Yanıt yüzey metodolojisi kullanılarak kinoa kepeği ve saponinlerinin optimum ekstraksiyon işleminin ve α-glukozidaz inhibitör aktivitesinin optimizasyonu
Chenopodium quinoa Willd. Güney Amerika'nın And Dağları bölgesine özgüdür ve İnka yerli halkının ana geleneksel gıdasıdır. Tüketim ve yetiştiriciliğinin 5000 ila 7000 yıllık bir geçmişi vardır. Kinoa zengin besin değerine sahiptir, toplam fenoller ve flavonoller açısından zengindir ve antioksidan, bağışıklık düzenleyici ve antikanser aktivitelere sahiptir. 1960'ların başında Çin, kinoa kaynaklarını tanıtmaya başladı. Son yıllarda Çin'de kinoa ekim alanı hızla genişledi. 2019 yılında, Çin'deki tahmini kinoa ekim alanı 20000 metrekareyi aştı ve toplam üretim 20000 ila 30000 ton arasında gerçekleşti. Kinoa kepeği (yani kinoanın dış tohum kabuğu) büyük miktarda triterpenoid saponin içerir, ancak saponinlerin acı bir tadı vardır. Kinoa tüketilmeden önce, genellikle yıkama veya öğütme yoluyla kepeği alınır, bu nedenle kinoanın gerçek üretimi ve işlenmesi sırasında büyük miktarda kinoa kepeği üretilir. Bununla birlikte, kinoa kepeğinin mevcut kullanımı sadece yem olarak kullanım için basit bir işlemdir. Kinoa kepeği değerlendirilebilirse, kinoanın kapsamlı kullanım değeri geliştirilebilir. Triterpen saponinler anti-enflamatuar, anti-tümör, anti ateroskleroz ve anti diyabet aktivitelerine sahiptir. Ayrıca, kinoa kepeğindeki albüminin antioksidan ve ACE inhibitör aktivitelere sahip olduğu bildirilmiştir. 50% etanol ekstresi, antioksidan enzim sistemini aktive ederek ve TGF - β 1 yolunu bloke ederek farelerde karbon tetraklorür kaynaklı karaciğer hasarı ve fibrozis üzerinde koruyucu etkilere sahiptir. Aynı zamanda, çalışmalar işlenmemiş kinoadan elde edilen polifenollerin ve saponin ekstraktlarının α-glukozidaz üzerinde yüksek inhibitör aktiviteye sahip olduğunu bulmuştur.

Şu anda, kinoa kepeğinden toplam saponinlerin ultrasonik ekstraksiyon süreci hakkında ilgili literatür raporları bulunmamaktadır. Bu deneyde, toplam saponinlerin ultrasonik ekstraksiyon sürecini optimize etmek için deney materyali olarak kinoa kepeği kullanılmıştır. Tek faktörlü deneyler temelinde, sıvı-madde oranı, etanol konsantrasyonu, ultrason süresi ve ultrason sıcaklığı bağımsız değişkenler olarak seçildi ve kinoa kepeğinden toplam saponinlerin ekstraksiyon verimi yanıt değeri olarak kullanıldı. Yanıt yüzey metodolojisi, kinoa kepeğinden toplam saponinlerin ultrason ekstraksiyon sürecini optimize etmek için kullanılmıştır. Bu deneyde, optimum ekstraksiyon işlemi koşulları altında ekstraktın alfa glukozidaz üzerindeki inhibitör aktivitesi de incelenmiştir. Aynı zamanda, inhibisyon kinetiğini analiz etmek için bir enzim reaksiyon kinetiği denklemi oluşturulmuş ve kinoa kepeğinin bir alfa glukozidaz inhibitörü olarak gelişme potansiyelini keşfetmek ve kinoa kepeğinin daha fazla geliştirilmesi ve kullanılması için teorik temel ve veri desteği sağlamak amacıyla kinoa kepeği ekstraktının alfa glukozidaz üzerindeki inhibisyon mekanizması araştırılmıştır.

Kinoa kepeğinden saponinlerin ultrasonik ekstraksiyonu için optimum süreç, 15 mL/g sıvı/malzeme oranı, 75% etanol ultrasonik ekstraksiyon, 1,5 saat ultrasonik süre ve 45 ℃ ultrasonik sıcaklık ile yanıt yüzey metodolojisi kullanılarak optimize edilmiştir. Toplam saponin ekstraksiyon verimi 2.370% ± 0.022% olmuştur. Bu işlem basit koşullara, kolay kullanım ve kontrole, iyi bir stabiliteye sahiptir ve geleneksel yöntemlerin uzun ekstraksiyon süresi ve zahmetli ısıtma işlemi adımları gibi dezavantajlarının üstesinden gelir.

α-glukozidazın inhibitör aktivitesi üzerine yapılan deney, kinoa kepeğinin toplam saponin ekstraktının piyasada bulunan α-glukozidaz inhibitörü akarbozdan önemli ölçüde daha güçlü inhibitör aktiviteye sahip olduğunu göstermiştir (P<0.05) ve bundan güvenli ve etkili α-glukozidaz inhibitörlerinin izole edilmesi beklenmektedir. İnhibisyon mekanizması ve enzim kinetiği çalışmaları, kinoa kepeğinin toplam saponin ekstraktının tersinir bir karışık inhibisyon tipi olduğunu göstermiştir; bu, yemek sonrası kan glikozunu azaltmada kinoa kepeği ekstraktının mekanizmasını açıklığa kavuşturmak için bir referans sağlar ve yüksek değerli kullanımı için veri temeli ve teknik destek sağlar. Buna ek olarak, kinoa kepeğinin alfa glukozidaz inhibisyonundaki aktif madde temeli ve in vivo aktivitesi, izolasyon ve hazırlamanın yanı sıra ilgili hayvan modellerinin oluşturulması yoluyla daha fazla incelenebilir.