Alisma orientalis için taze kesim ve işleme teknolojisinin genel değerlendirme normalleştirme yöntemi ile birlikte yanıt yüzeyi metodolojisine dayalı optimizasyonu
Çin bitkisel ilacı Alisma orien tale (Sam.) Juzep. veya Alisma plantago aquatica Linn., Alismataceae familyasından Alisma orien tale (Sam.) bitkisinin kurutulmuş yumrusudur. Çin Halk Cumhuriyeti Farmakopesi'nin (bundan böyle "Çin Farmakopesi" olarak anılacaktır) 2020 baskısında yer almaktadır ve su ve nemi teşvik etme, ısıyı hafifletme ve bulanıklığı ve kolesterolü azaltma etkilerine sahiptir. Esas olarak idrar rahatsızlığı, ödem ve dolgunluk, ishal ve oligüri, balgam kaynaklı baş dönmesi, ısı kaynaklı ağrı, hiperlipidemi vb. için kullanılır.

Çin şifalı otlarının ve Alisma kaynatma parçalarının geleneksel işleme süreci saflaştırma, kurutma, safsızlık giderme, tekrarlanan kurutma ve şifalı otlara işleme, ardından ıslatma, nemlendirme, kalın dilimler halinde kesme ve ardından kaynatma parçaları halinde kurutmayı içerir. Tüm süreç tekrarlanan daldırma ve iki kurutma adımı gerektirir ki bunlar sıkıcı, zaman alıcı ve emek yoğundur. Esas olarak geleneksel el deneyimine dayanır, güçlü öznellik, düşük mekanizasyon ve kontrol edilmesi zordur, bu da endüstriyel gelişime elverişli değildir. Ulusal Tıbbi Ürünler İdaresi Kapsamlı Departmanı'nın Çin bitkisel ilaçlarının (taze kesim) üretim alanındaki Çin bitkisel ilaç üretim işletmeleri tarafından tedarik edilmesi ve işlenmesine ilişkin cevabı (İlaç İdaresi Kapsamlı İlaç İdaresi Mektubu [2021] No. 367) açıkça "taze kesim, hasat edilen taze Çin bitkisel ilaçlarını dilimler, segmentler, bloklar, yapraklar vb. halinde kesen üretim alanındaki işleme yöntemlerinden biridir. Çin bitkisel ilaçlarının şeklini değiştirse de özelliklerini değiştirmez ve Çin bitkisel ilaçlarının kurutulması, ıslatılması, kesilmesi ve yeniden kurutulması gibi işlem adımlarını belirli bir ölçüde azaltır, bu da Çin bitkisel ilaçlarının kalitesinin sağlanmasına yardımcı olur." Alisma için taze kesim işleme teknolojisi üzerine araştırma yapmanın ve bunu endüstriyel üretime daha fazla uygulamanın, Çin bitkisel ilaç endüstrisinin yüksek kaliteli gelişme eğilimiyle son derece uyumlu olduğu görülebilir. Ancak şu anda ilgili araştırma raporları bulunmamaktadır.

Geleneksel Çin tıbbının kalitesini etkileyen birçok faktör vardır ve kimyasal bileşimi karmaşıktır. Bir veya iki aktif bileşenin test edilmesi, bunların kalitesini ve genel etkinliğini tam olarak yansıtamaz. Şu anda Çin Farmakopesinde kayıtlı olan alisol B 23 asetat (23-AB) ve alisol C 23 asetata (23-AC) ek olarak, 24 asetil alisol A (24-AA), alisol B (AB) ve alisol polisakkaritler de geleneksel Çin ilacı Alisma'da önemli etken maddelerdir. Bu nedenle, Alisma için Çin Farmakopesi kapsamında belirtilen özellikler, alkolde çözünür ekstraktlar (ASE), toplam 23-AB ve 23-AC içeriği gibi kalite değerlendirme göstergelerine dayanarak, bu çalışma ilk kez Alismata Rhizoma triterpenoidleri (ART), Alismata Rhizoma polisakkaritleri (ARP), 24-AA, AB, vb. içeriğini de değerlendirme göstergelerine dahil ederek Alisma tıbbi malzemelerinin kalitesini daha kapsamlı bir şekilde yansıtmayı amaçlamıştır.

Bu nedenle, erken aşamada Alisma işleme teknolojisini etkileyen ana faktörlerin açıklığa kavuşturulmasına dayanan bu makale, tek faktörlü deneyler yoluyla her bir faktörün parametre aralığını belirlemekte, Alisma'nın taze kesim işleme teknolojisini daha da optimize etmek için genel değerlendirme normalleştirme yöntemiyle birlikte yanıt yüzeyi metodolojisini kullanmakta ve Alisma üretim alanları için daha iyi bir işleme yöntemi elde etmek, Alisma işleme endüstrisinin standartlaştırılmış ve büyük ölçekli gelişimi için referans sağlamak ve Alisma ile ilgili ürünlerin kalitesini artırmak amacıyla geleneksel işleme yöntemiyle karşılaştırmaktadır.

Menşe yerindeki işleme ve kaynatma parçalarının işlenmesi, geleneksel Çin tıbbının kalitesini doğrudan etkilemekte ve geleneksel Çin patentli ilaçların ve basit preparatların üretimini ve klinik uygulamasını daha da etkilemektedir. Üretim alanlarında Alisma officinalis tıbbi malzemelerinin mevcut üretimi ve işlenmesine gelince, yıllık üretim ulusal Alisma officinalis tıbbi malzemelerinin 80%'sinden fazlasını oluşturmasına rağmen, dağınık işleme sahaları, küçük ölçek, mekanizasyon ve düşük standardizasyon gibi birçok sorun vardır. Alisma officinalis için kısa sürede büyük ölçekli işleme talebi, sınırlı verimliliğe sahip geleneksel atölye tarzı işleme modu ile büyük ölçüde çelişmekte, bu da Alisma officinalis'in eşit olmayan kalitesiyle sonuçlanmakta ve klinik ilaçları etkilemektedir. Bu nedenle, araştırma ekibi erken aşamada taze kesilmiş Alisma yapraklarının işlenmesi üzerine bir ön fizibilite çalışması yürütmüştür. Araştırma sonucunda, geleneksel kesilmiş tıbbi parçaların kalitesiyle karşılaştırıldığında, taze kesilmiş Alisma yapraklarının kalitesinin tutarlı olduğu ve bazı göstergelerde kalitenin daha iyi olduğu tespit edilmiştir: Özellikler açısından, Alisma yapraklarının kesilmiş yüzeyi daha beyazdır, dilimler daha düzgündür ve kıvrılmış ve ezilmiş dilimlerin başarısızlık oranı geleneksel kesilmiş tıbbi parçalardan daha düşüktür; Tıbbi madde temeli açısından, ASE, 23-AB ve 23-AC gibi farmakope kalite kontrol göstergelerinin içeriği geleneksel işlenmiş kaynatma parçalarından daha yüksektir ve daha kararlıdır. Bu sonuç, bu makalenin "2.4 Doğrulama Deneyi ve Süreç Karşılaştırma Çalışması" bölümünde de tekrar doğrulanmıştır. Aynı zamanda, araştırma grubunun ön saha araştırması ve analizine göre, Alisma'nın taze kesme ve işleme teknolojisi yalnızca geleneksel işlemlerin ikincil infiltrasyon ve kurutma adımlarını azaltarak zamandan ve emekten tasarruf etmekle kalmaz, aynı zamanda büyük ölçekli üretim için modern otomatik işleme ekipmanı sunar, yakıt ve işçilik maliyetlerini etkili bir şekilde azaltır ve geleneksel tıbbi malzemeler ve kaynatma parçalarının işlenmesine kıyasla üretim verimliliğini artırır. Alisma'nın taze kesimi ve işlenmesi, yoğun ve standartlaştırılmış üretime daha fazla ulaşabilir ve Alisma tıbbi malzemeleri için bir izlenebilirlik sistemi kurmak için uygun koşullar sağlayarak, Çin'in tüm geleneksel Çin tıbbı endüstrisi zincirinin yüksek kaliteli geliştirme ihtiyaçlarına daha uygun olan Alisma tıbbi malzemelerinin ve kaynatma parçalarının kalitesinin istikrarını sağlayabilir. Dahası, Alisma Sichuan'da önemli bir şifalı bitki ve ünlü bir otantik bitkidir. Yıllık üretiminin 80%'den fazlası Sichuan'daki Meishan ve Leshan şehirleri gibi Minjiang Nehri Havzasında yoğunlaşmıştır. Üretim alanlarının yoğunlaşması, Alisma için büyük ölçekli bir taze kesim ve işleme endüstrisinin geliştirilmesi için güçlü doğal koşullar sağlamıştır. Özetle, Alisma ürünlerinin kalitesinin iyileştirilmesi, üretim süreçlerinin basitleştirilmesi, üretim maliyetlerinin düşürülmesi, yoğun, standartlaştırılmış ve büyük ölçekli işleme endüstrilerinin geliştirilmesi ve bir Alisma kalite izlenebilirlik sisteminin kurulmasına ilişkin kapsamlı analizden hareketle, Alisma'nın tazeyken kesilmesi ve işlenmesi mümkündür ve güçlü bir şekilde geliştirilmelidir.
Kurutma işlemi sırasında, hücreler tarafından su doldurma ve destekleme işlevlerinin kaybedilmesi nedeniyle malzemenin hacminde bir azalma ve yüzey kırışması yaşayacağını belirtmek gerekir. Bununla birlikte, farklı malzemeler kendi özellikleri ve çeşitli etkileyen faktörler nedeniyle yapısal değişikliklerde önemli farklılıklara sahiptir. Bu nedenle, farklı nem içeriklerine sahip Alisma numunelerinin optimizasyon deneyine girerken nispeten tutarlı bir başlangıç durumuna sahip olmasını sağlamak için, önceki deney öncesi gözlem sonuçlarına dayanarak, numune kurutma ön işlemi 40 ℃ gibi düşük bir sıcaklıkta gerçekleştirilmiştir. Bu sıcaklık koşulu altında, kurutulmuş Alisma kök yumru hücreleri yavaşça su kaybeder ve kısa bir süre içinde önemli bir değişiklik gözlenmeden yavaşça genel yapısal değişikliklere uğrar. Bu arada, tek faktörlü deneyin sonuçları, 30% ila 50% nem içeriğine sahip Alisma rizomunun su içeriğinin genel olarak görünüm ve yapı bakımından tek tip olduğunu göstermiştir. Bu nedenle, Alisma rizomunun optimize edilmiş deneyi için su içeriği araştırma aralığı 30% ila 50% olarak belirlenmiştir. Çünkü nem içeriği 60% olduğunda, beyaz meyve suyu kesilen yüzeyden dışarı sızar; nem içeriği 20% olduğunda, dış yüzey nispeten serttir, dilimlenmesi zordur ve boşluklar ve döküntüler üretmeye eğilimlidir.
Kurutma sıcaklığı, malzemelerdeki nemin buharlaşma oranını etkiler. Kurutma sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, nem buharlaşma oranı o kadar hızlı ve toplam kuruma süresi o kadar kısa olur. Dilim kalınlığı incedir ve kurutma işlemi sırasında malzemenin içindeki nem hızlı bir şekilde dışarıya doğru yayılır, bu da toplam kuruma süresinin kısa olmasına neden olur; Bununla birlikte, dilimlerin kalınlığı kalındır ve kurutma işlemi sırasında malzemenin içindeki nemin difüzyon hızı yavaştır, bu da kuruma süresinin uzamasına neden olur. Bu çalışmada, Alisma kök yumrularının nem içeriği 40%, dilim kalınlığı 4 mm ve kurutma sıcaklıkları 40, 50 ve 60 ℃ olduğunda, toplam işlem süresi sırasıyla 20-22, 10-12 ve 7-8 saat olmuştur. Yani, kurutma sıcaklığı arttıkça, işlem süresi kısaldı, ancak aynı zamanda, Alisma kök dilimlerinin enine kesitinin rengi giderek derinleşti; Alisma köksapının nem içeriği 40%, kurutma sıcaklığı 50 ℃ ve dilim kalınlığı 3, 4 ve 5 mm olduğunda, toplam işlem süresi sırasıyla 7-8, 10-12 ve 18-20 saattir. Yani dilim kalınlığı arttıkça işlem süresi uzamaktadır. Ön tek faktörlü ön deney sonuçları, dilim kalınlığı 2 mm olduğunda, kuruma süresinin 3-4 saat gibi son derece kısa olduğunu, ancak çarpılma ve parçalanma gibi ciddi olayların olduğunu göstermektedir; Dilim kalınlığı 6 mm olduğunda, sadece kuruma süresi uzun olmakla kalmaz (30-32 saat), aynı zamanda kuruduktan sonraki kalınlık Çin Farmakopesi standardını (4 mm) aşar.
Modern araştırmalara göre, 80 ℃ ve üzeri yüksek sıcaklıklarda kurutulan Alisma officinalis'teki 23-AB ve 23-AC aktif bileşenlerinin içeriği, 60 ℃ ve altındaki düşük sıcaklıklarda kurutulandan önemli ölçüde daha düşüktür. Yüksek sıcaklıkta kurutma işlemi sırasında 23-AB için iki dönüşüm yolu olduğu tahmin edilmektedir: biri alisol A 23 asetat (23-AA) oluşturmak için halkayı oksitlemek ve açmak, daha sonra 24-AA oluşturmak için yapısal olarak yeniden düzenlemek ve alisol A (AA) oluşturmak için daha fazla deasetilasyon yapmak; diğeri ise önce AB oluşturmak için deasetilasyon yapmak ve daha sonra AA'ya dönüştürmek için orijinal Alisma officinalis'teki AB ile birlikte halkayı oksitlemek ve açmaktır. 23-AC yapısı buna benzer ve aynı dönüşüm yoluna sahip olabilir. Bu nedenle, Alisma officinalis için geleneksel üretim atölyelerinin kalitesi büyük ölçüde değişmektedir ve bunun, tıbbi bileşenlerinin dönüşümüne ve azalmasına yol açan işleme sıcaklığının uygunsuz kontrolüyle yakından ilişkili olduğu tahmin edilmektedir. Çünkü ön araştırmaya göre, bazı atölyeler çoğunlukla manuel olarak işletilmekte, işlem süresini kontrol etmek ve maliyetleri düşürmek için kurutma sıcaklığını çok yüksek olmaya zorlamaktadır. Alisma'nın taze kesim işlemi bilimsel deneylerle doğrulanmış ve bilimsel kurutma ön işlemi, uygun nem içeriği, dilim kalınlığı ve işleme sıcaklığı işlem parametrelerinin kombinasyonu bu sorunu etkili bir şekilde çözmüştür.
Bu nedenle, önceki araştırmalara dayanarak, bu makale ayrıca taze kesilmiş Alisma'nın işleme teknolojisinin optimizasyonu üzerine araştırma yapmak için genel değerlendirme normalleştirme yöntemi ile birlikte yanıt yüzeyi metodolojisini benimsemektedir. Taze kesilmiş Alisma'nın işleme teknolojisini etkileyen merkezi noktalar, değerlendirme göstergeleri olarak Alisma'nın görünümü ve enerji tüketimi ile tek faktörlü deneyler yoluyla belirlenmiştir. Taze Alisma'nın nem içeriği 40%, dilim kalınlığı 4 mm ve kurutma sıcaklığı 50 ℃ idi. Bu temelde, yanıt yüzeyi metodolojisinin yanıt değeri olarak Alisma'nın iç kalite değerlendirme kriterinin OD'si kullanılarak, Design Expert 8.0.6 yazılımı kullanılarak yapılan analizle iyi uyum gösteren oldukça anlamlı bir çoklu binom regresyon modeli elde edilmiştir. Varyans analizi ve yanıt yüzeyi metodolojisi sonuçları, seçilen işlem yönteminin güvenilir olduğunu göstermektedir. Alisma'nın taze kesimi için nihai işleme teknolojisinin 37.01% nem içeriğine, 4.50 mm kesme kalınlığına ve 49.36 ℃ kurutma sıcaklığına sahip olduğu belirlenmiştir. Gerçek endüstriyel üretim ihtiyaçlarına dayanarak, Alisma'nın taze kesimi için en uygun işleme teknolojisi şu şekilde belirlenmiştir: nem içeriği 40%, dilim kalınlığı 4 mm ve kurutma sıcaklığı 50 ℃ olduğunda. Taze kesim işleme teknolojisinin güvenilirliğini doğrulamak için bu makale, optimum taze kesim işleme teknolojisine dayalı olarak üç set tekrarlanan deney gerçekleştirdi ve sonuçlar teknolojinin istikrarlı ve güvenilir olduğunu kanıtladı; Alisma'nın taze kesimi için tercih edilen işleme teknolojisi, erken aşamada 40 ℃'de ön kurutma yapmak ve ardından 12.0%'den daha düşük bir nem içeriği elde etmek için dilimlemeden sonra 10-12 saat boyunca 50 ℃'de kurutmaktır. Bu, geleneksel işlemedeki yüksek sıcaklık ve uzun kurutma süresini önler, triterpenoid bileşenlerin dönüşümünü en aza indirir ve aktif bileşenleri korur. Bu nedenle, geleneksel işlenmiş tıbbi parçalarla karşılaştırıldığında, taze kesilmiş Alisma yapraklarının iç kalitesi daha iyidir. Alisma'nın taze kesim ve işleme teknolojisi, Çin'deki Alisma tıbbi malzemeleri ve kaynatma parçaları işleme endüstrisinin tüm endüstri zincirinin standartlaştırılmış, büyük ölçekli ve yüksek kaliteli gelişimi için mümkün olan en kısa sürede bilimsel bir yöntem sağlayacak ve sağlam bir teknik temel oluşturacaktır.