अमूर्त

सिस्टैंच डेजर्टिकोलामा, जिसे आमतौर पर "रेगिस्तानी जिनसेंग" के नाम से जाना जाता है, एक बहुमूल्य परजीवी औषधीय पौधा है जो उत्तर-पश्चिमी चीन में व्यापक रूप से वितरित होता है। इसके पॉलीसेकेराइड घटक एंटी-एजिंग, इम्यूनोमॉड्यूलेटरी और एंटीऑक्सीडेंट कार्यों के साथ सबसे महत्वपूर्ण बायोएक्टिव पदार्थों में से एक का प्रतिनिधित्व करते हैं। इस अध्ययन में, गर्म पानी के निष्कर्षण, एंजाइमैटिक निष्कर्षण और अल्ट्रासोनिक-सहायक निष्कर्षण सहित तीन निष्कर्षण दृष्टिकोणों की तुलना पॉलीसेकेराइड उपज के लिए की गई थी।सिस्टैंच डेजर्टिकोला. बॉक्स-बेनकेन प्रतिक्रिया-सतह पद्धति के साथ संयुक्त एकल-कारक प्रयोगों को ठोस-तरल अनुपात, अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण समय और अल्ट्रासोनिक तापमान के साथ स्वतंत्र चर के रूप में अल्ट्रासोनिक-सहायता निष्कर्षण मापदंडों को अनुकूलित करने के लिए लागू किया गया था। प्राप्त पॉलीसेकेराइड की इन-विट्रो एंटीऑक्सीडेंट क्षमता को सकारात्मक नियंत्रण के रूप में विटामिन सी (वीसी) का उपयोग करके डीपीपीएच और एबीटीएस रेडिकल-स्केवेंजिंग एसेज़ द्वारा चित्रित किया गया था। परिणामों से पता चला कि अल्ट्रासोनिक-सहायता प्राप्त निष्कर्षण ने तीन परीक्षण तकनीकों के बीच उच्चतम पॉलीसेकेराइड उपज प्रदान की। इष्टतम स्थितियाँ ठोस-तरल अनुपात 1:100 (500 एमएल आसुत जल में 5.0 ग्राम कच्चा पाउडर), अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण समय 40 मिनट और निष्कर्षण तापमान 48 डिग्री थीं, जिससे 7.49% की पॉलीसेकेराइड निष्कर्षण दर प्राप्त हुई। इन अनुकूलित स्थितियों के तहत, डीपीपीएच कट्टरपंथी-सफाई गतिविधिसिस्टैंच डेजर्टिकोलापॉलीसेकेराइड वीसी गतिविधि के 84.27% तक पहुंच गए, और एबीटीएस रेडिकल-स्कैवेंजिंग क्षमता वीसी के सापेक्ष 73.95% थी। यह शोध बड़े पैमाने पर उत्पादन और अनुप्रयोग के लिए प्रयोगात्मक संदर्भ प्रदान करता हैसिस्टैंच डेजर्टिकोलाकार्यात्मक भोजन, न्यूट्रास्युटिकल और स्वास्थ्य देखभाल उद्योगों में पॉलीसेकेराइड।

कीवर्ड: सिस्टैंच डेजर्टिकोला; रेगिस्तानी जिनसेंग; पादप पॉलीसेकेराइड; अल्ट्रासोनिक-सहायता प्राप्त निष्कर्षण; प्रतिक्रिया-सतह पद्धति; डीपीपीएच; एबीटीएस; एंटीऑक्सीडेंट गतिविधि; प्राकृतिक कार्यात्मक घटक

1 परिचय

सिस्टैंच डेजर्टिकोलामा एक बारहमासी होलोपैरासाइट जड़ी बूटी है जो चीन के झिंजियांग, भीतरी मंगोलिया और गांसु प्रांत के रेगिस्तानी क्षेत्रों में पनपती है। पारंपरिक चीनी चिकित्सा में हजारों वर्षों से, इसे किडनी-सार को टोन करने, आंत्र समारोह को आराम देने और बुढ़ापा विली में देरी करने के लिए "रेगिस्तान जिनसेंग" के रूप में प्रतिष्ठित किया गया है। आधुनिक पोषण और औषधीय अनुसंधान में, बायोएक्टिव घटकसिस्टैंच डेजर्टिकोला, विशेष रूप से पॉलीसेकेराइड, फेनोलिक यौगिक, फ्लेवोनोइड और एल्कलॉइड ने कार्यात्मक-खाद्य विकास के लिए प्राकृतिक एंटीऑक्सीडेंट कच्चे माल में बढ़ती वैश्विक अनुसंधान रुचि को आकर्षित किया है।

पॉलीसेकेराइड उच्च-आणविक-भार वाले मैक्रोमोलेक्यूल्स हैं जो ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड के माध्यम से जुड़े मोनोसैकेराइड इकाइयों से पॉलिमराइज़ होते हैं।सिस्टैंच डेजर्टिकोलापॉलीसेकेराइड में व्यापक आणविक-भार वितरण होता है जो हजारों से लेकर लाखों डाल्टन तक होता है, और इसमें ग्लूकोज, गैलेक्टोज, मैनोज और अन्य मोनोसैकेराइड अवशेष होते हैं। जटिल शाखा संरचनाएं उनकी अद्वितीय भौतिक-रासायनिक विशेषताओं और जैविक प्रदर्शन में योगदान करती हैं। पॉलीसेकेराइड के अलावा, कच्ची जड़ी-बूटी में प्रचुर मात्रा में आवश्यक अमीनो एसिड, असंतृप्त फैटी एसिड और जस्ता, सेलेनियम और तांबे जैसे ट्रेस तत्व होते हैं, जो मानव शारीरिक चयापचय और प्रतिरक्षा होमियोस्टैसिस का समर्थन करते हैं। अंतर्जात एंटीऑक्सीडेंट यौगिकसिस्टैंच डेजर्टिकोलाकैटेचिन, गैलिक एसिड, क्वेरसेटिन, काएम्फेरोल, बीटाइन और सिस्टैंच एल्कलॉइड शामिल हैं। ये पदार्थ प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों को खत्म करते हैं और ऑक्सीडेटिव क्षति को कम करने के लिए लिपिड पेरोक्सीडेशन को रोकते हैं। यह उल्लेखनीय है कि एंटीऑक्सीडेंट प्रभावकारिता निष्कर्षण वर्कफ़्लो, जैव-अणुओं के मौजूदा रूपों और विभिन्न फाइटोकेमिकल्स के बीच यौगिक इंटरैक्शन प्रभावों से काफी प्रभावित होती है।

पौधों से प्राप्त सक्रिय यौगिकों को पुनर्प्राप्त करने के लिए निष्कर्षण तकनीक एक निर्णायक कदम है। वानस्पतिक पॉलीसेकेराइड के लिए सामान्य औद्योगिक-प्रयोगशाला पैमाने पर निष्कर्षण रणनीतियों में गर्म पानी निष्कर्षण, अल्कोहल निष्कर्षण, अल्ट्रासोनिक-सहायता निष्कर्षण, माइक्रोवेव-सहायता निष्कर्षण और सुपरक्रिटिकल-द्रव निष्कर्षण शामिल हैं। प्रत्येक विधि की अलग-अलग ताकत और कमियां हैं। बड़े पैमाने पर विनिर्माण के लिए गर्म पानी का निष्कर्षण कम लागत और संचालन के अनुकूल है, फिर भी आमतौर पर मध्यम उपज देता है और काफी अशुद्धियाँ निकालता है। अल्कोहल-आधारित प्रोटोकॉल लिपोफिलिक मेटाबोलाइट्स का पक्ष लेते हैं लेकिन पानी में घुलनशील पॉलीसेकेराइड के लिए अनुपयुक्त होते हैं और कार्बनिक-विलायक जोखिम उठाते हैं। अल्ट्रासोनिक-सहायता प्राप्त निष्कर्षण पौधों की कोशिका दीवारों को बाधित करने के लिए यांत्रिक गुहिकायन प्रभावों का उपयोग करता है, जिससे जलीय विलायक में इंट्रासेल्युलर पदार्थों के बड़े पैमाने पर स्थानांतरण में तेजी आती है। इसमें कम प्रसंस्करण अवधि और बेहतर निष्कर्षण उपज शामिल है; फिर भी, उच्च अल्ट्रासोनिक तीव्रता या अत्यधिक तापमान गर्मी-संवेदनशील जैव-घटकों को ख़राब कर सकता है और उपकरणों के लिए उच्च पूंजी निवेश की आवश्यकता होती है। सुपरक्रिटिकल-द्रव निष्कर्षण उच्च शुद्धता के साथ विलायक-मुक्त अर्क प्राप्त करता है, लेकिन जटिल संचालन सीमा और महंगे उपकरण निवेश से ग्रस्त है।

हालाँकि कई जाँचों से पता चला हैसिस्टैंच डेजर्टिकोलापॉलीसेकेराइड निष्कर्षण और जैव सक्रियता, गर्म पानी, एंजाइमैटिक और अल्ट्रासोनिक-सहायता प्राप्त वर्कफ़्लो के बीच व्यवस्थित तुलनात्मक मूल्यांकन सीमित रहता है। यह कार्य तीन प्रतिनिधि निष्कर्षण प्रोटोकॉल से पॉलीसेकेराइड पैदावार की तुलना करने, एकल-कारक स्क्रीनिंग और प्रतिक्रिया-सतह मॉडलिंग द्वारा अल्ट्रासोनिक-सहायता स्थितियों को अनुकूलित करने और शुद्ध पॉलीसेकेराइड उत्पादों के इन विट्रो एंटीऑक्सिडेंट प्रोफाइल को निर्धारित करने के लिए डिज़ाइन किया गया था। इसका उद्देश्य एंटीऑक्सीडेंट क्षमता को बनाए रखते हुए पॉलीसेकेराइड रिकवरी को अधिकतम करने के लिए व्यावहारिक प्रसंस्करण पैरामीटर स्थापित करना था। निष्कर्ष आगे के दोहन का समर्थन कर सकते हैंसिस्टैंच डेजर्टिकोलावैश्विक कार्यात्मक-खाद्य बाजारों के लिए खाद्य-औषधीय संसाधन के रूप में और प्राकृतिक-उत्पाद प्रक्रिया अनुकूलन के लिए पद्धतिगत संदर्भ प्रदान करता है।

2। सामग्री और विधि

2.1 कच्चा माल और रासायनिक अभिकर्मक

के सूखे कंद ब्लॉकसिस्टैंच डेजर्टिकोलाबाइसे शहर में स्थानीय चीनी-जड़ी-बूटी आपूर्तिकर्ता से खरीदे गए थे। यौगिक सेल्युलेस-पेक्टिनेज तैयारी और फॉस्फेट बफर समाधान गुआंगज़ौ कांगझोंगयांग बायोटेक्नोलॉजी कंपनी लिमिटेड से प्राप्त किया गया था। विश्लेषणात्मक ग्रेड 1,1‑डिफेनिल‑2‑पिक्रिलहाइड्राजाइल (डीपीपीएच), 2,2‑एज़िनो‑बीआईएस‑(3‑एथिलबेनजोथियाज़ोलिन‑6‑सल्फोनिक एसिड) डायमोनियम नमक (एबीटीएस) की आपूर्ति शंघाई डोंगफुलॉन्ग बायो-रीएजेंट कंपनी लिमिटेड द्वारा की गई थी। फिनोल, केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड, 95% इथेनॉल सहित अन्य रसायन विश्लेषणात्मक शुद्धता ग्रेड थे।

2.2 उपकरण और उपकरण

सीजी‑01 विश्लेषणात्मक संतुलन, 6800 हाई‑स्पीड पल्वराइजर, आरक्यू‑100 स्लाइसिंग मशीन, टीडब्ल्यूएस‑1000 थर्मोस्टेटिक वॉटर‑बाथ; WH50 रोटरी बाष्पीकरणकर्ता, SG30‑01A अल्ट्रासोनिक एक्सट्रैक्टर (350 W, 40 kHz); UAR‑2000 UV‑Vis स्पेक्ट्रोफोटोमीटर, THQ‑03 सेंट्रीफ्यूज, BTS‑31E फ़्रीज़‑ड्रायर।

2.3 नमूना तैयार करना

सूखा हुआसिस्टैंच डेजर्टिकोलाकंदों को अत्यंत शुद्ध पानी से धोया गया और सतह की नमी हटने तक ओवन में 40 डिग्री पर सुखाया गया। बाद के निष्कर्षण परीक्षणों के लिए सजातीय पाउडर प्राप्त करने के लिए सामग्री को 0.3 मिमी मोटाई में काटा गया, चूर्णित किया गया और 100-मेष छलनी के माध्यम से छान लिया गया।

2.4 तीन पॉलीसेकेराइड निष्कर्षण प्रोटोकॉल

2.4.1 गर्म पानी निकालना

5.0 g सिस्टैंच डेजर्टिकोलापाउडर को 500 एमएल आसुत जल के साथ मिश्रित 1000 एमएल बीकर में स्थानांतरित किया गया था। जल-स्नान निष्कर्षण को 100 डिग्री से कम 2 घंटे तक बनाए रखा गया। अवक्षेपों को रोकने और पॉलीसेकेराइड के विघटन को सुविधाजनक बनाने के लिए हर 100 मिनट में मैन्युअल सरगर्मी की गई। मिश्रण को परिवेश के तापमान तक ठंडा किया गया, सतह पर तैरने वाले तरल पदार्थ को इकट्ठा करने के लिए 10 मिनट के लिए 4000 आर/मिनट पर सेंट्रीफ्यूज किया गया। सतह पर तैरनेवाला को 40 डिग्री पर कम दबाव में रोटरी बाष्पीकरणकर्ता द्वारा 20 एमएल मात्रा तक केंद्रित किया गया था . 60 एमएल 95% इथेनॉल को अल्कोहल अवक्षेपण के लिए जोड़ा गया था और रात भर रखा गया था। अपकेंद्रित्र को सेंट्रीफ्यूजेशन (3000 आर/मिनट, 10 मिनट) के बाद इकट्ठा किया गया, क्रूड पॉलीसेकेराइड पाउडर प्राप्त करने के लिए फ्रीज-ड्रायर द्वारा लियोफिलाइज़ किया गया।

2.4.2 एंजाइमेटिक निष्कर्षण

5.0 ग्राम नमूना पाउडर को 500 एमएल यौगिक सेल्यूलेज़-पेक्टिनेज़ बफर समाधान (पीएच 5.0) में फैलाया गया था। एंजाइमैटिक हाइड्रोलिसिस 5 घंटे के लिए 45 डिग्री पानी के स्नान में आगे बढ़ा। एंजाइम प्रोटीन को निष्क्रिय करने के लिए घोल को 10 मिनट तक 100 डिग्री तक गर्म करके प्रतिक्रिया समाप्ति का एहसास किया गया। ठंडा होने के बाद, तरल को सेंट्रीफ्यूज किया गया (4000 आर/मिनट, 10 मिनट)। सतह पर तैरनेवाला को 20 एमएल तक वैक्यूम-केंद्रित किया गया, रात भर की वर्षा के लिए 95% इथेनॉल के साथ मिलाया गया। सेंट्रीफ्यूजेशन और फ्रीज-सुखाने के चरण कच्चे पॉलीसेकेराइड की कटाई के लिए गर्म पानी की प्रक्रिया के समान थे।

2.4.3 अल्ट्रासोनिक-सहायक निष्कर्षण

5.0 g सिस्टैंच डेजर्टिकोलापाउडर को 500 एमएल आसुत जल के साथ मिश्रित किया गया था। सजातीय निलंबन को अल्ट्रासोनिक एक्सट्रैक्टर सेट के अंदर पावर 350 डब्ल्यू और आवृत्ति 40 किलोहर्ट्ज़ के रूप में रखा गया था। निर्धारित अल्ट्रासोनिक उपचार के बाद, नमूना तरल स्वाभाविक रूप से ठंडा हो गया। क्रूड पॉलीसेकेराइड अर्क प्राप्त करने के लिए सेंट्रीफ्यूजेशन, रोटरी वाष्पीकरण, इथेनॉल अवक्षेपण और लियोफिलिज़ेशन चरणों ने ऊपर उल्लिखित लगातार वर्कफ़्लो का पालन किया।
 

2.5 पॉलीसेकेराइड निष्कर्षण उपज का निर्धारण

प्रकाशित साहित्य में वर्णित संशोधित विधि का हवाला देते हुए कुल कार्बोहाइड्रेट सामग्री को फिनोल-सल्फ्यूरिक-एसिड परख द्वारा निर्धारित किया गया था। ग्लूकोज मानक समाधानों को क्रमिक सांद्रता ग्रेडिएंट्स पर कॉन्फ़िगर किया गया था . 1 एमएल 10% फिनोल अभिकर्मक और 3 एमएल केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड को मानक समाधानों के साथ मिलाया गया था। प्रतिक्रिया को 15 मिनट के लिए 85 डिग्री के तहत ऊष्मायन किया गया था, अंशांकन वक्र को प्लॉट करने के लिए अवशोषण मूल्य 540 एनएम तरंग दैर्ध्य पर पढ़ा गया था। प्रतिगमन समीकरण: \\(y=9.6959x+0.0077\\), निर्धारण गुणांक \\(R^2=0.999\\).

कच्चे पॉलीसैकराइड नमूने (0.1 ग्राम) को 100 एमएल आसुत जल में घोल दिया गया। एलिकोट का विश्लेषण समान फिनोल-सल्फ्यूरिक-एसिड प्रतिक्रिया के तहत किया गया था। पॉलीसेकेराइड उपज (%) की गणना सूत्र (1) द्वारा की गई थी:

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

कहाँ: C=पॉलीसेकेराइड सांद्रता (g/mL); V=नमूना समाधान की मात्रा; n= तनुकरण गुणक; म=कच्चे का वजनसिस्टैंच डेजर्टिकोलापाउडर (जी)।

2.6 अल्ट्रासोनिक-सहायक निष्कर्षण के लिए एकल-कारक प्रायोगिक डिजाइन

तीन प्रमुख प्रभावशाली चर की जांच की गई: ठोस-तरल अनुपात, अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण अवधि और अल्ट्रासोनिक तापमान। पॉलीसेकेराइड उपज ने मूल्यांकन संकेतक के रूप में कार्य किया। ठोस-तरल अनुपात ढाल: 1:400, 1:200, 1:100, 1:50; अल्ट्रासोनिक-टाइम ग्रेडिएंट: 10 मिनट, 20 मिनट, 30 मिनट, 40 मिनट, 50 मिनट; तापमान प्रवणता: 37 डिग्री, 43 डिग्री, 48 डिग्री, 53 डिग्री। प्रत्येक समूह का प्रदर्शन तीन प्रतियों में किया गया।

2.7 प्रतिक्रिया‑सतह पद्धति (बॉक्स‑बेनकेन डिज़ाइन)

एकल-कारक परीक्षण आउटपुट के आधार पर, तीन-कारक-तीन-स्तरीय बॉक्स-बेनकेन प्रतिक्रिया-सतह योजना का निर्माण किया गया था। फैक्टर ए ठोस-तरल अनुपात का प्रतिनिधित्व करता है; फ़ैक्टर बी अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण समय के लिए खड़ा था; फैक्टर सी अल्ट्रासोनिक तापमान का प्रतिनिधित्व करता है। पॉलीसेकेराइड निष्कर्षण उपज को प्रतिक्रिया मान Y के रूप में सेट किया गया था। इष्टतम निष्कर्षण मापदंडों को स्क्रीन करने के लिए प्रतिगमन-मॉडल फिटिंग और विचरण विश्लेषण पूरा किया गया था।

2.8 एंटीऑक्सीडेंट-गतिविधि मूल्यांकन इन-विट्रो

कच्चे पॉलीसेकेराइड नमूना समाधान एकाग्रता सीमा के भीतर तैयार किए गए थे: 0.1 मिलीग्राम/एमएल-0.7 मिलीग्राम/एमएल। विटामिन सी (वीसी) समाधान सकारात्मक एंटीऑक्सीडेंट बेंचमार्क नियंत्रण समूह के रूप में कार्य करता है।

2.8.1 डीपीपीएच रेडिकल-स्कैवेंजिंग गतिविधि मापन

2 एमएल पॉलीसेकेराइड नमूना समाधान 1.5 एमएल डीपीपीएच निर्जल-इथेनॉल कार्यशील समाधान के साथ प्रतिक्रिया करता है। मिश्रित तरल को 40 मिनट तक अंधेरे वातावरण में रखा गया। 517 एनएम तरंगदैर्घ्य पर अवशोषण \\(A_i\\) का पता लगाया गया। \\(A_j\\) Vc के साथ नियंत्रण समूह के अवशोषण को दर्शाता है; जब आसुत जल को नमूना तरल के रूप में प्रतिस्थापित किया जाता है तो \\(A_0\\) रिक्त-समूह अवशोषण को दर्शाता है। डीपीपीएच रेडिकल-स्कैवेंजिंग दर (%) की गणना सूत्र (2) के माध्यम से की गई थी:

\\(DPPH\\ रैडिकल\\ स्कैवेंजिंग\\ रेट(\\%)=\\frac{A_0-(A_i-A_j)}{A_0}\\times100\\% \\tag{2}\\)

2.8.2 एबीटीएस रेडिकल-स्कैवेंजिंग गतिविधि परख

एबीटीएस कार्यशील तरल ताजा तैयार किया गया था . 2 एमएल पॉलीसेकेराइड नमूना समाधान 4 एमएल एबीटीएस अभिकर्मक के साथ मिलाया गया, 15 मिनट के लिए अंधेरे में रखा गया। अवशोषण रीडिंग 752 एनएम दर्ज की गई। \\(A_i\\), \\(A_j\\), \\(A_0\\) क्रमशः नमूना समूह, सकारात्मक‑नियंत्रण समूह और रिक्त‑नियंत्रण समूह के अनुरूप है। एबीटीएस रेडिकल-स्कैवेंजिंग दर (%) की गणना सूत्र (3) द्वारा की गई थी:

\\(ABTS\\ रैडिकल\\ स्कैवेंजिंग\\ रेट(\\%)=\\frac{A_0-(A_i-A_j)}{A_0}\\times100\\% \\tag{3}\\)

2.9 सांख्यिकीय विश्लेषण

सभी प्रायोगिक परीक्षण तीन बार दोहराए गए। डेटा प्रोसेसिंग, प्रतिगमन विश्लेषण और विचरण विश्लेषण सांख्यिकीय सॉफ्टवेयर द्वारा आयोजित किए गए थे। प्रायोगिक समूहों की दृश्य तुलना के लिए ग्राफ़ प्लॉटिंग का प्रदर्शन किया गया।

3) परिणाम और चर्चा

3.1 तीन निष्कर्षण प्रौद्योगिकियों के लिए पॉलीसेकेराइड निष्कर्षण उपज की तुलना

गर्म पानी निष्कर्षण, एंजाइमेटिक निष्कर्षण और अल्ट्रासोनिक-सहायता प्राप्त निष्कर्षण को संबंधित मानक वर्कफ़्लो के तहत कार्यान्वित किया गया था। अंतिम पॉलीसेकेराइड पैदावार में महत्वपूर्ण अंतर मौजूद थे। गर्म पानी के निष्कर्षण से सबसे कम उपज मूल्य प्राप्त हुआ; एंजाइमैटिक निष्कर्षण से मध्यम रिकवरी हुई; अल्ट्रासोनिक-सहायता प्राप्त निष्कर्षण ने (7.27±0.04)% की उच्चतम उपज हासिल की। चूंकि निष्कर्षण के बाद की सांद्रता, अवक्षेपण और लियोफिलिज़ेशन चरण तीन बैचों के लिए समान थे, उपज विचलन सीधे निष्कर्षण तंत्र भेद से उत्पन्न हुआ।

गर्म पानी का निष्कर्षण केवल थर्मल जलीय विघटन पर निर्भर करता है। कुछ उच्च-आणविक-भार वाले पॉलीसेकेराइड अंश वायुमंडलीय-दबाव हीटिंग स्थिति के तहत सीमित पानी में घुलनशीलता प्रदर्शित करते हैं, जिससे पौधे के ऊतकों से अधूरा स्राव होता है। एंजाइमैटिक निष्कर्षण सक्रिय-पदार्थ मुक्ति की सुविधा के लिए यौगिक हाइड्रॉलेज़ के साथ कोशिका दीवारों में सेलूलोज़ और पेक्टिन घटकों को क्षीण करता है। हालाँकि, जटिल एंजाइम प्रणाली अन्य कोशिका-दीवार मैट्रिक्स घटकों के लिए सीमित हाइड्रोलिसिस दक्षता प्रदर्शित करती है, जिससे कुल पॉलीसेकेराइड आउटपुट बाधित होता है। अल्ट्रासोनिक गुहिकायन बल लगातार झटके और फ्रैक्चर करता हैसिस्टैंच डेजर्टिकोलाकोशिका भित्ति संरचना, विलायक-ठोस संपर्क क्षेत्र को बढ़ाना और जलीय चरण में इंट्रासेल्युलर पॉलीसेकेराइड अणुओं की द्रव्यमान-स्थानांतरण दक्षता में तेजी लाना। नतीजतन, अल्ट्रासोनिक-सहायता प्राप्त निष्कर्षण ने पॉलीसेकेराइड पुनर्प्राप्ति दक्षता में उल्लेखनीय रूप से सुधार किया। इस तुलनात्मक परिणाम के अनुसार, बाद की प्रक्रिया-अनुकूलन जांच के लिए अल्ट्रासोनिक-सहायता प्राप्त निष्कर्षण का चयन किया गया था।

3.2 अल्ट्रासोनिक-सहायक निष्कर्षण के लिए एकल-कारक परीक्षण परिणाम

3.2.1 पॉलीसेकेराइड उपज पर ठोस-तरल अनुपात का प्रभाव

ठोस-तरल अनुपात पौधे-कोशिका आंतरिक और बाहरी जलीय विलायक के बीच एकाग्रता ढाल ड्राइविंग-बल को निर्धारित करता है। बढ़ते तरल अनुपात के साथ, पॉलीसेकेराइड निष्कर्षण उपज पहले बढ़ी और फिर घट गई। ठोस-तरल अनुपात 1:100 (500 एमएल आसुत जल में 5 ग्राम पाउडर मिलाया गया) पर, उपज 7.46% पर पहुंच गई। जब विलायक की मात्रा अपर्याप्त थी (ठोस-तरल अनुपात 1:50), तो विलायक क्षमता संतृप्त हो गई, जिससे पॉलीसेकेराइड का विघटन सीमित हो गया। अत्यधिक उच्च विलायक अनुपात (1:200,1:400) विलेय सांद्रता को कम कर देगा और बाद में वैक्यूम-सांद्रण के लिए काम का बोझ बढ़ा देगा, बिना उपज में और सुधार के। इस प्रकार, ठोस-तरल अनुपात 1:100 को प्रतिक्रिया-सतह डिजाइन के लिए केंद्रीय स्तर के रूप में चुना गया था।

3.2.2 निष्कर्षण प्रदर्शन पर अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण समय का प्रभाव

30 मिनट के भीतर अल्ट्रासोनिक उपचार समय के विस्तार के साथ पॉलीसेकेराइड उपज लगातार बढ़ी। 30 मिनट से अधिक के बाद, उपज-वृद्धि की प्रवृत्ति कम हो गई। छोटी अल्ट्रासोनिक अवधि सेल-दीवार बाधाओं को पूरी तरह से तोड़ने के लिए पर्याप्त यांत्रिक गुहिकायन ऊर्जा की आपूर्ति नहीं कर सकती है। एक बार जब कोशिका-दीवार व्यवधान संतृप्ति प्राप्त कर लेता है, तो अल्ट्रासोनिक प्रसंस्करण समय को बढ़ाने से शायद ही पॉलीसेकेराइड रिलीज को बढ़ावा मिल सके। अत्यधिक लंबे समय तक अल्ट्रासोनिक एक्सपोज़र संभावित रूप से पॉलीसेकेराइड मैक्रोमोलेक्युलर श्रृंखलाओं के आंशिक क्षरण को ट्रिगर कर सकता है। इसलिए, प्रतिक्रिया-सतह डिजाइन के लिए संदर्भ केंद्रीय स्तर के रूप में 30 मिनट का चयन किया गया था।

3.2.3 अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण तापमान का प्रभाव

जैसे-जैसे तापमान 53 डिग्री तक बढ़ा, पॉलीसेकेराइड निष्कर्षण की पैदावार बढ़ गई। एक बार जब तापमान 55 डिग्री से अधिक हो गया, तो उपज में तेजी से गिरावट आई। मध्यम ताप से पॉलीसेकेराइड की आणविक प्रसार दर और पानी में घुलनशीलता बढ़ जाती है। फिर भी, उच्च तापीय स्थिति पॉलीसेकेराइड मैक्रोमोलेक्यूल्स के थर्मल क्षरण को ट्रिगर करेगी, ग्लाइकोसिडिक बांड को तोड़ देगी और लक्ष्य घटकों को नष्ट कर देगी, जिसके परिणामस्वरूप मापने योग्य उपज में कमी आएगी। एकल-कारक प्रतिक्रिया प्रवृत्ति के आधार पर, आगे बहु-कारक अनुकूलन के लिए 48-53 डिग्री तापमान अंतराल को अपनाया गया।

3.3 प्रतिक्रिया-सतह अनुकूलन विश्लेषण

बॉक्स‑बेनकेन प्रतिक्रिया‑सतह प्रायोगिक डिजाइन को ठोस‑तरल अनुपात (ए), अल्ट्रासोनिक समय (बी), अल्ट्रासोनिक तापमान (सी) को स्वतंत्र चर के रूप में और पॉलीसेकेराइड उपज को प्रतिक्रिया वाई के रूप में लेते हुए निष्पादित किया गया था। एकाधिक द्विघात प्रतिगमन समीकरण को इस प्रकार फिट किया गया था:

\\(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\\)), प्रतिगमन समीकरण और वास्तविक प्रयोगात्मक डेटा के बीच अच्छी फिटिंग डिग्री का प्रदर्शन। समायोजित निर्धारण गुणांक \\(R^2_{Adj}=0.9232\\), जो पॉलीसेकेराइड उपज में 92% से अधिक भिन्नता को साबित करता है, इस गणितीय मॉडल द्वारा व्याख्या की जा सकती है।

कारक महत्व तुलना: अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण समय (बी) ने उपज पर अत्यधिक महत्वपूर्ण प्रभाव डाला (\\(पी=0.0035\\)); अल्ट्रासोनिक तापमान (C) ने महत्वपूर्ण प्रभाव उत्पन्न किया (\\(P=0.0256\\)); ठोस-तरल अनुपात (ए) ने गैर-महत्वपूर्ण प्रभाव दिखाया (\\(पी=0.3938\\))। कारक-प्रभाव प्राथमिकता क्रम: अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण समय > अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण तापमान > ठोस-तरल अनुपात। इंटरेक्शन टर्म एबी (ठोस-तरल अनुपात × अल्ट्रासोनिक समय) ने बेहद महत्वपूर्ण इंटरेक्शन प्रभाव हासिल किया।

प्रतिक्रिया-सतह मैट्रिक्स के प्रायोगिक रन से, अधिकतम मापी गई पॉलीसेकेराइड उपज 7.49% शर्तों के तहत दिखाई दी: ठोस-तरल अनुपात 1:100, अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण समय 40 मिनट, अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण तापमान 48 डिग्री। मापदंडों के इस सेट को इष्टतम अल्ट्रासोनिक-सहायता प्राप्त निष्कर्षण स्थिति के रूप में पुष्टि की गई थीसिस्टैंच डेजर्टिकोलापॉलीसेकेराइड.

3.4 इष्टतम रूप से निकाले गए पॉलीसेकेराइड का एंटीऑक्सीडेंट-गतिविधि मूल्यांकन

इष्टतम अल्ट्रासोनिक-सहायता प्राप्त निष्कर्षण मापदंडों के तहत, इन-विट्रो रेडिकल-स्कैवेंजिंग क्षमतासिस्टैंच डेजर्टिकोलापॉलीसेकेराइड को सकारात्मक बेंचमार्क संदर्भ के रूप में वीसी के साथ मापा गया था। पॉलीसेकेराइड नमूने की डीपीपीएच रेडिकल-स्कैवेंजिंग क्षमता वीसी स्केवेंजिंग प्रदर्शन के सापेक्ष 84.27% तक पहुंच गई; वीसी मानक की तुलना में इसकी एबीटीएस रेडिकल-स्कैवेंजिंग गतिविधि 73.95% थी। डीपीपीएच और एबीटीएस दो क्लासिक पूरक इन-विट्रो एंटीऑक्सीडेंट मूल्यांकन प्रणालियां हैं, जो विभिन्न कट्टरपंथी प्रजातियों के प्रति मुक्त-कट्टरपंथी उन्मूलन क्षमता को दर्शाती हैं। परीक्षण डेटा ने इसकी पुष्टि कीसिस्टैंच डेजर्टिकोलापॉलीसेकेराइड में प्रमुख एंटीऑक्सीडेंट क्षमता होती है।

पादप पॉलीसेकेराइड का एंटीऑक्सीडेंट तंत्र आम तौर पर चीनी-श्रृंखला शाखाओं पर वितरित हाइड्रॉक्सिल समूहों से जुड़ा होता है। हाइड्रॉक्सिल भाग मुक्त कणों को बेअसर करने और कट्टरपंथी-श्रृंखला प्रतिक्रिया को समाप्त करने के लिए हाइड्रोजन प्रोटॉन दान करते हैं। इसके अतिरिक्त, क्रूड पॉलीसेकेराइड पाउडर में अवशिष्ट सह-निकाले गए पॉलीफेनोलिक और फ्लेवोनोइड अशुद्धियाँ सहक्रियात्मक एंटीऑक्सीडेंट प्रभाव उत्पन्न कर सकती हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि निष्कर्षण तकनीकी पैरामीटर पॉलीसेकेराइड आणविक-भार वितरण और सह-मौजूदा छोटे-घटक सामग्री को बदल सकते हैं, जिससे अंतिम एंटीऑक्सीडेंट क्षमता में और संशोधन हो सकता है। अनुकूलित अल्ट्रासोनिक-सहायता प्राप्त वर्कफ़्लो ने न केवल पॉलीसेकेराइड उपज को अधिकतम किया, बल्कि अर्क के लिए अपेक्षाकृत उच्च एंटीऑक्सीडेंट गतिविधि भी आरक्षित की।

3.5 व्यापक चर्चा

पारंपरिक गर्म पानी और एंजाइमैटिक निष्कर्षण की तुलना में, अल्ट्रासोनिक-सहायता प्राप्त निष्कर्षण जलीय विलायक विघटन के साथ यांत्रिक गुहिकायन भौतिक व्यवधान को जोड़ता है। यह एंजाइम तैयारी की बड़ी खपत के बिना उच्च पॉलीसेकेराइड उपज का एहसास कराता है। विचरण-विश्लेषण परिणामों के अनुसार, अल्ट्रासोनिक प्रसंस्करण समय सबसे प्रमुख चर था। अपर्याप्त अल्ट्रासोनिक अवधि कोशिका-दीवार विखंडन को रोकती है; अत्यधिक समय से जैव-अणु क्षरण का जोखिम हो सकता है। पॉलीसेकेराइड पदार्थों की थर्मल-डिग्रेडेशन सीमा के नीचे तापमान को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए। ठोस-तरल अनुपात मुख्य रूप से विघटन संतुलन और प्रसंस्करण के बाद की ऊर्जा लागत को प्रभावित करता है; उचित अंतराल के भीतर इसका प्रभाव समय और तापमान की तुलना में अपेक्षाकृत कमजोर होता है।

प्राप्त क्रूड पॉलीसेकेराइड मजबूत इन-विट्रो मुक्त-रेडिकल-हटाने की क्षमता प्रदर्शित करता है, जो कार्यात्मक-खाद्य फ़ार्मुलों में आंशिक सिंथेटिक एंटीऑक्सिडेंट को प्रतिस्थापित करने वाले प्राकृतिक एंटीऑक्सिडेंट कच्चे माल के रूप में इसके विकास की संभावना का समर्थन करता है। इस अध्ययन में केवल क्रूड पॉलीसेकेराइड का आकलन किया गया। भविष्य की जांच पॉलीसेकेराइड शुद्धि, मोनोसैकेराइड-संरचना विश्लेषण, आणविक-वजन लक्षण वर्णन, और सेल-स्तर या पशु-मॉडल एंटीऑक्सीडेंट सत्यापन पर ध्यान केंद्रित कर सकती है। इसके अलावा, आगे के शोध से निष्कर्षण उपज और जैविक गतिविधि के बीच व्यापार-संबंध का पता लगाया जा सकता है; कुछ कठोर उच्च-उपज निष्कर्षण पैरामीटर कच्चे तेल-द्रव्यमान उत्पादन में वृद्धि के बावजूद जैव-गतिविधि को ख़राब कर सकते हैं।

4. निष्कर्ष

इस शोध में, तीन निष्कर्षण वर्कफ़्लोज़ के लिएसिस्टैंच डेजर्टिकोलापॉलीसेकेराइड की तुलना व्यवस्थित रूप से की गई। पॉलीसेकेराइड पुनर्प्राप्ति दर के संबंध में अल्ट्रासोनिक-सहायता प्राप्त निष्कर्षण ने गर्म पानी के निष्कर्षण और एंजाइमैटिक निष्कर्षण से बेहतर प्रदर्शन किया। बॉक्स-बेनकेन प्रतिक्रिया-सतह पद्धति के साथ संयुक्त एकल-कारक स्क्रीनिंग ने इष्टतम अल्ट्रासोनिक-सहायता निष्कर्षण पैरामीटर निर्धारित किए: ठोस-तरल अनुपात 1:100 (5.0 ग्राम)सिस्टैंच डेजर्टिकोलापाउडर को 500 एमएल आसुत जल के साथ मिलाया गया), अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण समय 40 मिनट, निष्कर्षण तापमान 48 डिग्री। इन अनुकूलित सेटिंग्स के तहत, पॉलीसेकेराइड निष्कर्षण उपज 7.49% हासिल हुई। एंटीऑक्सीडेंट-गतिविधि का पता लगाने से संकेत मिलता है कि पॉलीसेकेराइड अर्क की डीपीपीएच रेडिकल-स्कैवेंजिंग गतिविधि विटामिन-सी प्रदर्शन के 84.27% तक पहुंच गई; एबीटीएस रेडिकल-स्कैवेंजिंग क्षमता वीसी के 73.95% के बराबर थी।

वर्तमान अध्ययन अल्ट्रासोनिक-सहायता प्राप्त उत्पादन के लिए व्यावहारिक प्रसंस्करण पैरामीटर प्रदान करता हैसिस्टैंच डेजर्टिकोलापॉलीसेकेराइड. प्रायोगिक परिणाम इस बात की पुष्टि करते हैं कि पॉलीसैकेराइड्स सेसिस्टैंच डेजर्टिकोलाइसमें पर्याप्त एंटीऑक्सीडेंट जैव सक्रियता होती है। निष्कर्ष आगे के उपयोग के लिए प्रायोगिक आधार तैयार करते हैंसिस्टैंच डेजर्टिकोलावैश्विक न्यूट्रास्युटिकल, आहार-पूरक और कार्यात्मक-खाद्य क्षेत्रों में प्राकृतिक कार्यात्मक कच्चे माल के रूप में।

संदर्भ

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