Pengekstrakan Dioptimumkan Dan Faedah Baharu Cistanche Polisakarida: Keberkesanan Antioksidan Dan Anti-Keletihan, Struktur dan Aplikasi Komersial
Dec 03, 2025
Keputusan dan Analisis
2.1 Eksperimen faktor tunggal
Nisbah pepejal-cecair: Hasil mula-mula meningkat kemudian jatuh; yang terbaik ialah 1:20, memberikan 5.7%. Pencairan yang lebih tinggi mungkin menghalang pemendakan etanol lengkap, menyebabkan kehilangan.
Kuasa ultrasonik: Hasil meningkat daripada 125 W kepada puncak pada 200 W; pada 225 W ia mendatar. Tetapkan kuasa pada 200 W.
Masa ultrasonik: Hasil meningkat kemudian diratakan; 20 minit memberi 8.4%. Masa yang lebih lama tidak menunjukkan keuntungan, mungkin disebabkan oleh ketepuan. Tetapkan masa pada 20 min.
Rajah.1 Kesan nisbah pelarut kepada bahan, kuasa ultrasonik, masa ultrasonik ke atas hasil CP
Jadual 2. Reka Bentuk Eksperimen Permukaan Respons dan Keputusan
| Eksperimen No. | A | B | C | Hasil Polisakarida (%) |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
Beritahu saya jika anda mahu perkara iniExcel, CSV, LaTeX, atauHTMLformat juga.
Jadual 3. Keputusan ANOVA Model Regresi
| Sumber | Jumlah Kuasa Dua | Darjah Kebebasan | Mean Square | Nilai F | Nilai P |
|---|---|---|---|---|---|
| Model | 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** |
| BC | 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** |
| Baki | 0.024 | 7 | 0.00343 | - | - |
| Kurang Kecergasan | 0.00927 | 3 | 0.00309 | 0.84 | 0.5383 |
| Ralat Tulen | 0.015 | 4 | 0.00368 | - | - |
| Jumlah | 8.88 | 16 | - | - | - |
Nota:
P <0.05 menunjukkan kepentingan statistik.
P <0.01 menunjukkan perbezaan yang sangat ketara berbanding kumpulan kawalan.
Suplemen ekstrak cistanche tubolosa
2.2 Pengoptimuman permukaan tindak balas Box–Behnken
Faktor: Masa ultrasonik (A), nisbah pepejal-cecair (B), kuasa (C); respons=hasil CP.
Model: Y=8.66 + 0.17A + 0.64B + 0.56C − 0.053AB − 0.13AC − 0.21BC − 0.57A² − 0.40B² − 0.29C².
Kesesuaian: P < 0.0001, kekurangan P=0.5383, R²=0.9973, Adj-R²=0.9938, CV=0.73% → kebolehpercayaan yang sangat baik.
Kesan: Kedudukan kepentingan B > C > A. Interaksi ketara antara kuasa–masa dan nisbah kuasa; interaksi nisbah masa tidak ketara.
Rajah.2 Permukaan tindak balas interaksi setiap faktor
Rajah.3 Perbandingan aktiviti antioksidan bagi empat komponen polisakarida
2.3 Pengesahan proses yang optimum
Diramalkan optimum: 20.26 min, 1:22.34, 219.73 W → ramalan hasil 8.95%.
Pelarasan komersial untuk penjimatan tenaga: 20 min, 1:20, 220 W → hasil yang disahkan 8.55% (0.4% di bawah ramalan), mengesahkan ketepatan model dan kecekapan praktikal.
2.4 Pecahan dan penulenan
Kandungan polisakarida CP mentah: 24.2%.
DEAE-52 elusi selulosa menghasilkan empat pecahan:
CPN (neutral, tercairkan air): hasil 40.3%, pemulihan 78.3%.
CPA-1/2/3 (berasid, 0.1/0.3/0.5 mol/L NaCl): menghasilkan 22.6%, 13.7%, 9.2%; pemulihan 89.6%, 65.4%, 52.7%.
2.5 Aktiviti antioksidan (in vitro)
Semua pecahan menunjukkan DPPH dan ABTS yang bergantung kepada dos.
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.
Keseluruhan: CPA-2 paling kuat; CPN kedua tetapi dengan hasil tertinggi dan pemulihan yang baik → CPN dipilih untuk kajian lanjut sebagai petunjuk pilihan komersial.
2.6 Struktur CPN
2.6.1 Ciri-ciri FTIR
Jalur polisakarida biasa: regangan O–H luas (~3397 cm⁻¹); Regangan C–H (~2927 cm⁻¹); jalur berkaitan cincin (~1633 cm⁻¹); C–H lentur (1418, 1370, 1240 cm⁻¹); piranosa C–O–C (~1154 cm⁻¹); isyarat C–O glikosidik yang kuat (1080, 1024 cm⁻¹); getaran cincin piranosa (930, 762 cm⁻¹); -petunjuk anomer (~849 cm⁻¹).
2.6.2 Pengagihan berat molekul (HPGPC)
Dua puncak bertindih separa:
Puncak 1: Mw 6253 Da, Mn 4589 Da, PDI 1.36 → polisakarida Mw lebih tinggi dengan penyebaran sederhana.
Puncak 2: Mw 1177 Da, Mn 941 Da, PDI 1.25 → komponen Mw rendah berserakan rendah (kemungkinan oligosakarida).
Implikasi: Taburan bimodal boleh menjejaskan kelikatan, penyerapan dan bioaktiviti. Perbezaan berbanding laporan terdahulu mungkin berpunca daripada keadaan pengekstrakan dan sumber bahan mentah.
Rajah.4 Analisis Spektrum Inframerah Transformasi Fourier bagi CPN
2.6.3 Komposisi monosakarida
Kebanyakannya glukosa (99.75%) dengan surih mannose (0.25%) → polisakarida neutral yang kaya dengan glukosa. Perbezaan komposisi daripada kajian lain timbul daripada kaedah penyediaan.
Rajah 5 Kromatogram resapan gel berprestasi tinggi CPN
Rajah.6 Analisis kromatografi ion piawaian monosakarida (A) dan penentuan kromatografi ion bagi monosakarida dalam CPN (B)
Jadual 4. Keputusan Berat Molekul CPN
| RT (min) | Mp (Da) | Mw (Da) | Mn (Da) | Nisbah Kawasan Puncak (%) | Indeks Polidispersiti (Mw/Mn) |
|---|---|---|---|---|---|
| 36.713 | 5481 | 6253 | 4589 | 21.86 | 1.36 |
| 39.981 | 1119 | 1177 | 941 | 78.14 | 1.25 |
2.7 Penilaian anti-keletihan CPN (in vivo)
2.7.1 Renang menyeluruh
CPN (dos sederhana) memanjangkan masa dengan ketara sehingga keletihan berbanding kawalan (P <0.05).
Kawalan Lentinan dan CPN dos tinggi menunjukkan kesan yang lebih kuat (P <0.01).
Kesimpulan: CPN meningkatkan daya tahan dengan ketara.
2.7.2 Penanda biokimia
Berbanding dengan kawalan, CPN menurunkan nitrogen urea darah dan laktat, dan meningkatkan glikogen hepatik, menyokong keberkesanan anti-keletihan.
Perbincangan dan Kesimpulan
Penemuan utama dan faedah baharu
Jadual 6. Perbandingan Masa Renang Menanggung Berat Tikus (n=10, 𝑋̄ ± S)
| Kumpulan | Purata Masa Berenang |
|---|---|
| Kumpulan Kawalan Kosong | 324 ± 167 |
| Kumpulan Lentinan | 500 ± 187 ** |
| Kumpulan Dos Rendah | 348 ± 175 |
| Kumpulan Dos Sederhana | 409 ± 185 * |
| Kumpulan Dos Tinggi | 489 ± 162 ** |
Nota: Berbanding dengan kumpulan kawalan kosong:
* P < 0.05, ** P < 0.01
Jadual 7. Perbandingan Kadar Nitrogen Urea Darah, Laktat Darah dan Glikogen Hati dalam Tikus (n=10, 𝑋̄ ± S)
| Kumpulan | Nitrogen Urea Darah (ug/mL) | Laktat Darah (mmol/L) | Glikogen Hati (ng/g) |
|---|---|---|---|
| Kumpulan Kawalan Kosong | 18.580 ± 0.753 | 2.735 ± 0.061 | 18.257 ± 0.954 |
| Kumpulan Lentinan | 13.580 ± 0.770 ** | 2.439 ± 0.058 ** | 25.543 ± 1.095 ** |
| Kumpulan Dos Rendah | 17.176 ± 0.655 | 2.611 ± 0.052 | 18.625 ± 1.102 |
| Kumpulan Dos Sederhana | 15.123 ± 0.633 * | 2.678 ± 0.068 | 24.870 ± 0.954 ** |
| Kumpulan Dos Tinggi | 15.247 ± 0.679 * | 2.534 ± 0.053 * | 22.941 ± 1.067 * |
Nota: Berbanding dengan kumpulan kawalan kosong:
* P < 0.05, ** P < 0.01
Berbanding dengan kumpulan kawalan, kedua-duanyados sederhana dan tinggiCPN berkurangan dengan ketaranitrogen urea darahperingkat (P<0.05), danberdos tinggikumpulan berkurangan dengan ketaralaktat darahperingkat (P< 0.05). Selain itu, kedua-duanyados sederhana dan tinggimeningkat dengan ketaraglikogen hatikandungan (P< 0.001 danP<0.05, masing-masing), menunjukkan bahawa CPN mempamerkanaktiviti anti-keletihan.
Pengekstrakan yang cekap dan berskala: Pengekstrakan berbantukan ultrabunyi dioptimumkan kepada 20 min, 1:20, 220 W memberikan 8.55% masa hasil-lebih singkat dan tenaga yang lebih rendah daripada kebanyakan kaedah konvensional, mengimbangi daya pengeluaran dan kos.
Pecahan yang digemari secara komersial: CPN menggabungkan hasil proses yang tinggi (40.3%), pemulihan pepejal (78.3%), aktiviti antioksidan yang ketara dan komposisi dominan glukosa, menjadikannya peneraju yang kukuh untuk pembangunan produk.
Kelebihan struktur-fungsi:
Kapasiti antioksidan mungkin daripada komponen Mw rendah yang boleh diakses dan tulang belakang neutral yang stabil, membantu mengurangkan tekanan oksidatif yang disebabkan oleh senaman.
Sokongan metabolisme tenaga: Rantai yang kaya dengan glukosa boleh membekalkan glukosa dengan cepat untuk sintesis glikogen; profil Mw bimodal mencadangkan penyerapan pantas (Mw rendah) ditambah pelepasan berterusan (Mw lebih tinggi), sejajar dengan faedah prestasi "tenaga cepat + tahan lama".
Keberkesanan in vivo: CPN meningkatkan daya tahan, mengurangkan BUN dan laktat, dan meningkatkan isyarat anti-keletihan hati yang jelas glikogen.
Pengoptimuman berorientasikan perniagaan dan senario aplikasi
Reka bentuk proses untuk skala:
Parameter tetap pada 20 min, 1:20, 220 W meminimumkan penggunaan tenaga dan pelarut sambil mengekalkan hasil yang sesuai untuk reaktor aliran ultrasonik dan pemendakan etanol berterusan.
Pecahan melalui DEAE-52 boleh diterjemahkan kepada lajur membran/pertukaran ion dengan langkah kekonduksian sebaris untuk kawalan kos.
Konsep dan kedudukan produk:
Ketahanan dan pemulihan sukan: CPN sebagai ramuan polisakarida berjenama untuk minuman berfungsi RTD, gel atau kapsul yang memfokuskan pada "daya tahan ↑, laktat ↓, pemulihan ↑." Pasangkan dengan elektrolit/BCAA untuk sinergi.
Penuaan yang sihat dan kecergasan harian: Gabungkan dengan vitamin C atau polifenol untuk memasarkan bersama faedah "antioksidan + anti-keletihan".
Kesihatan metabolik: Polisakarida neutral yang dominan glukosa dengan bimodal Mw boleh diletakkan untuk kesihatan mitokondria dan kecekapan senaman.
Tuntutan dan strategi dossier:
Memantapkan anti-keletihan dengan model renang lengkap yang standard dan ujian perintis manusia (masa-ke-keletihan, kinetik laktat, daya tarikan yang dirasakan).
Cap jari analisis: FTIR, HPGPC (profil bimodal), nisbah monosakarida sebagai penanda QC; tetapkan spesifikasi untuk julat dan ketulenan Mw untuk memastikan konsistensi kelompok.
Kos dan kemampanan:
Kuasa lebih rendah berbanding hibrid ultrabunyi–gelombang mikro mengurangkan CapEx/OpEx; Nisbah 1:20 mengurangkan beban pelarut dan air sisa.
Pengutamaan CPN hasil tinggi meningkatkan kos setiap dos berkesan.
Kesimpulan keseluruhan
Pengekstrakan polisakarida Cistanche tubulosa berbantukan ultrabunyi telah dioptimumkan kepada proses yang cepat dan mementingkan tenaga yang menghasilkan 8.55%. Pemecahan menghasilkan satu neutral (CPN) dan tiga polisakarida berasid (CPA-1/2/3); mempertimbangkan hasil, pemulihan dan aktiviti, CPN ialah petunjuk yang lebih disukai secara komersial. CPN menunjukkan kesan anti-keletihan yang jelas (daya tahan ↑, BUN ↓, laktat ↓, glikogen hepatik ↑) dan aktiviti antioksidan yang bermakna. Struktur berat molekul yang kaya dengan glukosa, bimodal menyokong kedua-dua bekalan tenaga yang pantas dan berterusan, mencadangkan mekanisme dwi-mod: perlindungan antioksidan serta metabolisme tenaga yang dioptimumkan. Wawasan ini menyediakan pelan tindakan praktikal untuk pengeluaran perindustrian dan pembangunan produk yang berpusat pada "manfaat baharu" polisakarida Cistanche dalam pasaran ketahanan dan pemulihan.
Rujukan yang berwibawa
[32] Zhong Aihua. Pencirian Struktur Polisakarida Herba Selaginella dan Kesan Perlindungannya terhadap Kerosakan Halangan Usus Terinduksi Deoxynivalenol [D]. Guangzhou: Universiti Perubatan Selatan, 2023.
[33] Wang ZC, Zhou XY, Shu ZH, et al. Strategi pengawalseliaan, bioaktiviti, dan sifat fizikal tumbuhan dan polisakarida mikrob berdasarkan berat molekul. Int J Biol Macromol. 2023;244:125360.
[34] Xiao Linxia, Su Yuan. Analisis komposisi dan aktiviti antioksidan polisakarida dalam Cistanchis sinensis. Perencah China. 2023;48(05):71–74.
[35] Xu Xiaoyan. Analisis struktur dan aktiviti antioksidan polisakarida daripada Cuscuta chinensis [D]. Ya'an: Universiti Pertanian Sichuan, 2023.
[36] Luo Xinjie, Liu Jiangyun, Yang Jianhua, et al. Pencirian struktur polisakarida Cistanche dan kesan perlindungannya terhadap kerosakan yang disebabkan oleh glukosa tinggi dalam sel epitelium tiub buah pinggang. Sains Makanan. 2025;46(11):208–216.
[37] Cheng N, Wang H, Hao HF, et al. Kemajuan penyelidikan mengenai komponen polisakarida sebagai agen farmaseutikal yang berpotensi. Eur J Med Chem. 2023;245:114892.
[38] Jiang Junwen. Kajian tentang kesan penyediaan kompaun Cistanche deserticola terhadap melegakan keletihan fizikal. Sains Heilongjiang. 2022;13(14):16–17, 21.
[39] Zhao Yan. Penilaian menyeluruh terhadap kualiti Cistanche dan pengekstrakan polisakarida, penulenan dan pengenalpastian struktur [D]. Aral: Universiti Tarim, 2022.
[40] Yang MH, Li XF, Li FL, et al. Pengoptimuman pengekstrakan enzimatik berbantukan ultrabunyi bagi polisakarida, dan analisis aktiviti struktur gabungan oleh LC dan GC–MS. J Chromatogr A. 2025;1761:466331.
[41] Sun Ping, Lan Wei, Li Yan, et al. Penentuan jumlah flavonoid dan polisakarida dalam Cistanchis sinensis yang diekstrak oleh gelombang mikro. Perubatan Herba Cina. 2003;(06):98–112.
[42] Li Shengheng. Pengekstrakan polisakarida Cistanche menggunakan teknik yang berbeza dan aktiviti antioksidannya. Perencah China. 2025;50(07):218–222.
[43] Guo XH, Xin QC, Wei P, et al. Aktiviti antioksidan dan anti-penuaan polisakarida Longan (LP-A) dalam C. elegans. Int J Biol Macromol. 2024;267(2):131634.
[44] Ti YR, Zhang YL, Hou YQ, et al. Polisakarida neutral rendah Mw baru dengan aktiviti imunologi dari Borani. Kimia Makanan. 2025;469:142566.
[45] Wen J, Huang RJ, Li S, et al. Polisakarida buckthorn laut: pengekstrakan enzimatik dibantu ultrasound, penulenan, pencirian struktur dan analisis antioksidan. Kimia Makanan X. 2025;26:102265.
[46] Gao Z, Kang H, Song Q. Kesan glikosida steviol pada metabolisme tenaga mitokondria hepatik dan tekanan oksidatif dalam tikus senaman yang lengkap. Teknologi Industri Makanan. 2025;46(06):377–386.
[47] Sun Xin, Fan Shijun. Aktiviti anti-keletihan polisakarida Lycium barbarum. Makanan dan Jentera. 2025;41(07):175–182.
