Optimeiddio'r broses dadwaddoliad a gweithgaredd gwrthocsidiol dyfyniad polysacarid Cistanche deserticola trwy fethodoleg arwyneb ymateb ⅱ
Mar 10, 2025
2 ganlyniad a dadansoddiad
2.1 arbrofion un ffactor
2.1.1 Effaith dos carbon wedi'i actifadu ar ddadwaddoliad dyfyniad polysacarid cistanche
Mae dadwaddoliad carbon wedi'i actifadu yn fath o ddadwaddoliad arsugniad. Mae arwyneb gronynnau carbon wedi'i actifadu yn cynnwys nifer o mandyllau a sianeli, a all hysbysebu moleciwlau pigment yn gryf. Fodd bynnag, gall hefyd adsorbio moleciwlau polysacarid yn yr hydoddiant, gan achosi colli polysacarid [25]. Fel y dangosir yn Ffigur 1a:
Gyda'r cynnydd mewn dos carbon wedi'i actifadu, mae'r gyfradd dadwaddoli yn cynyddu'n raddol. Fodd bynnag, pan fydd y dos yn fwy na 10%, mae tueddiad twf y gyfradd dadwaddoli yn arafu.
Pan fydd y dos yn is na 20%, mae'r gyfradd adfer polysacarid yn cynyddu, ond pan fydd yn fwy na 20%, mae'r gyfradd adfer yn dechrau gostwng.
Pan fydd y dos yn 20%, mae'r effaith dadwaddoli yn optimaidd.
O ystyried y ffactorau gweithredol a chost mewn cynhyrchu ymarferol, dewiswyd 10%, 20%, a 30%fel y lefelau dos carbon actifedig ar gyfer yr arbrawf arwyneb ymateb.
Atchwanegiadau cistanche llysieuol polysacarid lefel uchel
2.1.2 Effaith amser dadwaddoli ar ddyfyniad polysacarid Cistanche
Mae angen rhywfaint o amser ar arsugniad moleciwlau pigment gan garbon actifedig. Fel y dangosir yn Ffigur 1b:
O fewn 10-50 munud, mae'r gyfradd dadwaddoli yn cynyddu'n raddol. Fodd bynnag, pan fydd yr amser dadwaddoli yn fwy na 50 munud, mae'r gyfradd dadwaddoli yn dechrau gostwng. Mae'r ffenomen hon yn digwydd oherwydd bod dadwaddoliad trwy garbon wedi'i actifadu yn cynnwys proses ddeinamig o arsugniad a desorption. Wrth i ddesorption moleciwlau pigment gyflymu gydag amser rhyngweithio hirfaith, mae cyfaint y moleciwlau pigment desorbed yn cynyddu, gan arwain at ostyngiad yn y gyfradd dadwaddoli.
Mae'r gyfradd adfer polysacarid yn dangos tueddiad graddol ar i lawr. Gall hyn fod oherwydd bod y cynnwys polysacarid yn yr hydoddiant yn sylweddol uwch na chynhwysedd arsugniad y carbon wedi'i actifadu, gan leihau'r gwahaniaeth rhwng y cyfraddau arsugniad a desorption [26].
Er bod y gyfradd decolorization a'r gyfradd adfer yn ystod y 30 munud cyntaf yn dderbyniol, mae'n heriol prosesu cyfeintiau mawr o samplau o fewn amser mor fyr mewn cynhyrchu ymarferol.
Felly, o ystyried amodau cynhyrchu ymarferol, dewiswyd 40, 50, a 60 munud fel y lefelau amser dadwaddoli ar gyfer yr arbrawf arwyneb ymateb.
Ffig.1 Dylanwad crynodiad carbon wedi'i actifadu, amser dadwaddoli, tymheredd dadwaddoli a pH ar effeithiau dadwaddoliad polysacarid cistanche deserticola
2.1.3 Effaith tymheredd dadwaddoli ar ddadwaddoliad dyfyniad polysacarid cistanche
Fel y dangosir yn Ffigur 1c, o fewn yr ystod o 20–40 gradd, mae cyfradd dadwaddoliad Cistanche yn cynyddu'n raddol gyda thymheredd dadwaddoliad yn codi. Pan fydd y tymheredd dadwaddoli yn cyrraedd 40 gradd, y gyfradd dadwaddoliad a'r gyfradd adfer polysacarid yw 64.39% ac 84.49%, yn y drefn honno. Fodd bynnag, pan fydd y tymheredd yn fwy na 40 gradd, mae'r gyfradd dadwaddoli yn dechrau dirywio. Gall hyn fod oherwydd bod tymereddau rhy uchel yn effeithio'n negyddol ar arsugniad pigmentau trwy garbon wedi'i actifadu, a thrwy hynny wanhau'r effaith dadwaddoli.
Wrth i'r tymheredd dadwaddoli gynyddu, mae'r gyfradd adfer polysacarid yn gostwng ychydig. Fodd bynnag, nid yw mân amrywiadau mewn tymheredd yn cael fawr o effaith ar arsugniad polysacaridau gan garbon actifedig [11]. O fewn yr ystod o 30-50 gradd, mae'r gyfradd adfer màs yn parhau i fod yn gymharol uchel. O ystyried y defnydd o ynni mewn prosesau cynhyrchu ymarferol, dewiswyd 30 gradd, 40 gradd a 50 gradd fel y lefelau tymheredd dadwaddoliad ar gyfer yr arbrawf arwyneb ymateb.
2.1.4 Effaith pH ar ddadwaddoliad dyfyniad polysacarid cistanche
Mae'r broses dadwaddoli arsugniad gan ddefnyddio carbon wedi'i actifadu yn gofyn am gyfranogiad ïonau H⁺. Gall cynyddu crynodiad ïonau H⁺ yn y toddiant wella'r gyfradd dadwaddoli [27]. Fel y dangosir yn Ffigur 1D, gyda'r cynnydd mewn pH, mae cyfradd dadwaddoli Cistanche yn gyffredinol yn dangos tuedd ar i lawr, tra bod y gyfradd adfer polysacarid yn cynyddu'n raddol. Gall hyn fod oherwydd bod lefelau pH isel yn effeithio ar strwythur y polysacaridau, gan leihau'r gyfradd adfer.
O fewn yr ystod o pH 4–7, nid yw'r dirywiad yn y gyfradd dadwaddoliad yn arwyddocaol, ac mae'r gyfradd adfer polysacarid yn parhau i fod yn gymharol uchel. O ystyried mai pH mesuredig yr hydoddiant sampl yw 5.03, gall dewis pH 5.03 gan fod y pH gorau posibl mewn cynhyrchu diwydiannol osgoi defnyddio asidau a seiliau, lleihau costau, a bod o fudd i ddiogelu'r amgylchedd. Felly, dewiswyd lefelau pH o 4, 5 a 6 fel y lefelau pH ar gyfer yr arbrawf arwyneb ymateb.
2.2 Optimeiddio'r broses dadwaddoli ar gyfer dyfyniad polysacarid Cistanche gan ddefnyddio methodoleg arwyneb ymateb
2.2.1 Canlyniadau Arbrofion Optimeiddio Arwyneb Ymateb
Dangosir y canlyniadau arbrofol yn Nhabl 2, a dangosir canlyniadau'r dadansoddiad amrywiant yn Nhabl 3. O Dabl 3:
Yn y model gosod wyneb ymateb gan ddefnyddio cyfradd dadwaddoli (Y1) a chyfradd adfer polysacarid (Y2) fel gwerthoedd ymateb, roedd gwerthoedd-p y modelau ar gyfer Y1 ac Y2 ill dau yn llai na 0 01, gan nodi gwahaniaethau arwyddocaol iawn. Felly, mae'r modelau'n ystyrlon.
Roedd gwerthoedd-p y termau diffyg-ffit yn fwy na 0. 05, gan nodi dim gwahaniaethau arwyddocaol. Mae hyn yn awgrymu bod gwerthoedd a ragwelir y model yn cyd -fynd yn dda â'r gwerthoedd gwirioneddol, gan eu gwneud yn addas ar gyfer darogan canlyniadau arbrofol a phennu'r amodau proses gorau posibl.
Y cyfernodau cydberthynas (r²) ar gyfer y1 ac y2 oedd 0. 8633 a 0. 9308, yn y drefn honno, gan nodi y gallai'r model ragweld 86. 33% a 93.08% o ganlyniadau arbrofol a da, gyda chanlyniadau bach a da, gyda chanlyniadau bach, gyda chanlyniadau bach, gyda chanlyniadau bach, gyda chanlyniadau bach a da, gyda chanlyniadau bach a da, gyda chanlyniadau bach, gyda chanlyniadau bach a da, gyda chanlyniadau bach a da.
Trwy ffitio atchweliad lluosog a dadansoddiad amrywiant, sefydlwyd y modelau atchweliad polynomial cwadratig ar gyfer y gyfradd dadwaddoli (Y1) a chyfradd adfer polysacarid (Y2) ynghylch dos carbon actifedig, amser, tymheredd a pH fel a ganlyn:
Cyfradd Decolorization (Y1):
Y {{{0}}. 21 + 0. 1 0 a - 0. 22b - 0. 44c - {0. 29d - {17}. + 0. 07bc - 0.07bd - 3.08a² - 1.27b² - 1.09c² - 1.82d²
Cyfradd Adfer Polysacarid (Y2):
Y {{{0}}. 93 + 0. 12a - 0. 41b - 0. 54c - 0. 3 0 D - {134AC}}. + 0. 08bc + 0. 04bd + 0. 04cd - 3.78a² - 1.15b² - 1.51c² - 2.10d²
Yn ogystal, roedd y modelau cwadratig ar gyfer y ddau werth ymateb yn dangos gwahaniaethau arwyddocaol iawn. Cafodd ffactorau C, A², B², C², a D² effeithiau sylweddol ar gyfradd dadwaddoli'r dyfyniad polysacarid Cistanche (p <{{{0}}. 0 5 neu p <{0. 01). Yn yr un modd, cafodd ffactorau B, C, A², B², C², a D² effeithiau sylweddol ar gyfradd adfer polysacarid (p <0.05 neu p <0.01). Mae hyn yn dangos nad yw'r perthnasoedd rhwng y ffactorau a'r gwerthoedd ymateb yn berthnasoedd llinol syml.
2.2.2 Rhyngweithio rhwng dau ffactor ar gyfradd dadwaddoli
NisgrifiArbenigwr Dylunio 8. 0. 6Dadansoddwyd meddalwedd, yr effeithiau rhyngweithio rhwng ffactorau, a chynhyrchwyd lleiniau arwyneb ymateb 3D i ddadansoddi'r rhyngweithiadau rhwng parau o ffactorau a'u heffeithiau ar y gwerthoedd ymateb yn weledol.
Fel y dangosir yn Ffigurau 2a - f:
Wrth i lefelau'r ffactorau sy'n rhyngweithio gynyddu, dangosodd cyfradd dadwaddoli dyfyniad polysacarid Cistanche duedd o gynyddu i ddechrau ac yna'n gostwng.
Roedd y newidiadau rhwng dos carbon wedi'i actifadu a ffactorau eraill yn fwy amlwg, gan nodi rhyngweithio cryf rhwng y ffactorau hyn.
Mewn cyferbyniad, roedd y newidiadau rhwng tymheredd dadwaddoli ac amser dadwaddoli, tymheredd pH a dadwaddoliad, ac amser pH a dadwaddoliad yn llai amlwg, gan nodi rhyngweithio gwannach rhwng y parau hyn o ffactorau.
2.2.3 Rhyngweithio rhwng dau ffactor ar gyfradd adfer polysacarid
Fel y dangosir yn Ffigurau 3a - f:
Wrth i lefelau'r ffactorau rhyngweithio gynyddu, dangosodd cyfradd adfer polysacarid y darn polysacarid Cistanche hefyd duedd o gynyddu i ddechrau ac yna'n gostwng.
Roedd y newidiadau rhwng dos carbon wedi'i actifadu a ffactorau eraill yn fwy amlwg, gan nodi rhyngweithio cryf rhwng y ffactorau hyn.
Mewn cyferbyniad, roedd y newidiadau rhwng tymheredd dadwaddoli ac amser dadwaddoli, tymheredd pH a dadwaddoliad, ac amser pH a dadwaddoliad yn llai amlwg, gan nodi rhyngweithio gwannach rhwng y parau hyn o ffactorau.
| Arbrawf Na. | Dos carbon wedi'i actifadu (%) | B Amser Decolorization (MIN) | C Tymheredd Decolorization (Gradd) | D Ph | Y₁ Cyfradd Decolorization (%) | Y₂ Cyfradd adfer polysacarid (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 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 |
| Ffynhonnell | Cyfernod | Y₁ | Y₂ | Swm y sgwariau | Y₁ | Y₂ | Sgwâr cymedrig | Y₁ | Y₂ | F Gwerth | Y₁ | Y₂ | P werth | Y₁ | Y₂ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Fodelith | 13.64 | 73.29 | 78.39 | 14.55 | 10.88 | <0.0001 | <0.0001 | ||||||||
| A(Dos carbon wedi'i actifadu) | 0.10 | 0.72 | 0.98 | <0.05 | |||||||||||
| B(Amser) | |||||||||||||||
| Chofnodes |
2.2.4 Penderfynu ar yr amodau proses gorau posibl ac arbrofion dilysu
Gan ddefnyddio'r dyluniad blwch-Behnken, datblygwyd y cynllun arbrofol, a dadansoddwyd y data arbrofol gan ddefnyddioArbenigwr Dylunio 8. 0. 6meddalwedd. Penderfynwyd ar yr amodau proses dadwaddoliad gorau posibl ar gyfer dyfyniad polysacarid Cistanche gyda charbon actifedig fel a ganlyn:
Dos carbon wedi'i actifadu:20.18%
Tymheredd:37.74 gradd
Amser:48.88 munud
Ph:4.92
O dan yr amodau hyn, y canlyniadau a ragwelwyd oedd:
Cyfradd Decolorization:61.25%
Cyfradd adfer polysacarid:98.02%
O ystyried dichonoldeb cynhyrchu ymarferol, addaswyd yr amodau proses gorau posibl ychydig i:
Dos carbon wedi'i actifadu:20%
Tymheredd:37 gradd
Amser:49 munud
Ph:5.03
O dan yr amodau gorau posibl wedi'u haddasu, cynhaliwyd tri arbrawf dilysu cyfochrog. Y canlyniadau oedd:
Cyfradd Decolorization:62.66%
Cyfradd adfer polysacarid:96.16%
Dangosodd y gwerthoedd mesuredig wyriadau oddi wrth werthoedd damcaniaethol y model atchweliad o fewn ystod resymol, gan ddangos bod y model yn ddilys [28].
2.3 Gweithgaredd gwrthocsidiol polysacaridau Cistanche
2.3.1 DPPH Scavenging Radical Gallu Cistanche Polysacaridau
Mae polysacaridau planhigion yn arddangos gweithgaredd gwrthocsidiol sylweddol, yn gyffredinol o fewn yr ystod crynodiad o1. 0 - 1 0. 0 mg/ml. Gall y broses decolorization ddylanwadu ar weithgaredd gwrthocsidiol polysacaridau [16,29].
Fel y dangosir yn Ffigur 4, gwellwyd gallu scavenging radical DPPH polysacaridau cistanche decolorized yn sylweddol. Ar grynodiad o1. 0 mg/ml, cynyddodd cyfradd scavenging radical DPPH o14.78% (cyn dadwaddoli)i38.38% (ar ôl dadwaddoli).
Mae hyn yn dangos y gall y broses dadwaddoli wella gallu scavenging radical DPPH polysacaridau Cistanche. Gellir priodoli'r gwelliant hwn i gael gwared ar amhureddau yn ystod y broses dadwaddoli, sy'n cynyddu purdeb y polysacaridau ac wedi hynny yn gwella eu gweithgaredd.
2.3.2 Cyfanswm pŵer lleihau polysacaridau Cistanche
O dan amodau asidig, gall gwrthocsidyddion leihau Fe³⁺-tptz (ferric-tripyridyltriazine) i Fe²⁺-TPTZ, sy'n cynhyrchu lliw glas. Yr amsugnedd yn593 nmgellir ei ddefnyddio i gyfrifo cyfanswm pŵer lleihau'r sampl. Mae gwerth FRAP uwch yn dynodi cyfanswm pŵer lleihau cryfach [30].
Fel y dangosir yn Ffigur 5, cyfanswm pŵer lleihau1. 0 mg/mlNi ddangosodd polysacaridau Cistanche unrhyw wahaniaeth amlwg cyn ac ar ôl dadwaddoli. Gall hyn fod oherwydd diffyg sylweddau yn y darn sy'n gallu ymateb gyda Fe³⁺-TPTZ, neu bresenoldeb sylweddau sy'n atal trosi Fe³⁺-TPTZ i Fe²⁺-TPTZ.
2.3.3 Gallu scavenging radical hydrocsyl polysacaridau cistanche
Fel y dangosir yn Ffigur 6, cyfradd scavenging radical hydrocsyl o1. 0 mg/mlCynyddodd polysacaridau cistanche o84.37% (cyn dadwaddoli)i96.18% (ar ôl dadwaddoli).
Mae hyn yn dangos bod gan polysacaridau Cistanche allu scavenging radical hydrocsyl sylweddol, a gafodd ei wella ymhellach ar ôl dadwaddoli. Gellir priodoli'r gwelliant hwn i'r cynnydd mewn purdeb polysacarid ar ôl y broses dadwaddoli, sy'n gwella'r gallu scavenging radical hydrocsyl.
Yn yr un modd, mae Sun Mingli et al. Canfu [31] fod gallu scavenging radical hydrocsyl polysacaridau Scutellaria wedi'i wella'n sylweddol ar ôl dadwaddoli, yn gyson â'r canlyniadau a gafwyd yn yr astudiaeth hon.
2.3.4 Abts cation gallu scavenging radical polysacaridau cistanche
Mae astudiaethau wedi dangos y gall triniaeth decolorization polysacaridau leihau eu gallu scavenging radical cation [32]. Fel y dangosir yn Ffigur 7,1. 0 mg/mlMae polysacaridau Cistanche yn arddangos gweithgaredd scavenging radical Abts Cation sylweddol. Fodd bynnag, ar ôl dadwaddoli, gostyngodd y gweithgaredd yn sylweddol, gan ollwng o7.85% (cyn dadwaddoli)i0. 89% (ar ôl dadwaddoli).
Mae hyn yn dangos bod y broses dadwaddoli yn gwanhau gallu scavenging radical Abts cation polysacaridau Cistanche. Gall y gostyngiad hwn fod oherwydd cael gwared ar gydrannau o fewn polysacaridau Cistanche sy'n adweithio â radicalau cation ABTS, gan arwain at ddirywiad mewn gallu scavenging.
3 Casgliad
Defnyddiodd yr astudiaeth hon garbon wedi'i actifadu fel asiant dadwaddoli, gyda chyfradd decolorization a chyfradd adfer polysacarid fel dangosyddion gwerthuso. Yn seiliedig ar ganlyniadau arbrofol un ffactor, canlyniadau arbrofol arwyneb ymateb, a dichonoldeb cynhyrchu ymarferol, pennwyd yr amodau proses gorau posibl fel a ganlyn:
Dos carbon wedi'i actifadu: 20%
Tymheredd:37 gradd
Amser:49 munud
Ph: 5.03
O dan yr amodau hyn, roedd cyfradd dadwaddoli'r dyfyniad polysacarid Cistanche62.66%, ac roedd y gyfradd adfer polysacarid yn96.16%. Dangosodd y polysacaridau o ganlyniad allu scavenging radical DPPH a oedd wedi gwella'n sylweddol a gallu scavenging radical hydrocsyl.
Dangosodd y broses decolorization hon effeithlonrwydd dadwaddoliad da a chyfradd adfer polysacarid uchel, gan ddarparu cyfeiriad ar gyfer paratoi cynhyrchion polysacarid cistanche purdeb uchel, esthetig uwchraddol.
