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    香菇多糖提取工藝的優(yōu)化

    2014-06-28 11:37:30王廣慧,于德涵
    湖北農(nóng)業(yè)科學(xué) 2014年7期
    關(guān)鍵詞:工藝優(yōu)化香菇超聲波

    王廣慧,于德涵

    摘要:試驗(yàn)研究了超聲波協(xié)同高壓熱水浸提法從香菇(Lentinus edodes)中提取活性多糖的最適條件。通過正交試驗(yàn),探討了料液比(g/mL,下同)、超聲波功率、超聲波處理時(shí)間、高壓熱水浸提時(shí)間及高壓熱水浸提溫度對香菇多糖提取率的影響,并以香菇多糖提取率為評價(jià)指標(biāo),優(yōu)化其提取工藝。結(jié)果表明,超聲波協(xié)同高壓熱水浸提法提取香菇多糖的最適條件為:料液比1∶50,超聲波功率250 W,超聲波處理時(shí)間8 min,高壓熱水浸提溫度108 ℃,高壓熱水浸提時(shí)間100 min。在此條件下,香菇多糖的提取率為27.2%。

    關(guān)鍵詞:香菇(Lentinus edodes)多糖;超聲波;高壓熱水浸提;工藝優(yōu)化

    中圖分類號:TQ461 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:0439-8114(2014)07-1625-02

    Optimization of Extracting Polysaccharide Extraction from Lentinus edodes

    WANG Guang-hui, YU De-han

    (Department of Food and Pharmaceutical Engineering, Suihua College, Suihua 152061, Heilongjiang, China)

    Abstract: The conditions of extracting polysaccharide from Lentinus edodes by ultrasonic combining with high pressure hot water were optimized through analyzed effects of solid-liquid ratio, ultrasonic power, ultrasonic treatment time, high pressure extraction time and high pressure extraction temperature on the extraction rate of polysaccharide. The results showed that the optimal condition was the solid-liquid ratio of 1∶50(g/mL), ultrasonic power of 250 W, ultrasonic time of 8 min, high pressure extraction temperature of 108 ℃, high pressure extraction time of 100 min. Under the optimal condition, the polysaccharide extraction rate was 27.2%.

    Key words: Lentinus edodes polysaccharide;ultrasonic;high-pressure hot water extraction;process optimization

    香菇(Lentinus edodes)含有多種有效藥用成分,香菇多糖是一種重要的生物反應(yīng)調(diào)節(jié)劑。它通過刺激免疫細(xì)胞成熟、分化和增殖,改善宿主機(jī)體平衡,達(dá)到恢復(fù)和提高宿主細(xì)胞對淋巴因子、激素和其他生理活性因子的反應(yīng)性,毒副作用小[1]。因此,建立高效經(jīng)濟(jì)的香菇多糖提取方法具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本研究通過正交試驗(yàn)探討了超聲波協(xié)同高壓熱水浸提法從香菇中提取活性多糖的最佳工藝條件,以期為開發(fā)利用香菇資源開辟一條新的途徑。

    1 材料與方法

    1.1 材料與試劑

    香菇,購于黑龍江省綏化市華辰超市;苯酚、3,5-二硝基水楊酸(DNS)、無水乙醇、三氯乙酸、濃硫酸等試劑均為國產(chǎn)分析純。

    1.2 主要儀器

    752型紫外可見分光光度計(jì),上海菁華科技儀器有限公司; FW100型高速萬能粉碎機(jī)、DK-98-ⅡA型電熱恒溫水浴鍋,天津市泰斯特儀器有限公司;YXQ-LS-100SⅢ型立式壓力蒸汽滅菌鍋,上海博訊實(shí)業(yè)有限公司;JY92-ⅡDN型超聲波細(xì)胞粉碎儀,寧波新芝生物科技有限公司。

    1.3 方法

    1.3.1 測定方法及試驗(yàn)參數(shù)的確定 以葡萄糖為標(biāo)準(zhǔn)品,用DNS法測定其還原糖含量,用苯酚-硫酸法測定其總糖含量[2]。多糖含量=總糖含量-還原糖含量。多糖提取率=多糖質(zhì)量/子實(shí)體干重×100%。1.3.2 香菇多糖的提取方法 香菇經(jīng)除雜、干燥、粉碎等預(yù)處理后,得到香菇子實(shí)體干粉。準(zhǔn)確稱取香菇粉16份,每份1.0 g。將每份香菇粉按一定的比例加蒸餾水(g/mL,下同),先進(jìn)行超聲波處理,然后進(jìn)行高壓熱水浸提。提取后進(jìn)行離心,上清液用70 ℃水浴濃縮至原體積的1/2,按體積比1∶3添加15%三氯乙酸溶液后靜置12 h, 3 500 r/min離心10 min,將上清液適當(dāng)濃縮后與95%乙醇按體積比1∶3混合,置4 ℃下醇沉12 h, 3 500 r/min離心10 min,所得沉淀用無水乙醇洗滌2~3次,最后用60 ℃蒸餾水溶解沉淀并定容。采用DNS法測定其還原糖含量、苯酚-硫酸法測定其總糖含量,3次重復(fù),取平均值。

    1.3.3 正交試驗(yàn) 在單因素試驗(yàn)[3]基礎(chǔ)上進(jìn)行正交試驗(yàn),以確定超聲波協(xié)同高壓熱水浸提法提取香菇多糖的最佳工藝條件。正交試驗(yàn)因素與水平見表1。

    2 結(jié)果與分析

    2.1 測定方法及試驗(yàn)參數(shù)的確定

    2.1.1 苯酚硫酸法測總糖的標(biāo)準(zhǔn)曲線 苯酚硫酸法測總糖的標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖1。由此得到總糖測定的線性回歸方程為:y=0.007 1x-0.004 9,R2 =0.990 2。2.1.2 DNS法測還原糖的標(biāo)準(zhǔn)曲線 DNS法測還原糖的標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖2。由此得到還原糖測定的線性回歸方程為:y=0.001 0x+0.065 8,R2 =0.998 0。

    2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果

    由表2可知,各因素對香茹多糖提取率的影響順序依次為B(超聲波處理時(shí)間)> A(超聲波功率)> C (料液比)> E(高壓熱水浸提時(shí)間)> D(高壓熱水浸提溫度)。提取香菇多糖的最優(yōu)條件為A3B3C3D2E3,即超聲波功率為250 W,超聲波處理時(shí)間為8 min,料液比為1∶50,高壓熱水浸提溫度為108 ℃,高壓熱水浸提時(shí)間為100 min。在此條件下,香菇多糖的提取率達(dá)27.2%。

    3 小結(jié)與討論

    由于超聲波的空化作用可加速植物有效成分的溶出,而超聲波的次級效應(yīng)如機(jī)械振動(dòng)、乳化、擴(kuò)散、擊碎、化學(xué)效應(yīng)等也能加速欲提取成分的擴(kuò)散釋放并充分與溶劑混合,有利于提取[4,5];而高壓提取又可將被提取物的組織細(xì)胞及亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)解體,使細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)成分與溶媒充分接觸得到直接溶解[6]。超聲波協(xié)同高壓熱水浸提法綜合了兩種提取技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),所以提取效率較高。本試驗(yàn)中超聲波協(xié)同高壓熱水浸提法提取香菇多糖的最適條件為:超聲波功率250 W,超聲波處理時(shí)間8 min,料液比1∶50,高壓熱水浸提溫度108 ℃,高壓熱水浸提時(shí)間100 min。在此條件下,香菇多糖的提取率為27.2%。

    參考文獻(xiàn):

    [1] 黃益麗,廖鑫凱,李清彪,等.香菇多糖的生物活性[J].生命的化學(xué),2001,21(5):371-373.

    [2] 北京大學(xué)生物系生物化學(xué)教研室.生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M].北京:人民教育出版社,1980.22-24.

    [3] 王廣慧,戴 明,魏雅冬.香菇多糖的提取工藝研究[J].食品科技,2013,38(1):192-194.

    [4] 史碧波,羅曉妙,劉 滿.超聲波在雞樅菌多糖提取中的應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代食品科技,2008,24(1):64-66.

    [5] 王俊穎,都鳳華,陳甜甜,等.香菇多糖超聲波提取工藝的研

    究[J].食品與發(fā)酵科技,2011,47(3):96.

    [6] 杜 冰,溫升南,楊公明,等.超高壓提取靈芝孢子粉多糖的工藝研究[J].現(xiàn)代食品科技,2009,25(4):420-430.

    摘要:試驗(yàn)研究了超聲波協(xié)同高壓熱水浸提法從香菇(Lentinus edodes)中提取活性多糖的最適條件。通過正交試驗(yàn),探討了料液比(g/mL,下同)、超聲波功率、超聲波處理時(shí)間、高壓熱水浸提時(shí)間及高壓熱水浸提溫度對香菇多糖提取率的影響,并以香菇多糖提取率為評價(jià)指標(biāo),優(yōu)化其提取工藝。結(jié)果表明,超聲波協(xié)同高壓熱水浸提法提取香菇多糖的最適條件為:料液比1∶50,超聲波功率250 W,超聲波處理時(shí)間8 min,高壓熱水浸提溫度108 ℃,高壓熱水浸提時(shí)間100 min。在此條件下,香菇多糖的提取率為27.2%。

    關(guān)鍵詞:香菇(Lentinus edodes)多糖;超聲波;高壓熱水浸提;工藝優(yōu)化

    中圖分類號:TQ461 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:0439-8114(2014)07-1625-02

    Optimization of Extracting Polysaccharide Extraction from Lentinus edodes

    WANG Guang-hui, YU De-han

    (Department of Food and Pharmaceutical Engineering, Suihua College, Suihua 152061, Heilongjiang, China)

    Abstract: The conditions of extracting polysaccharide from Lentinus edodes by ultrasonic combining with high pressure hot water were optimized through analyzed effects of solid-liquid ratio, ultrasonic power, ultrasonic treatment time, high pressure extraction time and high pressure extraction temperature on the extraction rate of polysaccharide. The results showed that the optimal condition was the solid-liquid ratio of 1∶50(g/mL), ultrasonic power of 250 W, ultrasonic time of 8 min, high pressure extraction temperature of 108 ℃, high pressure extraction time of 100 min. Under the optimal condition, the polysaccharide extraction rate was 27.2%.

    Key words: Lentinus edodes polysaccharide;ultrasonic;high-pressure hot water extraction;process optimization

    香菇(Lentinus edodes)含有多種有效藥用成分,香菇多糖是一種重要的生物反應(yīng)調(diào)節(jié)劑。它通過刺激免疫細(xì)胞成熟、分化和增殖,改善宿主機(jī)體平衡,達(dá)到恢復(fù)和提高宿主細(xì)胞對淋巴因子、激素和其他生理活性因子的反應(yīng)性,毒副作用小[1]。因此,建立高效經(jīng)濟(jì)的香菇多糖提取方法具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本研究通過正交試驗(yàn)探討了超聲波協(xié)同高壓熱水浸提法從香菇中提取活性多糖的最佳工藝條件,以期為開發(fā)利用香菇資源開辟一條新的途徑。

    1 材料與方法

    1.1 材料與試劑

    香菇,購于黑龍江省綏化市華辰超市;苯酚、3,5-二硝基水楊酸(DNS)、無水乙醇、三氯乙酸、濃硫酸等試劑均為國產(chǎn)分析純。

    1.2 主要儀器

    752型紫外可見分光光度計(jì),上海菁華科技儀器有限公司; FW100型高速萬能粉碎機(jī)、DK-98-ⅡA型電熱恒溫水浴鍋,天津市泰斯特儀器有限公司;YXQ-LS-100SⅢ型立式壓力蒸汽滅菌鍋,上海博訊實(shí)業(yè)有限公司;JY92-ⅡDN型超聲波細(xì)胞粉碎儀,寧波新芝生物科技有限公司。

    1.3 方法

    1.3.1 測定方法及試驗(yàn)參數(shù)的確定 以葡萄糖為標(biāo)準(zhǔn)品,用DNS法測定其還原糖含量,用苯酚-硫酸法測定其總糖含量[2]。多糖含量=總糖含量-還原糖含量。多糖提取率=多糖質(zhì)量/子實(shí)體干重×100%。1.3.2 香菇多糖的提取方法 香菇經(jīng)除雜、干燥、粉碎等預(yù)處理后,得到香菇子實(shí)體干粉。準(zhǔn)確稱取香菇粉16份,每份1.0 g。將每份香菇粉按一定的比例加蒸餾水(g/mL,下同),先進(jìn)行超聲波處理,然后進(jìn)行高壓熱水浸提。提取后進(jìn)行離心,上清液用70 ℃水浴濃縮至原體積的1/2,按體積比1∶3添加15%三氯乙酸溶液后靜置12 h, 3 500 r/min離心10 min,將上清液適當(dāng)濃縮后與95%乙醇按體積比1∶3混合,置4 ℃下醇沉12 h, 3 500 r/min離心10 min,所得沉淀用無水乙醇洗滌2~3次,最后用60 ℃蒸餾水溶解沉淀并定容。采用DNS法測定其還原糖含量、苯酚-硫酸法測定其總糖含量,3次重復(fù),取平均值。

    1.3.3 正交試驗(yàn) 在單因素試驗(yàn)[3]基礎(chǔ)上進(jìn)行正交試驗(yàn),以確定超聲波協(xié)同高壓熱水浸提法提取香菇多糖的最佳工藝條件。正交試驗(yàn)因素與水平見表1。

    2 結(jié)果與分析

    2.1 測定方法及試驗(yàn)參數(shù)的確定

    2.1.1 苯酚硫酸法測總糖的標(biāo)準(zhǔn)曲線 苯酚硫酸法測總糖的標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖1。由此得到總糖測定的線性回歸方程為:y=0.007 1x-0.004 9,R2 =0.990 2。2.1.2 DNS法測還原糖的標(biāo)準(zhǔn)曲線 DNS法測還原糖的標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖2。由此得到還原糖測定的線性回歸方程為:y=0.001 0x+0.065 8,R2 =0.998 0。

    2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果

    由表2可知,各因素對香茹多糖提取率的影響順序依次為B(超聲波處理時(shí)間)> A(超聲波功率)> C (料液比)> E(高壓熱水浸提時(shí)間)> D(高壓熱水浸提溫度)。提取香菇多糖的最優(yōu)條件為A3B3C3D2E3,即超聲波功率為250 W,超聲波處理時(shí)間為8 min,料液比為1∶50,高壓熱水浸提溫度為108 ℃,高壓熱水浸提時(shí)間為100 min。在此條件下,香菇多糖的提取率達(dá)27.2%。

    3 小結(jié)與討論

    由于超聲波的空化作用可加速植物有效成分的溶出,而超聲波的次級效應(yīng)如機(jī)械振動(dòng)、乳化、擴(kuò)散、擊碎、化學(xué)效應(yīng)等也能加速欲提取成分的擴(kuò)散釋放并充分與溶劑混合,有利于提取[4,5];而高壓提取又可將被提取物的組織細(xì)胞及亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)解體,使細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)成分與溶媒充分接觸得到直接溶解[6]。超聲波協(xié)同高壓熱水浸提法綜合了兩種提取技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),所以提取效率較高。本試驗(yàn)中超聲波協(xié)同高壓熱水浸提法提取香菇多糖的最適條件為:超聲波功率250 W,超聲波處理時(shí)間8 min,料液比1∶50,高壓熱水浸提溫度108 ℃,高壓熱水浸提時(shí)間100 min。在此條件下,香菇多糖的提取率為27.2%。

    參考文獻(xiàn):

    [1] 黃益麗,廖鑫凱,李清彪,等.香菇多糖的生物活性[J].生命的化學(xué),2001,21(5):371-373.

    [2] 北京大學(xué)生物系生物化學(xué)教研室.生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M].北京:人民教育出版社,1980.22-24.

    [3] 王廣慧,戴 明,魏雅冬.香菇多糖的提取工藝研究[J].食品科技,2013,38(1):192-194.

    [4] 史碧波,羅曉妙,劉 滿.超聲波在雞樅菌多糖提取中的應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代食品科技,2008,24(1):64-66.

    [5] 王俊穎,都鳳華,陳甜甜,等.香菇多糖超聲波提取工藝的研

    究[J].食品與發(fā)酵科技,2011,47(3):96.

    [6] 杜 冰,溫升南,楊公明,等.超高壓提取靈芝孢子粉多糖的工藝研究[J].現(xiàn)代食品科技,2009,25(4):420-430.

    摘要:試驗(yàn)研究了超聲波協(xié)同高壓熱水浸提法從香菇(Lentinus edodes)中提取活性多糖的最適條件。通過正交試驗(yàn),探討了料液比(g/mL,下同)、超聲波功率、超聲波處理時(shí)間、高壓熱水浸提時(shí)間及高壓熱水浸提溫度對香菇多糖提取率的影響,并以香菇多糖提取率為評價(jià)指標(biāo),優(yōu)化其提取工藝。結(jié)果表明,超聲波協(xié)同高壓熱水浸提法提取香菇多糖的最適條件為:料液比1∶50,超聲波功率250 W,超聲波處理時(shí)間8 min,高壓熱水浸提溫度108 ℃,高壓熱水浸提時(shí)間100 min。在此條件下,香菇多糖的提取率為27.2%。

    關(guān)鍵詞:香菇(Lentinus edodes)多糖;超聲波;高壓熱水浸提;工藝優(yōu)化

    中圖分類號:TQ461 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:0439-8114(2014)07-1625-02

    Optimization of Extracting Polysaccharide Extraction from Lentinus edodes

    WANG Guang-hui, YU De-han

    (Department of Food and Pharmaceutical Engineering, Suihua College, Suihua 152061, Heilongjiang, China)

    Abstract: The conditions of extracting polysaccharide from Lentinus edodes by ultrasonic combining with high pressure hot water were optimized through analyzed effects of solid-liquid ratio, ultrasonic power, ultrasonic treatment time, high pressure extraction time and high pressure extraction temperature on the extraction rate of polysaccharide. The results showed that the optimal condition was the solid-liquid ratio of 1∶50(g/mL), ultrasonic power of 250 W, ultrasonic time of 8 min, high pressure extraction temperature of 108 ℃, high pressure extraction time of 100 min. Under the optimal condition, the polysaccharide extraction rate was 27.2%.

    Key words: Lentinus edodes polysaccharide;ultrasonic;high-pressure hot water extraction;process optimization

    香菇(Lentinus edodes)含有多種有效藥用成分,香菇多糖是一種重要的生物反應(yīng)調(diào)節(jié)劑。它通過刺激免疫細(xì)胞成熟、分化和增殖,改善宿主機(jī)體平衡,達(dá)到恢復(fù)和提高宿主細(xì)胞對淋巴因子、激素和其他生理活性因子的反應(yīng)性,毒副作用小[1]。因此,建立高效經(jīng)濟(jì)的香菇多糖提取方法具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本研究通過正交試驗(yàn)探討了超聲波協(xié)同高壓熱水浸提法從香菇中提取活性多糖的最佳工藝條件,以期為開發(fā)利用香菇資源開辟一條新的途徑。

    1 材料與方法

    1.1 材料與試劑

    香菇,購于黑龍江省綏化市華辰超市;苯酚、3,5-二硝基水楊酸(DNS)、無水乙醇、三氯乙酸、濃硫酸等試劑均為國產(chǎn)分析純。

    1.2 主要儀器

    752型紫外可見分光光度計(jì),上海菁華科技儀器有限公司; FW100型高速萬能粉碎機(jī)、DK-98-ⅡA型電熱恒溫水浴鍋,天津市泰斯特儀器有限公司;YXQ-LS-100SⅢ型立式壓力蒸汽滅菌鍋,上海博訊實(shí)業(yè)有限公司;JY92-ⅡDN型超聲波細(xì)胞粉碎儀,寧波新芝生物科技有限公司。

    1.3 方法

    1.3.1 測定方法及試驗(yàn)參數(shù)的確定 以葡萄糖為標(biāo)準(zhǔn)品,用DNS法測定其還原糖含量,用苯酚-硫酸法測定其總糖含量[2]。多糖含量=總糖含量-還原糖含量。多糖提取率=多糖質(zhì)量/子實(shí)體干重×100%。1.3.2 香菇多糖的提取方法 香菇經(jīng)除雜、干燥、粉碎等預(yù)處理后,得到香菇子實(shí)體干粉。準(zhǔn)確稱取香菇粉16份,每份1.0 g。將每份香菇粉按一定的比例加蒸餾水(g/mL,下同),先進(jìn)行超聲波處理,然后進(jìn)行高壓熱水浸提。提取后進(jìn)行離心,上清液用70 ℃水浴濃縮至原體積的1/2,按體積比1∶3添加15%三氯乙酸溶液后靜置12 h, 3 500 r/min離心10 min,將上清液適當(dāng)濃縮后與95%乙醇按體積比1∶3混合,置4 ℃下醇沉12 h, 3 500 r/min離心10 min,所得沉淀用無水乙醇洗滌2~3次,最后用60 ℃蒸餾水溶解沉淀并定容。采用DNS法測定其還原糖含量、苯酚-硫酸法測定其總糖含量,3次重復(fù),取平均值。

    1.3.3 正交試驗(yàn) 在單因素試驗(yàn)[3]基礎(chǔ)上進(jìn)行正交試驗(yàn),以確定超聲波協(xié)同高壓熱水浸提法提取香菇多糖的最佳工藝條件。正交試驗(yàn)因素與水平見表1。

    2 結(jié)果與分析

    2.1 測定方法及試驗(yàn)參數(shù)的確定

    2.1.1 苯酚硫酸法測總糖的標(biāo)準(zhǔn)曲線 苯酚硫酸法測總糖的標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖1。由此得到總糖測定的線性回歸方程為:y=0.007 1x-0.004 9,R2 =0.990 2。2.1.2 DNS法測還原糖的標(biāo)準(zhǔn)曲線 DNS法測還原糖的標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖2。由此得到還原糖測定的線性回歸方程為:y=0.001 0x+0.065 8,R2 =0.998 0。

    2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果

    由表2可知,各因素對香茹多糖提取率的影響順序依次為B(超聲波處理時(shí)間)> A(超聲波功率)> C (料液比)> E(高壓熱水浸提時(shí)間)> D(高壓熱水浸提溫度)。提取香菇多糖的最優(yōu)條件為A3B3C3D2E3,即超聲波功率為250 W,超聲波處理時(shí)間為8 min,料液比為1∶50,高壓熱水浸提溫度為108 ℃,高壓熱水浸提時(shí)間為100 min。在此條件下,香菇多糖的提取率達(dá)27.2%。

    3 小結(jié)與討論

    由于超聲波的空化作用可加速植物有效成分的溶出,而超聲波的次級效應(yīng)如機(jī)械振動(dòng)、乳化、擴(kuò)散、擊碎、化學(xué)效應(yīng)等也能加速欲提取成分的擴(kuò)散釋放并充分與溶劑混合,有利于提取[4,5];而高壓提取又可將被提取物的組織細(xì)胞及亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)解體,使細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)成分與溶媒充分接觸得到直接溶解[6]。超聲波協(xié)同高壓熱水浸提法綜合了兩種提取技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),所以提取效率較高。本試驗(yàn)中超聲波協(xié)同高壓熱水浸提法提取香菇多糖的最適條件為:超聲波功率250 W,超聲波處理時(shí)間8 min,料液比1∶50,高壓熱水浸提溫度108 ℃,高壓熱水浸提時(shí)間100 min。在此條件下,香菇多糖的提取率為27.2%。

    參考文獻(xiàn):

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