Echdynnu Glycosidau Phenylethanoid O Cistanche Tubulosa Trwy Echdyniad Homogeneiddio Cneifio Cyflym

Cyswllt: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 E-bost:audrey.hu@wecistanche.com

Wenjing Pei a Ruili Guo

Cefndir:

Cistanche tubulosayn feddyginiaeth Tsieineaidd draddodiadol adnabyddus sy'n tarddu o Xinjiang. Mae wedi'i ddosbarthu'n eang yng ngogledd Affrica, India, ac ati Amcan: Y brif elfen bioactif oC. tubulosayw glycosidau ffenylethanoid (PhGs). Echinacoside ac acteoside yw'r cydrannau dangosol ar gyfer pennu PhGs ac fe'u defnyddir yn bennaf ar gyfer amddiffyn yr afu, amddiffyn imiwnedd, ac ati. Felly, mae'n bwysig iawn tynnu'r PhGs o C. tubulosa. Dulliau: Yn yr astudiaeth hon, cymharwyd y dulliau echdynnu â chymorth uwchsain (UAE), echdynnu â chymorth microdon (MAE), ac echdynnu homogeneiddio cneifio cyflym (HSHE). At hynny, optimeiddiwyd amodau echdynnu'r dull HSHE. Canlyniadau: Dangosodd y canlyniadau fod y dull HSHE yn well na'r dulliau Emiradau Arabaidd Unedig a MAE, a pharamedrau echdynnu gorau posibl HSHE oedd crynodiad ethanol o 50 y cant, tymheredd echdynnu o 70 gradd, cyflymder cylchdroi o 16000 rpm, amser echdynnu o 2 funud, cymhareb solet-i-hylif o 1:9, ac un cylch echdynnu. Roedd cynnyrch echinacoside ac acteoside yn 1.366 a 0.519 y cant , yn y drefn honno , a chyrhaeddodd cyfraddau trosglwyddo echinacoside ac acteoside 87 a 94 y cant , yn y drefn honno. Casgliadau: Gellir casglu bod y dull HSHE yn dechneg syml, cyflym ac effeithlon ar gyfer echdynnu PhGs o C. tubulosa. Uchafbwyntiau: Ymchwiliwyd i ddull HSHE effeithlon ac ecogyfeillgar ar gyfer echdynnu PhGs o C. tubulosa. Cafwyd amodau gorau'r dull HSHE ar gyfer echdynnu PhGs o C. tubulosa. Mae'r ymchwil hwn yn darparu dull newydd ar gyfer echdynnu PhGs yn ddiwydiannol oC. tubulosa.

Cistanche tubulosa

Cistanche tubulosayn feddyginiaeth Tsieineaidd draddodiadol gyffredin sy'n tarddu o Xinjiang. Mae wedi'i ddosbarthu'n eang yng ngogledd Affrica, Penrhyn Arabia, Pacistan, ac India ac fe'i cofnodwyd yn swyddogol yn y Pharmacopoeia Tsieineaidd yn 2010. Prif gydran bioactif yC. tubulosayw glycosidau ffenylethanoid (PhGs), dosbarth o gynhyrchion naturiol sy'n hydoddi mewn dŵr gan gynnwys echinacoside, acteoside, isoacteoside, ac 2-asetylacteoside (1, 2). Mae strwythur PhGs yn cynnwys asid cinnamic a hydroxyphenylethyl moieties, y ddau ohonynt yn gysylltiedig â -glucopyranose drwy ester a chysylltiadau glycosidic, yn y drefn honno (3). Mae astudiaethau ffarmacolegol wedi dangos bod gan PhGs o C. tubulosa lawer o swyddogaethau meddyginiaethol, megis gwrthtifatigue (4), niwro-amddiffynnol (5-7), amddiffyn yr afu (8-10), ac effeithiau imiwn-amddiffynnol (11). Felly, mae echdynnu PhGs yn effeithiol o C. tubulosa yn arwyddocaol iawn ar gyfer datblygu a defnyddio cynhyrchion naturiol.

Y dulliau echdynnu traddodiadol presennol o PhGs yw echdynnu adlif poeth, echdynnu â chymorth uwchsain (UAE), ac echdynnu â chymorth microdon (MAE; 12–16). Mae gan y dulliau hyn wahanol anfanteision, megis effeithlonrwydd isel, amseroedd echdynnu hir, a chostau uchel. O'i gymharu â'r dulliau traddodiadol, mae'r dull echdynnu homogeneiddio cneifio cyflym (HSHE) yn ddull echdynnu newydd sy'n dod i'r amlwg ac mae ganddo fanteision amseroedd echdynnu cyflymach, llai o wastraff toddyddion, cynnyrch uwch, dyfais symlach, a gweithrediad haws (17). Mae egwyddor weithredol y dull HSHE yn seiliedig ar dorrwr mewnol cylchdroi sy'n cael ei yrru gan fodur cyflym. Cynhyrchir grym cneifio pwerus gan y torwyr mewnol ac allanol i amharu ar y samplau a'u cymysgu. Yn y cyfamser, mae'r torrwr â chylchdroi cyflym yn achosi gwahaniaethau pwysau rhwng ceudodau mewnol ac allanol y torrwr, gan arwain at drosglwyddiad màs rhwng y samplau a'r toddyddion. Gyda'r cyfuniad o rym cneifio uchel, grym gwrthdrawiad, pwysau, a grymoedd eraill, gellir cyflawni cydbwysedd hydawdd rhwng samplau solet a thoddyddion yn gyflym (18). Felly, gellir cwblhau proses echdynnu HSHE mewn ychydig funudau, a hyd yn oed mor gyflym â dwsinau o eiliadau (19-22).

Yn ddiweddar, mae HSHE wedi cael ei archwilio wrth echdynnu cydrannau bioactif o wahanol gynhyrchion naturiol (23-25). Roedd Cheng et al. defnyddio HSHE i echdynnu pum lignans o ffrwyth Schisandra Chinensis (26). Dangosodd y canlyniadau mai'r amodau gorau posibl oedd crynodiad ethanol o 75 y cant, amser echdynnu o 1 munud, cymhareb solid-i-hylif o 1:19, foltedd echdynnu o 180 V, a gronyn sampl maint o 120 rhwyll. Cyfanswm cynnyrch y pum lignans oedd 13.89 ± 0.014 mg/g o dan yr amodau optimaidd. Mae Tang et al. defnyddio HSHE i gael olew bioactif o hadau perilla (27). Yr amodau gorau posibl oedd amser echdynnu o 2 funud, cymhareb solet-i-hylif o 1:10, foltedd echdynnu o 150 V, a dau gylch echdynnu. Cyrhaeddodd y cynnyrch o olew hadau perilla 59.3 y cant. Mae'r canlyniadau uchod yn dangos bod gan HSHE fanteision amseroedd echdynnu byr, costau isel, a chynnyrch uchel. Fodd bynnag, mae diffyg ymchwil ar echdynnu PhGs gan HSHE.

Yn yr astudiaeth bresennol, defnyddiwyd HSHE i archwilio ei ddefnydd posibl wrth echdynnu PhGs oC. tubulosa. Pennwyd cynnyrch PhGs gan HPLC. Cymharwyd y tri dull echdynnu, HSHE, Emiradau Arabaidd Unedig, a MAE, o dan yr un amodau. Ymchwiliwyd i effeithiau crynodiad ethanol, tymheredd echdynnu, cyflymder cylchdroi, amser echdynnu, cymhareb solid-i-hylif, a nifer y cylchoedd echdynnu o'r cynnyrch. Mae manteision ac anfanteision y gwaith hwn a'r cyfeiriadau yn cael eu cymharu a'u trafod.

Defnyddiau a Dulliau

Adweithyddion Deunydd a Chemegol

C. tubulosaei brynu gan Xinjiang Congrongtang Biological Technology Co, Ltd (Xinjiang, Tsieina). Prynwyd safonau echinacoside (puriaethau Yn fwy na neu'n hafal i 98 y cant) ac acteoside (puriaethau Yn fwy na neu'n hafal i 98 y cant) gan Shanghai Standard Biological Technology Co, Ltd (Shanghai, Tsieina). Roedd acetonitrile, methanol, ac asid asetig o radd HPLC (Fisher Scientific, Fair Lawn, NJ). Prynwyd yr ethanol gradd ddadansoddol gan Tianjin Yongsheng Fine Chemical Co, Ltd (Tianjin, Tsieina). Defnyddiwyd dŵr deionized trwy gydol yr arbrofion.

Dadansoddiad HPLC

Perfformiwyd dadansoddiad HPLC ar gromatograffeg hylif Waters e2695 (Waters, Milford, MA) gyda Synhwyrydd UV / Gweladwy 2489 a cholofn Cymesuredd C18 (Dŵr), 250 × 4.6 mm, maint gronynnau 5 μm. Dadansoddwyd y crynodiadau o echinacoside ac acteosid gan y dull HPLC. Roedd y cyfnod symudol yn cynnwys (1) acetonitrile a (2) hydoddiant dyfrllyd asid asetig rhewlifol 2 y cant. Cyflwynir y rhaglen elution graddiant yn Nhabl 1.

Y donfedd a ganfuwyd oedd 330 nm, y gyfradd llif oedd 1 mL/min, cyfaint y pigiad oedd 10 μL, a gosodwyd tymheredd y popty ar 30 gradd. Cadarnhawyd uchafbwynt cromatograffig y dadansoddwr trwy gymharu ei amser cadw ag amser y safonau. Cyflawnwyd meintioli trwy integreiddio'r brig gan ddefnyddio dull safonol allanol.

Cynhaliwyd y prawf manwl gywirdeb trwy chwistrellu'r un samplau echdynnu bum gwaith. Ar gyfer y prawf sefydlogrwydd, dadansoddwyd yr un samplau mewn cynyddiadau o 0, 1, 2, 4, 12, 24, a 48 h. Cynhaliwyd profion adfer echinacoside ac acteoside trwy ychwanegu'r safonau i'r samplau echdynnu. Cofnodwyd yr holl ardaloedd brig ac amseroedd cadw echinacoside ac acteoside. Rhestrir canlyniadau'r cromliniau graddnodi ar gyfer echinacoside ac acteoside yn Nhabl 2.

Cyfrifiad y Cnwd

Defnyddiwyd echinacoside ac acteoside fel y cydrannau dangosol ar gyfer pennu PhGs. Cyfrifwyd cynnyrch echinacoside neu acteoside gan ddefnyddio'r hafaliad canlynol:

Y=CV/W×100 y cant (1)

lle Y=cynnyrch o echinacoside neu acteoside ( y cant ); C=crynodiadau o echinacoside neu acteoside (mg/mL); V=cyfaint yr ateb echdynnu (mL); a W=pwysau'r powdwr C. tubulosa (mg).

Dulliau Echdynnu PhGs

Cafodd coesynnau C. tubulosa eu melino gyntaf gan grinder trydan (JC-500g; Yongkang Kaiyuan Industry & Trade Co, Ltd, Yongkang, Tsieina) a'i hidlo gan ridyll hidlo (tua 380 μm). Yna, sychwyd y powdwr C. tubulosa yn y ffwrn ar 70 gradd nes bod y pwysau'n gyson. Cymysgwyd pum gram C. tubulosa powdr gyda'r toddydd echdynnu a'i roi mewn potel echdynnu. Ar ôl hynny, cafodd y cymysgedd hylif ei gynhesu ymlaen llaw (30-80 gradd) am 5 munud mewn baddon dŵr tymheredd cyson (DF-101S; Jintan Analytical Instrument Co., Ltd, Jintan, China).

(a) Dull HSHE.—Cyflawnwyd HSHE gan system FA25 (FLUKO Co., Ltd, Shanghai, China), a oedd yn cynnwys y torrwr cylchdroi, modur cyflym, a rheolydd. Rheoleiddiwyd cyflymder cylchdroi'r torrwr mewnol yn yr ystod o 10000-28000 rpm, ac addaswyd yr amseroedd echdynnu yn yr ystod o 2-15 munud.

(b) Dull Emiradau Arabaidd Unedig.—Cafodd sampl wedi'i sychu o bum gram a 300 ml methanol ei bwyso'n gywir a'i ychwanegu mewn potel echdynnu. Cafodd y botel echdynnu ei drochi i faddon ultrasonic a'i gynnal ar bŵer ultrasonic o 300 W am 10 munud. Gosodwyd y tymheredd echdynnu ar 30 gradd.

(c) Dull MAE.—Cafodd sampl sych pum gram a 300 ml methanol ei bwyso'n gywir a'i ychwanegu mewn potel echdynnu. Rhoddwyd y botel echdynnu yn yr adweithydd microdon a'i wneud ar 180 W am 10 munud. Gosodwyd y tymheredd echdynnu ar 30 gradd.

Cymharwyd y dull HSHE â'r dulliau Emiradau Arabaidd Unedig a MAE gyda'r un toddydd echdynnu, amser echdynnu, tymheredd echdynnu, cymhareb solid-i-hylif, a rhif cylch echdynnu. Cafodd yr hydoddiant echdynnu ei hidlo gan bilen 0.22 μm a'i ddadansoddi trwy HPLC i bennu crynodiadau echinacoside ac acteosid. Ailadroddwyd yr holl brosesau echdynnu dair gwaith

Pennu Cyfraddau Trosglwyddo

Yn seiliedig ar y dull safonol yn 2015 China Pharmacopoeia, penderfynwyd ar gynnwys echinacoside ac acteoside mewn powdr C. tubulosa (28). Cafodd un gram C. powdr tubulosa a 50 ml 50 y cant methanol eu pwyso'n gywir a'u hychwanegu i mewn i fflasg cyfeintiol brown 50 ml. Mae'r cymysgedd hylif yn cael ei bwyso a'i socian am 30 munud. Yna, cafodd y fflasg gyfeintiol brown ei drochi mewn baddon ultrasonic a'i gynnal ar bŵer ultrasonic o 250 W ac amledd o 35 kHz am 40 munud. Ail-bwyswyd y cymysgedd hylif, ac ychwanegwyd methanol 50 y cant at y cyflenwad ar gyfer colli toddyddion. Cafodd yr ateb echdynnu ei hidlo gan bilen 0.22 μm a chafodd ei ddadansoddi gan ddefnyddio HPLC i bennu crynodiadau echinacoside ac acteoside. Ailadroddwyd y prosesau echdynnu dair gwaith.

Cyfrifwyd cyfraddau trosglwyddo echinacoside neu acteoside gan ddefnyddio'r hafaliad canlynol:

X= M1/M2 × 100 y cant (2)

lle mae X=cyfradd drosglwyddo echinacoside neu acteoside ( y cant ); M1=ansawdd echinacoside neu acteosid yn y dyfyniad (mg); a M2=ansawdd echinacoside neu acteoside mewn powdr C. tubulosa (mg).

Canlyniadau a Thrafodaeth

Dilysu'r Dull HPLC

Dangosir proffiliau HPLC echinacoside ac acteoside o C. tubulosa gan ddefnyddio HSHE yn Ffigur 1. RSD ardaloedd brig echinacoside ac acteoside oedd 1.89 a 1.40 y cant, yn y drefn honno. Dangosodd y canlyniadau fod gan ddull HPLC drachywiredd da yn y dadansoddiad meintiol o'r echinacoside a'r acteoside. Ar wahanol adegau (0-48 h), roedd yr RSDs yn ardaloedd brig echinacoside ac acteoside yn 1.71 a 1.70 y cant , yn y drefn honno, gan ddangos bod y sampl yn sefydlog mewn 48 h. Roedd adferiad echinacoside ac acteoside yn 99.3 a 99.1 y cant, yn y drefn honno, ac roedd eu RSD yn 0.70 a 0.67 y cant, yn y drefn honno, a gadarnhaodd ddibynadwyedd y dull HPLC.

Cymhariaeth o'r Gwahanol Ddulliau Echdynnu

Cynhaliwyd cymhariaeth o'r dull HSHE â dulliau MAE ac Emiradau Arabaidd Unedig o ran cynnyrch echinacoside ac acteoside, a dangosir y canlyniadau yn Ffigur 2. Gwelwyd bod cynnyrch echinacoside ac acteoside a gafwyd gan HSHE yn uwch na'r rhai a gafwyd. gan MAE ac Emiradau Arabaidd Unedig. O'i gymharu ag MAE, roedd cynnyrch echinacoside ac acteoside a gafwyd gan HSHE yn uwch o 20.5 a 20.8 y cant, yn y drefn honno. Ac o'i gymharu ag Emiradau Arabaidd Unedig, roedd cynnyrch echinacoside ac acteoside a gafwyd gan HSHE yn fwy o 6.6 a 7.4 y cant, yn y drefn honno. Mae'r canlyniadau hyn yn dangos y gall HSHE gynyddu cynnyrch PhGs yn sylweddol.

Optimeiddio'r Dull HSHE

Mae paramedrau echdynnu PhGs gan HSHE yn cynnwys crynodiad ethanol, tymheredd echdynnu, cyflymder cylchdroi, amser echdynnu, cymhareb solid-i-hylif, a nifer y cylchoedd echdynnu (26, 29).

Effaith Canolbwyntio Ethanol ar Echdynnu PhGs

Mae crynodiad ethanol yn ffactor pwysig sy'n effeithio ar gynnyrch PhGs. Fel y dangosir yn Ffigur 3, ymchwiliwyd i gynnyrch echinacoside ac acteoside o C. tubulosa o dan grynodiadau ethanol gwahanol. Datgelodd fod cynnyrch echinacoside wedi cynyddu o 0 i 30 y cant ac yna'n gostwng o 30 i 90 y cant gyda chynyddu'r crynodiadau ethanol. Cynyddodd cynnyrch acteosid o 0 i 70 y cant ac yna gostyngodd o 70 i 90 y cant gyda chrynodiadau ethanol cynyddol. Pan oedd y crynodiad ethanol yn 50 y cant , roedd swm y cynnyrch echinacoside ac acteosid ar ei uchaf. Mae gan y crynodiadau ethanol gwahanol polareddau gwahanol, sy'n arwain at hydoddedd gwahanol echinacoside ac acteoside. Felly , y crynodiad ethanol gorau posibl oedd 50 y cant .

Effaith Cyflymder Cylchdro ar Echdynnu PhGs

Mae Ffigur 5 yn dangos effeithiau gwahanol gyflymder cylchdroi ar gynnyrch PhGs. Cynyddodd cynnyrch echinacoside ac acteoside gyda chyflymder cylchdroi cynyddol. Gall y cynnydd mewn cyflymder cylchdroi gynyddu grym cneifio'r torrwr mewnol ac allanol, a thrwy hynny gynyddu cynnyrch PhGs. Y cyflymder cylchdroi gorau posibl oedd 16000 rpm.

Effaith Amser Echdynnu ar Echdynnu PhGs

Dangosir cynnyrch echinacoside ac acteoside o dan yr amseroedd echdynnu gwahanol yn Ffigur 6. Roedd cynnyrch echinacoside ac acteoside yn sefydlog gydag amseroedd echdynnu cynyddol. Felly, gellir dod i'r casgliad y gellir echdynnu PhGs yn llwyr o C. tubulosa mewn 2 funud, a'r amser echdynnu gorau posibl oedd 2 funud.

Effaith Cymhareb Solid-i-Hylif ar Echdynnu PhGs

Fel y dangosir yn Ffigur 7, trafodwyd cynnyrch echinacoside ac acteoside o dan y cymarebau solid-i-hylif gwahanol. Cynyddodd cynnyrch echinacoside ac acteoside o 1:3 i 1:9 a daeth yn sefydlog o 1:9 i 1:24. Oherwydd na all swm bach o doddydd echdynnu hydoddi echinacoside ac acteoside yn llwyr, gostyngwyd y cyfraddau trosglwyddo màs. Achosodd echdynnu gormodol o doddyddion wastraff diangen. Felly, y gymhareb solid-i-hylif optimaidd oedd 1:9.

Effaith Nifer y Cylchoedd Echdynnu ar Echdynnu PhGs

Dengys Ffigur 8 fod effeithiau nifer o gylchoedd echdynnu ar gynnyrch PhGs. Cynyddodd cynnyrch echinacoside ac acteoside gyda'r nifer cynyddol o gylchoedd echdynnu. Fodd bynnag, cynyddodd yr amseroedd echdynnu yn rhyfeddol gyda chylchoedd echdynnu cynyddol, a defnyddiwyd mwy o egni. Y nifer optimaidd o gylchoedd echdynnu oedd un.

Cymharu'r Dull HSHE â Dulliau Echdynnu Eraill ar gyfer Echdynnu PhGs

Mae canlyniadau'r dull HSHE o'u cymharu â dulliau echdynnu eraill ar gyfer echdynnu PhGs o C. tubulosa wedi'u rhestru yn Nhabl 3. Mae HSHE yn symlach ac yn haws na'r dulliau cyplu megis yr echdynnu dau gam dyfrllyd â chymorth uwchsain a thechnoleg echdynnu microdon ultrasonic dulliau. Yn ogystal, mae pwysedd echdynnu HSHE yn is na'r dull echdynnu hylif dan bwysau, ac mae amodau gweithredu'r cyntaf yn fwy diogel. Yn bwysicach fyth, gellir gweld o Dabl 3 bod HSHE yn dangos yr amser echdynnu byrraf a'r defnydd lleiaf o doddydd ymhlith yr holl ddulliau echdynnu. Gellir dod i'r casgliad bod gan y dull HSHE lawer o fanteision megis effeithlonrwydd uchel, amodau gweithredu ysgafn, lefelau defnydd isel, offer syml, a gweithrediad hawdd ar gyfer echdynnu cynhyrchion naturiol.

Casgliadau

Yn yr astudiaeth hon, archwiliwyd dull HSHE effeithlon ac ecogyfeillgar ar gyfer echdynnu PhGs o C. tubulosa. O'i gymharu â'r dulliau Emiradau Arabaidd Unedig a MAE, mae'r dull HSHE newydd yn cynhyrchu cynnyrch uwch o PhGs o dan yr un amodau. O gymharu â'r dull MAE, cynyddwyd cynnyrch echinacoside ac acteoside 20.5 a 20.8 y cant, yn y drefn honno. Ac o'i gymharu ag Emiradau Arabaidd Unedig , cynyddodd cynnyrch echinacoside ac acteoside 6.6 a 7.4 y cant , yn y drefn honno. Cafodd paramedrau echdynnu HSHE o PhGs o C. tubulosa eu hoptimeiddio. O dan y paramedrau optimized, cyrhaeddodd cynnyrch echinacoside ac acteoside 1.366 a 0.519 y cant , yn y drefn honno, a chyrhaeddodd cyfraddau trosglwyddo echinacoside ac acteoside 87 a 94 y cant, yn y drefn honno. Mae gan y dull HSHE fanteision effeithlonrwydd uchel, amodau gweithredu ysgafn, lefelau defnydd isel, offer syml, gweithrediad hawdd, a chostau isel. Mae'r ymchwil hwn yn darparu dull newydd ar gyfer echdynnu PhGs yn ddiwydiannol o C. tubulosa.