Исследование влияния обработки паровым взрывом на сахаристые компоненты папоротника на основе метода ВЭЖХ с предварительной колоночной дериватизацией PMP
Pteridium aquilinum, растение из рода Pteridium семейства Pteridiaceae, широко распространено и имеет ярко выраженную сезонность. Его собирают с марта по июнь каждого года, и после сбора он подвержен старению и порче. Традиционные методы обработки часто используют маринование и сушку, что приводит к появлению на рынке единственного вида папоротниковых продуктов, требующих приготовления перед употреблением, что ограничивает продвижение папоротниковых продуктов. В последние годы в целях содействия развитию и использованию ресурсов папоротника при максимальном сохранении питательной ценности и состава самого папоротника был разработан ряд продуктов из папоротника с высокой добавленной стоимостью путем сочетания передовых технологий обработки и хранения в стране и за рубежом, включая бумажный папоротник, бланшированный папоротник и чай из папоротника на пару. Среди них чай из папоротника на пару отличается простой технологией обработки, удобным и быстрым потреблением, что в большей степени способствует индустриализации и продвижению продукта. Технология парового взрыва (именуемая "паровой взрыв") представляет собой метод термомеханической обработки, при котором материалы помещаются в среду с высокой температурой и высоким давлением, образующийся водяной пар проникает внутрь материала, а после того, как внутреннее и внешнее давление уравновешиваются, все материалы мгновенно оказываются под атмосферным давлением, что приводит к явлению "взрыва". Эта технология позволяет эффективно разрушить барьер клеточной стенки папоротника, что позволяет активным ингредиентам растворяться более эффективно и значительно сократить время заваривания. Некоторые виды активности растительного сырья, обработанного по этой технологии, такие как антиоксидантная, антибактериальная и ингибирование альфа-глюкозидазы, значительно усиливаются.

Все растение папоротника может использоваться в качестве лекарства и богато различными активными ингредиентами, такими как полисахариды, флавоноиды, терпены и т.д. Среди них полисахариды составляют около 8% от сухого веса папоротника и являются одним из его основных активных ингредиентов. Полисахарид Pteridium aquilinum представляет собой гетерополисахарид со сложной структурой цепи, множеством разветвлений и отсутствием тройной спирали. Он обладает такими биологическими свойствами, как иммунная регуляция, антибактериальная активность и регуляция микробиоты кишечника. Исследования показали, что структура полисахаридов оказывает существенное влияние на их биологическую активность. В процессе газового взрыва такие компоненты растительного сырья, как целлюлоза и гемицеллюлоза, подвергаются гидролизу с образованием растворимых сахаров, а восстанавливающие сахара и аминокислоты вступают в реакцию Майяра, вызывая изменения в структуре сахарных компонентов. В настоящее время широко используются такие методы анализа углеводных компонентов, как тонкослойная хроматография, капиллярный электрофорез и высокоэффективная жидкостная хроматография. Среди них высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ) отличается хорошей стабильностью, зрелой технологией и широким выбором хроматографических колонок. Однако из-за слабого УФ-поглощения углеводных компонентов для получения производных с сильным УФ-поглощением обычно требуются дериватизирующие реагенты. Например, дериватизирующий реагент 1-фенил-3-метил-5-пиразолон (PMP) может реагировать с восстанавливающими сахарами, вызывая сильное УФ-поглощение. Этот метод прост в работе, высокочувствителен и точен и широко используется в анализе углеводных компонентов.
В последние годы в отечественных и зарубежных исследованиях сообщалось только об изменении степени извлечения активных компонентов, таких как полисахариды, флавоноиды, алкалоиды и т.д., из растительного сырья до и после парового взрыва, но не проводилось исследований влияния компонентов сахара в папоротнике до и после парового взрыва. В связи с этим в данном исследовании были собраны высушенные образцы папоротника из четырех различных областей производства и проведено сравнение общего выхода полисахаридов после обработки одним и тем же процессом парового взрыва. Метод ВЭЖХ с предварительной дериватизацией колонок PMP использовался для создания спектра отпечатков пальцев, а методы иерархического кластерного анализа (HCA) и анализа главных компонент (PCA) в сочетании с оценкой сходства использовались для идентификации экспериментальных данных и оценки влияния процесса парового взрыва на компоненты папоротника. Были идентифицированы пять моносахаридных компонентов, определено содержание свободных моносахаридов и различия в составе полисахаридных моносахаридов в каждом образце для изучения влияния процесса парового взрыва на сахарные компоненты папоротника, что создает основу для последующих исследований активности и контроля качества обработки папоротника паровым взрывом. Ссылки.

В данном исследовании в качестве сырья использовались высушенные образцы папоротника из четырех различных районов производства. После одинакового процесса парового взрыва был проверен общий выход полисахаридов из образцов. Было обнаружено, что общий выход полисахаридов из образцов папоротника, полученных паровым взрывом, значительно увеличился (P<0,05) на 55% по сравнению с высушенным папоротником, что подтверждает, что обработка паровым взрывом может улучшить выход полисахаридов и получить полисахариды папоротника более эффективно. Для получения спектра отпечатков пальцев использовалась технология ВЭЖХ в сочетании с дериватизацией колонки перед PMP, а для анализа исходных данных применялись методы HCA и PCA. Было установлено, что количество хроматографических пиков в обоих случаях существенно не изменилось, и было выявлено 12 общих пиков. Методы HCA и PCA позволяют эффективно различать сухую обработку и обработку папоротника паровым взрывом; Одновременная идентификация 5 типов сахарных компонентов для определения состава свободных моносахаридов и моносахаридов показала, что по сравнению с сушеным папоротником содержание свободных моносахаридов в пропаренном папоротнике снизилось, включая галактозу, маннозу и ксилозу, а содержание глюкозы и арабинозы увеличилось; Средняя доля глюкозы и ксилозы в моносахаридном составе полисахаридов значительно увеличилась (P<0.01), увеличившись на 1,64% и 0,94%, соответственно. В ходе данного исследования было установлено, что обработка паровым взрывом оказывает определенное влияние на содержание и структуру сахаристых компонентов в папоротниках, а также может вызывать изменения в их активности. Это может послужить основой для последующих исследований активности и контроля качества обработки папоротника паровым взрывом.