Abstrak

Cistanche deserticolaialah herba perubatan sumber padang pasir yang terkenal berasal dari Barat Laut China, sering dirujuk sebagai "ginseng padang pasir". Sebagai bahan botani homolog perubatan makanan, ia mempunyai potensi pembangunan yang besar dalam industri makanan berfungsi dan makanan tambahan. Tisu segar yang dituai terdedah kepada peperangan enzimatik yang dicetuskan oleh enzim oksidase endogen. Amalan pengeluaran konvensional kebanyakannya mengguna pakai pengeringan teduh udara terbuka atau dehidrasi udara panas terus tanpa langkah prarawatan yang standard. Operasi tradisional ini biasanya mengakibatkan kehilangan besar phenylethanol glycosides (PhGs), yang merupakan bahan penanda bioaktif teras, dan merendahkan kualiti komersial kepingan kering akhir. Mewujudkan gabungan prarawatan-penyahhidratan praktikal adalah penting untuk mengekalkan sebatian aktif dan menstabilkan prestasi penyimpanan produk siap.

Dua laluan prarawatan telah dikaji dalam kerja ini: tekanan hidrostatik ultra-tinggi bukan terma (UHP) dan pengukusan terma konvensional. Setiap prarawatan digabungkan dengan dua teknologi dehidrasi arus perdana, pengeringan udara panas perolakan dan liofilisasi vakum. Percubaan faktor tunggal telah dilaksanakan untuk mengecilkan julat parameter yang boleh dilaksanakan, diikuti dengan pemodelan permukaan tindak balas Box‑Behnken untuk mengoptimumkan empat aliran kerja pengeluaran bersepadu. Jumlah glikosida feniletanol, dikira dengan menjumlahkan empat penanda perwakilan termasuk echinacoside, verbascoside, cistanoside A dan isoverbascoside, berfungsi sebagai penunjuk penilaian utama. Hirisan herba kering yang dihasilkan di bawah parameter yang dioptimumkan telah dibungkus di bawah empat rawatan berasaskan vakum: pengedap vakum ringkas, vakum dengan uncang penyerap oksigen, vakum dengan bahan pengering silika-gel dan pembungkusan vakum komposit yang mengandungi kedua-dua penyerap oksigen dan bahan pengering. Pelbagai penunjuk kualiti termasuk tahap lembapan, jumlah gula, protein larut, sisa PhG dan jumlah kiraan mikrob aerobik dipantau secara berterusan di bawah penyimpanan suhu bilik. Ujian jangka hayat rak dipercepat (ASLT) di bawah suhu tinggi telah digunakan untuk menganggarkan jangka hayat dunia sebenar dalam keadaan ambien.

Keputusan menunjukkan bahawa kedua-dua UHP dan prarawatan mengukus meningkatkan pemeliharaan PhG berbanding dengan kawalan dehidrasi langsung tanpa prarawat. Hasil pemprosesan optimum datang daripada UHP digabungkan dengan pengeringan udara panas: tekanan 296 MPa, masa tahan 16 minit dan suhu pengeringan 81 darjah, menghasilkan kandungan PhGs sebanyak 5.12 mg/g·FW, kira-kira 1.8 kali lebih tinggi daripada sampel rujukan kering udara panas yang tidak dirawat. Untuk pengeringan mengukus-udara panas, parameter yang ideal ialah suhu pengukusan 94 darjah, tempoh pengukusan 21 minit dan suhu pengeringan 79 darjah. Untuk UHP yang digabungkan dengan pengeringan beku, tetapan optimum ialah tekanan 295 MPa, masa penahanan 16 minit dan suhu pra-beku −43 darjah. Untuk pengukusan-liofilisasi, keadaan terbaik ialah 94 darjah mengukus selama 21 minit dan −43 darjah suhu pra-beku. Sepanjang percubaan penyimpanan, semua kumpulan pembungkusan berkongsi trend perubahan kualiti yang konsisten: jumlah kelembapan dan mikrob meningkat secara beransur-ansur, manakala jumlah gula, protein larut dan penanda bioaktif PhGs menurun. Di antara semua bentuk pembungkusan yang diuji, pembungkusan vakum komposit yang dilengkapi dengan kedua-dua uncang penyerap oksigen dan penyerap lembapan mengekalkan kualiti produk komprehensif terbaik. Pengiraan kestabilan yang dipercepatkan mengunjurkan jangka hayat selama 256 hari untuk sampel yang dimeterai vakum biasa pada suhu ambien 20 darjah. Sebagai perbandingan, pembungkusan vakum dwi-fungsi komposit mencapai jangka hayat rak sehingga 663 hari.

Prarawatan ultra-tinggi tekanan bukan haba mempamerkan kelebihan yang ketara dalam melindungi glikosida feniletanol sensitif haba semasaCistanche deserticoladehidrasi. Penggunaan serentak penghapus oksigen dan bahan pengering dalam pembungkusan yang dimeterai vakum boleh melambatkan kemerosotan kualiti berbilang dimensi dengan berkesan dan memanjangkan jangka hayat hirisan kering yang boleh digunakan. Kajian ini menyediakan rujukan pengeluaran praktikal untuk rawatan lepas tuai dan pemeliharaan komersial jangka panjang bahan mentah homolog ubat makanan yang berharga ini.

Kata kunci: Cistanche deserticola; feniletanol glikosida; tekanan hidrostatik ultra-tinggi; mengukus prarawatan; dehidrasi udara panas; lyophilization vakum; kestabilan penyimpanan herba kering; penilaian jangka hayat dipercepatkan; homologi makanan-perubatan

 

1. Pengenalan

1.1 Profil Botani dan Latar Belakang PerindustrianCistanche deserticola

Cistanche deserticolaYC Ma tergolong dalam keluarga Orobanchaceae, dan ia adalah herba holoparasit wajib tanpa klorofil. Ia parasitisasi sistem akarHaloxylon ammodendron, pokok renek tahan kemarau yang diedarkan secara meluas di kawasan gurun utara China. Batangnya yang bersisik berisi telah digunakan sebagai bahan herba tonik selama lebih daripada dua ribu tahun dalam sistem aplikasi tradisional. Dokumen herba purba mengklasifikasikannya sebagai bahan tonik gred tinggi, yang terkenal dengan kesan mengencangkan buah pinggang, menambah darah pati dan melegakan simptom sembelit.

Disebabkan koleksi liar yang berlebihan sejarah, liarCistanche deserticolasumber menghadapi risiko kehabisan dan menerima campur tangan pemuliharaan rasmi. Pada masa kini, penanaman buatan berskala besar telah direalisasikan melalui inokulasiCistancheke atas tanaman buatanHaloxylon ammodendronhutan perlindungan, terutamanya di kawasan padang pasir Mongolia Dalam. Pada awal 2020, pihak berkuasa kawal selia China memasukkanCistanche deserticolake dalam katalog perintis homologi perubatan makanan, membuka prospek komersial yang lebih luas untuk pasaran makanan berfungsi, pemakanan tambahan dan bahan mentah kosmetik.

1.2 Bio‑Aktiviti Konstituen Fungsian Utama

Phenylethanol glycosides ialah bahan bioaktif tandatangan bagiCistanche deserticola. Sebilangan besar eksperimen sel in-vitro dan kajian model haiwan in-vivo telah mengesahkan potensi farmakologinya yang pelbagai. Sebatian ini menunjukkan kapasiti antioksidan yang ketara: Fraksi PhGs boleh meningkatkan aktiviti enzim antioksidan seperti SOD dan mengurangkan kerosakan peroksidasi lipid dalam serum haiwan dan tisu hati. Model kecederaan sel tekanan oksidatif menunjukkan bahawa pengasingan PhG boleh menurunkan kematian sel saraf, yang menyokong potensinya sebagai bahan mentah antioksidan semula jadi.

Percubaan haiwan farmakologi juga mengesahkan nilai tonik tradisionalnya. Ekstrak air herba boleh meningkatkan berbilang parameter kualiti sperma dalam subjek haiwan lelaki, termasuk kepekatan sperma, motilitas dan kadar kecacatan. Eksperimen inkubasi limfosit menunjukkan bahawaCistancheekstrak boleh menggalakkan penjanaan antibodi dan mengawal ekspresi reseptor permukaan sel imun, mencerminkan kesan imunomodulator. Dalam penyelidikan peraturan gastrousus, komponen oligosakarida yang diekstrak daripada herba ini menunjukkan prestasi julap yang jelas, yang mempercepatkan peristalsis usus dan memendekkan kependaman buang air besar dalam model haiwan sembelit. Pecahan polisakarida daripadaCistanche deserticolajuga menyumbang kepada tindak balas fisiologi antioksidan dan imunomodulator.

1.3 Status Terkini Teknologi Dehidrasi untuk Bahan Mentah Herba

Baru dituaiCistanche deserticolamengandungi nutrien yang banyak, namun aktiviti metabolik selepas tuaian kekal kuat selepas dipetik. Tanpa pemprosesan tepat pada masanya, batang segar terdedah kepada keperangan enzimatik, tekstur melembutkan dan kerosakan mikrob, membawa kesukaran untuk logistik merentas wilayah dan penyimpanan jangka panjang. Dehidrasi ialah kaedah pemeliharaan utama untuk gred komersialCistanchebahan mentah. Pengeluaran tradisional kebanyakannya menggunakan pengeringan matahari atau pengeringan teduh-udara. Namun begitu, enzim oksidase endogen termasuk polifenol oksidase (PPO) dan peroksidase (POD) akan mengekalkan bahan bioaktif yang merendahkan sebelum kelembapan tisu jatuh ke tahap yang selamat. Ini menyebabkan kehilangan besar komponen PhGs ciri dan kualiti produk siap yang tidak stabil.

Teknik dehidrasi industri biasa untuk bahan botani termasuk pengeringan udara panas perolakan, dehidrasi gelombang mikro, pengeringan inframerah-jauh dan pengeringan beku-vakum. Pengeringan udara panas perolakan mempunyai pelaburan peralatan yang rendah, pemprosesan kumpulan besar dan operasi mudah yang sesuai untuk pembuatan berskala besar. Kelemahan utamanya terletak pada kerosakan haba terhadap molekul bioaktif yang tidak tahan haba di bawah keadaan suhu tinggi. Liofilisasi vakum menghilangkan lembapan melalui pemejalwapan ais di bawah keadaan beku tekanan rendah. Teknologi ini boleh mengekalkan tekstur tisu asal, warna dan fitokimia yang sensitif terhadap haba dengan lebih baik, sementara ia datang dengan penggunaan tenaga dan kos pengeluaran yang lebih tinggi. Skim pengeringan gabungan hibrid cuba menyepadukan kelebihan mod pengeringan yang berbeza untuk mengimbangi kualiti produk siap dan ekonomi pembuatan.

1.4 Strategi Prarawatan sebelum Dehidrasi Botani

Langkah prarawatan sebelum dehidrasi boleh merealisasikan pelbagai objektif: penyahaktifan enzim oksidatif, pengurangan beban mikrob separa dan pengubahsuaian struktur mikro tisu tumbuhan. Prarawatan yang munasabah meningkatkan kecekapan dehidrasi dan meminimumkan degradasi sebatian bioaktif endogen yang berharga. Pengukusan atau pemutihan haba tergolong dalam penyelesaian prarawatan terma konvensional. Rawatan haba mendenaturasi protein PPO dan POD oksidase untuk menyekat tindak balas peperangan, sementara itu meningkatkan kebolehtelapan dinding sel dan memendekkan kitaran dehidrasi berikutnya. Walau bagaimanapun, pemprosesan haba yang terlalu lama atau suhu yang terlalu tinggi boleh mencairkan fitokimia larut air dan mencetuskan penguraian haba bahan aktif sasaran.

Pemprosesan tekanan hidrostatik ultra-tinggi (UHP) ialah campur tangan fizikal bukan haba yang menjanjikan untuk pembuatan herba makanan. Tekanan hidrostatik yang tinggi mengganggu ikatan bukan kovalen di dalam makromolekul biologi seperti protein, manakala ikatan kimia kovalen metabolit sekunder molekul kecil kekal utuh. UHP boleh menyahaktifkan mikroorganisma dan enzim oksidatif tanpa input haba yang sengit, dan mengubah suai kebolehtelapan membran sel untuk memudahkan pembebasan metabolit daripada sel tumbuhan. Teknologi bukan haba ini telah mendapat minat penyelidikan yang semakin meningkat dalam pemprosesan buah-buahan, sayur-sayuran dan bahan herba dalam beberapa tahun kebelakangan ini.

1.5 Cabaran Berkaitan Penyimpanan untuk Hirisan Herba Dehidrasi

Walaupun selepas dehidrasi yang mencukupi, produk botani kering akan mengalami kemerosotan kualiti yang perlahan semasa penyimpanan jangka panjang. Faktor utama yang mempengaruhi termasuk kandungan lembapan sisa, nilai aktiviti air, tekanan separa oksigen ambien, suhu penyimpanan, pendedahan cahaya dan prestasi penghalang bahan pembungkus. Lembapan sisa mempercepatkan peperangan bukan enzimatik dan menyediakan air yang tersedia untuk pembiakan mikrob. Oksigen mempercepatkan degradasi oksidatif bahan bioaktif fenolik yang diwakili oleh phenylethanol glycosides. Penyelesaian pembungkusan yang sesuai mengguna pakai filem komposit penghalang tinggi, paket pengering untuk penyerapan lembapan dan paket pemulung oksigen untuk menghalang pereputan kualiti. Pada masa ini, kebanyakannya boleh didapati secara komersil keringCistanche deserticolakepingan menggunakan kantung ringkas atau pembungkusan kanister, tidak mempunyai data eksperimen yang sistematik untuk menyokong prestasi jangka hayat sebenar.

1.6 Objektif Penyelidikan dan Skop Eksperimen

Arus perdana sedia adaCistanchealiran kerja pengeluaran sering melangkau prarawatan piawai sebelum dehidrasi, yang membawa kepada kehilangan banyak bioaktif feniletanol-glikosida ciri. Kajian ini membandingkan campur tangan UHP bukan haba dengan prarawatan terma kukus klasik. Setiap pilihan prarawatan digabungkan dengan pengeringan udara panas dan pengeringan beku masing-masing. Penyaringan faktor tunggal dan pemodelan permukaan tindak balas Box‑Behnken digunakan untuk mengoptimumkan empat saluran paip pembuatan bersepadu yang berbeza, dengan keutamaan ditetapkan untuk memaksimumkan pengekalan PhG. Dengan menggunakan hirisan yang disediakan di bawah set parameter yang dioptimumkan, makalah ini menyiasat selanjutnya bagaimana pembungkusan vakum yang ditambah dengan bahan pengering dan uncang pemulung oksigen mempengaruhi anjakan kualiti berbilang dimensi semasa penyimpanan. Ujian penuaan dipercepatkan digunakan untuk menayangkan prestasi jangka hayat dunia sebenar di bawah keadaan suhu bilik biasa. Projek ini bertujuan untuk menyampaikan asas eksperimen dan parameter pembuatan praktikal untuk pengendalian lepas tuai dan pemeliharaan jangka panjang gred ubat makananCistanche deserticola.

Skop eksperimen teras disenaraikan seperti di bawah:

Optimumkan kombinasi parameter untuk empat saluran paip pemprosesan: UHP ditambah pengeringan udara panas; mengukus ditambah pengeringan udara panas; UHP ditambah lyophilization; mengukus ditambah lyophilization. Jumlah kandungan phenylethanol glycoside berfungsi sebagai penunjuk tindak balas utama.

Pantau perubahan dinamik kelembapan, jumlah gula, protein larut, kepekatan PhGs dan jumlah kiraan mikrob aerobik untuk hirisan herba kering di bawah empat konfigurasi pembungkusan vakum yang berbeza semasa ujian penyimpanan.

Jalankan eksperimen penuaan jangka hayat yang dipercepatkan dan kira jangka hayat simpan suhu ambien bagi setiap penyelesaian pembungkusan.

2. Bahan dan Prosedur Eksperimen

2.1 Penyumberan Bahan Mentah, Reagen Kimia dan Alat Makmal

SegarCistanche deserticolabatang mentah telah dituai semasa musim menuai musim luruh dalam Liga Alxa, Mongolia Dalam, China. Bahan piawai rujukan termasuk echinacoside, verbascoside, cistanoside A dan isoverbascoside, masing-masing dengan ketulenan yang diperakui Lebih daripada atau sama dengan 98 %. Acetonitril gred kromatografi dan metanol digunakan untuk pengukuran kuantitatif HPLC. Ejen kimia lain menggunakan piawaian ketulenan gred analitikal.

Peralatan makmal utama: kabinet pengeringan udara panas yang dikawal secara termostatik, mandian pengekstrakan ultrasonik, emparan peti sejuk berkelajuan tinggi, alat kromatografi cecair berprestasi tinggi, pengering beku vakum, sistem peredaran mandi air termostatik, tekanan hidrostatik ultra-tinggi, unit pemprosesan stim tinggi, pensteril spektrofotometer UV. inkubator suhu-kelembapan malar dan mesin pembungkusan pengedap vakum industri.

2.2 Aliran Kerja Penyediaan Bahan Mentah Awal

SegarCistanchebatang dibilas untuk menghilangkan kotoran dan kekotoran permukaan, tisu daun bersisik luar dilucutkan secara manual. Batang yang telah diproses dipotong seragam menjadi kepingan setebal 5 mm, dicampur sepenuhnya dan secara rawak diberikan kepada subkumpulan eksperimen. Empat kohort pemprosesan utama telah ditakrifkan: prarawatan UHP diikuti dengan dehidrasi udara panas; mengukus prarawatan terma diikuti dengan dehidrasi udara panas; Prarawatan UHP diikuti dengan liofilisasi vakum; prarawatan terma mengukus diikuti dengan liofilisasi vakum. Lima sampel replika biologi telah disediakan untuk setiap keadaan eksperimen.

2.3 Protokol Pengesanan Kuantitatif untuk Jumlah Glikosida Phenylethanol

Kuantifikasi berasaskan HPLC telah dilaksanakan untuk mengukur sebatian penanda PhGs. keringCistancheserbuk hirisan telah diayak melalui skrin 60-mesh; tepat 1.0 g sampel serbuk telah ditimbang dan dicampur dengan 50 % pelarut akueus metanol. Pengekstrakan pelarut dibantu ultrasonik berlangsung selama 1.5 jam, kitaran pengekstrakan ini diulang tiga kali berasingan. Keadaan sentrifugasi ditetapkan kepada 8000 g daya putaran di bawah persekitaran 4 darjah selama 15 minit. Cecair supernatan terkumpul melalui membran penapis fasa organik 0.22 μm sebelum suntikan HPLC.

Konfigurasi perkakasan HPLC: LaChrom X C18 analitikal (250 mm × 4.6 mm, saiz zarah 5 μm). Komposisi fasa mudah alih: asetonitril sebagai fasa A dan larutan akueus asid formik 0.5% sebagai fasa B, dikendalikan di bawah mod elusi kecerunan yang diprogramkan. Panjang gelombang pengesanan UV ditetapkan pada 320 nm; suhu lajur dikekalkan 30 darjah; volum suntikan sampel ialah 8 μL; kadar aliran bendalir 0.6 mL/min. Jumlah nilai glikosida feniletanol telah dikira dengan menjumlahkan kepekatan terukur empat molekul penanda individu, dilaporkan dalam unit mg/g·FW. Ujian pengesahan kaedah yang lengkap termasuk penentukuran kelinearan, penilaian ketepatan instrumen, kebolehulangan penyediaan sampel, kestabilan jangka pendek penyelesaian ujian dan ujian pemulihan lonjakan matriks telah dilengkapkan untuk menjamin kebolehpercayaan analitikal.

2.4 Ujian Saringan Parameter Faktor Tunggal

Untuk setiap laluan pemprosesan gabungan, ujian faktor tunggal telah dilaksanakan untuk mengehadkan tetingkap parameter yang munasabah sebelum pengoptimuman permukaan tindak balas.

UHP + kohort pengeringan udara panas: kecerunan magnitud tekanan yang disiasat (100 MPa‑500 MPa), tempoh penahanan tekanan (5‑25 min), suhu pengeringan udara panas (60‑100 darjah ), mengambil jumlah kepekatan PhG sebagai tindak balas penilaian.

Kohort pengukusan + pengeringan udara panas: pembolehubah ujian meliputi suhu pengukusan (60‑100 darjah ), tempoh penahanan pengukusan (10‑50 min), suhu pengeringan udara panas (60‑100 darjah ).

UHP + kohort pengeringan beku: kecerunan berubah termasuk tekanan kerja (100‑500 MPa), masa penahanan tekanan (5‑25 min), suhu prabeku antara 0 darjah ke −80 darjah .

Kohort pengukusan + pengeringan beku: suhu pengukusan yang dimanipulasi, tempoh pengukusan dan suhu pra-pembekuan dalam julat kecerunan yang sepadan.

2.5 Reka Bentuk Eksperimen Permukaan Kotak‑Behnken Response‑Surface

Berdasarkan hasil daripada ujian saringan faktor tunggal, susun atur percubaan tiga faktor tiga peringkat Box‑Behnken telah digunakan untuk setiap satu daripada empat aliran kerja pemprosesan. Jumlah kandungan phenylethanol‑glikosida telah ditetapkan sebagai pembolehubah tindak balas Y. Reka bentuk‑Platform perisian pakar membina model matematik regresi polinomial kuadratik. Parameter pembuatan optimum teori dijana melalui pengiraan model; nilai parameter telah diperhalusi untuk memenuhi kekangan operasi peralatan praktikal, diikuti dengan eksperimen pengesahan fizikal.

2.6 Analisis Pemprofilan Metabolit UPLC‑Q‑TOF‑MS/MS

Ekstrak sampel yang diperoleh daripada empat kumpulan pemprosesan yang dioptimumkan telah ditapis melalui penapis organik 0.22 μm dan diserahkan untuk pengukuran profil metabolit UPLC‑Q‑TOF‑MS/MS. Mod pengesanan ion positif ESI telah dipilih; skop pengimbasan jisim meliputi 50‑2000 Da; tenaga perlanggaran diselaraskan dalam 30‑40 V. Isyarat spektrometri jisim serpihan sekunder telah dirujuk silang terhadap literatur fitokimia yang diterbitkan untuk pengenalpastian sementara metabolit jenis phenylethanol‑glikosida dalamCistancheekstrak tisu.

2.7 Persediaan Penilaian Prestasi Penyimpanan Slice Kering

keringCistanchekepingan yang dihasilkan di bawah empat spesifikasi pemprosesan yang dioptimumkan dibahagikan pada 10 g setiap unit individu dan dimeterai di dalam kantung penghalang vakum berbilang lapisan PA/PE. Empat kohort rawatan pembungkusan yang berbeza telah disediakan:

DP: pengedap vakum tulen, tiada uncang berfungsi tambahan ditambah;

DOP: pengedap vakum dengan uncang pemulung oksigen berasaskan serbuk besi disertakan;

DHP: pengedap vakum dengan uncang pengering penyerap lembapan silika-gel ditambah;

DOHP: pembungkusan vakum komposit yang mengandungi kedua-dua uncang pengering oksigen dan silika-gel.

Kumpulan sampel telah diinkubasi di bawah keadaan persekitaran suhu bilik. Operasi pensampelan berlaku setiap selang 14 hari untuk pengukuran analitik berbilang indeks. Penunjuk yang diuji termasuk kandungan lembapan (ditentukan mengikut protokol pengeringan langsung GB 5009.3‑2016), jumlah gula yang dikira dengan ujian spektrofotometri asid fenol‑sulfurik, protein terlarut yang diukur dengan Coomassie brilliant‑blue colorimetrical melalui kaedah alir kerja kolonimetrik HPLC, phenybicylethanside yang mantap kiraan mengikut spesifikasi pemeriksaan mikrob GB 4789.2‑2022. Penanda aras penerimaan mikrob mendapat rujukan daripada kriteria industri sayur-sayuran dehidrasi NY 5184‑2002, yang memerlukan jumlah kiraan koloni aerobik lg(CFU/g) Kurang daripada atau sama dengan 5.

2.8 Penilaian Penuaan Jangka Hayat (ASLT) dan Pengiraan Jangka Hayat Dipercepatkan

Kumpulan spesimen perwakilan yang berasal daripada kumpulan vakum mudah DP dan kumpulan pembungkus komposit DOHP diinkubasi di dalam kabinet termostatik yang dikekalkan pada 50 darjah dan 60 darjah untuk menjalankan ujian kemerosotan dipercepatkan buatan. Selang masa pensampelan ditakrifkan mengikut nilai Q10 empirikal. Ambang kiraan koloni mikrob dan sisa kepekatan PhG berfungsi sebagai penunjuk titik akhir kritikal untuk pertimbangan jangka hayat. Formula pekali Q10 dan formula pengiraan jangka hayat ASLT standard telah diterima pakai untuk mengekstrapolasi prestasi jangka hayat yang diunjurkan di bawah sasaran keadaan penyimpanan ambien 20 darjah .

2.9 Statistik dan Metodologi Pemprosesan Data

Perisian Excel 2019 dan SPSS Statistics 26 mengendalikan pengisihan set data mentah dan penilaian kepentingan statistik. Origin 2022 telah digunakan untuk plot tokoh saintifik. Reka bentuk‑Pakar 13 mencapai pembinaan model respons‑permukaan dan pengiraan pengoptimuman parameter. Analisis ANOVA sehala menyokong penilaian perbandingan berbilang kumpulan; Nilai P kurang daripada 0.05 ditafsirkan sebagai perbezaan yang signifikan secara statistik. Semua keputusan eksperimen yang diukur telah dibentangkan dalam format nilai min ± sisihan piawai.

 

3. Keputusan dan Perbincangan

3.1 Hasil Pengesahan untuk Aliran Kerja Kuantiti PhGs HPLC

Empat sebatian penanda phenylethanol‑glikosida sasaran memberikan prestasi pemasangan linear yang menggalakkan, dengan pekali penentuan R² di atas atau sama dengan 0.9995. Ujian ketepatan instrumen mengembalikan nilai RSD kawasan puncak di bawah 2.3%. Ujian kebolehulangan penyediaan sampel menjana angka RSD berasaskan kandungan lebih rendah daripada 3%. Percubaan kestabilan jangka pendek membuktikan penyelesaian ujian sampel kekal stabil selama sekurang-kurangnya 24 jam di bawah persekitaran suhu bilik. Kadar pemulihan matriks-spike untuk empat bahan penanda jatuh antara 95.9 %‑97.8 %, dengan RSD yang sepadan< 2 %. Collectively these validation outputs confirm that the established HPLC quantitative workflow supplies precise, stable and accurate measurement capacity for phenylethanol‑glycoside marker compounds from processed Cistanche deserticolasampel.

3.2 Pemerhatian daripada Eksperimen Saringan Faktor Tunggal

Dalam kohort UHP serta pengeringan udara panas, kandungan phenylethanol-glikosida menunjukkan variasi unimodal: kepekatan metabolit mula-mula naik dan kemudiannya menurun apabila magnitud tekanan, masa menahan tekanan dan suhu pengeringan meningkat secara berurutan. Apabila parameter tambahan dikekalkan malar, hasil PhG maksimum muncul berhampiran tekanan kerja 300 MPa, tempoh penahanan 15 minit dan suhu pengeringan ditetapkan kepada 80 darjah . Tekanan hidrostatik ultra-tinggi tahap sederhana mengganggu seni bina sel tumbuhan, meningkatkan kebolehtelapan membran sel dan memudahkan pembebasan metabolit PhGs intrasel. Tekanan yang terlalu tinggi atau tempoh penahanan tekanan yang berpanjangan mendatangkan kesan buruk: kebocoran volum besar pelbagai kekotoran intraselular berlaku, selain itu sebahagian daripada molekul PhGs menyentuh baki oksigen di dalam sel yang patah dan mengalami degradasi oksidatif, membawa pengurangan kepekatan PhGs yang boleh dikesan. Suhu pengeringan yang terlalu tinggi mencetuskan pengerasan kulit permukaan hirisan herba, menghalang saluran resapan air dalaman dan memanjangkan tempoh dehidrasi yang berkesan, mempercepatkan lagi pecahan haba molekul PhG yang sensitif terhadap haba.

Untuk saluran paip percubaan pengukusan-udara-panas, kandungan PhG menunjukkan kecenderungan naik-kemudian-kejatuhan yang sama bertindak balas terhadap perubahan tempoh pengukusan, suhu pengukusan dan suhu pengeringan. Tahap operasi faktor tunggal optimum tertumpu pada suhu pengukusan 90 darjah, masa tahan pengukusan 20 minit dan suhu pengeringan 80 darjah. Rawatan pengukus terma yang sesuai menyahturasi enzim oksidatif PPO dan POD endogen, merealisasikan kesan perlindungan "nyahaktifkan-enzim untuk memelihara-glikosida" dan menghalang penguraian hidrolitik enzimatik bagi konstituen phenylethanol-glikosida. Pendedahan haba yang terlalu sengit daripada suhu yang terlalu tinggi atau tempoh pengukusan yang terlalu lama merosakkan pembinaan dinding sel dengan teruk, menyebabkan kehilangan bahan aktif larut air di samping penguraian terma sebatian penanda sasaran.

Untuk prarawatan yang digabungkan dengan kumpulan pengeringan beku, pelarasan kepada magnitud tekanan UHP, tempoh penahanan tekanan dan suhu pra-pembekuan juga menghasilkan lengkung tindak balas PhGs yang tidak bermodal. Keluaran PhG puncak muncul sekitar tekanan 300 MPa, 15 minit masa penahanan dan tetapan prabeku −40 darjah. Suhu pra-pembekuan mengenakan pengaruh ketara ke atas morfologi hablur ais dan struktur mikro akhir hirisan herba terliofil. Suhu pra-pembekuan yang sederhana rendah menghasilkan seni bina tisu dalaman yang longgar dan berliang, yang memanfaatkan pengekstrakan PhGs pengantara pelarut berikutnya. Kedalaman pra-pembekuan yang tidak mencukupi tidak dapat mencapai perencatan enzim oksidase yang lengkap; suhu pra-pembekuan yang sangat rendah menghasilkan tekstur tisu yang runtuh dan padat yang merendahkan hasil PhG yang boleh diekstrak. Kohort pengukusan-liofilisasi menunjukkan corak tindak balas naik dan turun yang serupa; parameter faktor tunggal yang diutamakan ialah suhu pengukusan 90 darjah, tempoh pengukusan 20 minit dan suhu sebelum pembekuan −40 darjah.

3.3 Output Pengoptimuman Permukaan Respons untuk Empat Aliran Kerja Pemprosesan

Model regresi kuadratik yang dibina untuk empat saluran paip pemprosesan semuanya mencapai nilai P model yang sangat ketara (P< 0.0001), meanwhile lack‑of‑fit terms displayed non‑significant difference (P >0.05). Nilai R² pekali penentuan melebihi 0.98 untuk setiap model, menunjukkan kesesuaian model regresi terhadap set data eksperimen dan kapasiti ramalan yang boleh dipercayai untuk kepekatan PhG dalam ruang parameter yang disiasat.

Parameter optimum yang diramalkan oleh model telah diselaraskan dengan baik untuk memenuhi had operasi peralatan dunia sebenar, parameter pembuatan praktikal yang disahkan diringkaskan seperti berikut:

UHP digabungkan dengan penyahhidratan udara panas: tekanan operasi 296 MPa, tahan tekanan 16 min, suhu pengeringan udara panas 81 darjah . PhG yang diukur secara praktikal = 5.12 mg/g·FW, sisihan ramalan hanya 1.98 %. Aliran kerja ini memberikan kesan pemeliharaan PhG tertinggi daripada empat saluran paip, kandungan penanda 1.8 kali lebih tinggi daripada sampel rujukan yang menjalani pengeringan udara panas terus tanpa sebarang pra-pemprosesan.

Pengukusan digabungkan dengan penyahhidratan udara panas: suhu mengukus 94 darjah, tempoh pengukusan 21 min, suhu pengeringan 79 darjah. PhG yang diukur = 3.52 mg/g·FW, sisihan ramalan 3.43 %. Tahap PhGs mencapai 1.1 kali ganda berbanding sampel rujukan pengeringan udara panas yang tidak dirawat.

UHP digabungkan dengan lyophilization vakum: tekanan 295 MPa, masa tahan 16 min, suhu prabeku −43 darjah . PhG yang diukur = 4.08 mg/g·FW, sisihan ramalan 1.33 %. Kepekatan PhG meningkat 1.7 kali ganda berbanding dengan kawalan pengeringan beku langsung.

Pengukusan digabungkan dengan liofilisasi vakum: suhu pengukus 94 darjah , tempoh pengukusan 21 min, suhu prabeku −43 darjah . PhG yang diukur = 2.87 mg/g·FW, sisihan ramalan 3.53 %. Tahap PhG adalah 0.9 kali ganda lebih tinggi daripada bahan rujukan pengeringan beku langsung.

Perbandingan silang antara empat saluran paip yang dioptimumkan menunjukkan bahawa prarawatan bukan haba bertekanan ultra tinggi mencapai prestasi pemeliharaan PhG yang lebih baik berbanding dengan campur tangan wap terma konvensional, tanpa mengira pasangan dengan penyahhidratan udara panas atau liofilisasi. Pemerhatian ini sejajar dengan kekuatan intrinsik teknologi UHP untuk melindungi fitokimia molekul kecil yang mudah terdedah kepada haba. Pemprofilan metabolomik UPLC‑Q‑TOF‑MS/MS berjaya membezakan sembilan metabolit berkaitan feniletanol‑glikosida dalamCistancheekstrak. Beberapa metabolit wakil seperti cistanoside C dan asid geniposidic mencatatkan keamatan tindak balas spektrometri jisim yang lebih tinggi untuk kohort prarawatan UHP berbanding rakan prarawatan pengukusan. Fenomena ini mencadangkan rawatan UHP memberikan kesan modulasi yang berbeza untuk sub-kelas metabolit phenylethanol-glikosida yang berbeza, dan mekanisme pengawalseliaan molekul yang mendasari memerlukan penyiasatan susulan yang lebih mendalam.

3.4 Evolusi Kualiti Penyimpanan untuk Hirisan Kering di bawah Konfigurasi Pembungkusan Berbeza

Semasa tetingkap pemerhatian storan suhu bilik selama 70 hari penuh, kecenderungan variasi kualiti berbilang indeks kekal konsisten merentas keempat-empat kohort pembungkusan: kandungan lembapan dan jumlah koloni aerobik terus meningkat secara beransur-ansur; jumlah kepekatan gula, paras protein larut dan kandungan sisa phenylethanol-glikosida menunjukkan arah aliran menurun berterusan.

Keputusan pengukuran kandungan lembapan menunjukkan kohort yang dilengkapi dengan uncang pengering (DHP dan DOHP) dipersembahkan dengan ketara halaju penyerapan lembapan berbanding dengan kumpulan tanpa penambahan bahan pengering (DP, DOP). Ia mengesahkan keberkesanan bahan pengering silika-gel untuk menyekat penyerapan lembapan bahan kering.Cistanchehirisan. Potongan kering udara panas mengekalkan bahan berkaitan gula yang lebih tinggi yang memberikan sifat higroskopik yang lebih kuat; oleh itu kadar peningkatan lembapan untuk kohort kering udara panas mengatasi kumpulan sampel terliofil.

Untuk bacaan jumlah gula dan protein larut: kohort yang dilengkapi dengan uncang pemulung oksigen (DOP, DOHP) jelas melambatkan kelajuan menurun gula dan penunjuk protein larut. Persekitaran mikro oksigen rendah menyekat penguraian oksidatif bahan jenis protein dan mengurangkan penggunaan substrat gula yang berasal daripada aktiviti metabolik mikrob sisa. Kohort DOHP komposit yang mengintegrasikan kedua-dua bahan pengering dan pemulung oksigen memberikan prestasi perlindungan yang optimum untuk juzuk pemakanan.

Phenylethanol glycosides tergolong dalam bioaktif kelas fenolik yang sangat terdedah kepada kemerosotan oksidatif. Sepanjang kitaran penyimpanan, kumpulan pembungkusan vakum DOHP komposit mengekalkan kepekatan sisa PhGs yang lebih tinggi secara statistik berbanding dengan kohort DP vakum mudah. Oksigen rendah ditambah dengan iklim mikro lembapan rendah di dalam kantung pembungkus komposit dengan ketara memperlahankan laluan degradasi oksidatif untuk sebatian penanda PhGs.

Mengenai jumlah bilangan koloni mikrob aerobik: setiap kumpulan eksperimen mengekalkan kiraan koloni di bawah lg(CFU/g) Kurang daripada atau sama dengan 5, mematuhi spesifikasi keselamatan makanan sepanjang tempoh pemerhatian 70 hari. Kumpulan komposit DOHP menunjukkan kadar pendaraban mikrob yang paling perlahan, hasil daripada kesan penindasan pertumbuhan gabungan yang dibawa oleh persekitaran mikro penyimpanan lembapan rendah dan oksigen rendah.

3.5 Hasil Unjuran Jangka Hayat Penuaan Dipercepatkan

Kiraan koloni mikrob yang melepasi ambang kawal selia telah diterima pakai sebagai titik akhir kegagalan jangka hayat. Dikira daripada set data penuaan dipercepatkan ASLT: jangka hayat suhu ambien (20 darjah) untuk sampel DP yang dimeterai vakum ringkas ialah 256 hari. Pembungkusan vakum DOHP komposit dengan dua pemulung oksigen serta uncang pengering mencapai jangka hayat rak mencecah 663 hari, kira-kira 1.5 kali peningkatan jangka hayat berbanding dengan pengedap vakum biasa. Keluaran eksperimen membuktikan bahawa menambah gabungan uncang oksigen dan bahan pengering dalam keadaan tertutup vakum merupakan pilihan teknikal praktikal yang menjimatkan kos untuk memanjangkan jangka hayat komersil kering.Cistanche deserticolahirisan.

4. Kesimpulan & Tinjauan Penyelidikan

Kedua-dua prarawatan bukan haba ultra-tekanan tinggi dan prarawatan wap terma mampu meningkatkan prestasi pengekalan dengan ketara untuk penanda phenylethanol-glikosida bioaktif terasCistanche deserticola, jika dibandingkan dengan sampel rujukan yang menerima dehidrasi langsung tanpa sebarang prarawatan. Daripada empat gabungan aliran kerja pembuatan, prarawatan UHP yang dipasangkan dengan penyahhidratan udara panas merealisasikan hasil pemeliharaan PhG yang terbaik. Parameter pengoptimuman praktikalnya: tekanan 296 MPa, tempoh penahanan tekanan 16 min, suhu pengeringan udara panas 81 darjah ; kandungan PhGs diukur 5.12 mg/g·FW, mencapai nilai 1.8 kali ganda lebih tinggi daripada sampel kawalan pengeringan udara panas langsung. Model regresi yang dibina untuk empat saluran paip pemprosesan mempunyai kualiti pemasangan yang memuaskan dan keupayaan ramalan. Teknologi ultra-tinggi-tekanan bukan haba mewakili calon prarawatan yang menjanjikan untuk pengeringan komersial berkualiti tinggi.Cistanchepembuatan.

dalam keadaan kering‑Cistancheamalan penyimpanan hirisan, pembungkusan bertutup vakum digabungkan dengan dwi-fungsi oksigen‑penyerap serta uncang pengering dengan berkesan boleh menghalang penambahan lembapan, melambatkan penyusutan jumlah-gula, protein larut dan bioaktif feniletanol-glikosida, dan mengekang pembiakan koloni mikrob. Ujian penuaan dipercepatkan mengunjurkan skim pembungkusan komposit ini boleh menolak jangka hayat suhu ambien sehingga 663 hari. Penyiasatan ini membekalkan parameter proses praktikal yang menyokong pengendalian lepas tuai dan pemeliharaan komersial jangka panjang untuk makanan-perubatan-homolog.Cistanche deserticolabarang siap.

Batasan kajian dan pandangan masa depan: Penyelidikan sekarang tertumpu terutamanya pada variasi kuantitatif metabolit penanda PhG yang dicirikan dengan baik. Penyiasatan susulan boleh meneroka lebih lanjut bagaimana operasi prarawatan yang berbeza mengubah kapasiti antioksidan keseluruhan siapCistancheproduk, dan menggali lebih mendalam ke dalam mekanisme skala molekul yang melaluinya tekanan ultra-tinggi mengubah suai laluan transformasi dan degradasi untuk subtipe phenylethanol-glikosida. Dari perspektif aplikasi industri, penggunaan peralatan UHP berskala besar memerlukan penilaian kos ekonomi yang komprehensif untuk senario pengeluaran besar-besaran.

Rujukan

[1] Kemajuan dalam pemprosesan dan penyiasatan fitokimia untukCistanche deserticolabahan herba berfungsi.Jurnal Penyelidikan Gunaan Sumber Herba.

[2] Penilaian prestasi antioksidan untuk ekstrak phenylethanol‑glikosida yang diperoleh daripada herba perubatan padang pasir.Kimia Makanan dan Laporan Biopemprosesan.

[3] Aplikasi teknologi tekanan hidrostatik tinggi bukan haba untuk bahan mentah herba makanan yang berasal dari tumbuhan.Ulasan Pemprosesan Makanan Inovatif.

[4] Pengaruh prarawatan terhadap kecekapan dehidrasi dan pengekalan bahan bioaktif tumbuhan ubatan jenis rizom.Buletin Teknologi Selepas Tuai.

[5] Metodologi ramalan jangka hayat dipercepatkan untuk produk makanan botani dehidrasi.Komunikasi Penyelidikan Kestabilan Makanan.

[6] Permohonan bahan tambahan pembungkusan vakum (penyerap oksigen, bahan pengering) untuk pengawetan komoditi herba kering.Jurnal Inovasi Pembungkusan.

[7] Liofilisasi berbanding perbandingan pengeringan udara panas perolakan untuk hirisan herba yang kaya dengan fitokimia sensitif haba.Kemajuan Teknologi Pengeringan.

[8] Kawalan kualiti dan kuantifikasi HPLC sebatian penanda untuk sumber herba padang pasir homolog makanan-perubatan.Laporan Analisis Produk Semulajadi.