Ekstraksyon, pwopriyete fizikochimik, anti-aje, ak aktivite antioksidan nan polisakarid ki soti nan rezidi chanv endistriyèl Pati 1

Résumé: Yon gwo kantite polisakarid chanv rete nan résidus chanv endistriyèl (IHR) apre ekstraksyon cannabidiol, sa ki lakòz fatra resous yo. Se poutèt sa, etid la sistematik nan polisakarid chanv se benefisye nan devlopman nan IHR nan tan kap vini an. Nan etid sa a, yo te optimize ekstraksyon endistriyèl chanv rezidi polisakarid (IHRPs) pa yon eksperyans sèl-faktè ak konsepsyon eksperimantal ortogonal. Kondisyon ekstraksyon chofaj pi gwo yo te tanperati ekstraksyon 98 ◦C, rapò solid-likid 1:1 0, tan ekstraksyon 1 h, kantite ekstraksyon siksesif nan 2, ak pH nan 4. Rapò ekstraksyon an ak kontni an polisakarid yo te. 20.12 ± 0.55 pousan ak 12.35 ± 0.26 pousan nan kondisyon yo, respektivman. Anplis de sa, pi bon kondisyon presipitasyon alkòl yo te ponpe ak 2 L / h, brase kontinyèlman, ak glas-dlo beny pou 4 èdtan. IHRP brit yo te pirifye plis pa kolòn chromatografi ak kontni polisakarid/pwoteyin nan IHRP pirifye yo te 34.44 pousan ak 1.61 pousan. IHRP yo te sitou konpoze de dis monosakarid ak kèk eleman ki pa sik ki gen ladan asid òganik, flavonoid, estewoyid, ak glikozid. FT-IR la demontre skelèt polisakarid IHRP yo. Anplis, pousantaj DPPH ak ABTS nan IHRP yo te 76.00 pousan ak 99.05 pousan nan konsantrasyon yo nan 1 mg/mL. IHRP yo ka ankouraje pwopagasyon selil epidèm yo ak gerizon nan grate selil yo. Pandan se tan, IHRP yo ka ankouraje ekspresyon jèn ki gen rapò ak anti-aje. An jeneral, IHRP yo ta ka yon sous natirèl dezirab nan antioksidan ak pwodwi anti-aje nan anpil aspè.

Glycoside nan cistanche ka ogmante tou aktivite SOD nan kè ak tisi fwa, ak siyifikativman redwi kontni an nan lipofuscin ak MDA nan chak tisi, efektivman scavenging divès kalite radikal oksijèn reyaktif (OH-, H₂O₂, elatriye) ak pwoteje kont domaj ADN ki te koze. pa OH-radikal. Cistanche phenylethanoid glikozid gen yon gwo kapasite scavenging nan radikal gratis, yon pi wo kapasite diminye pase vitamin C, amelyore aktivite a nan SOD nan sispansyon espèm, redwi kontni an nan MDA, epi yo gen yon sèten efè pwoteksyon sou fonksyon manbràn espèm. Cistanche polisakarid ka amelyore aktivite SOD ak GSH-Px nan eritrosit ak tisi nan poumon nan sourit senesan eksperimantal ki te koze pa D-galaktoz, osi byen ke diminye kontni an nan MDA ak kolagen an nan poumon ak plasma, ak ogmante kontni an nan elastin, gen yon bon efè scavenging sou DPPH, pwolonje tan an nan ipoksi nan sourit senesan, amelyore aktivite a nan SOD nan serom, ak retade koripsyon fizyolojik nan poumon nan sourit senesan eksperimantal Avèk koripsyon selilè mòfolojik, eksperyans yo te montre ke Cistanche gen bon kapasite antioksidan. epi li gen potansyèl pou yo dwe yon dwòg pou anpeche ak trete maladi po aje. An menm tan an, echinacoside nan Cistanche gen yon kapasite siyifikatif pou elimine radikal gratis DPPH epi li ka retire espès oksijèn reyaktif, anpeche degradasyon kolagen an gratis radikal-induit, epi tou li gen yon efè reparasyon bon sou domaj anyon radikal gratis timin.

Klike sou benefis rou cong rong

【Pou plis enfòmasyon:george.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501】

Mo kle: chanv endistriyèl; polisakarid; ekstraksyon; aktivite antioksidan; aktivite anti-aje

1. Entwodiksyon

Chanv (Cannabis sativa L.), yon zèb chak ane nan fanmi Cannabis, yo te itilize pou dè milye ane [1]. Kontni tetrahydrocannabinol (THC) chanv endistriyèl la se mwens pase 0.3 pousan pwa, ki diferan de marigwana medikal ak marigwana lwazi [2,3]. Se poutèt sa, chanv endistriyèl ta ka legalman kiltive sou yon gwo echèl. Konpozisyon chimik chanv endistriyèl la trè konplèks, tankou cannabinoïdes, terpenoid, alkaloid, ak flavonoid [4]. Konpoze ki pi byoaktif yo se kanabinoid ki gen ladan plis pase 130 konpoze fenolik tèrpèn ki sitou akimile nan tèt flè yo [5]. Kannabinoid prensipal yo se THC, cannabidiol (CBD), cannabinol (CBN), cannabigerol (CBG), cannabidivarin (CBDV), cannabidiol (CBT), ak cannabicyclol (CBL) [6]. Pami yo, THC, yon konpoze psikoaktiv ki genyen restriksyon nan diferan peyi, ak CBD se cannabinoids ki pi etidye pou biyoaktivite enpòtan yo [7], tankou aktivite neropwotektif, antiepileptik, antikansè ak imunoregulatwa [8]. Egzistans konpoze sa yo ogmante enpòtans chanv endistriyèl. Kounye a, chanv endistriyèl yo te lajman itilize nan domèn pwodwi chimik chak jou, materyèl, enèji, ak medikaman [9]. Tretman aktyèl la nan rezidi chanv endistriyèl (IHR) dirèkteman jete yo, ki pa sèlman polye anviwònman an, men tou lakòz yon fatra nan resous [10].

Polisakarid se yon polymère ki gen plis pase 10 monosakarid [11]. Li se youn nan makromolekil byolojik ki pi esansyèl. Nan dènye ane yo, anpil atik te rapòte ke polisakarid natirèl nan plant yo gen bon aktivite byolojik, tankou antikanse [12], anti-enflamatwa [13], antioksidan [14], imunomodulateur [15], ipoglisemi [16], ak aktivite antiviral. [17]. Konpozisyon molekilè ak estrikti espasyal polisakarid jeneralman gen efè enpòtan sou pwopriyete yo ak aktivite yo [18]. Avèk devlopman separasyon, pirifikasyon, ak teknoloji analiz estriktirèl nan polisakarid, li jeneralman aksepte ke polisakarid gen gwo valè aplikasyon nan dwòg, pwodui kosmetik, ak jaden manje [19]. Kontni polisakarid ki soti nan rezidi chanv endistriyèl yo se apeprè 10 pousan -15 pousan. Polisakarid chanv gen anpil pwopriyete fizikochimik ekselan paske yo gen anpil idroksil idrofil, tankou gwo kapasite absòpsyon dlo, pwopriyete emulsifyan, ak bon kapasite fim-fòme. Pandan se tan, polisakarid chanv gen retansyon imidite, anti-bakteri, ak efè ki pa toksik. Se poutèt sa, yo gen kandida aplikasyon vaste nan jaden an kosmetik. Pwodwi fèrmante nan polisakarid chanv (oligosakarid oswa kèk alkòl sik), ki rapòte yo gen bon aktivite antioksidan, anti-aje, ak anti-fatig, yo te itilize pou devlope bwason fonksyonèl [20]. Konpozisyon an nan polisakarid chanv se relativman konplèks epi li varye ant monosakarid ak 5 × 104 Da polisakarid.

Gen kèk rapò sou separasyon ak ekstraksyon polisakarid chanv. Hillestad et al. izole de glikoprotein nan chanv. Estrikti lyezon chèn glikozid la ak koneksyon ant chèn lan ak pwoteyin yo te analize pa metilasyon ak degradasyon Smith [21]. JW Groce et al. mezire kontni idrat kabòn nan chanv grandi nan Etazini, Thailand, ak Vyetnam respektivman. Li te fè remake ke gwo diferans ki egziste nan kalite a ak kontni nan konpoze ant cultivar yo ki soti nan diferan zòn [22]. Zheng et al. analize konpozisyon monosakarid ak estrikti HSP0 ak HSP0.2, de eleman nan polisakarid grenn chanv, pa HPLC ak FT-IR. Yo te jwenn ke HSP0 ak HSP0.2 tou de te genyen radikal silfat [23]. Bi et al. jwenn de polisakarid grenn chanv HS1 ak HS2 pa kwomatografi jèl filtraj. Monosakarid prensipal yo te D-arabinoz, D-ksiloz, D-mannoz, D-galaktoz, ak D-glikoz, ak rapò molè yo te 0.12, 0.09. , 0.15, 0.11, ak 0.12, respektivman [24]. Guo et al. prepare polisakarid ki soti nan fèy chanv endistriyèl ak etidye efè limyè iltravyolèt, tanperati, ak pH sou aktivite anti-bakteri yo. Li te jwenn ke minimòm konsantrasyon bakterisid ak minimòm anpèchman konsantrasyon nan polisakarid yo kont S. aureus yo te 6.25 ak 3.125 mg / mL, respektivman. Anplis de sa, aktivite anti-bakteri te pi wo a lè pH la te 7.

Nan etid sa a, yo te itilize IHR apre ekstraksyon cannabidiol kòm matyè premyè pou ekstraksyon polisakarid. Pwosesis ekstraksyon ak pirifikasyon nan polisakarid rezidi chanv endistriyèl (IHRPs) te optimize. Lè sa a, estrikti ak konpozisyon IHRP yo te analize. Anplis de sa, yo te evalye kapasite IHRP yo pou retire ABTS ak DPPH. Aktivite anti-aje li yo te etidye tou nan nivo selilè. Li espere ke IHRP yo ta ka lajman itilize nan pwodui kosmetik ak jaden manje fonksyonèl.

2. Rezilta ak Diskisyon

2.1. Eksperyans yon sèl faktè pou fè ekstraksyon pou IHRPs

2.1.1. Efè metòd ekstraksyon sou ekstraksyon polisakarid

Efè ekstraksyon percolation, ekstraksyon chofaj, ak ekstraksyon ultrasons-asistans sou ekstraksyon polisakarid yo montre nan Figi 1a. Li te kapab wè ke kontni an polisakarid nan ekstraksyon percolation te tou pre 0 pousan, ki endike ke prèske pa gen okenn polisakarid te ekstrè ak ekstrè a sitou fèt nan pigman ak lòt konpozan idrosolubl. Rezilta yo te akòz ekstraksyon nan pèrkolasyon yo te trè dou ak miray selil la nan IHR pa te kase. Se konsa, polisakarid yo pa t 'kapab ekstrè soti nan selil yo, ki te lakòz kontni an polisakarid ak rapò ekstraksyon nan ekstraksyon percolation yo dwe trè ba. Rapò ekstraksyon chofaj ekstraksyon te pi wo pase ekstraksyon ultrasons-asistans. Sepandan, kontni an polisakarid nan ekstraksyon chofaj (11.27 pousan) te pi ba pase sa yo ki nan ekstraksyon ultrasons-asistans (13.81 pousan). Ekstraksyon chofaj se youn nan metòd ekstraksyon ki pi souvan itilize paske nan senplisite pwosesis la ak pri ki ba. Sepandan, tan an nan ekstraksyon chofaj se relativman long ak rapò a ekstraksyon se pa wo. Tanperati ekstraksyon jeneralman gen yon gwo enfliyans sou rapò ekstraksyon an. Pwopòsyon ekstraksyon ki pi wo nan ekstraksyon chofaj nan travay sa a te paske ekstraksyon chofaj la te fèt nan 98 ◦C pandan y ap fè ekstraksyon ultrasons-asistans nan 60 ◦C. Ekstraksyon ki ede ultrasons te kapab diminye tan ekstraksyon an paske efè kavitasyon ak efè mekanik te kapab detwi mi selil yo, amelyore pénétration sòlvan an, ak akselere transfè polisakarid nan sòlvan an [25]. Se konsa, kontni an polisakarid nan ekstraksyon ultrasons-asistans te pi wo pase sa yo ki nan ekstraksyon chofaj. Ekstraksyon chofaj la te chwazi pou eksperyans sa yo bay pwosesis senplisite ak endistriyalizasyon.

2.1.2. Efè ekstraksyon tanperati sou ekstraksyon polisakarid

Efè ekstraksyon tanperati sou ekstraksyon polisakarid yo te montre nan Figi 1b lè rapò solid-likid la te 1:10, tan ekstraksyon te 1 h, kantite ekstraksyon siksesif te 2, ak pH te 7. Rapò ekstraksyon ak kontni polisakarid tou de. ogmante ak ogmantasyon nan tanperati a. Lè tanperati a te 98 ◦C, pi gwo rapò ekstraksyon ak kontni polisakarid yo te 14.99 pousan ak 12.03 pousan, respektivman.

2.1.3. Efè rapò solid-likid sou ekstraksyon polisakarid

Lè tanperati ekstraksyon an te 98 ◦C, tan ekstraksyon an te 1 èdtan, kantite ekstraksyon siksesif te 2, ak pH te 7, efè rapò solid-likid sou ekstraksyon polisakarid yo te parèt nan Figi 1c. Pwopòsyon ekstraksyon an ogmante piti piti ak rapò solid-likid soti nan 1:6 a 1:10, ak Lè sa a, te vin lis. Sepandan, kontni an polisakarid te prèske pa afekte pa rapò solid-likid. Anplis, solisyon an ta ka jis plonje materyèl la anvan tout koreksyon lè rapò solid-likid la te 1:5 akòz dansite ki ba nan fèy plant yo. Se poutèt sa, yo te etidye rapò solid-likid 1:6 prensipalman.

2.1.4. Efè pH sou ekstraksyon polisakarid

Lè tanperati ekstraksyon an te 98 ◦C, tan ekstraksyon an te 1 èdtan, kantite ekstraksyon siksesif te 2, ak rapò solid-likid te 1:10, efè pH sou ekstraksyon polisakarid yo te parèt nan Figi 1d. Lè solisyon an asidize oswa alkalifye piti piti, rapò ekstraksyon an te amelyore nan yon sèten mezi. Sepandan, kontni an polisakarid te gen yon tandans diminye ak ogmantasyon nan pH, ki endike ke kondisyon asid la te benefisye fè ekstraksyon nan IHRPs.

2.1.5. Efè tan ekstraksyon sou ekstraksyon polisakarid

Lè tanperati ekstraksyon an te 98 ◦C, pH te 7, kantite ekstraksyon siksesif te 2, ak rapò solid-likid te 1:10, efè tan ekstraksyon sou ekstraksyon polisakarid yo te parèt nan Figi 1e. Pwopòsyon ekstraksyon an diminye alalejè lè tan ekstraksyon an depase 1 èdtan. Anplis de sa, kontni an polisakarid te prèske pa enfliyanse pa tan yo ekstraksyon diferan.

2.1.6. Efè kantite ekstraksyon siksesif sou ekstraksyon polisakarid

Lè tanperati ekstraksyon an te 98 ◦C, tan ekstraksyon an te 1 èdtan, pH te 7, ak rapò solid-likid te 1:10, efè plizyè ekstraksyon siksesif sou ekstraksyon polisakarid yo te montre nan Figi 1f. Rapò a fè ekstraksyon tonbe a 5.11 pousan lè yo te ekstrè materyèl la anvan tout koreksyon yon dezyèm fwa. Anplis, kontni an polisakarid te trè ba lè materyèl la anvan tout koreksyon yo te ekstrè twazyèm fwa a.

2.2. Orthogonal konsepsyon eksperimantal nan ekstraksyon pou IHRPs

It could be seen that extraction temperature, solid–liquid ratio, number of successive extractions, and pH had a great influence on polysaccharide extraction based on the single-factor experiments. Therefore, the orthogonal experiments were carried out to further optimize the extraction conditions. As shown in Table 1, the order of effect of individual factors on polysaccharide extraction was: extraction temperature > several successive extractions>rapò solid-likid > pH. Gwoup 5 (rapò solid-likid te 1:8, kantite ekstraksyon siksesif te 3, tanperati ekstraksyon te 80 ◦C, ak pH te 4) te gen pi gwo kontni polisakarid (12.79 pousan) pandan gwoup 9 (rapò solid-likid te 1). :10, kantite ekstraksyon siksesif te 2, tanperati ekstraksyon te 98 ◦C, ak pH te 4) te gen dezyèm pi wo kontni an polisakarid (12.26 pousan). Lè ou konsidere konsomasyon enèji ak operabilite, validation konparezon ant gwoup 5 ak 9 yo te fèt pou detèmine kondisyon ekstraksyon ki pi apwopriye yo. Jan yo montre nan Tablo 2, eksperyans yo verifye te montre ke kontni an polisakarid ant gwoup 5 ak 9 te trè pre. Kidonk, pou konsève pou konsomasyon enèji, yo te chwazi kondisyon ekstraksyon gwoup 9 yo pou ekstrè IHRP pou itilize li nan eksperyans sa yo: rapò solid-likid te 1:10, tanperati ekstraksyon te 98 ◦C, kantite ekstraksyon siksesif te 2, ak pH te 4.

2.3. Ekran nan IHRPs Kondisyon Presipitasyon Alkòl

Solisyon ekstraksyon IHRP yo te jwenn dapre kondisyon ekstraksyon optimize pa 2.2. Efè diferan kondisyon presipitasyon alkòl yo te parèt nan Tablo 3. Konpare ak yon sèl fwa adisyon ak brase pou 0.5 h, ponpe ak brase kontinyèlman te kapab amelyore plis kontni an polisakarid. Sepandan, efè a nan pousantaj la refwadisman sou kontni polisakarid pa te evidan. Se poutèt sa, kondisyon presipitasyon alkòl gwoup 4 yo te chwazi pou preparasyon IHRP yo.

2.4. Sede polisakarid ak konpozisyon chimik nan IHRP pirifye

IHRP brut yo te dekolorize ak pirifye pa adsorption kabòn aktive, filtraj manbràn, chromatografi kolòn, ak metòd sevage, respektivman. Jan yo montre nan Figi 2, tretman an ak 8 pousan adsorption kabòn aktive te gen pi bon efè dekolorizan, ki te swiv pa tretman an kolòn kwomatografi. Anplis, metòd selvage a ak filtraj manbràn te prèske pa gen okenn efè dekolorizan. Lè nou konsidere endistriyalizasyon ak senplisite pwosesis la, yo te itilize chromatografi kolòn ak résine echanj aniyon pou pirifye IHRP nan maniskri sa a. Anplis, jan yo montre nan Tablo 4, pwa IHRP yo te 15.26 g lè yo te pirifye apre presipitasyon alkòl la, pandan y ap pwa IHRP yo te 12.74 g lè yo te fè pirifikasyon dirèkteman apre ekstraksyon chofaj. Sepandan, pwa polisakarid aktyèl la nan de pwosesis yo te trè pre (4.69 g ak 4.38 g). Se poutèt sa, pou konsève pou depans, pirifikasyon kwomatografi kolòn ta ka te pote soti dirèkteman apre ekstraksyon chofaj.

2.5. Spectroskopi FT-IR nan IHRPs

Gen kèk karakteristik estriktirèl nan polisakarid yo ka dedwi ki baze sou pik yo absòpsyon karakteristik nan FT-IR [26]. Yo montre spectre FT-IR IHRP yo nan Figi 3 epi yo ka obsève absòpsyon tipik nan polisakarid. Te pik alantou 3378 cm-1 atribiye a -OH etann vibrasyon, ki endike egzistans lan nan -OH [27]. Pik fèb la nan 2932 cm-1 te CH etann Vibration, ki gen ladan vibrasyon nan -CH2 ak -CH3 [28]. Pik fò nan apeprè 1600 cm-1 te gen rapò ak vibrasyon etann -C=O [29], epi pik alantou 1413 cm-1 te endike pou vibrasyon etann CO, ki endike egzistans -COOH. Anplis de sa, pik la relativman fò nan 1080 cm-1 gen anpil chans koresponn ak vibrasyon an koube OH. Spectre FT-IR IHRP yo te montre anpil pik absòpsyon karakteristik polisakarid yo, ki montre skelèt polisakarid IHRP yo.

2.6. Analiz konpozisyon monosakarid IHRP yo

Byoaktivite polisakarid yo souvan ki gen rapò ak konpozisyon monosakarid. Nan etid sa a, konpozisyon monosakarid IHRP yo te akeri pa kwomatografi ion jan yo parèt nan Figi 4. Dapre estanda monosakarid yo, IHRP yo te konpoze de fucose, arabinoz, rhamnose, galaktoz, glikoz, ksiloz, riboz, asid galakturonik, asid guluronic, ak asid glukuronik. Pousantaj kalite yo te 1.33, 19.6 0, 10.41, 20.87, 27.42, 4.23, 3.12, 6.22, 0.28, ak 2.37 respektivman. Li te kapab jwenn ke arabinoz, ramnose, galaktoz, ak glikoz te monosakarid prensipal yo nan IHRP yo. Glikoz se te yon monosakarid dominan nan IHRPs ak rezilta a te konsistan avèk etid anvan an [30]. Kontni asid uronik te kapab fè polisakarid chaje negatif. Rezilta sa a te gen yon enfliyans enpòtan sou byoaktivite polisakarid [31]. Anplis de sa, kontni an polisakarid nan IHRP yo te ant 30 pousan ak 35 pousan. Konpozan ki pa sik yo te sitou asid òganik, flavonoid, estewoyid, ak glikozid. Pandan se tan, kontni an nan chak eleman ki pa sik te relativman ba.

2.7. Etid aktivite antioksidan

Yo te etidye anpil kapasite ABTS ak DPPH radikal gratis pou evalye aktivite antioksidan polisakarid [32]. Kapasite scavenging IHRP yo kont ABTS ak DPPH parèt nan Tablo 5. Jan yo montre nan Tablo 5, to scavenging DPPH ak ABTS tou de ogmante ak ogmantasyon nan konsantrasyon IHRP yo. Lè konsantrasyon IHRP yo te 1.0 mg/mL, to DPPH a scavenging te 76.00 pousan pandan y ap pousantaj scavenging ABTS a te 99.{{10}}5 pousan. . Apre kalkil, valè EC50 ABTS ak DPPH yo te detèmine kòm 0.34 ak 0.47 mg/mL. Dapre nou konnen, pa gen okenn rapò sou aktivite antioksidan IHRP yo. Yo te etidye aktivite antioksidan nan enfloresans ki soti nan 12 Cannabis sativa L. monoecious cultivar [33]. Pami yo, anana te gen pi fò aktivite scavenging kont DPPH (EC50=60.00 µg/mL) pandan ke Kc-Virtus te gen pi fò kapasite scavenging kont ABTS (EC50=304.77 µg/ mL). An tèm de aktivite antioksidan lwil oliv cannabidiol-plen spectre, li te rapòte ke DPPH EC50 li yo te 158.0 µg / mL [34]. Anplis de sa, DPPH EC50 nan CBD te rapòte yo dwe 0.937 mM [35]. Te tou etidye kapasite radikal gratis CBDV, sa vle di, ABTS EC50 te 406.3 µM pandan DPPH EC50 la te 3736 µM [36]. Rezilta ki anwo yo te endike ke IHRP yo te montre gwo aktivite antioksidan

【Pou plis enfòmasyon:george.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501】