2 Rezultati i analiza

2.1 Fizikalno-kemijska svojstva polisaharida

2.1.1 Analiza kemijskih komponenti

Fizikalno-kemijska svojstva i prinosi četiriju frakcija dobivenih membranskom separacijom - tehnikom koja se temelji na patentiranoj tehnologiji membranske separacije (Patent br. ZL200710102756.7) u vlasništvuHotan Dichen Pharmaceutical Biotechnology Co., Ltd. (https://www.xjcistanche.com/about-us)- prikazani su u tablici 1. Uočene su značajne razlike u sadržaju ukupnog šećera, proteina i uronske kiseline između četiri frakcije. CTP 1 pokazao je najveći udio šećera, a njegov udio uronske kiseline bio je znatno veći od onog u ostalim frakcijama. Kako su se frakcije mijenjale od CTP 1 do CTP 4, prinos, ukupni sadržaj šećera i sadržaj uronske kiseline pokazali su jasan trend pada.

 

 

Patent za tehnologiju odvajanja membrana u vlasništvu sjedišta Wecistanchea

 

Tablica 1. Kemijski sastav i prinosCistanche deserticolapolisaharida nakon odvajanja membrane

Frakcija	Ukupni sadržaj šećera (%)	Sadržaj proteina (%)	Sadržaj uronske kiseline (%)	Prinos (%)
CTP 1	91.95 ± 1.03ᵃ	1.06 ± 0.04ᶜ	26.77 ± 0.77ᵃ	3.31
CTP 2	83.67 ± 1.61ᵇ	1.42 ± 0.03ᵃ	15.90 ± 0.29ᶜ	0.70
CTP 3	78.32 ± 1.48ᶜ	1.25 ± 0.02ᵇ	19.12 ± 0.55ᵇ	0.10
CTP 4	37.51 ± 1.40ᵈ	1.41 ± 0.02ᵃ	19.20 ± 0.54ᵇ	0.10

Bilješka: Podaci su prikazani kao srednja vrijednost ± standardna devijacija (n=3). Različita gornja slova unutar istog stupca ukazuju na značajne razlike među uzorcima (P < 0,05).

 

Cistanche materijal visoke kvalitete

 

 

 

 

2.1.2 Analiza sastava monosaharida

Kao što je prikazano na slici 2 i tablici 2, monosaharidni sastavi četiriju frakcija (CTP 1, CTP 2, CTP 3, CTP 4) odvojenih ultrafiltracijskim membranama s različitim graničnim vrijednostima molekularne težine, kako je određeno PMP derivatizacijom, bili su dosljedni. Sve frakcije su bili heteropolisaharidi sastavljeni od 8 monosaharida: manoza (Man), glukozamin (GlcN), ramnoza (Rha), glukuronska kiselina (GlcA), galakturonska kiselina (GalA), glukoza (Glc), galaktoza (Gal) i arabinoza (Ara). Među njima, glukoza (Glc), galaktoza (Gal), arabinoza (Ara), galakturonska kiselina (GalA) i ramnoza (Rha) činile su više molarne postotke. Molarni postoci različitih monosaharida varirali su u četiri frakcije: CTP 1 je imao najveći sadržaj glukoze i galakturonske kiseline; CTP 2 je imao visok sadržaj galaktoze i glukuronske kiseline; CTP 3 je imao visok sadržaj arabinoze; a CTP 4 je imao visok sadržaj manoze i ramnoze. Sadržaj kiselog šećera u CTP 1 bio je značajno viši od sadržaja ostalih frakcija, što je bilo u skladu sa sadržajem uronske kiseline utvrđenim u analizi fizikalno-kemijskih svojstava. To ukazuje da je tehnologija odvajanja membrane (zaštićena od stranePatent br. ZL200710102756.7) može učinkovito frakcionirati komponente polisaharida s različitim sadržajem kiselog šećera.

 

 

Različite specifikacije ekstrakta Cistanche izrađene tehnologijom odvajanja membrane

Saznajte više o wecistanche

 

 

 

2.1.3 Analiza infracrvene spektroskopije Fourierove transformacije (FT-IR)

Kao što je prikazano na slici 3, sve četiri frakcije polisaharida pokazale su tipične karakteristične maksimume apsorpcije polisaharida. Snažan i širok vrh na 3324,6 cm⁻¹ pripisan je OH rastezljivoj vibraciji polisaharida [18]; vršna vrijednost na 2924,6 cm⁻¹ bila je CH rastezljiva vibracija ugljikohidrata, tipična karakteristična vršna vrijednost polisaharida [19, 20]. Apsorpcija blizu 1738,8 cm⁻¹ ukazuje na prisutnost struktura uronske kiseline, sugerirajući da su polisaharidi kiseli [16, 21]. Vrhunac apsorpcije na 1607,5 cm⁻¹ pripisan je adsorbiranoj vodi, što može biti posljedica higroskopske prirode polisaharida. Vrh apsorpcije blizu 1234,3 cm⁻¹ uzrokovan je CH savijanjem vibracija [22, 23], a vrh apsorpcije na 1014,2 cm⁻¹ potvrdio je karakterističnu apsorpciju piranoznih prstenova. Vrhovi apsorpcije na 887,3 cm⁻¹ i 755,2 cm⁻¹ ukazuju na prisutnost -konfiguriranih i -konfiguriranih glikozidnih veza [24-27]. Proces odvajanja membrane nije oštetio osnovne tipove glikozidnih veza ili strukture funkcionalnih skupina polisaharida, osiguravajući strukturni integritet frakcija polisaharida.

Slika 1. Kromatogram sastava monosaharida referentnih tvari

Napomena: 1. Manoza; 2. Glukozamin; 3. Ramnoza; 4. Glukuronska kiselina; 5. Galakturonska kiselina; 6. Galaktozamin; 7. Glukoza; 8. Galaktoza; 9. ksiloza; 10. Arabinoza; 11. Fukoza.

 

Slika 2. Kromatogrami monosaharidnog sastava frakcija polisaharida.

Napomena: 1. Manoza; 3. Ramnoza; 5. Galakturonska kiselina; 7. Glukoza; 8. Galaktoza; 10. Arabinoza.

 

 

 

 

2.1.4 Analiza skenirajućom elektronskom mikroskopijom (SEM).

Kao što je prikazano na slici 4, CTP 1 pokazao je blago valovitu površinu pri povećanju od 2000x (A1). Pri povećanju od 10 000× (A2), uočene su nepravilne pore neujednačene veličine, koje predstavljaju "porozne i labave" ukupne karakteristike. CTP 2 imao je relativno netaknutu i ravnu strukturu pri povećanju od 2000× (B1), sa slabom aglomeracijom unatoč nekim rubnim naborima. Pri povećanju od 10 000× (B2), površina je bila glatka i ravna bez gotovo ikakvih vidljivih pora. CTP 3 pokazao je suptilne "nabore" na površini pri povećanju od 2000× (C1), što može biti posljedica djelomične agregacije polisaharidnih molekula bez potpunog umrežavanja u kompaktnu strukturu. Pri povećanju od 10 000× (C2), površina je pokazala umjerenu hrapavost [28]. CTP 3 pokazao je suptilne "nabore" na površini pri povećanju od 2000× (C1), što može biti posljedica djelomične agregacije polisaharidnih molekula bez potpunog umrežavanja u kompaktnu strukturu. Pri povećanju od 10 000× (C2), površina je pokazala umjerenu hrapavost [28]. CTP 4 je imao rijetko raspoređene čestice nanorazmjera na površini aglomeriranog područja pri povećanju od 2000× (D1), bez očitih veza između čestica i umjerene disperzibilnosti. Pri povećanju od 10 000 × (D2), površina čestice bila je glatka bez očitih izbočina, pokazujući blage nabore i umjerenu strukturnu uniformnost [29]. Ukratko, mikroskopske morfologije polisaharida tretiranih različitim ultrafiltracijskim membranama značajno su se razlikovale, posebno u agregacijskom stanju, površinskoj hrapavosti i disperzibilnosti. Ova morfološka razlika može biti povezana s međumolekularnim silama polisaharida i učinkom prosijavanja tijekom ultrafiltracije.

 

Tablica 2. Molarni omjeri monosaharidnog sastava frakcija polisaharida

Monosaharid	CTP 1 (%)	CTP 2 (%)	CTP 3 (%)	CTP 4 (%)
manoza (čovjek)	1.373	1.112	1.772	3.484
Glukozamin (GlcN)	0.201	0.265	0.347	0.454
ramnoza (Rha)	8.695	9.860	11.060	12.590
Glukoza (GlcA)	1.239	1.313	1.166	1.228
Galakturonska kiselina (GalA)	13.755	12.653	13.777	7.461
Glukoza (Glc)	35.101	19.329	33.898	33.998
galaktoza (Gal)	28.353	33.372	28.623	30.997
arabinoza (Ara)	11.284	12.286	12.756	9.806

Slika 3: Infracrveni spektri Fourierove transformacije polisaharida iz svake frakcije

 

Slika 4. Slike polisaharidnih frakcija skenirane elektronskom mikroskopijom.

Slika 5 Kapacitet hvatanja polisaharidnih frakcija DPPH radikala.

 

 

 

WECISTNACHE MUNUFACTORER

 

Služba podrške Wecistanche-Za više detalja o suradnji
E-pošta:wallence.suen@wecistanche.com

 

2.2 Određivanje antioksidativnog djelovanja polisaharida

2.2.1 Određivanje DPPH· kapaciteta uklanjanja radikala

Kao što je prikazano na slici 5, kapacitet uklanjanja radikala DPPH svake frakcije pokazao je jasan učinak ovisan o dozi [30, 31]. U usporedbi s kapacitetom uklanjanja radikala VC-a, kapaciteti uklanjanja DPPH četiriju frakcija bili su relativno slabi. Pri koncentraciji od 8 mg/mL, IC50 vrijednosti VC i četiriju frakcija bile su 0,961 mg/mL, 4,946 mg/mL, 7,534 mg/mL, 7,534 mg/mL i 8,472 mg/mL, redom, pri čemu CTP 1 pokazuje najveći kapacitet hvatanja radikala.

 

Slika 6 Kapacitet hvatanja superoksidnih aniona frakcija polisaharida.

Slika 7 Ukupni antioksidativni kapacitet frakcija polisaharida.

 

Slika 8 ABTS sposobnost hvatanja radikala frakcije polisaharida

 

 

2.2.2 Određivanje kapaciteta hvatanja superoksidnih aniona

Kao što je prikazano na slici 6, kapaciteti hvatanja superoksidnih aniona četiri frakcije nisu pokazali značajne promjene s povećanjem koncentracije [32]. U usporedbi s kapacitetom hvatanja superoksidnih aniona VC, kapaciteti četiriju frakcija bili su relativno slabi. Pri koncentraciji od 8 mg/mL, vrijednosti IC50 za VC i četiri frakcije bile su 0,884 mg/mL, 11,46 mg/mL, 10,54 mg/mL, 14,03 mg/mL i 11,83 mg/mL, respektivno, što ukazuje da su kapaciteti hvatanja superoksidnih aniona četiriju frakcija u biti bili dosljedan. Ova razlika u aktivnosti može biti povezana s više čimbenika kao što su molekularna težina, sastav i omjer monosaharida i sadržaj kiselog šećera u polisaharidima.

2.2.3 Određivanje ukupnog antioksidativnog kapaciteta

Kao što je prikazano na slici 7, ukupni antioksidativni kapacitet svake frakcije postupno se povećavao s povećanjem koncentracije [33], pokazujući učinak ovisan o dozi. U usporedbi s ukupnim antioksidativnim kapacitetom VC, kapaciteti četiriju frakcija bili su relativno slabi. Pri koncentraciji od 8 mg/mL, IC50 vrijednosti VC i četiriju frakcija bile su 22,88 mg/mL, 40,00 mg/mL, 61,30 mg/mL, 79,41 mg/mL i 71,81 mg/mL, redom, pri čemu CTP 1 pokazuje najjači ukupni antioksidativni kapacitet.

2.2.4 Određivanje ABTS⁺ kapaciteta hvatanja radikala

Kao što je prikazano na slici 8, kapacitet hvatanja radikala ABTS⁺ svake frakcije postupno se povećavao s povećanjem koncentracije, pokazujući učinak ovisan o dozi. Pri koncentraciji od 4 mg/mL, vrijednosti IC50 za VC i četiri frakcije bile su 0,450 mg/mL, 0,486 mg/mL, 0,405 mg/mL, 1,039 mg/mL i 0,531 mg/mL, respektivno, što ukazuje da su stope hvatanja radikala ABTS⁺ četiriju frakcija u biti bile u skladu s onom VC.

 

3 Zaključak

U ovoj studiji, ostatak odCistanchenakon što je ekstrakcija feniletanoidnog glikozida korištena kao sirovina, a ultrafiltracijska membrana u kombinaciji s tehnologijom taloženja alkoholom - zaštićena patentom izuma (Patent br. ZL200710102756.7) držiHotan Dichen Pharmaceutical Biotechnology Co., Ltd. (https://www.xjcistanche.com/about-us) - was employed to achieve efficient extraction and fractionation of polysaccharides. Four polysaccharide fractions with different molecular weight ranges were successfully prepared: CTP 1 (>300 kDa), CTP 2 (50-300 kDa), CTP 3 (10-50 kDa) i CTP 4 (<10 kDa). The structural characteristics and antioxidant activity differences of each fraction were systematically analyzed.

Učinak frakcioniranja polisaharida i karakteristike distribucije: Kako se veličina pora ultrafiltracijske membrane smanjivala, prinos polisaharidnih frakcija pokazao je trend pada, odražavajući široku distribuciju molekularne težine polisaharida uCistanchetalog. Tehnologija odvajanja membrane (patentirana od strane Hotan Dichen Pharmaceutical Biotechnology Co., Ltd.) može precizno frakcionirati komponente polisaharida s različitim molekularnim težinama i sadržajem kiselog šećera bez oštećenja osnovnih tipova glikozidnih veza i struktura funkcionalnih skupina polisaharida, osiguravajući strukturni integritet frakcija. Ovo pruža učinkovito i ekološki prihvatljivo tehničko rješenje za precizno frakcioniranje polisaharida.

Obilježja odnosa strukture i aktivnosti: Sve četiri polisaharidne frakcije bile su heteropolisaharidi koji sadrže 8 monosaharida, ali su uočene značajne razlike u molarnim udjelima monosaharida. Sadržaj kiselog šećera (uronske kiseline) u CTP 1 bio je značajno veći od sadržaja ostalih frakcija. Eksperimenti s antioksidansima in vitro potvrdili su da CTP 1 pokazuje najbolju aktivnost hvatanja radikala DPPH i ABTS⁺, što ukazuje da je antioksidacijska aktivnost polisaharida usko povezana s molekularnom težinom, sadržajem kiselog šećera i omjerom sastava monosaharida, što je u skladu s temeljnim zaključkom postojećih studija da "strukturne karakteristike polisaharida reguliraju biološku aktivnost". Studija Aladana Memetalija i sur. [34] također su pokazali da se antioksidacijska aktivnost značajno povećala s povećanjem koncentracije polisaharida, a ova karakteristika ovisna o dozi potvrđena je eksperimentima koncentracije gradijenta u ovoj studiji. Za razliku od prethodnih studija koje su obično pripravljale sirove polisaharide taloženjem alkoholom, ova studija je uvela tehnologiju membranskog odvajanja za sustavnu frakcioniranjeCistanchepolisaharida, što omogućuje pomak od ukupne analize aktivnosti miješanih komponenti na precizno istraživanje antioksidativnih aktivnosti frakcija polisaharida u različitim rasponima molekularne težine.

Ova studija samo je procijenila antioksidacijsku aktivnost polisaharida korištenjem in vitro kemijskih modela, a rezultati se mogu razlikovati od antioksidativne učinkovitosti u in vivo fiziološkom okruženju. Buduća bi istraživanja trebala dodatno provesti in vitro pokuse na stanicama i in vivo studije na životinjama kako bi se potvrdila antioksidacijska aktivnost i potencijalni putevi. U međuvremenu, tehnologije poput kromatografije-masene spektrometrije i difrakcije X-zraka mogu se koristiti za analizu fine strukture polisaharida i identificiranje ključnih aktivnih mjesta, pružajući precizniju teoretsku potporu za razvoj funkcionalne hrane, antioksidansa i drugih proizvoda koji se temelje na rezidualnim polisaharidima. Kroz daljnje usavršavanje analize fine strukture i in vivo verifikacije aktivnosti, očekuje se daljnje istraživanje potencijala primjene rezidualnih polisaharida i promicanje nadogradnje razvoja karakterističnih medicinskih resursa u Xinjiangu prema zelenim, učinkovitim i industrijaliziranim smjerovima.

 

Reference

[18] Wu HQ, Zhou SY, Zhou YY, et al. Ultrazvučno potpomognuta ekstrakcija polisaharida izBambusa vulgarisL. izdanci s niskoeutektičnim otapalom i njihova in vitro analiza aktivnosti [J].Znanost i tehnologija prehrambene industrije, 2025., (u tisku).

[19] Zhou R, Cui M, Wang Y, et al. Izolacija, identifikacija strukture i protuupalno djelovanje polisaharida izFragmitirizoma [J].Međunarodni časopis bioloških makromolekula, 2020, 161: 810-817.

[20] Wang SL, Yu J, Song JX, et al. Izolacija, pročišćavanje, strukturna analiza i in vitro aktivnost polisaharida izAmelanchier alnifoliaNutt [J].Biokemija procesa, 2024, 136: 229-236.

[21] Kakar MU, Li J, Mehboob MZ, et al. Pročišćavanje, karakterizacija i određivanje bioloških aktivnosti polisaharida topivih u vodiMahonia bealei [J]. Znanstvena izvješća, 2022, 12(1): 1-12.

[22] Liu T, Zhou K, Yin S, et al. Pročišćavanje i karakterizacija egzopolisaharida proizvedenogLactobacillus plantarumHY izoliran iz domaćeg sečuanskog kiselog krastavca [J].Međunarodni časopis bioloških makromolekula, 2019, 134: 516-526.[23] Yin Z, Zhang W, Zhang J, et al. Izolacija, pročišćavanje, strukturna analiza i koagulacijska aktivnost polisaharida topivih u vodi izLigustrum lucidumAit cvijeće [J].Središnji časopis za kemiju, 2017, 11(1): 1-11.

[24] Gao Y, Abuduaini G, Yang C, et al. Izolacija, pročišćavanje i strukturno objašnjenjeStropharia rugosoannulatapolisaharidi s hipolipidemijskim učinkom [J].Granice u prehrani, 2022, 9: 1-12.

[25] Ma K, Yi X, Yang ST, et al. Izolacija, pročišćavanje i strukturna karakterizacija polisaharida izCodonopsis pilosulai njegove terapijske učinke na nealkoholnu masnu bolest jetre in vitro i in vivo [J].Međunarodni časopis bioloških makromolekula, 2024, 265: 130988.

[26] Hu HB, Liang HP, Li HM, et al. Izolacija, pročišćavanje, karakterizacija i antioksidativna aktivnost polisaharida iz kore stabljikeAcanthopanax leucorrhizus [J]. Polimeri ugljikohidrata, 2018, 196: 359-367.

[27] Luo Y, Zhao Z, Chen H, et al. Dinamička analiza fizikalno-kemijskih svojstava i sastava polisaharida tijekom fermentacije postfermentiranog čaja [J].Hrana, 2022, 11(21): 3376.

[28] Ren L, Yang Y, Bian X, et al. Fizikalno-kemijska, reološka, ​​strukturna, antioksidativna i antimikrobna svojstva polisaharida ekstrahiranih iz sjemenki tamarinde [J].Časopis za kvalitetu hrane, 2022, 2022: 1-14.

[29] Geng X, Guo D, Wu B, et al. Učinci različitih metoda ekstrakcije na fizikalno-kemijske karakteristike i biološke aktivnosti polisaharida izClitocybe squamulosa [J]. Međunarodni časopis bioloških makromolekula, 2024, 259: 1-10.

[30] Liu S, Zhang T, Chen Z, et al. Strukturna karakterizacijaCorydalis yanhusuopolisaharidi i njegova bioaktivnost in vitro [J].Međunarodni časopis bioloških makromolekula, 2025, 306: 141575.

[31] Gu J, Zhang H, Wen C, et al. Pročišćavanje, karakterizacija, antioksidativna i imunološka aktivnost polisaharida izSagittaria sagittifolia L [J]. Food Research International, 2020, 136: 1-10.

[32] Huo S, Wang H, Chen J, et al. Preliminarna studija o ekstrakciji polisaharida, pročišćavanju i antioksidativnim svojstvima filamentoznih mikroalgi bogatih šećeromTribonema minus [J]. Časopis za primijenjenu fiziologiju, 2022, 34(6): 2755-2767.[33] Capek P, Košťálová Z. Izolacija, kemijska karakterizacija i antioksidativna aktivnostPrunus spinosaL. fenolni polisaharid-proteini voća [J].Istraživanje ugljikohidrata, 2022, 515: 1-9.

[34] Aladan Memetali, Yang T, Yuan J, et al. Proces ekstrakcije i in vitro antioksidacijska aktivnost polisaharida izCistanche tubulosaOstaci [J].Kemija i bioinženjering, 2020, 37(02): 36-41.