Optimización del proceso óptimo de extracción y de la actividad inhibidora de α - glucosidasa del salvado de quinoa y saponinas mediante metodología de superficie de respuesta
Chenopodium quinoa Willd. es originaria de la región montañosa de los Andes, en Sudamérica, y es el principal alimento tradicional del pueblo indígena inca. Tiene una historia de consumo y cultivo de más de 5000 a 7000 años. La quinoa tiene un gran valor nutritivo, es rica en fenoles totales y flavonoles, y posee actividades antioxidantes, inmunorreguladoras y anticancerígenas. A principios de la década de 1960, China empezó a introducir los recursos de la quinoa. En los últimos años, la superficie de plantación de quinua en China se ha expandido rápidamente. En 2019, el área estimada de plantación de quinua en China superó los 20000 metros cuadrados, con una producción total de 20000 a 30000 toneladas. El salvado de quinua (es decir, la cubierta exterior de la semilla de quinua) contiene una gran cantidad de saponinas triterpenoides, pero las saponinas tienen un sabor amargo. Antes de consumir la quinoa, a menudo se elimina lavándola o moliéndola, por lo que se produce una gran cantidad de salvado de quinoa durante la propia producción y procesamiento de la quinoa. Sin embargo, la utilización actual del salvado de quinua es sólo el simple procesamiento para su uso como pienso. Si se puede utilizar el salvado de quinua, se puede mejorar el valor de utilización integral de la quinua. Las saponinas triterpénicas tienen actividades antiinflamatorias, antitumorales, antiaterosclerosis y antidiabéticas. Además, se ha informado de que la albúmina del salvado de quinoa tiene actividades antioxidantes e inhibidoras de la ECA. Su extracto de etanol 50% tiene efectos protectores sobre la lesión hepática inducida por tetracloruro de carbono y la fibrosis en ratones mediante la activación del sistema enzimático antioxidante y el bloqueo de la vía TGF - β 1. Al mismo tiempo, los estudios han encontrado que los polifenoles y los extractos de saponina de la quinua sin procesar tienen una alta actividad inhibidora sobre la α - glucosidasa.

En la actualidad, no existen informes bibliográficos relevantes sobre el proceso de extracción por ultrasonidos de saponinas totales a partir de salvado de quinoa. Este experimento utilizó salvado de quinoa como material experimental para optimizar el proceso de extracción ultrasónica de saponinas totales. Sobre la base de experimentos de un solo factor, la relación líquido-material, la concentración de etanol, el tiempo de ultrasonido, y la temperatura de ultrasonido fueron seleccionadas como variables independientes, y el rendimiento de extracción de saponinas totales de salvado de quinua se utilizó como valor de respuesta. La metodología de superficie de respuesta se utilizó para optimizar el proceso de extracción por ultrasonidos de las saponinas totales del salvado de quinoa. Este experimento también examinó la actividad inhibitoria del extracto sobre la alfa glucosidasa bajo las condiciones óptimas del proceso de extracción. Al mismo tiempo, se estableció una ecuación cinética de reacción enzimática para analizar su cinética de inhibición, y se exploró el mecanismo de inhibición del extracto de salvado de quinoa sobre la alfa glucosidasa, con el fin de explorar el potencial de desarrollo del salvado de quinoa como inhibidor de la alfa glucosidasa y proporcionar una base teórica y datos de apoyo para el desarrollo y la utilización del salvado de quinoa.

El proceso óptimo para la extracción ultrasónica de saponinas del salvado de quinoa se optimizó utilizando la metodología de superficie de respuesta, con una relación líquido/material de 15mL/g, 75% de extracción ultrasónica con etanol, tiempo de ultrasonido de 1,5 horas y temperatura de ultrasonido de 45 ℃. El rendimiento total de extracción de saponina fue de 2,370% ± 0,022%. Este proceso tiene condiciones simples, fácil operación y control, buena estabilidad, y supera las desventajas de los métodos convencionales, tales como largo tiempo de extracción y engorrosos pasos de tratamiento térmico.

El experimento sobre la actividad inhibidora de la α - glucosidasa mostró que el extracto total de saponina del salvado de quinoa tenía una actividad inhibidora significativamente más fuerte que el inhibidor de la α - glucosidasa comercialmente disponible acarbosa (P<0,05), y se espera aislar de él inhibidores seguros y eficaces de la α - glucosidasa. El mecanismo de inhibición y los estudios de cinética enzimática han demostrado que el extracto total de saponina del salvado de quinoa es un tipo de inhibición mixta reversible, lo que proporciona una referencia para aclarar el mecanismo del extracto de salvado de quinoa en la reducción de la glucemia postprandial y proporciona la base de datos y el apoyo técnico para su utilización de alto valor. Además, la base de la sustancia activa y la actividad in vivo del salvado de quinoa en la inhibición de la alfa glucosidasa pueden estudiarse más a fondo mediante el aislamiento y la preparación, así como el establecimiento de modelos animales relacionados.