2 Výsledky a analýza

2.1 Fyzikálně chemické vlastnosti polysacharidů

2.1.1 Analýza chemických složek

Fyzikálně-chemické vlastnosti a výtěžky čtyř frakcí získaných membránovou separací - technikou založenou na patentované technologii membránové separace (Patent č. ZL200710102756.7) ve vlastnictvíHotan Dichen Pharmaceutical Biotechnology Co., Ltd. (https://www.xjcistanche.com/about-us)- jsou uvedeny v tabulce 1. Mezi těmito čtyřmi frakcemi byly pozorovány významné rozdíly v obsahu celkového cukru, bílkovin a kyseliny uronové. CTP 1 vykazoval nejvyšší obsah cukru a jeho obsah kyseliny uronové byl významně vyšší než u ostatních frakcí. Jak se frakce měnily z CTP 1 na CTP 4, výtěžek, celkový obsah cukru a obsah kyseliny uronové vykazovaly jasný klesající trend.

 

 

Patent na technologii oddělování membrán drží centrála Wecistanche

 

Tabulka 1. Chemické složení a výtěžekCistanche deserticolapolysacharidy po membránové separaci

Zlomek	Celkový obsah cukru (%)	Obsah bílkovin (%)	Obsah kyseliny uronové (%)	Výtěžek (%)
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

Poznámka: Data jsou uvedena jako průměr ± standardní odchylka (n=3). Různá písmena horního indexu ve stejném sloupci označují významné rozdíly mezi vzorky (P < 0,05).

 

Vysoce kvalitní materiál Cistanche

 

 

 

 

2.1.2 Analýza složení monosacharidů

Jak je znázorněno na obrázku 2 a tabulce 2, monosacharidové kompozice čtyř frakcí (CTP 1, CTP 2, CTP 3, CTP 4) oddělených ultrafiltračními membránami s různými mezními hodnotami molekulové hmotnosti, jak bylo stanoveno derivatizací PMP, byly konzistentní. Všechny frakce byly heteropolysacharidy složené z 8 monosacharidů: manóza (Man), glukosamin (GlcN), rhamnóza (Rha), kyselina glukuronová (GlcA), kyselina galakturonová (GalA), glukóza (Glc), galaktóza (Gal) a arabinóza (Ara). Mezi nimi glukóza (Glc), galaktóza (Gal), arabinóza (Ara), kyselina galakturonová (GalA) a rhamnóza (Rha) představovaly vyšší molární procenta. Molární procenta různých monosacharidů se lišila napříč čtyřmi frakcemi: CTP 1 měl nejvyšší obsah glukózy a kyseliny galakturonové; CTP 2 měl vysoký obsah galaktózy a kyseliny glukuronové; CTP 3 měl vysoký obsah arabinózy; a CTP 4 měly vysoký obsah manózy a rhamnózy. Obsah kyselého cukru v CTP 1 byl významně vyšší než u ostatních frakcí, což bylo v souladu s obsahem kyseliny uronové stanoveným v analýze fyzikálně-chemických vlastností. To znamená, že technologie membránové separace (chráněnáPatent č. ZL200710102756.7) může účinně frakcionovat polysacharidové složky s různým obsahem kyselých cukrů.

 

 

Různé specifikace extraktu Cistanche vyrobené technologií membránové separace

Získejte další podrobnosti o wecistanche

 

 

 

2.1.3 Analýza infračervenou spektroskopií s Fourierovou transformací (FT-IR).

Jak je znázorněno na obrázku 3, všechny čtyři polysacharidové frakce vykazovaly typické charakteristické absorpční píky polysacharidů. Silný a široký pík při 3324,6 cm⁻1 byl připisován OH natahovací vibraci polysacharidů [18]; vrchol při 2924,6 cm⁻¹ byl CH natahovací vibrace sacharidů, typický charakteristický vrchol polysacharidů [19, 20]. Absorpce v blízkosti 1738,8 cm⁻1 indikovala přítomnost struktur kyseliny uronové, což naznačuje, že polysacharidy byly kyselé [16, 21]. Absorpční pík při 1607,5 cm-1 byl přiřazen adsorbované vodě, což může být způsobeno hygroskopickou povahou polysacharidů. Absorpční pík poblíž 1234,3 cm⁻1 byl způsoben ohybovými vibracemi CH [22, 23] a absorpční pík při 1014,2 cm⁻1 potvrdil charakteristickou absorpci pyranózových prstenců. Absorpční píky při 887,3 cm-1 a 755,2 cm-1 indikovaly přítomnost -konfigurovaných a -konfigurovaných glykosidických vazeb [24-27]. Proces membránové separace nepoškodil základní typy glykosidických vazeb nebo struktury funkčních skupin polysacharidů, čímž byla zajištěna strukturální integrita polysacharidových frakcí.

Obrázek 1 Chromatogram monosacharidového složení referenčních látek

Poznámka: 1. Manóza; 2. glukosamin; 3. rhamnóza; 4. kyselina glukuronová; 5. kyselina galakturonová; 6. galaktosamin; 7. glukóza; 8. galaktóza; 9. xylóza; 10. Arabinóza; 11. Fukóza.

 

Obrázek 2. Chromatogramy monosacharidového složení polysacharidových frakcí.

Poznámka: 1. Manóza; 3. rhamnóza; 5. kyselina galakturonová; 7. glukóza; 8. galaktóza; 10. Arabinóza.

 

 

 

 

2.1.4 Analýza rastrovací elektronovou mikroskopií (SEM).

Jak je znázorněno na obrázku 4, CTP 1 vykazoval mírně zvlněný povrch při 2000násobném zvětšení (A1). Při 10 000násobném zvětšení (A2) byly pozorovány nepravidelné póry s nestejnou velikostí, které představovaly „porézní a volné“ celkové vlastnosti. CTP 2 měl relativně neporušenou a plochou strukturu při 2000násobném zvětšení (B1), se slabou aglomerací navzdory některým okrajovým záhybům. Při 10 000× zvětšení (B2) byl povrch hladký a plochý s téměř žádnými zjevnými póry. CTP 3 vykazoval jemné „vlnění“ na povrchu při 2000× zvětšení (C1), což může být způsobeno částečnou agregací polysacharidových molekul bez úplného zesítění do kompaktní struktury. Při 10 000násobném zvětšení (C2) vykazoval povrch střední drsnost [28]. CTP 3 vykazoval jemné „vlnění“ na povrchu při 2000× zvětšení (C1), což může být způsobeno částečnou agregací polysacharidových molekul bez úplného zesítění do kompaktní struktury. Při 10 000násobném zvětšení (C2) vykazoval povrch střední drsnost [28]. CTP 4 měl řídce rozmístěné nanočástice na povrchu aglomerované oblasti při 2000násobném zvětšení (D1), bez zjevných souvislostí mezi částicemi a střední disperzibility. Při 10 000násobném zvětšení (D2) byl povrch částic hladký bez zjevných výčnělků, vykazoval mírné záhyby a mírnou strukturní jednotnost [29]. Stručně řečeno, mikroskopické morfologie polysacharidů ošetřených různými ultrafiltračními membránami byly významně odlišné, konkrétně ve stavu agregace, drsnosti povrchu a dispergovatelnosti. Tento morfologický rozdíl může souviset s intermolekulárními silami polysacharidů a sítovacím efektem během ultrafiltrace.

 

Tabulka 2. Molární poměry monosacharidového složení polysacharidových frakcí

Monosacharid	CTP 1 (%)	CTP 2 (%)	CTP 3 (%)	CTP 4 (%)
Manóza (muž)	1.373	1.112	1.772	3.484
Glukosamin (GlcN)	0.201	0.265	0.347	0.454
rhamnóza (Rha)	8.695	9.860	11.060	12.590
glukóza (GlcA)	1.239	1.313	1.166	1.228
Kyselina galakturonová (GalA)	13.755	12.653	13.777	7.461
glukóza (Glc)	35.101	19.329	33.898	33.998
galaktóza (Gal)	28.353	33.372	28.623	30.997
arabinóza (Ara)	11.284	12.286	12.756	9.806

Obrázek 3: Fourierova transformace infračervená spektra polysacharidu z každé frakce

 

Obrázek 4 Snímky polysacharidových frakcí ze skenovacího elektronového mikroskopu.

Obrázek 5 Kapacita polysacharidových frakcí pohlcovat radikály DPPH.

 

 

 

WECISTNACHE MUNUFACTORER

 

Supporting Service Of Wecistanche-Pro více podrobností o spolupráci
E-mail:wallence.suen@wecistanche.com

 

2.2 Stanovení antioxidační aktivity polysacharidů

2.2.1 Stanovení DPPH· Kapacita pohlcování radikálů

Jak je znázorněno na obrázku 5, kapacita vychytávání radikálů DPPH každé frakce vykazovala jasný účinek závislý na dávce [30, 31]. Ve srovnání s kapacitou VC zachycující radikály byly kapacity zachycování DPPH u čtyř frakcí relativně slabé. Při koncentraci 8 mg/ml byly hodnoty IC50 VC a čtyř frakcí 0,961 mg/ml, 4,946 mg/ml, 7,534 mg/ml, 7,534 mg/ml a 8,472 mg/ml, v tomto pořadí, s nejvyšší kapacitou pohlcování radikálů CTP 1.

 

Obrázek 6 Kapacita polysacharidových frakcí pohlcovat superoxidové anionty.

Obrázek 7 Celková antioxidační kapacita polysacharidových frakcí.

 

Obrázek 8 Kapacita polysacharidové frakce pohlcovat radikály ABTS

 

 

2.2.2 Stanovení kapacity vychytávání superoxidového aniontu

Jak je znázorněno na obrázku 6, kapacity vychytávání superoxidových aniontů čtyř frakcí nevykazovaly žádnou významnou změnu s rostoucí koncentrací [32]. Ve srovnání s kapacitou VC zachycující superoxidové anionty byly kapacity čtyř frakcí relativně slabé. Při koncentraci 8 mg/ml byly hodnoty IC50 VC a čtyř frakcí 0,884 mg/ml, 11,46 mg/ml, 10,54 mg/ml, 14,03 mg/ml a 11,83 mg/ml, v tomto pořadí, což ukazuje, že supervengační schopnosti čtyř frakcí byly konzistentní. Tento rozdíl v aktivitě může souviset s mnoha faktory, jako je molekulová hmotnost, složení a poměr monosacharidů a obsah kyselých cukrů v polysacharidech.

2.2.3 Stanovení celkové antioxidační kapacity

Jak ukazuje obrázek 7, celková antioxidační kapacita každé frakce se postupně zvyšovala se zvyšující se koncentrací [33], což ukazuje účinek závislý na dávce. Ve srovnání s celkovou antioxidační kapacitou VC byly kapacity čtyř frakcí relativně slabé. Při koncentraci 8 mg/ml byly hodnoty IC50 VC a čtyř frakcí 22,88 mg/ml, 40,00 mg/ml, 61,30 mg/ml, 79,41 mg/ml a 71,81 mg/ml, v tomto pořadí, s nejsilnější celkovou antioxidační kapacitou CTP 1 vykazující nejsilnější antioxidační kapacitu.

2.2.4 Stanovení kapacity ABTS⁺ zachycování radikálů

Jak je znázorněno na obrázku 8, kapacita zachycování radikálů ABTS+ každé frakce se postupně zvyšovala se zvyšující se koncentrací, což ukazuje účinek závislý na dávce. Při koncentraci 4 mg/ml byly hodnoty IC50 VC a čtyř frakcí 0,450 mg/ml, 0,486 mg/ml, 0,405 mg/ml, 1,039 mg/ml a 0,531 mg/ml, v tomto pořadí, což ukazuje, že rychlost vychytávání radikálů ABTS⁺ byla konzistentní se čtyřmi frakcemi. VC.

 

3 Závěr

V této studii zbytekCistanchepo extrakci fenylethanoidových glykosidů byla jako surovina použita ultrafiltrační membrána kombinovaná s technologií srážení alkoholem - chráněno patentem na vynález (Patent č. ZL200710102756.7) v drženíHotan 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) a CTP 4 (<10 kDa). The structural characteristics and antioxidant activity differences of each fraction were systematically analyzed.

Účinek frakcionace polysacharidů a distribuční charakteristiky: S klesající velikostí pórů ultrafiltrační membrány vykazoval výtěžek polysacharidových frakcí klesající trend, což odráží širokou distribuci molekulových hmotností polysacharidů vCistanchezbytek. Technologie membránové separace (patentovaná Hotan Dichen Pharmaceutical Biotechnology Co., Ltd.) dokáže přesně frakcionovat polysacharidové složky s různou molekulovou hmotností a obsahem kyselých cukrů, aniž by došlo k poškození základních typů glykosidických vazeb a struktur funkčních skupin polysacharidů, což zajišťuje strukturální integritu frakcí. To poskytuje účinné a ekologické technické řešení pro přesnou frakcionaci polysacharidů.

Charakteristika vztahu struktura-činnost: Všechny čtyři polysacharidové frakce byly heteropolysacharidy obsahující 8 monosacharidů, ale byly pozorovány významné rozdíly v molárních poměrech monosacharidů. Obsah kyselého cukru (kyseliny uronové) v CTP 1 byl významně vyšší než u ostatních frakcí. Antioxidační experimenty in vitro potvrdily, že CTP 1 vykazoval nejlepší aktivity vychytávání radikálů DPPH a ABTS⁺, což naznačuje, že antioxidační aktivita polysacharidů úzce souvisí s molekulovou hmotností, obsahem kyselých cukrů a poměrem složení monosacharidů, což je v souladu s hlavním závěrem existujících studií, že „polysacharidové strukturní charakteristiky regulují biologickou aktivitu“. Studie Aladana Memetaliho a kol. [34] také prokázali, že antioxidační aktivita se významně zvyšovala se zvyšující se koncentrací polysacharidů a tato charakteristika závislá na dávce byla potvrzena experimenty s gradientovou koncentrací v této studii. Na rozdíl od předchozích studií, které obvykle připravovaly surové polysacharidy srážením alkoholem, tato studie zavedla technologii membránové separace pro systematickou frakcionaciCistanchepolysacharidů, což umožňuje posun od analýzy celkové aktivity směsných složek k přesnému zkoumání antioxidačních aktivit polysacharidových frakcí v různých rozmezích molekulových hmotností.

Tato studie pouze hodnotila antioxidační aktivitu polysacharidů pomocí chemických modelů in vitro a výsledky se mohou lišit od antioxidační účinnosti ve fyziologickém prostředí in vivo. Budoucí výzkum by měl dále provádět in vitro buněčné experimenty a in vivo studie na zvířatech, aby se ověřila antioxidační aktivita a potenciální cesty. Mezitím lze technologie, jako je chromatografie-hmotnostní spektrometrie a rentgenová difrakce, použít k analýze jemné struktury polysacharidů a identifikaci klíčových aktivních míst, což poskytuje přesnější teoretickou podporu pro vývoj funkčních potravin, antioxidantů a dalších produktů na bázi zbytkových polysacharidů. Prostřednictvím dalšího zdokonalování analýzy jemné struktury a ověřování aktivity in vivo se očekává, že dále prozkoumá aplikační potenciál zbytkových polysacharidů a podpoří modernizaci vývoje charakteristických léčivých zdrojů v Xinjiang směrem k zeleným, účinným a průmyslovým směrům.

 

Reference

[18] Wu HQ, Zhou SY, Zhou YY, et al. Ultrazvukem asistovaná extrakce polysacharidů zBambusa vulgarisL. Snímky s použitím nízkoeutektického rozpouštědla a jejich analýza aktivity in vitro [J].Věda a technologie potravinářského průmyslu, 2025, (v tisku).

[19] Zhou R, Cui M, Wang Y, a kol. Izolace, identifikace struktury a protizánětlivá aktivita polysacharidu zPhragmitesoddenek [J].International Journal of Biological Macromolecules, 2020, 161: 810-817.

[20] Wang SL, Yu J, Song JX a kol. Izolace, purifikace, strukturní analýza a in vitro aktivita polysacharidů zAmelanchier alnifoliaNutt [J].Procesní biochemie, 2024, 136: 229-236.

[21] Kakar MU, Li J, Mehboob MZ, et al. Purifikace, charakterizace a stanovení biologických aktivit ve vodě rozpustných polysacharidů zMahonia bealei [J]. Vědecké zprávy, 2022, 12(1): 1-12.

[22] Liu T, Zhou K, Yin S, a kol. Purifikace a charakterizace exopolysacharidu produkovanéhoLactobacillus plantarumHY izolovaná z domácí sečuánské okurky [J].International Journal of Biological Macromolecules, 2019, 134: 516-526.[23] Yin Z, Zhang W, Zhang J a kol. Izolace, purifikace, strukturní analýza a koagulační aktivita ve vodě rozpustných polysacharidů zLigustrum lucidumAit květiny [J].Chemistry Central Journal, 2017, 11(1): 1-11.

[24] Gao Y, Abuduaini G, Yang C, a kol. Izolace, čištění a objasnění strukturyStropharia rugosoannulatapolysacharidy s hypolipidemickým účinkem [J].Hranice ve výživě, 2022, 9: 1-12.

[25] Ma K, Yi X, Yang ST, a kol. Izolace, čištění a strukturní charakterizace polysacharidů zCodonopsis pilosulaa jeho terapeutické účinky na nealkoholické ztučnění jater in vitro a in vivo [J].International Journal of Biological Macromolecules, 2024, 265: 130988.

[26] Hu HB, Liang HP, Li HM a kol. Izolace, purifikace, charakterizace a antioxidační aktivita polysacharidů z kmenových kůrAcanthopanax leucorrhizus [J]. Sacharidové polymery, 2018, 196: 359-367.

[27] Luo Y, Zhao Z, Chen H, et al. Dynamická analýza fyzikálně-chemických vlastností a složení polysacharidů během vlasové fermentace postfermentovaného čaje [J].Potraviny, 2022, 11(21): 3376.

[28] Ren L, Yang Y, Bian X a kol. Fyzikálně-chemické, reologické, strukturní, antioxidační a antimikrobiální vlastnosti polysacharidů extrahovaných ze semen tamarindu [J].Journal of Food Quality, 2022, 2022: 1-14.

[29] Geng X, Guo D, Wu B a kol. Vliv různých extrakčních metod na fyzikálně-chemické vlastnosti a biologické aktivity polysacharidů zClitocybe squamulosa [J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2024, 259: 1-10.

[30] Liu S, Zhang T, Chen Z a kol. Strukturální charakterizaceCorydalis yanhusuopolysacharidy a jejich bioaktivita in vitro [J].International Journal of Biological Macromolecules, 2025, 306: 141575.

[31] Gu J, Zhang H, Wen C, a kol. Purifikace, charakterizace, antioxidační a imunologická aktivita polysacharidu zSagittaria sagittifolia L [J]. Food Research International, 2020, 136: 1-10.

[32] Huo S, Wang H, Chen J, a kol. Předběžná studie o extrakci polysacharidů, čištění a antioxidačních vlastnostech vláknitých mikrořas bohatých na cukrTribonema mínus [J]. Journal of Applied Phycology, 2022, 34(6): 2755-2767.[33] Čapek P, Košťálová Z. Izolace, chemická charakterizace a antioxidační aktivitaPrunus spinosaL. ovocné fenolické polysacharidové proteiny [J].Výzkum sacharidů, 2022, 515: 1-9.

[34] Aladan Memetali, Yang T, Yuan J, et al. Proces extrakce a in vitro antioxidační aktivita polysacharidů zCistanche tubulosaZbytky [J].Chemie a bioinženýrství, 2020, 37(02): 36-41.