Optimering af ekstraktionsprocessen af kitin fra cikadesmelte og evaluering af dets antioxidantaktivitet og hæmostatiske effekt
Chitin, også kendt som chitosan, er et lineært makromolekyle-biopolysaccharid, der består af N-acetyl-2-amino-2-deoxy-D-glucopyranose-enheder forbundet med β -1,4-glykosidiske bindinger. Det er et halvgennemsigtigt arklignende fast stof, og på grund af hydrogenbindingen mellem polysaccharidkæderne er chitin uopløseligt i vand, fortyndede syrer, fortyndede baser eller almindelige organiske opløsningsmidler. Chitin er almindeligt forekommende i skallerne på lavere leddyr og insekter samt i cellevæggene på visse alger og svampe i både hav- og landmiljøer. Ekstraktionsmetoderne omfatter syre-base, enzymatisk hydrolyse, EDTA, mikrobiel fermentering og ioniske væskemetoder. Chitin har biologiske aktiviteter som antioxidant, hæmostatisk, antibakteriel, antitumor, hypoglykæmisk, hypotensiv, lipidsænkende og immunregulerende. Med sin ikke-giftige, gode biokompatibilitet, bionedbrydelighed og enzymnedbrydningsevne bruges det i vid udstrækning inden for biomedicinske områder som lægemiddelafgivelse, vævsteknik, sårheling og kræftbehandling.
Periostracum Cicadae, også kendt som Cicadae, er den smeltende skal af cikadefamiliens sorte græshoppe efter eklosion. Dens kemiske sammensætning omfatter hovedsageligt chitin, protein, uorganiske salte, aminosyrer, sporstoffer osv. Som en almindeligt anvendt traditionel kinesisk medicin i Kina har den den virkning, at den spreder vind og varme, lindrer halsen, gennemtrænger udslæt, lindrer spasmer og forbedrer synet og lindrer uklarheder. Undersøgelser har vist, at cikadesmelte som en alternativ kilde til chitin har lav acetyleringsgrad, krystallinitet, termiske egenskaber og god økologisk sikkerhed. Men på grund af den høje pris på cikadesmelte og manglen på faste kvalitetsstandarder for chitin går forskningen i chitin fra cikadesmelte i øjeblikket langsomt. Denne undersøgelse brugte ultralydsassisteret traditionel syre-base-metode til at udtrække chitin fra cikadesmelter, forkortede ekstraktionscyklussen og optimerede ekstraktionsprocessen ved hjælp af enkeltfaktor og ortogonale eksperimenter. Antioxidantaktiviteten og den hæmostatiske effekt af ekstraktet blev også bestemt, hvilket har vigtig referencebetydning for at fremme forskning og anvendelse af cikadesmeltningskitin.

De optimale procesparametre til ultralydassisteret syre-baseekstraktion af chitin fra cicada molts blev opnået gennem enkeltfaktoreksperimenter kombineret med ortogonale eksperimenter, herunder afkalkning: massefraktion: 8% saltsyre, temperatur: stuetemperatur, fast-væske-forhold: 1:25, ultralydseffekt: 160W, ultralydstid: 150min; Proteinfjernelse: massefraktion: 10% natriumhydroxid, temperatur: 60 ℃, faststof-væske-forhold: 1:25, ultralydseffekt: ingen signifikant forskel, ultralydstid: 90min; Affarvning: massefraktion: 5% kaliumpermanganat, 8% natriumbisulfit, temperatur: 90 ℃, tid: kaliumpermanganatreaktion i 60 minutter, natriumbisulfitreaktion i 90 minutter. Ultralydassisteret afkalkning og deproteinisering øger opløsningsmidlets indtrængning og forkorter effektivt ekstraktionstiden.
I det indledende eksperiment blev en vandig opløsning af kaliumhydroxid/urinstof brugt til frysning og optøning ved lav temperatur for at opløse chitin fra cikadesmelter. Under processen viste det sig, at selve kaliumhydroxid/urea-systemet har en betydelig indvirkning på frie radikaler. Dette studie undersøgte antioxidantaktiviteten af cikadesmelte-chitosan-suspension. Resultaterne viste, at når koncentrationen af cikadesmelte-chitosan-suspension var 18 mg/ml, var ABTS-rensningshastigheden for frie radikaler 91.31%, hvilket viser en stærk evne til at fjerne frie radikaler; Når koncentrationen af cikadesmelte-chitosan-suspension er 15 mg/ml, er fjernelseshastigheden for DPPH-frie radikaler 35,19%; Når koncentrationen af cikadesmelte-chitosan-suspension er 20 mg/ml, er fjernelseshastigheden for O2-frie radikaler 63,72%. Grunden til, at chitosan udviser fremragende antioxidantaktivitet, kan være, at det delvist er deacetyleret under syre-base-ekstraktionsprocessen.
Prøverørsmetoden blev brugt til at bestemme in vitro-koagulationstiden for kaninblod med forskellige doser af chitosanpulver. Resultaterne viste, at in vitro-prokoagulationsevnen af cicada molt chitosanpulver steg med stigningen i cicada molt chitosan-dosis. Sammenlignet med Yunnan Baiyao-pulver i samme dosis var in vitro-prokoagulationsevnen for cikadesmelte-chitosanpulver betydeligt bedre. Haleklipningsmetoden blev brugt til at bestemme blødningstiden og mængden af forskellige doser af cicada molt chitosanpulver på mus. Resultaterne viste, at den positive kontrolgruppe af cicada molt chitosanpulver og Yunnan Baiyao-pulver ved hver dosis kunne forkorte blødningstiden betydeligt sammenlignet med den blanke kontrolgruppe. Sammenlignet med Yunnan Baiyao-pulver i samme dosis var der signifikante forskelle i blødningstiden og mængden af chitosan, hvilket indikerer, at cikadesmelte-chitosan har bedre hæmostatisk evne end Yunnan Baiyao. Ved at etablere en museleverblødningsmodel og måle sårets blødningstid viste resultaterne, at cicada molt chitosan kunne forkorte leversårets blødningstid betydeligt, og dataene for den samme dosis cicada molt chitosan var bedre end for Yunnan Baiyao positiv kontrol. Chitosan fra cikadeskjold har en god effekt på fremme af blodkoagulation i blødende sår i organer med et højt blodindhold i kroppen, såsom leveren, og har potentiale til at blive udviklet som et hæmostatisk materiale til kirurgisk resektion af nogle organer.