Box-Benhnken-Response-Surface-Methode auf der Grundlage des Fingerabdruckspektrums in Kombination mit einem neuronalen Netz (BP) f\u00fcr die Multi-Index-Optimierung des Extraktionsprozesses f\u00fcr schwarzen Pfeffer
\nPfeffer sind die getrockneten, fast reifen Fr\u00fcchte von Piper nigrum L., einer Pflanze aus der Familie der Piperaceae. Er wird vom Sp\u00e4therbst bis zum n\u00e4chsten Fr\u00fchjahr geerntet, wenn die Fr\u00fcchte dunkelgr\u00fcn werden, und in der Sonne getrocknet, um schwarzen Pfeffer zu gewinnen. Er wirkt w\u00e4rmend und k\u00e4ltevertreibend, senkt das Qi und vertreibt den Schleim und wird bei Erbrechen, Unterleibsschmerzen und Durchfall eingesetzt. Pfeffer wird in Kombination mit anderen Arzneimitteln in einer Vielzahl von traditionellen chinesischen Patentarzneimitteln und einfachen Zubereitungen wie Qingyu Piwen Pille, Qiya Tiantengzi Pille, Pazhu Pille, Compound Geqing Tablette, Huoxue Zhitong Creme usw. verwendet, aber auch als eigenst\u00e4ndiges Arzneimittel wie Xiaoer Fuxin Zhixie Pulver. Schwarzer Pfeffer enth\u00e4lt zahlreiche Alkaloide mit verschiedenen pharmakologischen Wirkungen wie schmerzlindernde, entz\u00fcndungshemmende und antioxidative Eigenschaften. Piperin ist ein repr\u00e4sentativer Bestandteil und ein Qualit\u00e4tsindikator von Pfeffer. In der Ausgabe 2020 des chinesischen Arzneibuchs wird der Piperin-Gehalt h\u00e4ufig als Qualit\u00e4tsindikator f\u00fcr Heilkr\u00e4uter oder Zubereitungen wie Pfeffer und schwarzer Pfeffer oder f\u00fcr Rezepte mit Pfeffer verwendet. In der vorhandenen Literatur \u00fcber Pfefferextraktionsverfahren wird Piperin meist als einziger Bewertungsindikator verwendet, ohne die Auswirkungen der Extraktionsverfahren auf den Gehalt anderer Alkaloide im Pfeffer zu ber\u00fccksichtigen. Der Fingerabdruck der chinesischen Medizin ist eine umfassende und quantifizierbare Qualit\u00e4tsbewertungsmethode zur Identifizierung der inneren Merkmale der traditionellen chinesischen Medizin. Sie wird seit der Ausgabe 2010 des chinesischen Arzneibuchs f\u00fcr die Qualit\u00e4tskontrolle traditioneller chinesischer Medizin angewandt, haupts\u00e4chlich durch den chemischen HPLC-Fingerprint, der die Einschr\u00e4nkungen eines einzelnen Bewertungsindexes wirksam \u00fcberwinden kann. Die Optimierung bestehender Extraktionsverfahren erfolgt haupts\u00e4chlich durch Response Surface Optimization und orthogonale Experimente, aber Response Surface Optimization-Experimente haben oft Grenzen, und die gew\u00e4hlte L\u00f6sung ist nicht unbedingt die beste L\u00f6sung. Das neuronale BP-Netz simuliert die Funktion und den Denkmodus des neuronalen Netzes des menschlichen Gehirns und verwendet Backpropagation, um die Gewichte und Schwellenwerte des Netzes anzupassen, um komplexe nichtlineare Probleme zu bew\u00e4ltigen und optimale Ergebnisse zu erzielen. Zu diesem Zweck soll in dieser Studie das neuronale Netz BP in Verbindung mit dem Fingerabdruck der traditionellen chinesischen Medizin verwendet werden, um die Auswirkungen von Faktoren wie Ethanolkonzentration, Fest-Fl\u00fcssig-Verh\u00e4ltnis und Ultraschallzeit auf den Extraktionsprozess von schwarzem Pfeffer mit Hilfe der Box-Benhnken-Response-Surface-Methodik zu optimieren. Die Prozessparameter der Extraktion von schwarzem Pfeffer werden gekl\u00e4rt, um eine Referenz f\u00fcr die nachfolgende Produktion von verwandten Formulierungen zu liefern.<\/p>\n
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Die traditionelle chinesische Medizin \u00fcbt pharmakologische Wirkungen durch die Koordination mehrerer Komponenten aus, aber die vorhandene Literatur \u00fcber den Extraktionsprozess von Piperin aus Pfeffer bewertet diesen meist auf der Grundlage eines einzigen Indikators, n\u00e4mlich Piperin, und die Ergebnisse des Extraktionsprozesses k\u00f6nnen die inh\u00e4rente Natur der komplexen Multikomponenten-Natur der traditionellen chinesischen Medizin nur schwer wiedergeben. In dieser Studie wurden mehrere Indikatoren (der Piperin-Gehalt, d.h. das Verh\u00e4ltnis von Piperin-Peakfl\u00e4che zu Gesamt-Peakfl\u00e4che, der Gehalt an gemeinsamen Komponenten in schwarzem Pfeffer, d.h. das Verh\u00e4ltnis von gemeinsamer Peakfl\u00e4che von schwarzem Pfefferextrakt zu Gesamt-Peakfl\u00e4che, und die \u00c4hnlichkeit von Fingerabdruck-Spektren) verwendet, um den Extraktionsprozess von Piperin in schwarzem Pfeffer zu bewerten, was die inh\u00e4rente Natur des synergistischen Effekts von mehreren Komponenten in der traditionellen chinesischen Medizin besser widerspiegelt. Sie ber\u00fccksichtigt nicht nur den Hauptqualit\u00e4tsmarker von schwarzem Pfeffer, Piperin, sondern auch andere unbekannte Komponenten, konzentriert sich auf individuelle und \u00fcbergreifende Betrachtungen, ist wissenschaftlicher und zuverl\u00e4ssiger und kann eine wissenschaftlichere theoretische und technische Unterst\u00fctzung f\u00fcr die Extraktion von Piperin in Pfeffer bieten.
\nIn der Ausgabe 2020 des Chinesischen Arzneibuchs und in der einschl\u00e4gigen Literatur wird f\u00fcr die quantitative Analyse von Piperin die HPLC-Methode mit Methanolwasser als mobiler Phase, einem UV-Detektor als Detektor und einer Nachweiswellenl\u00e4nge von 343 nm verwendet. Nach dem Scannen der gesamten Wellenl\u00e4nge von Piperin wurde festgestellt, dass es auch einen Absorptionspeak bei einer Wellenl\u00e4nge von 240 nm gibt, und der Absorptionswert kann die Analyseanforderungen erf\u00fcllen. Gleichzeitig k\u00f6nnen auch die Anforderungen an die Bestimmung anderer Alkaloide bei 240 nm Wellenl\u00e4nge erf\u00fcllt werden. Daher wurde die Bestimmungswellenl\u00e4nge des Fingerabdruckspektrums in dieser Studie auf 240 nm festgelegt. Nach dem Wechsel der mobilen Phase von Methanol-Wasser zu Acetonitril 0,1% Ameisens\u00e4ure w\u00e4ssriger L\u00f6sung wurde die Trenneffizienz zwischen den Komponenten deutlich verbessert.
\nEs gibt Literaturberichte. Wang et al. verwendeten einen orthogonalen Versuchsplan, um den optimalen Extraktionsprozess f\u00fcr Piperin aus schwarzem Pfeffer mit Hilfe der Ultraschallextraktionsmethode zu ermitteln. Dieser bestand aus einer Ethanolkonzentration von 80%, einem Fest-Fl\u00fcssig-Verh\u00e4ltnis von 1:20, einer Ultraschallleistung von 700W und einer Ultraschalldauer von 80 Minuten. Wang et al. entwarfen mit Hilfe der Reaktionsfl\u00e4chenmethodik die optimalen Parameter f\u00fcr die Extraktion von Piperin in wei\u00dfem Pfeffer unter Verwendung der R\u00fcckflussextraktionsmethode, n\u00e4mlich ein Verh\u00e4ltnis von Material zu Fl\u00fcssigkeit von 1:12, drei Extraktionen und 2,0 Stunden pro Extraktion. Dar\u00fcber hinaus kann die Extraktion von Piperin aus Pfeffer auch durch Methoden wie die \u00fcberkritische CO2-Extraktion, die enzymunterst\u00fctzte \u00fcberkritische CO2-Extraktion und die enzymatische Extraktion erreicht werden. In dieser Studie wurde die Verwendung von wasserfreiem Ethanol als Extraktionsl\u00f6sungsmittel und Ultraschallextraktion als Extraktionsmethode f\u00fcr weitere Untersuchungen in Betracht gezogen. Obwohl die Response-Surface-Methode und die orthogonale Versuchsplanung h\u00e4ufig zur Optimierung von Extraktionsverfahren eingesetzt werden, sto\u00dfen sie bei der Optimierung von Experimenten oft an ihre Grenzen, und die gew\u00e4hlte L\u00f6sung ist nicht unbedingt die beste. Das neuronale BP-Netz kann die Selbstlernf\u00e4higkeit neuronaler Netze nutzen, um die Unzul\u00e4nglichkeiten fr\u00fcherer Optimierungsexperimente auszugleichen und neue L\u00f6sungen f\u00fcr die Optimierung von Extraktionsverfahren zu finden. Diese Studie basiert auf der Fingerabdrucktechnologie der traditionellen chinesischen Medizin und verwendet die Box-Benhnken-Response-Surface-Methode in Kombination mit einem neuronalen Netz zur Optimierung des Extraktionsprozesses von schwarzem Pfeffer. Die Ergebnisse zeigen, dass der durch das neuronale Netz BP erzielte Extraktionsprozess dem durch die Response Surface Optimierung erzielten \u00fcberlegen und stabiler ist.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Box Benhnken response surface method based on fingerprint spectrum combined with BP neural network for multi index optimization of black pepper extraction process Pepper is the dried near mature or ripe fruit of Piper nigrum L., a plant in the Piperaceae family. Harvested from late autumn to the next spring when the fruit turns dark […]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[20],"tags":[],"yoast_head":"\n