Optimering af den optimale ekstraktionsproces og α-glucosidasehæmmende aktivitet af quinoaklid og saponiner ved hjælp af response surface methodology
Chenopodium quinoa Willd. er hjemmehørende i Andesbjergene i Sydamerika og er den vigtigste traditionelle fødevare for det oprindelige inka-folk. Den har en historie med forbrug og dyrkning på over 5000 til 7000 år. Quinoa har en høj næringsværdi, er rig på phenoler og flavonoler og har antioxidante, immunregulerende og kræfthæmmende egenskaber. I begyndelsen af 1960'erne begyndte Kina at introducere quinoa-ressourcer. I de senere år er plantagearealet med quinoa i Kina hurtigt blevet udvidet. I 2019 oversteg det anslåede planteareal af quinoa i Kina 20000 kvadratmeter med en samlet produktion på 20000 til 30000 tons. Quinoaklid (dvs. det ydre frølag af quinoa) indeholder en stor mængde triterpenoide saponiner, men saponinerne har en bitter smag. Før man spiser quinoa, fjernes det ofte ved vask eller formaling, så der produceres en stor mængde quinoaklid under selve produktionen og forarbejdningen af quinoa. Den nuværende anvendelse af quinoaklid er dog kun simpel forarbejdning til brug som foder. Hvis quinoaklid kan udnyttes, kan den omfattende udnyttelsesværdi af quinoa forbedres. Triterpene saponiner har antiinflammatoriske, antitumor-, aterosklerose- og antidiabetes-aktiviteter. Desuden er det blevet rapporteret, at albumin i quinoaklid har antioxidant- og ACE-hæmmende aktiviteter. Dens 50%-ethanol-ekstrakt har beskyttende virkninger på kulstoftetrachlorid-induceret leverskade og fibrose hos mus ved at aktivere antioxidant-enzymsystemet og blokere TGF - β 1-vejen. Samtidig har undersøgelser vist, at polyfenoler og saponinekstrakter fra uforarbejdet quinoa har høj hæmmende aktivitet på α-glucosidase.

På nuværende tidspunkt er der ingen relevante litteraturrapporter om ultralydsekstraktionsprocessen af totale saponiner fra quinoaklid. Dette eksperiment brugte quinoa klid som det eksperimentelle materiale til at optimere ultralydsekstraktionsprocessen af samlede saponiner. På grundlag af enkeltfaktoreksperimenter blev forholdet mellem væske og materiale, ethanolkoncentration, ultralydstid og ultralydstemperatur valgt som uafhængige variabler, og ekstraktionsudbyttet af totale saponiner fra quinoaklid blev brugt som responsværdi. Responsoverflademetoden blev brugt til at optimere ultralydsekstraktionsprocessen af totale saponiner fra quinoaklid. Dette eksperiment undersøgte også den hæmmende aktivitet af ekstraktet på alfa glucosidase under de optimale ekstraktionsprocesbetingelser. Samtidig blev der etableret en enzymreaktionskinetikligning for at analysere dens inhiberingskinetik, og inhiberingsmekanismen for quinoaklid ekstrakt på alfa glucosidase blev udforsket for at udforske udviklingspotentialet for quinoaklid som en alfa glucosidasehæmmer og give teoretisk grundlag og datastøtte til den videre udvikling og udnyttelse af quinoaklid.

Den optimale proces til ultralydsekstraktion af saponiner fra quinoa klid blev optimeret ved hjælp af respons overflade metodologi, med en væske til materiale forhold på 15mL/g, 75% ethanol ultralydsekstraktion, ultralyd tid på 1,5 timer, og ultralyd temperatur på 45 ℃. Det samlede saponinekstraktionsudbytte var 2,370% ± 0,022%. Denne proces har enkle betingelser, nem betjening og kontrol, god stabilitet og overvinder ulemperne ved konventionelle metoder såsom lang ekstraktionstid og besværlige varmebehandlingstrin.

Eksperimentet med den hæmmende aktivitet af α-glucosidase viste, at det samlede saponinekstrakt af quinoaklid havde betydeligt stærkere hæmmende aktivitet end den kommercielt tilgængelige α-glucosidasehæmmer acarbose (P<0,05), og det forventes at isolere sikre og effektive α-glucosidasehæmmere fra det. Inhiberingsmekanisme og enzymkinetikundersøgelser har vist, at det samlede saponinekstrakt af quinoaklid er en reversibel blandet inhiberingstype, som giver en reference til afklaring af mekanismen for quinoaklid-ekstrakt til reduktion af postprandial blodsukker og giver datagrundlag og teknisk støtte til dets højværdiudnyttelse. Derudover kan det aktive stofgrundlag og in vivo-aktiviteten af quinoaklid til at hæmme alfa-glucosidase undersøges yderligere gennem isolering og forberedelse samt etablering af relaterede dyremodeller.