Tistanche polüsahhariidide optimeeritud ekstraheerimine ja uued eelised: antioksüdant ja väsimusevastane efektiivsus, struktuur ja kaubanduslikud rakendused

Tulemused ja analüüs

 

2.1 Ühe teguriga katsed

 

Tahke-vedeliku suhe: saagikus esmalt tõusis ja siis langes; parim oli 1:20, andes tulemuseks 5,7%. Suurem lahjendus takistas tõenäoliselt etanooli täielikku sadenemist, põhjustades kadu.

Ultraheli võimsus: tootlikkus suurenes 125 W-lt tipptasemeni 200 W juures; 225 W juures platoo. Seadke võimsuseks 200 W.

Ultraheli aeg: saagis tõusis ja seejärel tasandati; 20 min andis 8,4%. Pikemad ajad ei näidanud võimendust, tõenäoliselt küllastumise tõttu. Seadke aeg 20 min.

 

Joonis 1 Lahusti ja materjali suhte, ultraheli võimsuse ja ultraheli aja mõju CP saagisele

 

Tabel 2. Reaktsioonipinna eksperimentaalne disain ja tulemused

Katse nr.	A	B	C	Polüsahhariidide saagis (%)
1	-1	-1	0	6.82 ± 1.5
2	1	-1	0	7.23 ± 1.8
3	-1	1	0	8.26 ± 0.7
4	1	1	0	8.42 ± 1.2
5	0	-1	-1	6.92 ± 0.9
6	0	1	-1	7.59 ± 1.3
7	0	-1	1	8.26 ± 1.6
8	0	1	1	8.41 ± 2.06
9	-1	0	0	6.75 ± 1.9
10	1	0	0	8.23 ± 1.1
11	0	0	-1	8.12 ± 0.48
12	0	0	1	8.93 ± 2.0
13	0	0	0	8.66 ± 1.44
14	0	0	0	8.60 ± 2.05
15	0	0	0	8.40 ± 1.41
16	0	0	0	8.75 ± 1.0
17	0	0	0	8.67 ± 1.42

---

Andke mulle teada, kui soovite seda lisadaExcel, CSV, LaTeX, võiHTMLformaat samuti.

Tabel 3. Regressioonimudeli ANOVA tulemused

Allikas	Ruudude summa	Vabadusastmed	Keskmine väljak	F Väärtus	P Väärtus
Mudel	8.85	9	0.98	287.15	< 0.0001**
A	0.24	1	0.24	69.3	< 0.0001**
B	3.23	1	3.23	942.24	< 0.0001**
C	2.47	1	2.47	721.77	< 0.0001**
AB	0.011	1	0.011	3.25	0.1144
AC	0.065	1	0.065	18.91	0.0034**
eKr	0.17	1	0.17	50.29	0.0002**
A²	1.39	1	1.39	405.76	< 0.0001**
B²	0.67	1	0.67	194.5	< 0.0001**
C²	0.36	1	0.36	103.93	< 0.0001**
Jääk	0.024	7	0.00343	-	-
Sobivuse puudumine	0.00927	3	0.00309	0.84	0.5383
Puhas viga	0.015	4	0.00368	-	-
Kokku	8.88	16	-	-	-

---

Märkus.
P < 0,05 näitab statistilist olulisust.
P < 0,01 näitab väga olulist erinevust võrreldes kontrollrühmaga.

 

Cistanche tubolosa ekstrakti lisand

 

Kontrollige Cistanche'i tehnilisi andmeid

 

 

 

 

2.2 Box-Behnken vastuse pinna optimeerimine

 

Tegurid: ultraheli aeg (A), tahke ja vedeliku suhe (B), võimsus (C); vastus=CP saagikus.

Mudel: Y=8.66 + 0.17A + 0.64B + 0.56C − 0,053AB − 0,13AC − 0,21BC − 0,57A² − 0,40B² − 0,29C².

Sobivus: P < 0,0001, sobivuse puudumine P=0.5383, R²=0.9973, Adj-R²=0.9938, CV=0.73% → suurepärane töökindlus.

Mõju: tähtsusaste B > C > A. Märkimisväärne vastastikmõju võimsuse-aja ja võimsuse suhte vahel; aja ja suhte koostoime ei ole oluline.

 

Joon.2 Iga teguri vastasmõju pind

Joonis 3 Nelja polüsahhariidi komponendi antioksüdantse toime võrdlus

 

2.3 Protsessi optimaalne kontrollimine

 

Prognoositav optimum: 20,26 min, 1:22,34, 219,73 W → prognoositud saagis 8,95%.

Kaubanduslik reguleerimine energiasäästu eesmärgil: 20 min, 1:20, 220 W → kinnitatud tootlikkus 8,55% (0,4% alla prognoositud), mis kinnitab mudeli täpsust ja praktilist tõhusust.

 

2.4 Fraktsioneerimine ja puhastamine

 

Toor-CP polüsahhariidi sisaldus: 24,2%.

DEAE-52 tselluloosi elueerimine andis neli fraktsiooni:

CPN (neutraalne, veega elueeritud): saagis 40,3%, saagis 78,3%.

CPA-1/2/3 (happeline, 0,1/0,3/0,5 mol/L NaCl): saagis 22,6%, 13,7%, 9,2%; sissenõudmised 89,6%, 65,4%, 52,7%.

2.5 Antioksüdantne aktiivsus (in vitro)

 

Kõik fraktsioonid näitasid annusest sõltuvat DPPH ja ABTS eemaldamist.

IC50 (ug/mL), DPPH: Vc 45,7 < CPA-2 70,9 < CPN 101,8 < CPA-1 124,4 < CPA-3 280.

IC50 (ug/mL), ABTS: Vc 43 < CPA-2 94,5 < CPN 120,5 < CPA-1 140,1 < CPA-3 248,9.

Kokkuvõttes: CPA-2 tugevaim; CPN teine, kuid kõrgeima saagisega ja hea taastumisega → CPN valiti edasisteks uuringuteks kui kaubanduslikult eelistatud plii.

 

2.6 CPN struktuur

 

2.6.1 FTIR funktsioonid

 

Tüüpilised polüsahhariidribad: lai O-H venitus (~3397 cm⁻¹); C-H venitus (~2927 cm⁻¹); rõngaga seotud ribad (~1633 cm⁻¹); C-H painutamine (1418, 1370, 1240 cm⁻¹); püranoos C–O–C (~1154 cm⁻¹); tugevad glükosiidsed C–O signaalid (1080, 1024 cm⁻¹); püranoosrõnga vibratsioonid (930, 762 cm⁻1); -anomeeri näit (~849 cm-1).

2.6.2 Molekulmassi jaotus (HPGPC)

 

Kaks osaliselt kattuvat piiki:

Piik 1: Mw 6253 Da, Mn 4589 Da, PDI 1,36 → keskmise dispersiooniga kõrgema molekulmassiga polüsahhariid.

Piik 2: Mw 1177 Da, Mn 941 Da, PDI 1,25 → madala dispersiooniga madala molekulmassiga komponent (tõenäoliselt oligosahhariid).

Mõte: bimodaalne jaotus võib mõjutada viskoossust, imendumist ja bioaktiivsust. Erinevused võrreldes varasemate aruannetega tulenevad tõenäoliselt kaevandamistingimustest ja tooraineallikatest.

Joonis 4 CPN Fourier' teisenduse infrapunaspektri analüüs

 

2.6.3 Monosahhariidide koostis

 

Peamiselt glükoos (99,75%) koos mannoosi jälgedega (0,25%) → glükoosirikas neutraalne polüsahhariid. Koostiserinevused teistest uuringutest tulenevad valmistamismeetoditest.

Joonis 5 CPN-i suure jõudlusega geel-permeatsioonikromatogramm

Joonis 6 Monosahhariidide standardite (A) ioonkromatograafiline analüüs ja monosahhariidide ioonkromatograafiline määramine CPN-s (B)

Tabel 4. CPN molekulmassi tulemused

RT (min)	Mp (Da)	Mw (Da)	Mn (Da)	Tipppindade suhe (%)	Polüdisperssuse indeks (Mw/Mn)
36.713	5481	6253	4589	21.86	1.36
39.981	1119	1177	941	78.14	1.25

 

2.7 CPN-i väsimusevastane hindamine (in vivo)

 

2.7.1 Ammendav ujumine

 

CPN (keskmine annus) pikendas oluliselt aega kurnatuseni võrreldes kontrolliga (P < 0,05).

Lentinani kontroll ja suurte annustega CPN näitasid tugevamat toimet (P <0,01).

Järeldus: CPN parandab oluliselt vastupidavust.

 

2.7.2 Biokeemilised markerid

 

Võrreldes kontrolliga alandas CPN vere uurea lämmastiku ja laktaadi sisaldust ning suurendas maksa glükogeeni taset, toetades väsimusevastast efektiivsust.

Arutelu ja järeldus

Peamised leiud ja uued eelised

 

Tabel 6. Hiirte raskust kandva ujumisaja võrdlus (n=10, 𝑋̄ ± S)

Grupp	Keskmine ujumisaeg (s)
Tühi kontrollrühm	324 ± 167
Lentinani grupp	500 ± 187 **
Madala annuse rühm	348 ± 175
Keskmise annusega rühm	409 ± 185 *
Suurte annustega rühm	489 ± 162 **

Märkus. Võrreldes tühja kontrollrühmaga:
* P < 0,05, ** P < 0,01

---

Tabel 7. Vere uurea lämmastiku, vere laktaadi ja maksa glükogeeni tasemete võrdlus hiirtel (n=10, 𝑋̄ ± S)

Grupp	Vere uurea lämmastik (ug/ml)	Vere laktaat (mmol/l)	Maksa glükogeen (ng/g)
Tühi kontrollrühm	18.580 ± 0.753	2.735 ± 0.061	18.257 ± 0.954
Lentinani grupp	13.580 ± 0.770 **	2.439 ± 0.058 **	25.543 ± 1.095 **
Madala annuse rühm	17.176 ± 0.655	2.611 ± 0.052	18.625 ± 1.102
Keskmise annusega rühm	15.123 ± 0.633 *	2.678 ± 0.068	24.870 ± 0.954 **
Suurte annustega rühm	15.247 ± 0.679 *	2.534 ± 0.053 *	22.941 ± 1.067 *

Märkus. Võrreldes tühja kontrollrühmaga:
* P < 0,05, ** P < 0,01

Võrreldes kontrollrühmaga, mõlemadkeskmised ja suured annusedCPN oluliselt vähenenudvere uurea lämmastiktasemed (P< 0,05) jasuure annusegarühm oluliselt vähenenudvere laktaattasemed (P< 0,05). Lisaks mõlemadkeskmised ja suured annusedoluliselt suurenenudmaksa glükogeensisu (P< 0,001 jaP< 0,05, mis näitab, et CPN näitabväsimusevastane tegevus.

 

Tõhus, skaleeritav ekstraheerimine: Ultraheli abil optimeeritud ekstraheerimine, mis on optimeeritud 20 minutiks, 1:20, 220 W, tagab 8,55% saagise – lühema aja ja vähem energiat kui paljud tavapärased meetodid, tasakaalustades läbilaskevõimet ja kulusid.

Kaubanduslikult eelistatud fraktsioon: CPN ühendab endas kõrge protsessisaagise (40,3%), tahke aine saagise (78,3%), märkimisväärse antioksüdantse aktiivsuse ja glükoosi domineeriva koostise, muutes selle tootearenduses tugevaks juhtpositsiooniks.

Struktuuri ja funktsiooni eelised:

Antioksüdantide võime tuleneb tõenäoliselt ligipääsetavast madala Mw komponendist ja stabiilsest neutraalsest selgroost, mis aitab leevendada treeningutest põhjustatud oksüdatiivset stressi.

Energia metabolismi tugi: glükoosirikkad ahelad suudavad kiiresti varustada glükoosi glükogeeni sünteesiks; bimodaalne Mw profiil viitab kiirele neeldumisele (madal Mw) pluss püsivale vabanemisele (kõrgem Mw), mis on kooskõlas "kiire energia + kauakestva" jõudluse eelistega.

In vivo efektiivsus: CPN suurendas vastupidavust, vähendas BUN-i ja laktaadisisaldust ning võimendas maksa glükogeenipuhtaid väsimusevastaseid signaale.

Ettevõtlusele suunatud optimeerimise ja rakenduste stsenaariumid

Protsessi kavandamine suurendamiseks:

Parameetrid, mis on fikseeritud 20 min, 1:20, 220 W, vähendavad energia ja lahusti kasutamist, säilitades samal ajal saagise, mis sobib ultrahelivoolureaktorite ja pideva etanooli sadestamise jaoks.

Fraktsioneerimist DEAE-52 abil saab kulude kontrollimiseks teisendada membraani/ioonivahetuskolonnideks, mille juhtivuse astmed on sees.

Tootekontseptsioonid ja positsioneerimine:

Spordivastupidavus ja taastumine: CPN kaubamärgiga polüsahhariidi koostisosana RTD funktsionaalsete jookide, geelide või kapslite jaoks, mis keskenduvad vastupidavusele ↑, laktaat ↓, taastumine ↑. Sünergia saamiseks siduge elektrolüütide/BCAA-dega.

Tervislik vananemine ja igapäevane elujõud: kombineerige C-vitamiini või polüfenoolidega, et turustada "antioksüdant + väsimusevastane" kasu.

Metaboolne heaolu: glükoosdomineerivat neutraalset polüsahhariidi bimodaalse Mw-ga saab paigutada mitokondriaalse tervise ja treeningute tõhususe tagamiseks.

Nõuded ja toimikustrateegia:

Põhjendage väsimusevastast toimet standardiseeritud ammendava ujumise mudelite ja inimeste pilootkatsetega (aeg kurnatuseni, laktaadi kineetika, tajutav pingutus).

Analüütiline sõrmejälg: FTIR, HPGPC (bimodal profile), monosahhariidide suhted QC markeritena; partii konsistentsi tagamiseks määrake Mw vahemike ja puhtuse spetsifikatsioonid.

Kulud ja jätkusuutlikkus:

Väiksem võimsus vs. ultraheli-mikrolaine hübriidid vähendab CapEx/OpEx; Suhe 1:20 vähendab lahustikoormust ja heitvett.

Suure tootlikkusega CPN-i prioriseerimine parandab efektiivse annuse maksumust.

 

Üldine järeldus

 

Cistanche tubulosa polüsahhariidide ultraheli abil ekstraheerimine optimeeriti kiireks ja energiateadlikuks protsessiks, saades 8,55%. Fraktsioneerimine andis ühe neutraalse (CPN) ja kolm happelist (CPA-1/2/3) polüsahhariidi; saagikust, saagikust ja aktiivsust silmas pidades on CPN kaubanduslikult eelistatud plii. CPN näitab selget väsimusevastast toimet (vastupidavus ↑, BUN ↓, laktaat ↓, maksa glükogeen ↑) ja olulist antioksüdantset aktiivsust. Selle glükoosirikas bimodaalne molekulmassiga struktuur toetab nii kiiret kui ka püsivat energiavarustust, mis viitab kaherežiimilisele mehhanismile: antioksüdantne kaitse ja optimeeritud energia metabolism. Need teadmised annavad praktilise kavandi tööstuslikuks tootmiseks ja tootearenduseks, mis keskendub Cistanche polüsahhariidide "uutele eelistele" vastupidavuse ja taastumise turgudel.

Autoriteetsed viited

 

[32] Zhong Aihua. Herba Selaginella polüsahhariidide struktuurne iseloomustus ja nende kaitsev toime desoksünivalenoolist põhjustatud soolebarjääri kahjustustele [D]. Guangzhou: Lõuna meditsiiniülikool, 2023.

[33] Wang ZC, Zhou XY, Shu ZH jt. Taimsete ja mikroobsete polüsahhariidide reguleerimisstrateegia, bioaktiivsus ja füüsikalised omadused molekulmassi alusel. Int J Biol Macromol. 2023;244:125360.

[34] Xiao Linxia, ​​Su Yuan. Cistanchis sinensis'e polüsahhariidide koostise analüüs ja antioksüdantne aktiivsus. Hiina maitseaine. 2023;48(05):71–74.

[35] Xu Xiaoyan. Cuscuta chinensis'e polüsahhariidide struktuurianalüüs ja antioksüdantne aktiivsus [D]. Ya'an: Sichuani põllumajandusülikool, 2023.

[36] Luo Xinjie, Liu Jiangyun, Yang Jianhua jt. Cistanche polüsahhariidide struktuurne iseloomustus ja nende kaitsev toime kõrge glükoosisisaldusega indutseeritud kahjustustele neerutuubulite epiteelirakkudes. Toiduteadus. 2025;46(11):208–216.

[37] Cheng N, Wang H, Hao HF jt. Polüsahhariidkomponentide kui potentsiaalsete ravimainete uurimise edusammud. Eur J Med Chem. 2023;245:114892.

[38] Jiang Junwen. Uuring Cistanche deserticola ühendpreparaadi mõjust füüsilise väsimuse leevendamisele. Heilongjiangi teadus. 2022;13(14):16–17, 21.

[39] Zhao Yan. Cistanche kvaliteedi ja selle polüsahhariidide ekstraheerimise, puhastamise ja struktuuri tuvastamise põhjalik hindamine [D]. Aral: Tarimi ülikool, 2022.

[40] Yang MH, Li XF, Li FL jt. Polüsahhariidide ensümaatilise ekstraheerimise optimeerimine ultraheli abil ja kombineeritud struktuuri-aktiivsuse analüüs LC ja GC-MS abil. J Chromatogr A. 2025;1761:466331.

[41] Sun Ping, Lan Wei, Li Yan jt. Flavonoidide ja polüsahhariidide üldsisalduse määramine mikrolaineahjus ekstraheeritud Cistanchis sinensises. Hiina ravimtaimed. 2003;(06):98–112.

[42] Li Shengheng. Cistanche polüsahhariidide ekstraheerimine erinevate tehnikate abil ja nende antioksüdantne toime. Hiina maitseained. 2025;50(07):218–222.

[43] Guo XH, Xin QC, Wei P jt. Longani polüsahhariidide (LP-A) antioksüdant ja vananemisvastane toime C. elegansis. Int J Biol Macromol . 2024; 267(2):131634.

[44] Ti YR, Zhang YL, Hou YQ jt. Borani uudne madala molekulmassiga neutraalne polüsahhariid immunoloogilise toimega. Food Chem. 2025;469:142566.

[45] Wen J, Huang RJ, Li S jt. Astelpaju polüsahhariidid: ultraheli abil ensümaatiline ekstraheerimine, puhastamine, struktuuri iseloomustus ja antioksüdantide analüüs. Food Chem X. 2025;26:102265.

[46] Gao Z, Kang H, Song Q. Stevioolglükosiidide mõju maksa mitokondriaalse energia metabolismile ja oksüdatiivsele stressile ammendava treeninguga rottidel. Toiduainetööstuse tehnoloogia. 2025;46(06):377–386.

[47] Sun Xin, Fan Shijun. Lycium barbarum polüsahhariidide väsimusvastane toime. Toit ja masinad. 2025;41(07):175–182.