Útdráttur með ómskoðun á fenólsýrum, flavonólum og flavan-3-ólum úr Muscadine vínberjaskinni og fræjum með því að nota náttúruleg djúp eutectic leysiefni og forspárlíkön með gervi taugakerfi

Vinsamlegast hafðu sambandoscar.xiao@wecistanche.comfyrir meiri upplýsingar

ÁgripMarkmið þessarar rannsóknar var að kanna útdráttarvirkni 9 náttúrulegra djúpa eutectic leysiefna (NDES) með aðstoð ómskoðunar fyrirfenólsýrur, flavonól, og flavan-3-ól í muscadine vínber (Carlos) skinni og fræjum í samanburði við 75 prósent etanól. Gervi taugakerfi (ANN) var beitt til að hámarka NDES vatnsinnihald, ultrasonication tíma, solid-til-leysi hlutfall og útdráttarhitastig til að ná sem mestum útdráttarávöxtun fyrir ellagínsýru, katekín og epicatechin. Nýsamsett NDES (#1) samanstendur af kólínklóríði:levúlínsýra: etýlen glýkól 1:1:2 og 20 prósent vatn dró út mesta magn ellagínsýru í húðinni við 22,1 mg/g. Þessi afrakstur var 1.73-föld af því sem 75 prósent etanól. Breytt NDES (#3) sem samanstendur af kólínklóríði: prólíni: eplasýru 1:1:1 og 30 prósent af vatni dró út mesta magn katekins (0.61 mg/g) og epicatechin (0,89 mg/g) í húðinni og 2,77 mg/g og 0,37 mg/g í fræinu, í sömu röð. Besta afrakstur ellagínsýru í húð með því að nota NDES #1 var 25,3 mg/g (séð) og 25,3 mg/g (spáð). Ákjósanlegasta uppskeran af (katechín auk epicatechin) í fræi með því að nota NDES #3 var 9,8 mg/g (séð) og 9,6 mg/g (spáð). Þessi rannsókn sýndi mikla útdráttarskilvirkni valinna NDES fyrir pólýfenól við bestar aðstæður.

Vinsamlegast smelltu hér til að vita meira

Kynning

Náttúruleg djúp eutectic leysiefni (NDES) eru unnin með því að blanda vetnistengigjöfum við vetnistengiviðtaka í viðeigandi mólhlutfalli [1]. Bræðslumark annars efnisþáttarins ætti að vera lægra en bræðslumark hins [1]. Eftir hitun og blöndun verður þessi miðill að vökva við stofuhita. Vatni er bætt við til að koma á stöðugleika og skauta blönduna. Rannsóknir á sviði plöntuefnafræðilegrar útdráttar með því að nota NDES hafa stækkað vegna árangursríkrar útdráttar og leysni þeirra. Engu að síður, margir þættir gegna mikilvægu hlutverki þegar borið er saman NDES við lífræn leysi, þar á meðal ávöxtun, kostnaður, endurheimt og eiturhrif. Fyrri rannsóknir rannsökuðu NDES á útdrætti mismunandi fjölfenóla úr ýmsum matvælum. Til dæmis, Bubalo o.fl. (2016) bar saman 5 NDES, vatn, 70 prósent metanól (v/v) og sýrt 70 prósent metanól (v/v) til að draga anthocyanins, catechin og quercetin-3-O-glúkósíð úr rauðum þrúguskinnum. NDES sem samanstendur af kólínklóríði: oxalsýru (1:1) með 25 prósent af vatni (v/v) reyndist vera skilvirkasta útdráttarleysirinn [2]. Í annarri rannsókn, Pani´c o.fl. (2019) prófaði 8 NDES og sýrði 70 prósent af etanóli og sá að kólínklóríð: sítrónusýra (2:1) með 30 prósent vatni (v/v) sem besta NDES til að vinna anthocyanín úr vínberjum [3]. Muscadine þrúgurnar (Vitis rotundifolia) eru innfæddar í suðausturhluta ríkjanna og fyrsta ræktaða villta þrúgan í Bandaríkjunum [4]. Muscadine þrúgurnar eru framleiddar í 12 ríkjum og eru samtals um 5000 hektarar [5]. Það eru 100 afbrigði af muscadine þrúgum og hver þeirra er mismunandi að eðlisfræðilegum, skynrænum eða efnafræðilegum eiginleikum [4]. Meðal þeirra er Carlos víða gróðursett múskadínþrúga vegna mikillar uppskeru og vaxandi samkvæmni [4]. Carlos muscadine þrúgan er meðalstór, brons að lit, þykkari í hýði og inniheldur fjögur fræ að meðaltali [6]. Muscadine vínber innihalda umtalsvert magn affjölfenólumsem vitað er að draga úr bólgu [7], hindra æxlisvöxt í blöðruhálskirtli [8] og bæta efnaskiptaviðbrögð sykursjúkra [9]. Muscadine vínberjakorn, aukaafurð af muscadine vínberjasafa eða víngerð, samanstendur af hýði og fræjum. Fyrri rannsóknarrannsókn notaði asetón: vatn: ediksýrublöndu (70:29.7:0.3, v/v) til að draga fenólsambönd úr fræjum, skinni og kvoða átta afbrigða af múskadínþrúgum sem ræktaðar eru í Flórída, þar á meðal Carlos [10]. Hins vegar hindraði notkun eldfimra lífrænna leysiefna og lítil útdráttarvirkni þeirra hagnýt notkun. Flestum vínberjum úr muscadine er enn hent sem úrgangur. Gervi taugakerfi (ANN) er ólínulegt kortlagningarkerfi sem samanstendur af ýmsum grunnvinnslueiningum tengdum með vegnum tengslum. Þessar vinnslueiningar eru kallaðar "taugafrumur" [11]. Gervi taugakerfi er vélanámsaðferð til að spá fyrir um eða spá fyrir um svörun byggt á mörgum inntakum [11]. Fyrri rannsóknir hafa beitt svörun yfirborðsaðferðum (RSM) til að hagræða útdrátt og spá. Hins vegar hafa fáar rannsóknir notað ANN í sama tilgangi. Til dæmis, Sinha o.fl. (2013) gaf til kynna að ANN hefði betri spáframmistöðu en RSM um útdrátt náttúrulegs litarefnis úr fræjum Bixa Orellana (Annatto) [12]. Í svipaðri rannsókn, Ciric o.fl. (2020) greindi frá því að ANN líkanið væri betra en RSM til að spá fyrir um útdrætti fenólefna úr hvítlauk [13]. Markmið þessarar rannsóknar var að kanna útdráttarvirkni 9 NDES fyrir fenólsýrur, flavonól og flavan-3-ól samanborið við 75 prósent etanól með aðstoð ómskoðunar. ANN var notað til að spá fyrir um og hámarka útdráttarskilyrði á fenóluppskeru. Tilgátan var sú að NDES með sértækum samsetningum dragi út meira magn af fenólsýrum, flavonólum og flavan-3-ólum en 75 prósent etanóli og hæsta útdráttarskilvirkni er hægt að ná með ANN-undirstaða forspárlíkönum.

2. Efniviður og aðferðir 2.1. Efni og hvarfefni Kólínklóríð, levúlínsýra, 1,2-própandíól, DL-eplasýra, oxalsýra, saltsýra og maurasýra voru fengin frá Acros Organics (Morris Plains, NJ, Bandaríkjunum). Mjólkursýra, etýlenglýkól, glýsín, HPLC-gráðu asetónítríl, metanól og etanól voru keypt frá Fishers Scientific (Waltham, Massachusetts, Bandaríkjunum). L-prólín og betaínhýdróklóríð voru keypt frá Alfa Aesar (Ward Hill, MA, Bandaríkjunum). HPLC-gráðu staðlar fyrir ellagínsýru, gallsýru, ferúlsýru, (plús )-katekin, (− )-epikatín, myricetin, quercetin og kaempferol voru keyptir frá Sigma Aldrich (St. Louis, MO, Bandaríkjunum).

2.2. Hönnun NDESNDES #1–2 í töflu 1 voru hönnuð í fyrri rannsókn okkar [14]. Kólínklóríð í NDES #1–2 var valið sem vetnisviðtaka, en tveir mismunandi vetnisgjafar voru valdir fyrir hvern nýjan NDES. Mólhlutföll milli vetnisgjafa og viðtakanda og vatnsinnihalds voru ákvörðuð í fortilraunum. NDES #3-9 í töflu 1 voru valdir úr bókmenntum þar sem fyrri rannsóknir hafa útnefnt þá sem áhrifaríka NDES við útdrátt fjölfenóla. Vatnsinnihald í NDES #3 var breytt úr tilvitnuðum bókmenntum. Hitunaraðferð var beitt til að undirbúa NDES [15]. Í stuttu máli var vetnistengiviðtakanum blandað saman við hvern af vetnistengigjafahlutunum í Erlenmeyer flöskum með hræristangi. Blandan í flöskunni var lokuð og hituð við 50 ◦C í um það bil 30 mínútur eða þar til tær vökvi myndaðist og hélst stöðugur við stofuhita. Vatnsinnihald í töflu 1 var reiknað út í samræmi við lokarúmmál NDES-blandna. pH NDES sem skráð er í töflu 1 var mælt með því að nota pH-mæli (AB15, Accumet, Fisher Scientific, Waltham, MA, Bandaríkjunum). 2.3. Undirbúningur sýnis / Útdráttur með aðstoð með ómskoðun Frosið muscadine vínber (Vitis rotundifolia) skinn og fræ (yrki: Carlos) voru veitt af Paulk Vineyards (Wray, Georgia, Bandaríkjunum). Eftir að hýði, lauf eða petioles hafði verið fjarlægt var moli aðskilið í fræ og húð. Sýnin voru síðan þurrkuð með lofttæmisofni (Isotemp, Model 285A, Fisher Scientific, Waltham, Massachusetts, Bandaríkjunum) við 60 ◦C og lofttæmisþrýsting lægri en -30 in.Hg. Næst voru sýnin gerð einsleit í fínt duft með því að nota kvörn (A1{{105}}00, RRH Inc., 2800 W, Zhejiang, Kína). Með því að nota upphaflegt hlutfall fasts og leysis upp á 1:20 (g: ml), var 0,50 g af annaðhvort muscadine vínberjahýði eða fræi blandað í 10 ml NDES eða 75 prósent etanól í þrígangi. Sýnin voru síðan sett í vatnsbað (60 ◦C) og hljóðbeitt (VCX 1500, Sonics & Materials Inc., 1500-Watt, 50/60 Hz, Newtown, CT, Bandaríkjunum) í 30 mínútur við 100 prósent amplitude í tvær umferðir (15 mín/umferð). Næst voru sýnin strax skilin í skilvindu (Sorvall ST 8, Fisher Scientific, Suzhou, Kína) við 3.260 g þar til tært flot var fengið. Að lokum var flotinu safnað og geymt í −20 ◦C frysti til HPLC greiningar á fenólsýrum (ellagínsýru, gallsýra, ferúlsýra), flavonólum (myricetin, quercetin og kaempferol) og flavan-3-ólum. (katekin og epicatechin). 2.4. HPLC greiningar á fenólsýrum, flavonólum og flavan-3-ólum Fenólsýrur, flavonólar og flavan-3-ólar voru greindar á HPLC kerfi (Agilent Technologies 1200, Waldbronn, Þýskalandi) samkvæmt aðferðinni sem lýst er í Sandhu og Gu (2013) [16]. HPLC kerfið samanstendur af tvöfaldri dælu, sjálfvirkri sýnatökutæki, hitastilltu súluhólf, díóða fylkisskynjara og flúrljómunarskynjara. Útdrætti úr vínberjaskinni eða fræjum var vatnsrofið fyrir greiningu á fenólsýrum og flavonólum. Vatnsrofið var gert með því að blanda 1 ml af útdrættinum saman við 4 ml af vatnsrofslausn (1,2 M HCI sem inniheldur 50 prósent metanól) og sett í vatnsbað (Precision, Model 2837, 400 W, 50/60 Hz, Thermo Scientific, Marietta , OH, Bandaríkjunum) við 90 ◦C í 80 mín. Næst voru sýnin kæld niður í 25 ◦C fylgt eftir með hljóðgjafa í 5 mín. Ekki var þörf á vatnsrofi útdrættsins til að greina katekin og epicatechin. Vatnsrofnu og óvatnsrofnu útdrættirnir voru síaðir í gegnum 0,45 μm pólýtetraflúoretýlen (PTFE) himnu fyrir HPLC greiningar. Til að greina ellagínsýru, gallsýru, ferúlsýru, myricetin, quercetin, kaempferol, catechin og epicatechin var 10 µL sprautað í SB-C18 súlu (4,6 × 250 mm, 5 µm, Zorbax, Agilent, Santa Clara, CA, CA, BANDARÍKIN). Hreyfanlegu fasarnir voru (A) 0,5 prósent maurasýru og (B) 100 prósent asetónítríl. Rennslishraði var 1 ml/mín með 25 mín breyttum halla sem hér segir: 0–5 mín, 10–30 prósent B; 5–10 mín, 30–40 prósent B; 10–20 mín., 40–50 prósent B; 20–25 mín., 50–10 prósent B; fylgt eftir með 5 mín af jafnvægi. Hitastig súlunnar var stillt á 30 ◦C. Uppgötvun bylgjulengd var 260 nm fyrir ellagínsýru, gallsýru og ferúlsýru og 360 nm fyrir myricetin, quercetin og kaempferol á ljósdíóða fylkisskynjara. Örvun og losun fyrir catechin og epicatechin voru 230 nm, 321 nm, í sömu röð, með því að nota flúrljómunarskynjara. Pólýfenólsambönd voru magngreind með því að nota staðlaðar línur af ellagínsýru, gallsýru, ferúlsýru, myricetin, quercetin, kaempferol, katekin og epicatechin. Allar staðlaðar línur voru með 7 stig og R2 > 0,99. 2.5. Sérsniðin hönnun fyrir gervi taugakerfi Fjórar sjálfstæðar útdráttarbreytur með fjórum stigum: vatnsinnihald (15–60 prósent), úthljóðunartími (5–35 mín), hlutfall fasts og leysis (1:5–1:20) og útdráttur hitastig (30–60 ◦C) (tafla S1) var notað til að hámarka útdráttarafrakstur fenólsýra, flavonóla og flavanóla. Ólíkt klassískri hönnun eins og viðbragðsyfirborðshönnun, þá þarf ANN-byggð hönnun ekki endurtekinna hlaupa og kýs frekar aðra gagnauppbyggingu. Í fyrri rannsókn okkar [14] var ANN áreiðanlegri aðferð til að spá fyrir um útdráttarávöxtun en RSM. Þess vegna var ANN valið í þessari rannsókn til að spá fyrir um útdráttarafrakstur ellagínsýru, katekíns og epicatechins. Sérsniðin hönnun með 40 keyrslum (tafla S2) var búin til á JMP Pro (útgáfa 14.2, SAS Institute Inc., Cary, NC, Bandaríkjunum) til að veita gögn sérstaklega fyrir ANN forspárlíkön. Slembiröðun á 40 keyrslum var beitt til að útrýma hvers kyns hlutdrægni. Aðaljafna ANN er sýnd sem hér segir:=∑jj=1 wh jpg plús bhk, k=1toK (1) þar sem h er fjöldi taugafrumna í falda laginu, j og k eru fjöldi inntaksbreyta og falinna taugafrumna, í sömu röð, p er inntaksbreytan, bh er hlutdrægni fala lagsins og wh er þyngdin í falda laginu. Útdráttarávöxtun ellaginsýru, katekins og epicatechins í tengslum við fjórar óháðu breyturnar voru greind með því að nota ANN með því að þjálfa gögnin fyrst og velja síðan bestu virkjunargerðina og fjölda taugafrumna sem leiðir til fullnægjandi samsvörunar gagna. Til að meta árangur spálíkana hafa þrjú gildi verið metin: R-kvaðrat, kvaðratrót meðaltals veldisspáskekkju (RASE) (jöfnu (2)) og meðaltalsskekkju (AAE). RASE er RASE=̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ SSE/n √ (2) Þar sem SSE gefur fyrir veldi og summa spáskekkjanna (munur á raunverulegum svörum og spáð svörum) og n fyrir fjölda athugana. R-ferningur nálægt 1 með RASE og AAE nálægt núlli þýðir að gögnin passa betur inn í líkanið. 2.6. Tölfræði Afrakstur fenólsýra, flavonóls og flavan-3-óla var borinn saman við einstefnu ANOVA fylgt eftir með t-prófi nemenda við p Minna en eða jafnt og 0,05 með því að nota JMP Pro (útgáfa 14.2, SAS Institute Inc., Cary, NC, Bandaríkin). Hvert nde og 75 prósent etanól voru borin saman með því að nota Dunnett's próf við p Minna en eða jafnt og 0,05. Meginþáttagreining (PCA) var framkvæmd á JMP Pro (útgáfa 14.2, SAS Institute Inc., Cary, NC, Bandaríkjunum) fyrir fenólsamböndin sem dregin voru út úr muscadine vínberahýði og fræi. 3. Niðurstöður og umræður 3.1. Pólýfenól unnin með NDES úr muscadine þrúguskinnum. Níu NDES og 75 prósent etanól voru notuð til útdráttar pólýfenóla úr muscadine þrúguskinnunum. Tafla 2 sýnir útdráttarafrakstur ellagínsýru, gallsýru, ferúlsýru, mýrísetíns, quercetíns, kaempferóls, katekíns og epicatechíns. Ellagínsýra var algengasta útvinnanlegt pólýfenól í vínberjahýði, síðan gallsýra og ferúlsýra, í sömu röð. Þessi niðurstaða var í samræmi við fyrri rannsóknir [17,18]. NDES #1, #8, #7, #3, #2 og #9 drógu út umtalsvert meira magn af ellagínsýru í þrúguhýði en 75 prósent etanól. Hæsta útdráttarafrakstur ellagínsýru náðist með NDES #1 og síðan NDES #8 við 22,1 ± 2,2 mg/g og 21,3 ± 2,5 mg/g, í sömu röð (tafla 2). Hins vegar var enginn marktækur munur á NDES #1 og NDES #8 samkvæmt t-prófi nemenda. Athyglisvert var að NDES #1 reyndist vera minnst árangursríka NDES til að vinna anthocyanín úr

trönuberjaleifar [14]. Þetta benti til þess að NDES #1 gæti valið út ellaginsýru eða ellagitannín úr matvælum sem einnig innihalda anthocyanidín. Slíka sértækni má rekja til mismunandi sameindasamskipta milli NDES og sérstakra fenólaflokka. Mynd S1 (spjald A) sýnir HPLC litskiljun gallínsýru, ellagsýru og ferúlsýru sem dregin er út úr þrúguhýði með NDES #1 og greind við 260 nm. 75 prósent etanólið dró út 12,7 ± 1,2 mg af ellagínsýru á hvert gramm af þrúguhýði. Lægsta útdráttarafrakstur ellaginsýru sást í NDES #4 við 7,44 ± 0,6 mg/g. Útdráttarafrakstur gallínsýru með NDES #9, #8, #1, #4, #7 og #3 var sambærileg og marktækt hærri en 75 prósent etanól. Mesta magn gallínsýru var dregið út með NDES #9 við 10,4 ± 0,5 mg/g, en lægsta magnið 5,55 ± {{40}} 0,1 mg/g var dregið út með NDES #5. Mesta magn ferúlínsýru var dregið út með NDES #1 við 6,32 ± 0,7 mg/g og lægsta magnið var dregið út með NDES #5 við 3,11 ± 0.{{5{{52 }}}} mg/g. Ennfremur var enginn marktækur munur á NDES #1 og 75 prósent etanólinu við útdrátt ferúlsýru (tafla 2). Mesta magn katekins og epicatechins var dregið út með NDES #3 við 0.61 ± 0.1 mg/g og 0.89 ± 0.1 mg/ g, í sömu röð (tafla 2). Á sama tíma drógu NDES #3 og #6 út marktækt meira magn af epicatechin en 75 prósent etanól. Mynd S2 (spjald A) sýnir HPLC litskiljun katekins og epicatechins dregin út með NDES #3 úr þrúguhýði. Hins vegar fannst katekin ekki í 75 prósent etanólútdrættinum. Minnsta magn katekins (0.02 mg/g) og epicatechins ({{90}},14 mg/g) var dregið út með NDES #2 og NDES # 5, í sömu röð. Myricetin var algengasta flavonólið og kaempferol var minnst. Próf Dunnett leiddi í ljós að NDE og 75 prósent etanól voru sambærileg við útdrátt myricetin, quercetin og kaempferol (tafla 2). Mesta myricetin magnið var dregið út með NDES #1 (1,84 mg/g), fylgt eftir með 75 prósent etanóli (1,73 mg/g), og síðan NDES #8 (1,67 mg/g). Hæsta magn quercetins var dregið út með 75 prósent etanóli (0,41 mg/g), NDES #1 (0.40 mg/g) og NDES #8 ({ {143}}.38 mg/g). Aftur á móti var lægsta magn af myricetin og quercetin dregið út með NDES #5 við 0,87 mg/g og 0,27 mg/g, í sömu röð. Þessi niðurstaða undirstrikar enn frekar veikburða hæfileika NDES #5 til að vinna pólýfenól úr þrúguhýði. Hæsta magn kaempferóls var dregið út með 75 prósent etanóli (0.05 mg/g), og það lægsta var dregið út með NDES #5 og NDES#6 (0,03 mg/g). Mynd S1 (spjald B) sýnir HPLC litskiljun myricetins, quercetins og kaempferols dregin úr vínberjahýði með NDES #1 sem greindist við 360 nm. Hæsta summan af fenólsýrum, flavonólum og flavan-3- ólum var 40,7 mg/g útdregin með NDES #1 og síðan 39,8 mg/g útdregin með NDES #8, en lægsta summan var 18,4 mg/g útdregin. eftir NDES #5 (tafla 2). pH NDES var á bilinu 0,3 til 3,3 (tafla 1). Rsquared fylgni á milli sýrustigs NDE og fenólsýra, flavonóls og flavan-3-ols ávöxtunar var skráð í töflu 2. Skortur á fylgni milli pH og útdráttaruppskeru benti til þess að pH hefði ekki áhrif á skilvirkni útdráttar. 3.2. Pólýfenól dregin út með NDES úr muscadine vínberafræjum. Heildarútdráttur fenólsýra, flavonóls og flavan{123}}óls úr vínberafræjum var áberandi minni en afraksturs úr hýðinu (tafla 3). Algengustu útdraganlegu pólýfenólin í fræjunum voru katekin og epicatechin, en kaempferól fannst ekki. Flókna fræfylki sem inniheldur olíu (13 prósent, w/w þurr grunnur) er möguleg skýring á litlum útdráttarhæfni fenólefnasambanda úr vínberafræjunum [19]. Mesta magn katekíns var dregið út með NDES #3 við 2,77 mg/g (tafla 3). Þessi ávöxtun var marktækt hærri en öll önnur NDES og 75 prósent etanól. Mynd S2 (spjald B) sýnir HPLC litskiljun katekins og epicatechins dregin út með NDES #3 úr vínberafræjum. Lægsta magn katekíns var dregið út með NDES #5 við 0,30 mg/g. Öll NDES nema NDES #1, #2 og #9 drógu út marktækt meira magn af epicatechin en 75 prósent etanól (tafla 3). Hæsti styrkur epicatechins var dreginn út með NDES #4 (0,71 mg/g) og NDES #5 (0,68 mg/g), en sá lægsti var dreginn út með 75 prósent etanóli (0,11 mg/g). Gallsýra var algengasta fenólsýra sem hægt var að vinna úr vínberafræjunum, þar á eftir ferúlínsýra og ellagínsýra, í sömu röð. Mesta magn gallínsýru var dregið út með NDES #4 við 0,45 mg/g, fylgt eftir með NDES #9 og NDES #8. Þessar NDEs drógu út marktækt meira magn af gallsýru en 75 prósent etanól. Lægsta magn gallínsýru (0,2 mg/g) var dregið út með NDES #3. Hæsta útdráttur

Afrakstur ellagínsýru var fengin með NDES #9 (0.26 mg/g) og síðan NDES #6 (0.17 mg/g), sem voru marktækt hærri en 75 prósent etanól. Á sama hátt dró NDE #3 út lægsta magn ellagínsýru við 0.05 mg/g. Að auki drógu NDES #6, #7 og #3 út umtalsvert meira magn af ferúlsýru en 75 prósent etanól. Lægsta afrakstur ferúlsýruútdráttar var 0,5 mg/g samkvæmt NDES #5. Ennfremur fannst ekki ferúlínsýra í NDES #9 útdrætti. Þetta var líklega vegna þess að leysni ferúlsýru var lægri í NDES #9 en í öðrum NDE. Hæsta myricetin útdrátturinn fékkst með 75 prósent etanóli og NDES #7 við 0,18 mg/g, sem voru hærri en öll NDE. Mesta afrakstur quercetin útdráttar var með NDES #6 (0,14 mg/g) og NDES #3 (0,13 mg/g) og bæði NDES voru betri en 75 prósent etanól. Að sama skapi hafði sýrustig NDES ekki áhrif á útdráttarafrakstur eins og gefið er til kynna með lágri fylgni (R-kvaðrat) milli sýrustigs NDEs og afraksturs fenólsýra, flavonóla og flavan-3-óla sem skráð eru í töflu 3. 3.3 . Aðalþáttagreining (PCA) var gerð til að tengja útdráttarávöxtun ýmissa fenólefna í vínberahýði og fræjum við NDE og 75 prósent etanól (mynd 1). PCA var framkvæmt á fylgnifylki til að greina mögulega sértækni sumra NDE til að draga út tiltekin fenólsambönd eða hópa. Um 85 prósent af dreifni húðgagna skýrðust af meginþáttum 1 og 2. Hleðslureiturinn (mynd 1B) sýnir mikla fylgni á milli fenólsýra (ellagínsýra, gallsýra, ferúlsýra) og flavonóla (myricetin, quercetin, og kaempferol). Til að draga út þessa hópa eru bestu leysiefnin NDES #1, #8, #7 og 75 prósent etanól eins og sýnt er á stigalóðinni (mynd 1A). Á meðan virtust katekin og epicatechin aðskilin frá hinum fenólhópunum. Eins og sýnt er á mynd 1A, var NDES #3 sértækt til að draga katekin og epicatechin úr þrúguhýði. Þetta var áhugaverð athugun vegna þess að NDES #3 var meðal minnstu áhrifaríkustu NDES til að draga út proanthocyanidins, sem eru fáliður og fjölliður katekíns og epicatechins [14]. Þetta benti til þess að NDES #3 gæti verið sértækt fyrir proanthocyanidín af smærri sameindastærðum. Klustun fenólefnasambanda á hleðslureit skinnsins (Mynd 1B) var frábrugðin fræinu (Mynd 1D) án tillits til lítillar uppskeru þessara efnasambanda í vínberafræjunum. Fyrsti og annar meginþátturinn skýrði um 73 prósent af dreifni frægagna. Quercetin, myricetin og ferulic sýra voru dregin út á skilvirkari hátt með NDES #6, #7 og 75 prósent etanóli, eins og sýnt er á stigalóðinni (mynd 1C). Ellagínsýra og gallsýra voru dregin út á skilvirkari hátt með NDES #9. Enn og aftur var catechin dregið út með mesta skilvirkni með NDES #3 sem var svipað því sem sést með vínberahýði. Epicatechin var dregið út með meiri skilvirkni með NDES #5, #4 og NDES #8.

3.4. Hagræðing útdráttar á fenólsýrum og flavonólum úr muscadine þrúguskinnum og ANN spálíkön Kólínklóríð: levúlínsýra: etýlen glýkól 1:1:2 (NDES #1) sýndi hæsta útdráttarafrakstur fyrir ellagínsýru og var því valið til frekari hagræðingar og spá. Áhrif fjögurra þátta, þar á meðal vatnsinnihalds, úthljóðunartíma, hlutfalls fasts og leysis og útdráttarhitastigs voru metin fyrir útdrátt á fenólsýrum og flavonólum. Ennfremur voru fjórum stigum fyrir hvern útdráttarstuðla beitt í samtals 40 slembiröðuðum keyrslum. Tilraunaútdráttarafrakstur ellaginsýru, gallsýru, ferúlsýru, mýrísetíns og quercetins, ásamt summu þessara fimm, er sýnd í töflu 4. Á heildina litið var munurinn á útdráttaruppskeru milli lægsta og hæsta tiltölulega stórt. fyrir fenólsýrur. Til dæmis var lægsta uppskeran fyrir ellagínsýru 9.03 mg/g (keyrsla #17) og sú hæsta var 25.3 mg/g (keyrsla #15), sem leiddi til 16.2 mg/g munar (keyra #17). Þar að auki var lægsta summa uppskerunnar 20,7 mg/g og sú hæsta var 71,5 mg/g. Þetta sýnir veruleg áhrif mismunandi stiga hvers efnistökustuðs á afrakstur útdráttar. Run #15 dró út mesta magnið af ellagínsýru. Útdráttarskilyrði í keyrslu #15 var 45 ml /10{{130}} ml vatnsinnihald, 25 mínútur af ómskoðun, 1:10 (g: ml) hlutfall fasts og leysis , og útdráttshitastig 60 ◦C. Mynd S3 sýnir HPLC litskiljun á fínstilltum fenólsýrum sem eru dregin út úr þrúguhýði með NDES #1 (keyrsla #15 í töflu 4). Hæsta gallsýra (18,7 mg/g) var náð með útdráttarskilyrðum í keyrslu #24 og sú lægsta var 6,63 mg/g með notkun #40. Fyrir ferúlínsýru, keyrsla #22 dró út hæsta magnið við 19,2 mg/g, en engin ferúlínsýra greindist í keyrslum #14, #17, #29 og #34. Keyrsla #22 var dregin út með 60 ml /100 ml vatnsinnihaldi, 5 mín af ultrasonication, 1:5 fyrir hlutfall fasts og leysis og útdráttarhitastig 60 ◦C. Körun #2 dró út mesta myricetinið (10,1 mg/g) og quercetin (1,87 mg/g). Útdráttarskilyrði keyrslu #2 voru 60 mL /100 mL vatnsinnihald, 35 mín af ultrasonication, 1:20 fyrir hlutfall fasts og leysis og útdráttarhitastig 60 ◦C. Lægsta ávöxtunin sem ég vissi (3,79 mg/g) var dregin út með run#40. Útlínulínurnar á mynd 2 sýna áhrif útdráttarbreyta (X1, X2, X3 og X4) á spáð afrakstur ellagínsýru sem dregin er út með NDES #1 úr þrúguhýði. Spáð afrakstur ellagínsýru í töflu 4 var notaður til að búa til þessar talningarreitir. Hver spjaldið sýnir áhrif 2 útdráttarbreytur. Útlínur eru merktar með uppskeru ellagínsýru (mg/g). Ákjósanlegur spáð vatnsinnihald var um 35-45 mL/100 mL NDES, eins og sýnt er á mynd. 2B og 2C. Lengri ultrasonication tími jók ávöxtun ellagic sýru (Mynd 2D og 2E), sem gefur til kynna mikilvægu hlutverki sonication í NDES útdrátt. Meðan á útdrættinum stóð, blönduðu þrúguhýði eða fræjum við NDES, komu agnir og gas, sem bætti við hljóðrænum kavitationsstöðum fyrir ómskoðun til að mynda fjölmargar litlar loftbólur í NDES. Sprenging þessara loftbóla leiddi til mikils hitastigs, þrýstingsmismunar, mikils skurðarkrafts, stóróróa og örblöndunar, sem í raun olli NDES til að flýta fyrir massadreifingu og flutningi. Þegar kavitabólur sprungu á yfirborði vínberafræja eða húðagna, leiddu örstrókar og árekstrar á milli agna til yfirborðsflögnunar, veðrunar, niðurbrots agna, sónarmyndunar og frumuröskunar [20]. Öll þessi vélrænu áhrif kavitation af völdum ómskoðunar efldu skarpskyggni NDEs inn í frumuna þannig að fenólar milli frumna úr fæðufylki voru fluttar í leysiefni. Ákjósanlegt hlutfall fasts og leysis var 1:10, eins og sýnt er á mynd 2B, 2D og 2F. Að lokum virðist hærra útdráttarhitastig allt að 60 ◦C hafa jákvæð áhrif á útdráttarhæfi ellagínsýru eins og sýnt er á mynd 2C, 2E og 2F. Þetta bendir til beins sambands milli útdráttarhitastigs og uppskeru ellaginsýru sem dregin er út úr þrúguhýði. Ellagic sýru útdráttur ávöxtun (tafla 4) var greind fyrir spá líkan með því að nota gervi taugakerfi. Tilraunagögnunum var skipt af handahófi í þjálfunarsett og staðfestingarsett. Ástæðan fyrir því að fylgja með staðfestingu sem tölfræðihugbúnaðurinn setti er til að bæla úr offitun. Til að spá fyrir um afrakstur ellagínsýru (Y) voru sömu fjórir óháðu útdráttarþættirnir (X1, X2, X3 og X4), 1-2 falin lög með mismunandi fjölda taugafrumna, og þrjár virkjunaraðgerðir metnar. Virkjunaraðgerðirnar sem beitt var voru snertihækkun, línuleg og gauss. Næst voru gagnasöfnin þjálfuð þar til háu R-kvaðratgildi fyrir bæði þjálfun og staðfestingu var náð. Spágögnin og líkan voru búin til. Besta ANN uppbyggingin var valin með því að greina fjögur inntak (X1, X2, X3 og X4) með einu falnu lagi með því að nota Gauss-fallið með tíu taugafrumum (Mynd S5). R-kvaðningur þjálfunar- og staðfestingarsetta var 0,99, en RASE og AAE líkansins voru 0,062 og 0,044, í sömu röð. R-kvaðningur ANN staðfestingar á ellagínsýru í þessari rannsókn (0,99) var hærri en ANN staðfesting á prósýanídínum (0,95) og antósýanínum (0,91) í fyrri rannsókn [14]. Hins vegar má rekja þessa aukningu á R2 til betri myndaðrar líkansamhæfingar gagna í þessari rannsókn, sem gæti stafað af minni tilraunavillum. Forspárlíkön ANN fyrir útdrátt á ellagínsýru með NDES #1 voru sýnd sem jöfnu 3–13:

Cistanche til að bæta friðhelgi

Niðurstaða

Núverandi niðurstöður sýndu frekari vísbendingar um virkni NDES getu til að vinna fjölfenól úr aukaafurðum matvælaiðnaðarins. Niðurstöðurnar studdu tilgátuna um betri útdrátt með ómskoðun á NDES yfir 75 prósent etanóli. NDES dró út þrjár fenólsýrur, tvö flavonól og þrjú flavan-3-ól úr vínberahýði og fræjum. NDES #1 var áhrifaríkasta NDES til að vinna út ellagínsýru, en NDES #3 var sérstaklega sértækur til að draga út katekin og epicatechin. Áberandi galli NDES er mikil seigja þeirra, sem veldur áskorunum við meðhöndlun og endurheimt. Í þessari rannsókn sýndi gervi taugakerfi, óháð útkomutakmörkunum, hagnýta nálgun fyrir forspárlíkön. NDEs eru öflugir miðlar til að endurheimta plöntuefna úr fæðukerfum. Sumar NDEs sýna einnig minna eitrað leysi til að rannsaka þessi plöntuefna í lifandi frumum [21,22]. Loksins eru náttúrulegir djúpir eutectic leysir áhrifaríkar útdráttarmiðlar en lífræn leysiefni.

Heimildir

[1] W. Bi, M. Tian, ​​KH Row, Evaluation of alcohol-based deep eutectic solvent in extraction and determination offlavonoidsmeð fínstillingu svaryfirborðsaðferðafræði, J. Chromatogr. A 1285 (2013) 22–30, https://doi.org/10.1016/j. chroma.2013.02.041.
[2] M. Cvjetko Bubalo, N. ´ Curko, M. Tomaˇsevi´c, K. Kovaˇcevi´c Ghani's, I. Radojˇci´c Redovnikovi´c, Græn útdráttur á fenólum úr vínberjaskinni með því að nota djúpa eutectic leysiefni, Food Chem. 200 (2016) 159–166, https://doi.org/10.1016/j. foodchem.2016.01.040.
[3] M. Panic, V. Gunjevi´c, G. Cravotto, I. Radojˇci´c Redovnikovi´c, Möguleg tækni til að draga út anthocyanín úr vínberjum með því að nota náttúruleg djúp eutectic leysiefni í allt að hálfs lítra lotum útdráttur á anthocyanínum úr vínberjum með því að nota NADES, Food Chem. 300 (2019) 125185, https://doi.org/ 10.1016/j.foodchem.2019.125185.
[4] M. Hoffmann, o.fl., Muscadine Grape Production Guide for the Southeast, North Carolina State University, NC State Extension Publications, 2020 https://content. ces.ncsu.edu/muscadine-grape-production-guide (sótt 18. janúar 2021). [5] Cline, B. og C. Fisk, Yfirlit yfir muscadine vínberjasvæði, ræktunarafbrigði og framleiðslusvæði í suðausturhluta Bandaríkjanna. Muscadine vínberaverkstæði fyrir samvinnuframlengingaraðila, í Southern Region Small Fruit Consortium. 2006: Southern Region Small Fruit Consortium.
[6] PC Andersen A. Sarkhosh D. Huff J. Breman 2020 6 10.32473/edis-hs100-2020.
[7] P. Greenspan, o.fl., Bólgueyðandi eiginleikar muskadínþrúgunnar (Vitis rotundifolia), J. Agric. Matur. Chem. 53 (22) (2005) 8481–8484, https://doi.org/ 10.1021/jf058015.
[8] DN Ignacio, KD Mason, EC Hackett-Morton, C. Albanese, L. Ringer, WD Wagner, PC Wang, MA Carducci, SK Kachhap, CJ Paller, J. Mendonca, L. Li Ying Chan, Bo Lin, DK Hartle, JE Green, CA Brown, TS Hudson, Muscadine vínberjaskinnseyði hamlar krabbameinsfrumum í blöðruhálskirtli með því að örva frumuhringsstopp og minnka flæði í gegnum hitasjokkprótein 40, Heliyon 5 (1) (2019) e01128, https://doi .org/10.1016/j.heliyon.2019.e01128.