 mg/ml, przygotowanego powyżej, do probówki o pojemności 25 ml z korkiem i dodaj czystą wodę do uzupełnienia do 2,00 ml. Dodać 5,0 mL 2,1 mg·mL-1 roztworu antronu-kwasu siarkowego, dobrze wstrząsnąć, schłodzić w łaźni lodowo-wodnej, ogrzewać we wrzącej łaźni wodnej przez 7 min i szybko schłodzić do temperatury pokojowej w kąpiel lodowo-wodna. Absorbancję A mierzono kolorymetrycznie przy 625 nm stosując wodę dejonizowaną jako ślepą próbę kontrolną. Wydajność polisacharydu kwiatu kawy obliczono zgodnie z równaniem krzywej standardowej glukozy, a każdą próbkę powtórzono 3 razy. Wyniki wyrażono jako wartość średnią, a wzór obliczeniowy był następujący:

Wydajność polisacharydu z kwiatów kawy ( procent )=X×m1×10−35×V×ms×100

We wzorze: X oznacza zawartość polisacharydu w objętości V roztworu polisacharydu kwiatu kawy, ug; V to zmierzona objętość roztworu polisacharydu, ml; 5 to stężenie przygotowanego roztworu polisacharydu kwiatu kawy, 5 mg·ml-1; m1 to liofilizowany kwiat kawy Całkowita masa polisacharydu, g; ms to masa próbki kwiatu kawy, g.

1.2.3 Eksperyment jednoczynnikowy

W procesie wspomaganej ultradźwiękami ekstrakcji polisacharydu z kwiatu kawy ważne czynniki wpływające na wydajność polisacharydu obejmują głównie temperaturę ultradźwiękową, czas ultradźwiękowy, stosunek ciecz-materiał, moc ultradźwiękową, czas namaczania i stężenie wytrącania alkoholu. Wybrano pięć poziomów temperatury ultradźwięków: 40, 50, 60, 70 i 80 stopni; wybrano pięć poziomów czasu ultradźwięków: 30, 60, 90, 120 i 150 min; : 1, 30: 1 ml/g pięć poziomów; moc ultradźwięków wybiera pięć poziomów 100, 125, 150, 175, 200 W; czas zanurzenia wybiera pięć poziomów 30, 60, 90, 120, 150 min; stężenie etanolu wybiera pięć poziomów 75 procent, 80 procent, 85 procent, 90 procent, 95 procent odpowiednio pięć poziomów, eksperyment jednoczynnikowy. Podczas filtrowania według jednego z parametrów

Pozostałe czynniki to: temperatura ultradźwiękowa 40 stopni, czas ultradźwiękowy 30 min,

Stosunek cieczy do materiału 10:1 mL/g, moc ultradźwięków 100 W, czas namaczania 30 min

i stężenie wytrącania alkoholu 80 procent.

1.2.4 Eksperyment z optymalizacją powierzchni odpowiedzi Zgodnie z zasadą projektowania eksperymentu Boxa-Benhnkena, z wydajnością polisacharydu z kwiatów kawy jako zmienną odpowiedzi, wybrano trzy czynniki, które mają największy wpływ na wydajność polisacharydu z kwiatów kawy z jednoczynnikowej wyniki badań, jak pokazano w tabeli 1. Optymalizacja temperatury ultradźwięków z wydajnością polisacharydu z kwiatu kawy jako stopień indeksu, czas ultradźwięków i moc ultradźwięków.

1.2.5 Test zdolności antyoksydacyjnej

1.2.5.1 Eksperymenty z wychwytywaniem wolnych rodników DPPH Eksperymenty z wychwytywaniem wolnych rodników DPPH przeprowadzono jak opisano w Ref. [31]. Weź 3,9 ml 0.{13}}75 mmol/L roztworu reakcyjnego DPPH i wymieszaj z 100 μL roztworów polisacharydów o różnych stężeniach. Reakcję prowadzono w temperaturze pokojowej przez 30 minut w ciemności, a wartości absorbancji mierzono przy 515 nm. Stosując rutynę jako kontrolę pozytywną, współczynnik wychwytywania wolnych rodników przez DPPH obliczono jako: I procent =[(A0–As)/A0]×100 (gdzie: As to absorbancja roztworu próbki; A0 to absorbancję roztworu bez próbki), a aktywność przeciwutleniającą wyraża się jako 50-procentowy wskaźnik hamowania (IC50).

1.2.5.2 ABTS plus eksperyment wychwytywania wolnych rodników

Eksperymenty ABTS plus z wychwytywaniem rodników przeprowadzono przy użyciu metody opisanej w Ref. [32]. Wziąć 2 mL roztworu polisacharydu i dodać go odpowiednio do 2 mL ABTS plus roztworu wolnych rodników, po jednorodnym wymieszaniu, poddać reakcji w temperaturze pokojowej przez 6 min i zmierzyć absorpcję UV przy 734 nm, a rutyna jest kontrolą pozytywną. Wzór na obliczenie ABTS plus zdolność wychwytywania wolnych rodników jest następujący: I( procent )=[(A0–As)/A0]×10{ {12}} (gdzie As oznacza absorbancję roztworu próbki; A0 oznacza absorbancję roztworu bez próbki) Krzywą wzorcową wyznacza się, mierząc Rysunek roztworów wzorcowych Trolox o różnych stężeniach (I procent =0,0247C −0,0046, R2=0,9937), anty-

Aktywność oksydacyjną wyraża się w mmolach troloksu/g.

1.2.5.3 Metoda FRAP

Metoda opisana w poz. [33] wykorzystano do określenia pojemności antyoksydacyjnej FRAP. Weź 5,0 ml TPTZ, 5,0 ml 20 mmol/L FeCl3 i 50 ml roztworu buforowego octanu sodu (300

mmol/l, pH 3,6) w celu przygotowania roztworu roboczego FRAP; 100 μl próbki zmieszano z 300 μl wody i 3,0 ml roztworu roboczego FRAP, umieszczono w łaźni wodnej o temperaturze 37 stopni na 30 min; absorbancję mierzono przy 595 nm. Przygotowano krzywą wzorcową z FeSO4 jako substancją wzorcową (A=0.572C0.008, R2=0.9974), a rutynę zastosowano jako kontrolę pozytywną, zgodnie z krzywą standardową

Oblicz zdolność redukującą w mmolach FeSO4/g polisacharydu.

1.3 Przetwarzanie danych

Wszystkie eksperymenty powtórzono trzykrotnie i przyjęto wartość średnią. Oprogramowanie DesignExpert 8.0}.6 zostało użyte do zaprojektowania i analizy eksperymentów z powierzchnią odpowiedzi.

2 Wyniki i analiza

2.1 Wyniki eksperymentów jednoczynnikowych

Wyniki eksperymentu z jednym czynnikiem przedstawiono na ryc. Wpływ temperatury ultradźwiękowej na wydajność polisacharydu z kwiatu kawy: temperatura ultradźwiękowa wynosiła 40-80 stopień, a wydajność polisacharydu wynosiła 1,0048 procent -1}.7982 procent . W zakresie 40-70 stopni wydajność polisacharydu z kwiatów kawy stopniowo rosła wraz ze wzrostem temperatury ultradźwięków, osiągając maksimum przy 70 stopniach i zaczęła spadać po 70 stopniach. Może to być spowodowane zmniejszoną wydajnością polisacharydów na skutek niszczenia struktury polisacharydów z kwiatów kawy w warunkach wysokiej temperatury, co podobnie opisano w literaturze [29,34−35]. Temperaturę sonikacji wybrano na 70 stopni.

Wpływ czasu ultradźwięków na wydajność polisacharydu z kwiatu kawy: czas ultradźwięków wynosił 30-150 min, wydajność polisacharydu wynosiła 1,0369 procent -1,5853 procent, wydajność polisacharydu wzrastała wraz ze wzrostem czasu ultradźwięków, i osiągnęła maksimum po 90 minutach, wydajność zaczęła spadać wraz ze wzrostem czasu sonikacji. Dzieje się tak dlatego, że krótkotrwała ekstrakcja ultradźwiękowa nie sprzyja pełnemu rozpuszczeniu polisacharydów, podczas gdy długotrwała ekstrakcja ultradźwiękowa spowoduje degradację polisacharydów i doprowadzi do spadku wydajności, co jest również opisywane w literaturze [29,34−35]. Dlatego czas sonikacji wybrano na 90 minut.

Wpływ stosunku ciecz-ciało stałe na wydajność polisacharydu z kwiatów kawy: wpływ stosunku ciało stałe-ciecz na wydajność polisacharydu jest niewielki. Wydajność polisacharydu wzrastała wraz ze wzrostem stosunku ciecz-ciało stałe i osiągała maksimum przy 25:1 mL/g. Po 25:1 ml/g wydajność malała wraz ze wzrostem stosunku cieczy do substancji stałych. Mniej rozpuszczalnika doprowadzi do niewystarczającego rozpuszczenia polisacharydu, co spowoduje niższą wydajność polisacharydu; więcej rozpuszczalnika rozpuści polisacharyd i utrudni jego wytrącenie, a jednocześnie wydajność zostanie zmniejszona z powodu absorpcji promieniowania ultradźwiękowego przez rozpuszczalnik. 29,34−35] również mają podobne relacje. Biorąc pod uwagę, że stosunek cieczy do materiału ma niewielki wpływ na wydajność, w celu zaoszczędzenia ilości odczynników, stosunek cieczy do materiału wybrano jako 10:1 mL/g.

Wpływ mocy ultradźwięków na wydajność polisacharydu z kwiatu kawy: moc ultradźwięków wybrano jako 100-200 W, a wydajność polisacharydu wyniosła 1,1185 procent -1, 8583 procent. Po W wydajność malała wraz ze wzrostem mocy ultradźwięków. Wzrost mocy ultradźwięków może skutecznie niszczyć komórki i tkanki w celu rozpuszczenia polisacharydów w rozpuszczalniku, więc zwiększenie mocy ultradźwięków jest korzystne dla wytrącania polisacharydów; jednakże efekt fragmentacji i efekt termiczny wytwarzany przez większe fale ultradźwiękowe również zwiększą rozpuszczanie zanieczyszczeń w kwiatach kawy. , efekt termiczny zniszczy składniki polisacharydowe i spowoduje spadek wydajności polisacharydu, co jest również opisywane w literaturze [36−37]. Dlatego moc ultradźwięków została wybrana na 175 W.

Wpływ czasu moczenia na wydajność polisacharydu z kwiatów kawy: wpływ czasu moczenia na wydajność polisacharydu był niewielki, czas moczenia wynosił 30-150 min, a wydajność polisacharydu wynosiła 1,1827 procent -1. 4609 proc. W zakresie 30-90 min wydajność polisacharydu rosła wraz ze wzrostem czasu moczenia i osiągała maksimum po 90 min. Po 90 min, wraz ze wzrostem czasu moczenia, wydajność nieznacznie spadała i była płaska. Przedłużenie czasu namaczania może ułatwić wytrącanie polisacharydów podczas ultradźwięków i zmniejszyć zużycie energii. Jednak zbyt długie moczenie nie może przynieść wyższej wydajności, a zbyt długie moczenie spowoduje również uwolnienie innych składników i wpłynie na wydajność polisacharydu. Jest to podobne do opisanego w [38]. Biorąc pod uwagę, że wpływ czasu namaczania jest niewielki, w celu zaoszczędzenia czasu wybrano czas namaczania na 30 min.

Wpływ stężenia wytrącania alkoholu na wydajność polisacharydu kwiatu kawy: stężenie wytrącania alkoholu ma niewielki wpływ na wydajność polisacharydu, stężenie wytrącania alkoholu wynosi 75% ~ 95%, wydajność polisacharydu wynosi 0,9703% ~1,2806%. Wydajność polisacharydu wzrastała wraz ze wzrostem stężenia etanolu i osiągała maksimum na poziomie 85%. Po 85 proc. wraz ze wzrostem stężenia etanolu wydajność malała. Ekstrakcja wodna i wytrącanie alkoholem polega na zastosowaniu polisacharydu nierozpuszczalnego w alkoholu w celu wytrącenia go. Gdy ilość dodawanego etanolu wzrasta, polisacharyd jest nierozpuszczalny w etanolu i wytrąca się, a wydajność wzrasta. Gdy stężenie wytrącania alkoholu przekracza 85 procent, wydajności polisacharydu nie można poprawić, ale odczynniki są marnowane. Jest to podobne do opisanego w [38]. Aby uprościć operację, w tym artykule przyjęto metodę bezpośredniego dodawania etanolu w celu dostosowania stężenia alkoholu do wytrącania. Jednocześnie, ponieważ wydajność 80 procent i 85 procent polisacharydu nie różni się zbytnio, może to zaoszczędzić odczynniki i zmniejszyć ilość odpadów. Dlatego też wybrano stężenie wytrącania alkoholu na poziomie 80 procent.

2.2 Wyniki testu powierzchni odpowiedzi

2.2.1 Wyniki testu powierzchni odpowiedzi Temperatura ultradźwięków, czas ultradźwięków i moc ultradźwięków mają ogromny wpływ. Dlatego na podstawie powyższych eksperymentów jednoczynnikowych metoda powierzchni odpowiedzi jest zoptymalizowana dla trzech warunków temperatury ultradźwięków, czasu ultradźwięków i mocy ultradźwięków. Wyniki przedstawiono w tabeli 2. .

Przyjmując wydajność polisacharydu (Y) jako wskaźnik odpowiedzi, ustalono model regresji z trzema czynnikami: temperaturą ultradźwiękową, czasem ultradźwiękowym i mocą ultradźwiękową, i otrzymano równanie regresji kwadratowej:

Y{{0}}.29−0.067A plus 0.{10}}54B−0. 019C plus 0,34AB plus 0,083AC plus 0,011BC-0,40A2

−0.19B2−0.27C2

2.2.2 Test istotności wariancji

Wyniki testu przedstawiono w tabeli 3.

Zgodnie z wynikami analizy wariancji w tabeli 3, model całkowity był istotny (P<0.0001), and the model reached a very significant level, indicating that the difference between different factors was significant; according to the absolute value of the linear coefficient of the regression equation, it can be seen that each factor has a significant effect on the total polysaccharide yield. The order of influence is: A>B>C, that is, ultrasonic temperature> ultrasonic time> ultrasonic power. Lack of fit item P=0.5764>0.05 test braku dopasowania pozycji jest nieistotny, co wskazuje, że nieznane czynniki mają niewielki wpływ na wyniki testu, a pozycja resztkowa jest spowodowana głównie błędami losowymi, co wskazuje, że dobór modelu jest właściwy i prawidłowy . Znaczący był wpływ AB (P<0.05), and the influence of A2, B2, and C2 was extremely significant (P<0.01). In the whole model, the adjustment coefficient R2Adj=0.9277 in the model, indicating that 92.77% of the response value changes can be carried out through the model. Explanation, the coefficient of determination R2 = 0.9684, indicating that the model is highly reliable, and the model fits well with the experiment, and this model can be used for analysis and prediction [39−42].

2.2.3 Powierzchnie odpowiedzi i kontury

Diagram powierzchni odpowiedzi interakcji różnych czynników na wydajność polisacharydu z kwiatu kawy pokazano na rycinie 2. Interakcja między temperaturą ultradźwiękową a czasem ultradźwiękowym wykazała, że ​​interakcja między nimi była znacząca; gdy temperatura ultradźwięków pozostała niezmieniona, wydajność polisacharydów z kwiatów kawy najpierw wzrosła, a następnie zmniejszyła się wraz ze wzrostem czasu ultradźwięków; gdy czas ultradźwięków pozostał niezmieniony, kawa Wydajność polisacharydu kwiatowego najpierw wzrosła, a następnie zmniejszyła się wraz ze wzrostem temperatury ultradźwiękowej. Z interakcji między temperaturą ultradźwiękową a mocą ultradźwiękową można zauważyć, że gdy temperatura ultradźwiękowa jest stała, wydajność polisacharydu z kwiatów kawy najpierw wzrasta, a następnie maleje wraz ze wzrostem mocy ultradźwiękowej; gdy moc ultradźwięków pozostaje niezmieniona, wydajność polisacharydu z kwiatów kawy wzrasta wraz z falą ultradźwiękową. Wzrost temperatury najpierw wzrasta, a następnie maleje. Z interakcji między czasem ultradźwiękowym a mocą ultradźwiękową można zauważyć, że gdy czas ultradźwiękowy jest stały, wydajność polisacharydu kwiatu kawy najpierw wzrasta, a następnie maleje wraz ze wzrostem mocy ultradźwiękowej; gdy moc ultradźwięków jest stała, wydajność polisacharydu z kwiatów kawy wzrasta wraz ze wzrostem mocy ultradźwięków. Przyrost czasu najpierw rośnie, a potem maleje.

Dlatego stosując wydajność polisacharydu jako standard oceny, wyniki optymalizacji metody powierzchni odpowiedzi dla trzech warunków czasu ultradźwięków, temperatury ultradźwięków i mocy ultradźwięków to: temperatura ultradźwięków 69,56 stopnia, czas ultradźwięków 92,99 min i moc ultradźwięków 174,01 W, to przewiduje się, że pod tym warunkiem 2,290 proc. Zgodnie z rzeczywistą sytuacją, temperatura ultradźwięków 69,5 stopnia, czas ultradźwięków 93,00 min, moc ultradźwięków 175 W, czas zanurzenia 30 min, stosunek cieczy do materiału 10: Do 4 równoległych testów wybrano 1 ml/g i stężenie etanolu 80 procent.

Średnia wydajność wyniosła 2,292 procent ±0,061 procent. Jest on w zasadzie zbliżony do wartości teoretycznej uzyskanej w teście, co wskazuje na dobre dopasowanie wartości przewidywanej do wartości rzeczywistej, dzięki czemu zoptymalizowane parametry procesu uzyskane przez powierzchnię odpowiedzi w tym badaniu są dokładne i wiarygodne [43].

2.3 Eksperymentalne wyniki zdolności antyoksydacyjnych

Test DPPH jest wydajnym i czułym modelem oceny zdolności antyoksydacyjnych roślin. Zdolność badanej próbki do wychwytywania wolnych rodników jest związana z jej potencjalną zdolnością oddawania protonów; Test ABTS jest szeroko stosowany do oceny zdolności antyoksydacyjnych próbek roślinnych, którymi można badać próbki Aktywność przeciwutleniająca składników lipofilowych i hydrofilowych w metodzie FRAP; zdolność redukcyjną produktów naturalnych oceniono redukując Fe3 plus -TPTZ do Fe2 plus -TPTZ [44−45]. Wyniki eksperymentów przeciwutleniających polisacharydów z kwiatów kawy przedstawiono w tabeli 4. Polisacharydy z kwiatów kawy mają pewne działanie przeciwutleniające przeciwko wolnym rodnikom DPPH i ABTS plus wolne rodniki, ale ich aktywność przeciwutleniająca jest niższa niż rutyny.

3 Wniosek

W tym eksperymencie jako surowiec użyto drobnoziarnistego kwiatu kawy Yunnanpolisacharyddrobnoziarnistego YunnanKawaKwiat został wyekstrahowany za pomocą ultradźwięków. Stwierdzono, że czas ultradźwięków, temperatura ultradźwięków i moc ultradźwięków mają istotny wpływ na ekstrakcję polisacharydów z kwiatów kawy. Następnie czas ultradźwięków, temperaturę ultradźwięków i moc ultradźwięków zoptymalizowano za pomocą powierzchni odpowiedzi, a optymalne warunki procesu polisacharydu z kwiatu kawy określono w następujący sposób: temperatura ultradźwięków 69,5 stopnia, czas ultradźwięków 93 min, moc ultradźwięków 175 W, stosunek cieczy do materiału 10:1 ml/g. Czas moczenia wynosił 30 minut, a stężenie etanolu wynosiło 80 procent. W tych warunkach wydajność polisacharydu wynosiła 2,292% ± 0,061%. Metoda może skutecznie poprawić wydajność kwiatu kawypolisacharyd, przy jednoczesnym skróceniu czasu ekstrakcji i zmniejszeniu ilości zużywanego etanolu. Wyniki eksperymentów przeciwutleniających wykazały, że polisacharydy z kwiatów kawy wykazują słabą zdolność przeciwutleniającą. To badanie dostarczy odniesienia do dalszej separacji i oczyszczania kwiatu kawypolisacharydi badań nad jej działaniem i funkcją, a także zapewni podstawy teoretyczne i wsparcie dla dalszego rozwoju i wykorzystania kawy.

Wsparcie:

wallence.suen@wecistanche.com 0015292862950