تحسين عملية إزالة اللون ونشاط مضادات الأكسدة من مستخلص السكاريد الدينيسيلا cistanche عن طريق منهجية سطح الاستجابة ⅱ

2 النتائج والتحليل

2.1 تجارب عامل واحد

2.1.1 تأثير جرعة الكربون المنشط على إزالة اللون من مستخلص السكاريد cistanche

إن إزالة ألوان الكربون المنشط هو نوع من إزالة إزالة الامتزاز. يحتوي سطح الجسيمات للكربون المنشط على العديد من المسام والقنوات ، والتي يمكن أن تمتص جزيئات الصباغ بقوة. ومع ذلك ، يمكن أيضًا أن تمتص جزيئات السكاريد في المحلول ، مما يسبب فقدان السكاريد [25]. كما هو مبين في الشكل 1 أ:

مع زيادة جرعة الكربون المنشطة ، يزداد معدل إزالة اللون تدريجياً. ومع ذلك ، عندما تتجاوز الجرعة 10 ٪ ، يتباطأ اتجاه نمو معدل إزالة الخلايا.

عندما تكون الجرعة أقل من 20 ٪ ، يزيد معدل استرداد السكاريد ، ولكن عندما يتجاوز 20 ٪ ، يبدأ معدل الاسترداد في الانخفاض.

عندما تكون الجرعة 20 ٪ ، يكون تأثير إزالة اللون الأمثل.

بالنظر إلى العوامل التشغيلية والتكلفة في الإنتاج العملي ، تم اختيار 10 ٪ و 20 ٪ و 30 ٪ كمستويات جرعة الكربون المنشطة لتجربة سطح الاستجابة.

 

مكملات cistanche العشبية العشبية عالية المستوى

 

2.1.2 تأثير وقت إزالة الخلايا على مستخلص السكاريد cistanche

يتطلب امتصاص جزيئات الصباغ بالكربون المنشط قدرًا معينًا من الوقت. كما هو مبين في الشكل 1 ب:

في غضون 10-50 دقيقة ، يزداد معدل إزالة اللون تدريجياً. ومع ذلك ، عندما يتجاوز وقت إزالة اللون 50 دقيقة ، يبدأ معدل إزالة اللون في الانخفاض. تحدث هذه الظاهرة لأن إزالة اللون عبر الكربون المنشط ينطوي على عملية ديناميكية من الامتزاز والامتصاص. مع تسريع امتصاص جزيئات الصباغ مع وقت التفاعل المطول ، يزداد حجم جزيئات الصباغ المصبوبة ، مما يؤدي إلى انخفاض في معدل إزالة اللون.

يُظهر معدل استرداد السكاريد اتجاهًا هبوطيًا تدريجيًا. قد يكون هذا لأن محتوى السكاريد في الحل أعلى بكثير من قدرة الامتزاز للكربون المنشط ، مما يقلل من الفرق بين معدلات الامتزاز والامتصاص [26].

على الرغم من أن معدل إزالة الدم ومعدل الاسترداد خلال الدقائق الثلاثين الأولى مقبولة ، إلا أنه من الصعب معالجة كميات كبيرة من العينات خلال هذا الوقت القصير في الإنتاج العملي.

لذلك ، بالنظر إلى ظروف الإنتاج العملية ، تم اختيار 40 و 50 و 60 دقيقة كمستويات زمنية إزالة اللون لتجربة سطح الاستجابة.

الشكل.

 

2.1.3 تأثير درجة حرارة إزالة اللون على إزالة لون مستخلص السكاريد cistanche

كما هو مبين في الشكل 1 ج ، في حدود 20-40 درجة ، يزداد معدل إزالة اللون من cistanche تدريجيا مع ارتفاع درجة حرارة إزالة اللون. عندما تصل درجة حرارة إزالة اللون إلى 40 درجة ، يكون معدل إزالة اللون ومعدل استرداد السكاريد 64.39 ٪ و 84.49 ٪ ، على التوالي. ومع ذلك ، عندما تتجاوز درجة الحرارة 40 درجة ، يبدأ معدل إزالة اللون في الانخفاض. قد يكون هذا لأن درجات الحرارة المرتفعة بشكل مفرط تؤثر سلبًا على امتصاص الأصباغ عن طريق الكربون المنشط ، وبالتالي إضعاف تأثير إزالة اللون.

مع زيادة درجة حرارة إزالة اللون ، يتناقص معدل استرداد السكاريد قليلاً. ومع ذلك ، فإن الاختلافات البسيطة في درجة الحرارة لها تأثير ضئيل على امتصاص السكريات بواسطة الكربون المنشط [11]. في حدود 30-50 درجة ، لا يزال معدل استرداد الكتلة مرتفعًا نسبيًا. بالنظر إلى استهلاك الطاقة في عمليات الإنتاج العملية ، تم اختيار 30 درجة و 40 درجة و 50 درجة كمستويات درجة حرارة إزالة اللون لتجربة سطح الاستجابة.

2.1.4 تأثير الرقم الهيدروجيني على إزالة لون مستخلص السكاريد cistanche

تتطلب عملية إزالة لون الامتزاز باستخدام الكربون المنشط مشاركة أيونات H⁺. إن زيادة تركيز أيونات H⁺ في المحلول بشكل مناسب يمكن أن تحسن معدل إزالة اللون [27]. كما هو مبين في الشكل 1D ، مع الزيادة في الرقم الهيدروجيني ، يظهر معدل إزالة الخلل في cistanche بشكل عام اتجاه هبوطي ، بينما يزداد معدل استرداد السكاريد تدريجياً. قد يكون هذا لأن مستويات الأس الهيدروجيني المنخفضة تؤثر على هيكل السكريات ، مما يقلل من معدل الاسترداد.

ضمن نطاق الرقم الهيدروجيني 4-7 ، لا يكون انخفاض معدل إزالة الألوان كبيرًا ، ويظل معدل استرداد السكاريد مرتفعًا نسبيًا. بالنظر إلى أن الرقم الهيدروجيني المقاس لمحلول العينة هو 5.03 ، فإن اختيار الرقم الهيدروجيني 5.03 لأن الرقم الهيدروجيني الأمثل في الإنتاج الصناعي يمكن أن يتجنب استخدام الأحماض والقواعد ، وتقليل التكاليف ، والفائدة على حماية البيئة. لذلك ، تم اختيار مستويات الرقم الهيدروجيني من 4 و 5 و 6 كمستويات الرقم الهيدروجيني لتجربة سطح الاستجابة.

2.2 تحسين عملية إزالة اللون لمستخلص السكاريد cistanche باستخدام منهجية سطح الاستجابة

2.2.1 نتائج تجارب تحسين سطح الاستجابة

يتم عرض النتائج التجريبية في الجدول 2 ، وترد نتائج تحليل التباين في الجدول 3. من الجدول 3:

في نموذج تركيب سطح الاستجابة باستخدام معدل إزالة الخلايا (Y1) ومعدل استرداد السكاريد (Y2) كقيم استجابة ، كانت القيم P للنماذج لـ Y1 و Y2 أقل من 0. 01 ، مما يشير إلى اختلافات كبيرة للغاية. وبالتالي ، فإن النماذج ذات مغزى.

كانت القيم p للمصطلحات التي تفتقر إلى الملاءمة أكبر من 0. 05 ، مما يشير إلى عدم وجود فروق ذات دلالة إحصائية. هذا يشير إلى أن القيم المتوقعة للنموذج تتناسب بشكل جيد مع القيم الفعلية ، مما يجعلها مناسبة للتنبؤ بالنتائج التجريبية وتحديد ظروف العملية المثلى.

كانت معاملات الارتباط (r²) لـ y1 و y2 0. 8633 و 0. 9308 ، على التوالي ، مما يشير إلى أن النموذج يمكن أن يتنبأ بـ 86.

من خلال تركيبات الانحدار المتعددة وتحليل التباين ، تم إنشاء نماذج الانحدار متعدد الحدود التربيعي لمعدل إزالة الألوان (Y1) ومعدل استرداد السكاريد (Y2) فيما يتعلق بجرعة الكربون المنشطة والوقت ودرجة الحرارة ودرجة الحموضة على النحو التالي:

معدل إزالة اللون (Y1):
y {0}}. 21 + 0. 1 0 a - 0. + 0. 07bc - 0.07bd - 3.08a² - 1.27b² - 1.09c² - 1.82d²

معدل استرداد السكاريد (Y2):
y {0}}. 93 + 0. 12a - {5}}. 41b - 0. + 0. 08bc + 0. 04bd + 0.

بالإضافة إلى ذلك ، أظهرت النماذج التربيعية لكل من قيم الاستجابة اختلافات كبيرة للغاية. كان للعوامل C و A² و B² و C² و D² تأثيرات كبيرة على معدل إزالة اللون من استخراج Cistanche Polysaccharide (P <{{0}}}. 0 5 أو p <{6}}. 01). وبالمثل ، كان للعوامل B و C و A² و B² و C² و D² تأثيرات كبيرة على معدل استرداد السكاريد (P <0.05 أو P <0.01). يشير هذا إلى أن العلاقات بين العوامل وقيم الاستجابة ليست علاقات خطية بسيطة.

 

2.2.2 التفاعل بين عاملين في معدل إزالة الألوان

استخدامخبير التصميم 8. 0. 6تم تحليل البرمجيات ، وتأثيرات التفاعل بين العوامل ، وتم إنشاء مؤامرات سطح الاستجابة ثلاثية الأبعاد لتحليل التفاعلات بين أزواج من العوامل وتأثيراتها على قيم الاستجابة.

كما هو مبين في الأشكال 2A - F:

مع زيادة مستويات العوامل التفاعلية ، أظهر معدل إزالة اللون لمستخلص السكاريد cistanche اتجاه زيادة في البداية ثم يتناقص.

كانت التغييرات بين جرعة الكربون المنشطة وعوامل أخرى أكثر وضوحًا ، مما يشير إلى تفاعلات قوية بين هذه العوامل.

في المقابل ، كانت التغيرات بين درجة حرارة إزالة اللون ووقت إزالة اللون ، ودرجة الحموضة ودرجة حرارة إزالة اللون ، ودرجة الحموضة ووقت إزالة اللون أقل وضوحًا ، مما يشير إلى تفاعلات أضعف بين هذه الأزواج من العوامل.

2.2.3 التفاعل بين عاملين على معدل استرداد السكاريد

كما هو مبين في الأشكال 3A - F:

مع زيادة مستويات العوامل التفاعلية ، أظهر معدل استرداد السكاريد لمستخلص السكاريد cistanche أيضًا اتجاهًا في الزيادة في البداية ثم يتناقص.

كانت التغييرات بين جرعة الكربون المنشطة وعوامل أخرى أكثر وضوحًا ، مما يشير إلى تفاعلات قوية بين هذه العوامل.

في المقابل ، كانت التغيرات بين درجة حرارة إزالة اللون ووقت إزالة اللون ، ودرجة الحموضة ودرجة حرارة إزالة اللون ، ودرجة الحموضة ووقت إزالة اللون أقل وضوحًا ، مما يشير إلى تفاعلات أضعف بين هذه الأزواج من العوامل.

 

 

رقم التجربة	جرعة كربون نشطة (٪)	B وقت إزالة الرصاص (دقيقة)	C درجة حرارة إزالة اللون (درجة)	D PH	معدل إلغاء إزالة اللون (٪)	y₂ polysaccharide معدل الاسترداد (٪)
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

 

 

 

مصدر	معامل	Y₁	Y₂	مجموع المربعات	Y₁	Y₂	ميدان يعني	Y₁	Y₂	و قيمة	Y₁	Y₂	قيمة P.	Y₁	Y₂
نموذج				13.64	73.29		78.39	14.55			10.88		<0.0001		<0.0001
A(جرعة الكربون المنشط)				0.10			0.72				0.98		<0.05
B(وقت)
ملحوظة

 

 

2.2.4 تحديد ظروف العملية المثلى وتجارب التحقق من الصحة

باستخدام تصميم Box-Behnken ، تم تطوير المخطط التجريبي ، وتم تحليل البيانات التجريبية باستخدامخبير التصميم 8. 0. 6برمجة. تم تحديد شروط عملية إزالة الألوان المثلى لمستخلص السكاريد cistanche مع الكربون المنشط على النحو التالي:

جرعة الكربون المنشطة:20.18%

درجة حرارة:37.74 درجة

وقت:48.88 دقيقة

PH:4.92

في ظل هذه الظروف ، كانت النتائج المتوقعة:

معدل إزالة اللون:61.25%

معدل استرداد السكاريد:98.02%

بالنظر إلى جدوى الإنتاج العملية ، تم ضبط ظروف العملية المثلى قليلاً على:

جرعة الكربون المنشطة:20%

درجة حرارة:37 درجة

وقت:49 دقيقة

PH:5.03

في ظل هذه الظروف المثلى المعدلة ، أجريت ثلاث تجارب التحقق من الصحة الموازية. وكانت النتائج:

معدل إزالة اللون:62.66%

معدل استرداد السكاريد:96.16%

أظهرت القيم المقاسة انحرافات عن القيم النظرية لنموذج الانحدار ضمن نطاق معقول ، مما يدل على أن النموذج صالح [28].

 

2.3 نشاط مضادات الأكسدة من السكريات cistanche

2.3.1 DPPH قدرة الكسح الراديكالية للسكريات السكاريد cistanche

تظهر السكريات النباتية نشاطًا كبيرًا مضادات الأكسدة ، بشكل عام ضمن نطاق تركيز1. 0 - 1 0. 0 mg/ml. يمكن أن تؤثر عملية إزالة اللون على نشاط مضادات الأكسدة للسكريات [16،29].

كما هو مبين في الشكل 4 ، تم تحسين قدرة الكسور الراديكالية DPPH من عدد السكاريد cistanche المقطوعة بشكل كبير. بتركيز1. 0 ملغ/مل، زاد معدل الكسح الجذري DPPH من14.78 ٪ (قبل إزالة اللون)ل38.38 ٪ (بعد إزالة اللون).

يشير هذا إلى أن عملية إزالة اللون يمكن أن تعزز قدرة الكسور الراديكالية DPPH من السكريات cistanche. قد يعزى هذا التحسن إلى إزالة الشوائب أثناء عملية إزالة اللون ، مما يزيد من نقاء السكريات ويعزز نشاطها لاحقًا.

 

2.3.2 إجمالي قوة تقليل السكريات

في ظل الظروف الحمضية ، يمكن لمضادات الأكسدة تقليل Fe⁺⁺-TPTZ (Ferric-tripyridyltriazine) إلى Fe²⁺-TPTZ ، والتي تنتج لونًا أزرق. الامتصاص في593 نانومتريمكن استخدامها لحساب القدرة الخفيفة الكلية للعينة. تشير قيمة FRAP الأعلى إلى قوة تقليل إجمالي أقوى [30].

كما هو مبين في الشكل 5 ، فإن إجمالي قوة الحد من1. 0 ملغ/ملأظهرت السكريات cistanche أي فرق ملحوظ قبل وبعد إزالة الدم. قد يكون هذا بسبب عدم وجود مواد في المستخلص القادر على التفاعل مع Fe⁺⁺-TPTZ ، أو وجود مواد تمنع تحويل Fe⁺⁺-TPTZ إلى Fe²⁺-TPTZ.

 

 

2.3.3 هيدروكسيل قدرة الكسح الراديكالية من السكريات السيستانشي

كما هو مبين في الشكل 6 ، فإن معدل الكسح الجذري للهيدروكسيل1. 0 ملغ/ملزادت السكريات cistanche من84.37 ٪ (قبل إزالة اللون)ل96.18 ٪ (بعد إزالة اللون).

يشير هذا إلى أن السكريات السيستانشي لها لديها قدرة كبيرة من الكسح الجذري للهيدروكسيل ، والتي تم تعزيزها بشكل أكبر بعد إزالة اللون. يمكن أن يعزى هذا التحسن إلى زيادة نقاء السكاريد بعد عملية إزالة اللون ، مما يعزز القدرة على الكسول الجذري للهيدروكسيل.

وبالمثل ، صن مينغلي وآخرون. [31] وجدت أن قدرة الكسور الجذرية هيدروكسيل من السكريات من سكوتيلاريا تم تعزيزها بشكل كبير بعد إزالة الألوان ، بما يتوافق مع النتائج التي تم الحصول عليها في هذه الدراسة.

 

2.3.4 ABTS الكاتيون قدرة الكسح الجذرية من السكريات السيستانشي

وقد أظهرت الدراسات أن علاج إزالة اللون من السكريات يمكن أن يقلل من قدرتها على الكسح الجذري ABTS [32]. كما هو مبين في الشكل 7 ،1. 0 ملغ/ملتعددات السكاريد cistanche تظهر ABTS كبيرة الكاتيون النشاط الجذري الكسح. ومع ذلك ، بعد إزالة الألوان ، انخفض النشاط بشكل كبير ، وانخفض من7.85 ٪ (قبل إزالة اللون)ل0. 89 ٪ (بعد إزالة اللون).

يشير هذا إلى أن عملية إزالة اللون تضعف قدرة الكسور الراديكالية للسكريات. قد يكون هذا التخفيض يرجع إلى إزالة المكونات داخل السكريات السيستان التي تتفاعل مع جذور ABTS الكاتيون ، مما يؤدي إلى انخفاض في القدرة على الكسح.

 

3 خاتمة

استخدمت هذه الدراسة الكربون المنشط كعامل إزالة اللون ، مع معدل إزالة الخلايا ومعدل استرداد السكاريد كمؤشرات تقييم. استنادًا إلى النتائج التجريبية الفردية ، والنتائج التجريبية لسطح الاستجابة ، وجدوى الإنتاج العملية ، تم تحديد شروط العملية المثلى على النحو التالي:

جرعة الكربون المنشطة: 20%

درجة حرارة:37 درجة

وقت:49 دقيقة

PH: 5.03

في ظل هذه الظروف ، كان معدل إزالة اللون لمستخلص السكاريد cistanche62.66%وكان معدل استرداد السكاريد96.16%. أظهرت السكريات الناتجة الناتجة بشكل كبير قدرة على الكسح الجذرية DPPH وقدرة الكسح الجذرية هيدروكسيل.

أظهرت عملية إزالة اللون هذه كفاءة إزالة ألوان جيدة ومعدل استرداد السكاريد العالي ، مما يوفر مرجعًا لإعداد منتجات السكاريد العالية ، المتفوقة جمالية.