Undersøgelse af effekten af dampeksplosionsbehandling på sukkerkomponenterne i bregner baseret på PMP pre column derivatization HPLC-metode
Pteridium aquilinum, en plante i Pteridium-slægten i Pteridiaceae-familien, er vidt udbredt og har stærke sæsonvariationer. Den høstes fra marts til juni hvert år og er tilbøjelig til at ældes og forringes efter høst. Traditionelle forarbejdningsmetoder bruger ofte bejdsning og tørring, hvilket fører til et enkelt udvalg af bregneprodukter på markedet, som kræver tilberedning før indtagelse, hvilket begrænser markedsføringen af bregneprodukter. For at fremme udviklingen og udnyttelsen af bregneressourcer og samtidig sikre næringsværdien og sammensætningen af selve bregnen så meget som muligt er der i de senere år blevet udviklet en række bregneprodukter med høj værditilvækst ved at kombinere avancerede forarbejdnings- og opbevaringsteknologier i ind- og udland, herunder papirbregne, blancheret bregne og dampet bregne-te. Blandt dem har dampet bregne-te en enkel forarbejdningsteknologi, praktisk og hurtigt forbrug og er mere befordrende for industrialisering og produktfremme. Dampeksplosionsteknologi (kaldet "dampeksplosion") henviser til en termisk mekanisk behandlingsmetode, der placerer materialer i et miljø med høj temperatur og højt tryk, bruger den genererede vanddamp til at trænge ind i det indre af materialet, og efter at det indre og ydre tryk er afbalanceret, placerer det øjeblikkeligt alle materialer direkte under atmosfærisk tryk for at frembringe et "eksplosions"-fænomen. Denne teknologi kan effektivt nedbryde bregnernes cellevægsbarriere, så de aktive ingredienser kan opløses mere effektivt og forkorte bryggetiden betydeligt. Nogle af aktiviteterne i plantematerialer, der er behandlet med denne teknologi, såsom antioxidant, antibakteriel og hæmning af alfa-glucosidase, er væsentligt forbedret.

Hele bregneplanten kan bruges som medicin og er rig på forskellige aktive ingredienser som polysaccharider, flavonoider, terpener osv. Blandt dem udgør polysaccharider ca. 8% af bregnernes tørvægt og er en af de vigtigste aktive ingredienser. Pteridium aquilinum-polysaccharid er et heteropolysaccharid med en kompleks kædestruktur, flere grene og ingen triple helix-struktur. Det har biologiske aktiviteter som immunregulering, antibakteriel aktivitet og regulering af tarmens mikrobiota. Undersøgelser har vist, at strukturen af polysaccharider har en betydelig indvirkning på deres biologiske aktivitet. Under gaseksplosionsprocessen gennemgår komponenter som cellulose og hemicellulose i planteråvarer hydrolyse for at producere opløselige sukkerarter, mens reducerende sukkerarter og aminosyrer gennemgår Maillard-reaktion, hvilket forårsager ændringer i sukkerkomponenternes struktur. På nuværende tidspunkt omfatter de almindeligt anvendte analysemetoder for kulhydratkomponenter tyndlagskromatografi, kapillarelektroforese og højtydende væskekromatografi. Blandt dem har High Performance Liquid Chromatography (HPLC) god stabilitet, moden teknologi og en bred vifte af kromatografiske søjler at vælge imellem. På grund af den svage UV-absorption af kulhydratkomponenter kræves der dog normalt derivatiseringsreagenser for at danne derivater med stærk UV-absorption. For eksempel kan derivatiseringsreagenset 1-phenyl-3-methyl-5-pyrazolon (PMP) reagere med reducerende sukkerarter for at producere stærk UV-absorption. Denne metode er enkel at betjene, meget følsom og nøjagtig og bruges i vid udstrækning til analyse af kulhydratkomponenter.
I de senere år har indenlandsk og udenlandsk forskning kun rapporteret om ændringer i ekstraktionshastighederne for aktive ingredienser som polysaccharider, flavonoider, alkaloider osv. i planteråvarer før og efter dampeksplosion, men der er ikke foretaget nogen undersøgelse af virkningerne af sukkerkomponenter i bregner før og efter dampeksplosion. I lyset af dette indsamlede denne undersøgelse tørrede prøver af bregner fra fire forskellige produktionsområder og sammenlignede det samlede polysaccharidudbytte efter behandling med den samme dampeksplosionsproces. PMP pre column derivatization HPLC-metoden blev brugt til at etablere et fingeraftryksspektrum, og den hierarkiske klyngeanalyse (HCA) og principal component analysis (PCA) metoder blev brugt i kombination med lighedsevaluering til at identificere de eksperimentelle data og evaluere effekten af dampeksplosionsprocessen på bregnekomponenter. Fem monosaccharidkomponenter blev identificeret, og det frie monosaccharidindhold og forskelle i polysaccharidmonosaccharidsammensætningen i hver prøve blev bestemt for at undersøge effekten af dampeksplosionsprocessen på sukkerkomponenterne i bregner, hvilket giver et grundlag for efterfølgende aktivitetsforskning og kvalitetskontrol af dampeksplosionsbehandling af bregner. Reference.

I denne undersøgelse blev der brugt tørrede bregneprøver fra fire forskellige produktionsområder som råmateriale. Efter den samme dampeksplosionsproces blev det samlede polysaccharidudbytte af prøverne testet. Det viste sig, at det samlede polysaccharidudbytte af dampeksplosionsprøver af bregner steg markant (P<0,05) med 55% sammenlignet med tørrede bregner, hvilket bekræfter, at dampeksplosionsbehandling kan forbedre polysaccharidudbyttet og opnå bregnepolysaccharider mere effektivt. HPLC-teknologi kombineret med PMP-prækolonnederivatisering blev brugt til at etablere et fingeraftryksspektrum, og HCA- og PCA-metoder blev brugt til at analysere rådataene. Det viste sig, at der ikke var nogen signifikant ændring i antallet af kromatografiske toppe for begge, og der blev identificeret 12 fælles toppe. HCA- og PCA-metoder kan effektivt skelne mellem tør forarbejdning og dampeksplosionsbehandling af bregner; Samtidig identificering af 5 typer sukkerkomponenter til bestemmelse af fri monosaccharid og monosaccharidsammensætning viste resultaterne, at sammenlignet med tørret bregne faldt indholdet af frie monosaccharider i dampet bregne, herunder galactose, mannose og xylose, mens indholdet af glukose og arabinose steg; Den gennemsnitlige andel af glukose og xylose i monosaccharidsammensætningen af polysaccharider steg markant (P<0.01) med stigninger på henholdsvis 1,64% og 0,94%. Gennem denne undersøgelse blev det konstateret, at dampeksplosionsbehandling har en vis indvirkning på indholdet og strukturen af sukkerkomponenter i bregner eller kan forårsage ændringer i deres aktivitet. Dette kan give reference til efterfølgende aktivitetsforskning og kvalitetskontrol af dampeksplosionsbehandling af bregner.