天竺葵属植物graveolens水煎煮:新的水溶性多糖和富含抗氧化剂的提取

文摘

背景。的汤天竺葵属植物graveolens产生一个富含抗氧化剂的提取和水溶性多糖。本研究目的(1)探讨工艺参数的影响(萃取时间和温度)汤的抗氧化活性和CPGP萃取率的响应方法和(2)研究优化煎剂的化学性质和流变特性相应的提取的多糖。结果。富含抗氧化剂的汤中含有约19.76±0.41毫克RE / g DM的类黄酮和5.31±0.56毫克CE / gDM浓缩单宁。原油天竺葵属植物graveolens多糖(CPGP)包含87.27%的糖。此外,CPGP解决方案(0.5%,1%,和2%)表现出剪切稀化或假塑性流动行为。中心复合设计(CDD)应用于评估温度和时间的影响汤的抗氧化活性,一方面,和水溶性多糖产量,。煎煮优化天竺葵属植物graveolens旨在节约能源(11分钟93°C)导致值汤酚醛含量最高(33.01±0.49毫克GAE / gDM)和DPPH清除活动(136.10±0.62毫克TXE / gDM)和最高价值的CPGP收益率(6.97%)。结论。结果表明CPGP流变特点适合应用在许多行业,特别是食物。显示的值最优条件天竺葵属植物graveolens煎煮操作可以有多个使用,特别是消耗更少的能量。

1。介绍

天竺葵属植物graveolens是一个草属于牛儿苗科家庭和具有良好的芳香特性。它是全世界栽培[1,2),主要是为其精油分数,这是广泛应用于许多行业。新鲜的植物的精油被广泛用于香水行业由于其理想的气味3]。除此之外,许多研究活跃分子的精油和有机提取物天竺葵属植物graveolens显示良好的抗氧化活性和抗菌效果,特别是反对b的仙人掌,枯草芽孢杆菌,和金黄色葡萄球菌(4- - - - - -6]。然而,由于精油和有机提取物的毒性,其应用在食品腐败的病原体是有限的,和更多的兴趣在安全问题上应该显示(7]。

在突尼斯,rose-scented天竺葵是广泛用于生产食品调味水溶胶中使用传统的糕点。一些研究已经证明了其良好的抗氧化活性和容量治疗喉咙痛8]。然而,蒸馏后,使用植物被认为是浪费。汤使用整个工厂和展品的存在许多活性物质如酚醛塑料(9,10]。然而,据我们所知,所知甚少的植物化学的成分和生物活性天竺葵属植物graveolens煎煮,尽管它是一个祖先的实践用于提取精油相比,消化率和安全(10]。此外,汤仍然使用,甚至优化提高附加值产品(9,11]。煎煮优化参数包括温度萃取,萃取时间(9)、pH值和水原料的比例(11]。执行优化利用实验设计生产反应表面,也广泛用于确定最优条件从不同来源中提取多糖(12- - - - - -14和不同的过程15]。尽管大多数新的水溶性多糖提取操作从一个汤14,16,17),没有特殊利益给两个最佳提取参数导致附加值煎剂和水溶性多糖的最高产量。

本研究的目的是(1)研究工艺参数的影响(萃取时间和温度)汤的抗氧化活性和CPGP萃取率的响应方法和(2)研究优化煎剂的化学性质和流变特性相应的提取多糖。

2。材料和方法

2.1。植物材料和抽样

天竺葵天线部分收获来自一个随机样本的植物生长在阿(突尼斯北部:纬度36°51′36^”N,经度10°11′36^”2014年4月E,海拔10米)。叶、花和茎是手动隔离在树枝上获得1.00公斤的重量在20°C和干两周。标本保存在我们单位作为参考。

2.2。化学物质

所有的化学品都购自σ,突尼斯。

2.3。煎煮操作

干燥的地面天竺葵属植物graveolens整个植物(茎、花和叶子)(10克)提取蒸馏水(水比原材料(ml / g)是10:1),当水温保持在一个给定的温度下(在±2°C,萃取温度从78到98°C)对于一个给定的时间(提取时间从8到20分钟)(图1)。瓶被冷却,混合物被过滤布氏漏斗。汤是准备一式三份。结果汤被储存在4°C,以供将来使用。

2.4。粗多糖的提取

煎煮离心后,乙醇添加到上层清液的体积。混合物在一夜之间动摇了在室温下(400密苏里/分钟)。然后,解决方案是离心机一刻钟(4°C;3500 rpm);由此产生的沉淀收集;原油天竺葵属植物graveolens多糖(称为CPGP)。提取风干在40°C至恒重(图1)。CPGP收益率(%)是由方程计算(18]:

其中m₀干CPGP重量是(g)和m (g)是干原料(DM)的重量。

2.5。优化煎煮

中心复合设计(CDD)应用于研究温度的影响(X1)和时间(X2)总酚含量(日元),DPPH的文章(Y2),收益率CPGP (Y3)作为响应。试验因素和水平如表所示1。每个因素的编码水平和实验值,在每一个经验,如表所示2。

多项式模型用来表达反应 习近平在代表我的水平因素,Y是实验的反应,和b是一个参数模型的回归系数。

每一个模型参数都有精确的含义:b0代表域中心响应分析;b1和b2的值表明的重要性的影响因素(温度和时间)的反应;维生素b12是一个两个因素之间的相互作用参数。b11、b22的值确定的运动响应面(向上积极的价值观或下降为负值)(9]。

2.6。物理化学的汤

2.6.1。总酚含量

Folin-Ciocalteu方法(19)被用来评估总酚含量。苯酚的内容被表示为毫克每克干物质没食子酸当量(mg GAE / gDM)。

2.6.2。类黄酮含量

比色法(20.)是用来测量中的类黄酮等内容。简单地说,0.5毫升的稀释提取AlCl和0.5毫升的2%₃甲醇的解决方案。30分钟孵化后,吸光度是阅读在430海里。类黄酮芦丁的内容从校准曲线计算和表达为毫克每克干物质芦丁当量(毫克/ gDM)。结果一式三份。

2.6.3。总浓缩单宁

测量浓缩单宁,香兰素试验(21]。到50μl稀释样品,体积的甲醇香兰素的解决方案(3毫升,4%)和H的体积₂所以₄(1.5毫升)补充道。15分钟后反应,吸光度是阅读在500海里。甲醇作为空白。总浓缩单宁的量表示为毫克每克干物质儿茶酸当量(毫克/ gDM)。在三个复制所有样品进行了分析。

2.6.4。自由基清除活性

DPPH (2, 2 - diphenyl-1-picrylhydrazyl)自由基清除能力的测定(22]。简单地说,50μL双连续稀释的水提取物混合0.95毫升的60μM DPPH激进的解决方案,从光30分钟。分光光度计是设定在517海里。激进的抑制百分比(%)估计 一个₀控制吸光度和吗₁样品吸光度。所有的测试都是一式三份。优化煎煮提取,DPPH Trolox活动从校准曲线计算和表达为毫克每克干物质Trolox当量(mg TXE / gDM)。

2.6.5。测色仪器

CIELAB坐标(L ,一个 ,b )美能达色度计测量(美能达、模型cm - 3600 d,英国)由计算机控制,计算颜色的反射光谱(23]。L参数(明度指数)范围从0(黑色)到100(白色)。然而,一个参数表示红(+的程度 )或绿色(- a )颜色,而b参数测量程度的黄色(+ b )或蓝色(- b )颜色。样品在培养皿倒到边缘并放置在设备上的传感器。

2.7。糖含量、红外光谱谱和流变学CPGP解决方案

的天竺葵属植物graveolens煎煮第一次Sevag试剂处理以消除任何产生的蛋白质(24]。接下来,上层清液透析了三天,最后,CPGP沉淀用乙醇(V / V)。获得的粗多糖干在40°C至恒重,然后悬浮在蒸馏水测量糖含量(18]。红外光谱测试,CPGP冻干比干之前光谱学实验。

2.7.1。糖含量

phenol-sulphuric法(25]。纯度(%)计算CPGP的糖含量每干粗多糖提取的重量。

2.7.2。傅里叶变换红外光谱学

傅里叶变换红外(FTIR)方法被用来描述CPPG顶点70(美国力量光学)谱仪。汤是进一步脱去蛋白质Sevag试剂(CHCl的混合物₃和正丁醇,v / v = 4:1)。水分数是通过添加乙醇沉淀。混合物是离心机和粗多糖(沉淀)然后悬浮在水中,透析了三天。沉淀是冻干。红外光谱谱债券从500到4000厘米不等⁻¹。

2.7.3。粘度测量

不同CPGP水的流动行为解决方案(0.5;1和2%)是由一个轴应变测量流变仪(AR 2000、TA仪器有限公司,克劳利,英国)。粘度测量的温度20°C和10之间的剪切率⁻¹和1000年代⁻¹。流的行为是由幂律模型: 在哪里σ是剪切应力(Pa),是剪切速率(1 / s), n是流动指数,k是一致性指数。

2.8。统计分析

统计分析使用单向方差分析(方差分析)其次是邓肯的测试手段和比较p值小于0.05被认为是显著的。

3所示。结果

3.1。优化的汤天竺葵属植物graveolens

有16个运行参数优化五个人在当前CDD设计(表2)。多元回归分析的数据分析使用NEMRODW (9901 - LPRAI_Marseille,法国),每个反应分别进行了研究。

3.1.1。模型验证

统计分析检查系数不影响反应的存在。好和正确的描述模型变化的测试结果可以确认当表中所示的意义方差分析优于95%26- - - - - -28]。

表3列表统计检验的结果,估计模型系数的值,模型验证参数。为响应Y1,煎煮过程中只有两个参数显著。因此,总酚含量的汤可以给出的方程: 根据这个方程,温度可能有一个线性总酚含量的影响。为响应Y2, 2的6煎煮过程中模型参数是重要的。同样的情况下响应Y1,系数b2-b12不影响意义的响应因为这些系数值小于95%。因此,汤抗氧化活性可以给出的方程: 根据这个方程,温度可能对DPPH清除一个线性影响活动。响应Y3的统计分析表明,煎煮过程中只有三个参数是重要的。因此,多糖产量从煎煮提取可以给出的方程: 根据这个方程,温度可能有一个线性影响CPGP产量。然而,提取时间可能影响二次相同的反应。

3.1.2。提取参数对汤总酚含量的影响

根据正线性系数(5)(+ 3.191),酚醛含量达到较高值和提取温度的增加。这可以观察到在图2(一个)等高线图,显示了对酚类的内容。实验域的面积表明,独立的时候,总酚醛塑料的数量达到最高的温度区间在88°C (X1 = 0.5)和98°C (X1 = +α)。在这个区间内,大约37%的酚类内容(图获得的2(一个)_3D曲面图)。

3.1.3。对煎煮提取参数影响清除活动

随着时间保持不变,温差增加清除活动。图2 (b)表明,清除活动达到最大提取温度区间在88°C (X2 = 0.5)和98°C (X2 = +α)。提取的时间将只对极端温度产生影响。

3.1.4。对原油开采参数的影响天竺葵属植物graveolens多糖产量

根据(7),提取时间和温度的增加CPGP收益率。图2 (c)表明,多糖的产量CPGP达到最高温度之间的间隔95°C(+ 1)和98°C (+α),无论煎煮时间。

3.1.5。预测和实验的最优条件总酚和CPGP内容

本研究的主要目的是寻找最优参数值,帮助提高汤抗氧化活性和相应的多糖产量。表4和5目前的最优条件和预测变量。X1的一个实验约0.773(温度93°C)的顺序和X2 -0.634(11分钟的时间),酚类内容的愿望(Y1 GAE接近34.98毫克/ gDM),清除活动(Y2接近82.10%),和水溶性多糖的产量(Y3接近6.97%)最大(98.84%)。因此,这里提到的参数的值之前,加强具有最优的概率。

为了确保预测结果,使用修改后的测试进行了复查温度提取的最佳条件的94°C和煎煮时间10分钟。表6实验结果表明,预报值没有变化很多。

3.2。物理化学的最佳煎煮

水提物代表51.41%的起始混合物(成水干物质)近六倍的重量使用干物质(DM)。汤有酸性pH值约为4.32。它有液体外观(粘度约1.33 horsham)和颜色类似于黑暗茶输液,展示在表的特征7。

总酚含量、类黄酮和浓缩单宁的最佳天竺葵属植物graveolens煎煮测量来反映他们的生物属性表现在DPPH清除活动(表8)。

3.3。天竺葵属植物graveolens粗多糖(CPGP)最佳煎煮

在这部作品中,流变特性CPGP及其初步结构分析进行了研究。

3.3.1。原油流变特性天竺葵属植物graveolens多糖

的流变学天竺葵属植物graveolens水解决方案进行了研究使用行为的表观粘度与剪切速率(图3)。图显示两个领域:表观粘度下降直到400年代的剪切速率⁻¹,然后一个常数«无限的»建立了粘度。这个流变属性特征的假塑性或剪切稀化行为(n < 1)。

流动行为指数(n)和一致性指数(k)(表值9)获得剪切应力与剪切速率的表示根据幂律模型(方程(4),图4)。结果表明,浓度的增加提高了剪切应力。表9表明,流动指数随多糖浓度的增加而减小。统计分析显示,所有浓度之间没有显著差异指数流。

然而,一致性索引值的范围从322.60到382.70 Pa· 。有索引的一致性所有样本的重要变化。

3.3.2。初步结构分析

为初步CPGP结构分析的目的,糖含量的phenol-sulphuric法和傅里叶变换红外光谱测定。

CPGP的总糖含量和图估计为87.27%5显示的红外光谱光谱CPGP,展出大量吸收带在3350厘米左右⁻¹在2981厘米,四个弱峰⁻¹,2370厘米⁻¹,1633厘米⁻¹和1410厘米⁻¹。两个强烈吸收乐队也观察到1043厘米⁻¹和1087厘米⁻¹。最后,一个吸收带在877厘米左右⁻¹标志着的开始«指纹»区域。

4所示。讨论

中央合成设计应用于评估温度和时间的影响在酚醛内容和汤的抗氧化活性。响应面分析显示,温度是最影响因素。事实上,响应与温度的增加达到最大值。这表明,温度会影响植物组织在提高酚类化合物的提取9]。这样的发现是复发性在很多研究中,指出萃取时间和温度的增加提高了材料粒子的溶解性(29日)和扩散系数(30.]。

除此之外,保持一个相对较高的温度会增加原油的产量天竺葵属植物graveolens多糖(CPGP)。事实上,不同的草药水溶性多糖提取的研究表明,提取温度变化从48,7°C到100°C (4,12- - - - - -14,31日- - - - - -34]。然而,提高大分子产生,提取不同的时间从4小时29分钟15,33]。在这些提取条件下,多糖产量变化从5日到18 37%,88%12- - - - - -14,32- - - - - -34]。但是,由于多糖的产量是独特的这些研究的问题,没有关注其他煎煮的活动分子在长时间的热处理。

经过验证的最佳提取条件,天竺葵属植物graveolens煎煮10分钟在94°C提供了一个特定的棕色。对于茶,这颜色是可取的(35),它是受到氧化的多酚氧化酶活性多酚类黄酮,儿茶素,和棕色的颜色的化合物(35,36]。对于茶输液,L值约为59.03;然而,对于发酵茶注入约40.25,而轻盈的汤是低得多(18.74),这可能与更高的深色化合物像那些发达国家通过发酵茶(36]。红色( )和黄色(b )茶输液(分别为26.17 - -59.03和15.17 - -25.71),然而,高于颜色参数最佳煎煮(2.17和11.07)。这些参数可以帮助区分不同天竺葵物种提取使用不同的过程[36)(输液、汤、冷萃取……)。

的价值最优的自由基清除活性天竺葵属植物graveolens煎煮大约是136.1 mgTXE / gDM (68.05%)。这一发现解释了酚类成分的存在(类黄酮和浓缩单宁)和主要类黄酮(19.77 mgRE / gDM) [10,37]。此外,抗氧化剂和酚的研究资料天竺葵属植物graveolens花水,水提取、甲醇提取物和精油表现出酚醛内容不同从54.71 mgGAE / gDM 102.44 mgGAE / gDM和清除活动(83%2,38,39]。

Roseiro et al。(2013)9)报道,在最佳提取温度和时间(分别为98.5°C和17分钟),角豆树块煎展出DPPH清除活动约85%和总酚含量39.5毫克GAE / gDM。

的天竺葵属植物graveolens水解决方案表现出假塑性或剪切稀化行为。埃德里和Savmati (2014) [33)报道,1.5%的流动行为指数(n) w / v Ziziphus lotus果多糖溶液(WPZL)约为0.77,而相同的指数CPGP约为0.27 1%。这可以解释这一事实CPGP的粘度高于WZPL w / v浓度1%。

小说中水溶性多糖的可溶性总糖含量1.42时间高于胖大海种子(61.17%)(40鹰嘴豆多糖)和1.19倍(41]。

企图CPGP的结构分析的傅里叶变换红外显示大量吸收带的存在在3350厘米左右⁻¹,这可能与羟基有关(14]。事实上,据简et al。(2015)42从3200年到3600厘米),峰值⁻¹可能与地组。此外,检测到2981厘米⁻¹指出碳氢键的伸缩振动组(34,42]。1633厘米的吸收带的存在⁻¹表明羧酸盐伸展运动组(首席运营官的存在^{- - - - - -})[14]一个乐队峰值约1605厘米⁻¹。然而,其他研究相关的吸收乐队从1640厘米⁻¹到1651厘米⁻¹与C = O组(42]。然而,在1642厘米⁻¹,乐队与水有关31日]。此外,峰值为1420厘米⁻¹被分配到切断伸缩振动(31日和显示糖醛酸含量的存在13,43]。一个强大的吸收带也观察到1043厘米⁻¹可以与C-O-C糖苷结构的伸缩振动14),可能表明吡喃糖环的存在(1043到1087厘米⁻¹)[31日)甚至呋喃糖(34,44]。

获得的乐队在890厘米⁻¹建议的存在β糖苷键(42]或β-D-glucan [45]。还报道说,810和870厘米之间的吸收带⁻¹可以在研究样本显示甘露聚糖的存在(42,46]。

5。结论

响应面方法是本研究中使用改进的汤的抗氧化潜力天竺葵属植物graveolens和提高产量的多糖提取。提取温度线性的影响不同的反应和提取时间对多糖产量有二次效应只。此外,没有两个提取参数之间的交互。得到了最优提取条件:提取温度(93°C)和提取时间(11分钟)。在这种情况下,不同的反应过程如下:酚类含量为33.02%,自由基清除活性为68.05%,CPGP收益率是6.43%。这些结果与预计值有很好的一致性。

原油天竺葵属植物graveolens多糖的解决方案被发现具有剪切稀化非牛顿流体行为浓度高于0.5% (w / v)。结果表明CPGP流变特点适合应用在许多行业,特别是食物。此外,最优条件的值表明,煎煮操作可以有多种用途,特别是消耗更少的能量。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项工作已经在生物化学和微生物学应用技术国际大会(BMAT 2017)。作者欣然承认委员会这一事件。

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