Abstrakti

Liiallisten vapaiden radikaalien aiheuttama oksidatiivinen stressi on yksi ihmisen solujen ikääntymisen, kroonisen tulehduksen ja monien aineenvaihdunnan rappeutumishäiriöiden keskeisistä tekijöistä. Kasviperäiset ravitsemukselliset ainesosat elintarvike-lääkkeiden homologisista lähteistä ovat saaneet laajaa maailmanlaajuista huomiota luonnollisina antioksidanttivaihtoehtoina synteettisille antioksidanttilisäaineille.Lycium ruthenicum, joka tunnetaan myös nimellä musta goji-marja, jaCistanche deserticola(aavikon luuta) ovat edustavia endeemisiä lääkekasvivaroja, jotka ovat peräisin Hexi Corridorista Luoteis-Kiinassa. Ne sisältävät runsaasti tyypillisiä fytokemiallisia ainesosia, mukaan lukien antosyaanit, polyfenolit, bioaktiiviset polysakkaridit sekä fenyylietanoidiglykosideja. Vaikka näiden kahden raaka-aineen yksittäiset biologiset aktiivisuudet on dokumentoitu useissa olemassa olevissa tutkimuksissa, rajoitettu tutkimus on keskittynyt siihen, kuinka ihmisen ruoansulatuskanavan ruuansulatusolosuhteet muuttavat niiden yhdistesekoitetun jauheen biosaatavuutta ja todellista antioksidanttipotentiaalia. Tässä tutkimuksessa yksikomponenttinen jauhe ja kolme ryhmää sekoitettuja jauheita, joilla on eri massasuhteet (Lycium ruthenicum : Cistanche deserticola= 1:2, 1:1, 2:1) valmistettiin. Toteutettiin staattinen kaksivaiheinen ruoansulatuskanavan ruoansulatusmalli, joka sisälsi 2 tunnin simuloidun mahasulatuksen pH-arvossa 2,0 pepsiinillä, mitä seurasi 2 tunnin simuloitu suolensulatus pH 7,0:ssa trypsiinillä täydennettynä. Dynaaminen näytteenotto suoritettiin useilla aikaväleillä pilkkomisen inkubaation aikana. Määritimme kvantitatiivisesti kokonaispolyfenolien, polysakkaridien, antosyaanien ja fenyylietanoidiglykosidien liukoiset pitoisuudet sekä DPPH:n ja ABTS:n vapaiden radikaalien poistamiskapasiteetin. Pearson-korrelaatioanalyysi suoritettiin paljastamaan sisäiset suhteet bioaktiivisten yhdisteiden pitoisuuksien ja antioksidantti-indikaattoreiden välillä. Kokeelliset tulokset osoittivat, että mahasulatus paransi merkittävästi neljän tärkeimmän funktionaalisen fytokemikaalin liukoisuutta, mikä paransi edelleen sekä DPPH:n että ABTS:n radikaalinpoistokykyä. Seuraavan suolensulatusvaiheen aikana polyfenolien ja fenyylietanoidiglykosidien liukoisuus kasvoi, kun taas mitattavissa olevat polysakkaridien ja antosyaanien pitoisuudet laskivat merkittävästi. Suoliston ruuansulatus vaikutti edistävästi ABTS-radikaalien poistoaktiivisuuteen, mutta ei tuottanut positiivista parannusta DPPH:n vapaiden radikaalien eliminaationopeuteen. Polyfenolit, antosyaanit ja fenyylietanoidiglykosidit osoittivat tilastollisesti merkitseviä lineaarisia korrelaatioita antioksidanttikapasiteettiparametrien kanssa (P < 0.05). Among all three blending formulations, the mixing ratio of 2:1 (Lycium ruthenicumtoCistanche deserticola) osoitti ylivoimaista kattavaa antioksidanttikapasiteettia täydellisen maha-suolikanavan ruoansulatussimuloinnin jälkeen. Tämä tutkimus selvitti bioaktiivisten aineiden vaihtelusäännöt maha-suolikanavan simuloidussa ympäristössä yksittäisille ja yhdistetyille mustille goji-marja- ja autiomaamarjajauheille. Tuloksemme tarjoavat vankan kokeellisen tuen uusien toiminnallisten ravintolisien kehittämiseen, joissa hyödynnetään Hexi-Corridorin aavikkokasvimateriaaleja.

Avainsanat: Lycium ruthenicum; Cistanche deserticola; ruoansulatuskanavan ruoansulatus in vitro; biologinen saavutettavuus; polyfenolit; fenyylietanoidiglykosidit; antosyaanit; antioksidanttiaktiivisuus; elintarvike-lääkehomologia

1. Johdanto

Väestön ikääntyminen ja kasvava julkinen pyrkimys puuttua terveydenhuoltoon ovat tehneet ikääntymistä estävästä ravitsemustutkimuksesta kuuman pisteen globaalilla terveysvaikutteisella elintarvike- ja ravitsemusteollisuudella. Vapaiden radikaalien ikääntymisen hypoteesi on laajalti hyväksytty tulkitsemaan organismin vanhenemisen mekanismia. Jatkuva reaktiivisten happilajien kertyminen ihmiskehoon laukaisee lipidiperoksidaatiota, vahingoittaa DNA:n rakennetta ja proteiinien toimintaa, nopeuttaa solujen vanhenemista ja lisää ateroskleroosin, kroonisten tulehdussairauksien ja ikään liittyvien rappeutumisoireiden riskiä. Luonnollisten fytokemiallisten antioksidanttien saantia ravinnosta pidetään hellävaraisena ja turvallisena ravitsemusstrategiana hapettumisstressin lievittämiseksi verrattuna farmaseuttisiin toimenpiteisiin. Synteettiset antioksidantit, kuten BHT ja BHA, joutuvat vähitellen tiukemman sääntelyn kohteeksi monilla alueellisilla markkinoilla, mikä lisää entisestään kasviperäisten luonnollisten antioksidanttien markkinoiden kysyntää.

Perinteiset yrttivarat Itä-Aasian elintarvike-lääke-homologisesta järjestelmästä ovat herättäneet kasvavaa kiinnostusta länsimaisten ravitsemustutkijoiden ja lisäravinteiden valmistajien keskuudessa.Lycium ruthenicumMurr., Solanaceae-heimoon kuuluva monivuotinen pensaslaji, leviää Luoteis-Kiinan kuiville ja puolikuiville vyöhykkeille. Sen tumman violetti hedelmä ansaitsee "antosyaanien kuninkaan" maineen, koska asyloituja antosyaniinijohdannaisia ​​esiintyy poikkeuksellisen paljon, ja niitä esiintyy harvoin tavallisissa hedelmissä. Antosyaanien lisäksi musta goji-marja sisältää runsaasti monimutkaisia ​​polyfenoliseoksia, vesiliukoisia polysakkarideja, flavonoidiyhdisteitä ja erilaisia ​​hivenaineita. Aiemmat in vitro- ja soluviljelykokeet ovat vahvistaneet sen voimakkaan radikaaleja sieppaavan, anti-inflammatorisen ja immunomodulatorisen bioaktiivisuuden. Useimmat olemassa olevat julkaisut aiheestaLycium ruthenicumkeskittyä raaka-ainekomponenttien tunnistamiseen, uuttoprosessin optimointiin ja raakauutteen antioksidanttiarviointiin.

Cistanche deserticola, yleisesti nimeltään autiomaaharja, on pakollinen holoparasiittikasvi, joka kuuluu Orobanchaceae-perheeseen. Tätä kasvia on käytetty tuhansien vuosien ajan tonisoivana yrttimateriaalina perinteisessä kiinalaisessa lääketieteessä. Sen tärkeimmät bioaktiiviset komponentit ovat fenyylietanoidiglykosidit, mukaan lukien ekinakosidi ja akteosidi, sekä erityiset vesiliukoiset polysakkaridifraktiot. Nykyaikaiset farmakologiset tutkimukset paljastavat, että fenyylietanoidiglykosidit alkaenCistanche deserticolaniillä on antioksidanttisia, hermostoa suojaavia ja immunosäätelyvaikutuksia, kun taas sen polysakkaridifraktiot voivat moduloida makrofagien immuunivastetta. Raaka-aine on maantieteellisesti keskittynyt Gansu Hexi Corridorin aavikkokeidasalueille ja Sisä-Mongolian autiomaa-alueelle.

Paikallisen teollisuuden näkökulmasta molemmat kasvilajit ovat tyypillisiä talouskasveja Gansu Hexi Corridorissa. Paikalliset maatalousyritykset etsivät lisäarvoa tuottavia funktionaalisia elintarviketuotteita, jotka perustuvat näihin kahteen aavikkokasviin. Klassinen kiinalainen yrttien yhteensopivuusteoria ehdottaa, että yhteensopivuusLycium ruthenicumjaCistanche deserticolavoi tuottaa synergistisiä tonisoivia vaikutuksia. Tällä hetkellä useimmat julkaistut paperit arvioivat vain jokaista kasvia erikseen. Niiden yhdistekaavasta on saatavilla erittäin vähän kokeellista tietoa.

On tärkeää huomata, että raakajauheesta havaittu fytokemikaalinen kokonaispitoisuus ei voi suoraan edustaa todellista antioksidanttivaikutusta ihmisen maha-suolikanavassa. Kun kasvijauhetta nautitaan suun kautta, bioaktiiviset molekyylit käyvät läpi rajuja ympäristömuutoksia: voimakkaasti hapan mahalaukun tila proteaasihydrolyysillä, jota seuraa neutraali-emäksinen ohutsuolen ympäristö haimaentsyymikatalyysin kanssa. Monet fenoliaineet, antosyaanit ja polysakkaridit ovat pH-herkkiä; ne voivat liueta, muuttua, hajota tai konjugoitua pilkkomisen aikana. Todellinen biologisesti saavutettava jae, alkuperäisen kokonaissisällön sijaan, määrää fysiologisen toiminnan.

Staattinen in vitro -simuloitu ruoansulatuskanavan digestiomääritys on standardoitu alustava tutkimustyökalu, joka on laajalti käytössä elintarviketieteessä. Tämä laboratoriosimulaatiojärjestelmä voi jäljitellä pH-vaihteluita ja proteaasihydrolyysiolosuhteita ihmisen mahassa ja ohutsuolessa. Tutkijat voivat seurata biologisesti saavutettavissa olevien fytokemikaalien dynaamisia muutoksia ilman kalliita eläinruokintakokeita tai vapaaehtoisten ihmisten interventiotestejä. Tätä menetelmää käytetään laajasti hedelmien, vihannesten, yrttijauheen ja ravintoaineraaka-aineiden arvioinnissa.

Tähän mennessä missään julkisessa raportissa ei ole kuvattu in vitro ruoansulatuskanavan ruoansulatusominaisuuksia sekasekoitukselleLycium ruthenicumyhdistettynäCistanche deserticola. Siksi tässä tutkimuksessa suoritettiin staattisia simuloituja maha-suolikanavan ruoansulatuskokeita yksittäisellä raaka-ainejauheella ja kolmella suhteellisella vaihteluvälillä sekajauheryhmällä. Seurasimme jatkuvasti liukoisten polyfenolien, polysakkaridien, antosyaanien, fenyylietanoidiglykosidien sekä DPPH- ja ABTS-radikaalienpoistokapasiteetin dynaamisia muutoksia useissa pilkkomisen aikapisteissä. Tilastollinen korrelaatioanalyysi suoritettiin bioaktiivisten komponenttien pitoisuuden ja antioksidanttiindeksien välillä. Tavoitteihimme kuuluvat: (1) Selvittää, kuinka maha- ja suolistosimuloitu ympäristö vaikuttaa mustan goji-marjan ja aavikon luumarjan tärkeimpien funktionaalisten aineiden liukoisuuteen ja pysyvyyteen; (2) vertailla eri sekoitussuhteiden antioksidanttitehokkuutta sulatuksen jälkeen; (3) seuloa funktionaalisten yhdisteiden jauheen optimaalinen sekoitussuhde. Tämän työn tulokset voivat tarjota kokeellisia perustodisteita uuden sukupolven antioksidanttisten funktionaalisten elintarvikkeiden ja ravintolisien kehittämiseksi, jotka on johdettu Hexi-Corridorin paikallisista kasvivaroista.

2. Materiaalit ja menetelmät

2.1 Kasviperäiset raaka-aineet

Kypsät hedelmätLycium ruthenicumkorjattiin keinotekoisesta istutusmetsästä Huahai Townissa, Yumen Cityssä, Gansun maakunnassa Kiinassa, vuonna 2022. Peltokerätyt hedelmät kuivattiin luonnollisesti varjossa ilmastoiduissa lämpötiloissa. Vaurioituneet hedelmät, hedelmän kantat ja epäpuhtaudet poistettiin manuaalisesti. Puhtaat kuivatut hedelmät jauhettiin ja seulottiin 50 meshin seulan läpi homogeenisen mustan goji-marjajauheen saamiseksi ruoansulatuskokeita varten.

Tuoreet mehevät varretCistanche deserticolakerättiin toukokuussa 2022 keinotekoisesti rokotetuistaHaloxylon ammodendrondyynimetsä sijaitsee Gaotai Countyssa, Gansun maakunnassa. Tuoreet kudokset pestiin perusteellisesti pintahiekkakontaminaation poistamiseksi, leikattiin ohuiksi viipaleiksi ja upotettiin välittömästi väriä suojaavaan liuokseen fenolisen ruskistumisreaktion estämiseksi. Esikäsitellyt viipaleet pakastekuivattiin tyhjiöolosuhteissa. Pakastekuivattu kiinteä aine murskattiin ja laitettiin 50 meshin seulan läpi valmistukseenCistanche deserticolapakastekuivattu jauhenäyte.

Kolme sekoitettua jauheryhmää valmistettiin sekoittamallaLycium ruthenicumjauhe jaCistanche deserticolapakastekuivattu jauhe eri massasuhteilla:

Ryhmä A: massasuhde 1 : 2 (Lycium ruthenicum : Cistanche deserticola)

Ryhmä B: massasuhde 1 : 1 (Lycium ruthenicum : Cistanche deserticola)

Ryhmä C: massasuhde 2 : 1 (Lycium ruthenicum : Cistanche deserticola)

Näytteen kokonaismassa kussakin digestioreaktiojärjestelmässä oli 0,75 g, kiinteän aineen ja nesteen suhdetta säädettiin 1:40 (w/v).

2.2 Kemialliset reagenssit

Pepsiini (aktiivisuus 3 000 U/g), trypsiini (aktiivisuus 250 U/mg), gallushapon standardiaine, Folin-Ciocalteu-reagenssi, DPPH (1,1-difenyyli-2-pikryylihydratsyyli), ABTS (2,2′-atsino-bis-(3-etyylibentsotiatsoliini)) oli biokemiallinen sulfonihappo. Ltd., Shanghai, Kiina. Kloorivetyhappo, natriumbikarbonaatti, natriumkarbonaatti, fenoli, väkevä rikkihappo ja muut epäorgaaniset kemialliset aineet olivat analyyttisiä kotimaisia ​​kaupallisia reagensseja.

2.3 Laboratoriolaitteet ja -välineet

DK-98-Ⅱ digitaalinen vakiolämpötilainen vesihaude (Taist Instrument Co., Ltd., Tianjin, Kiina); QUINTIX-224 elektroninen analyyttinen vaaka (Sartorius, Saksa); GL-12B pöytäkoneen nopea jäähdytetty sentrifugi (Hunan Hexi Instrument Equipment Co., Ltd., Kiina); DR6000 ultravioletti-näkyvä spektrofotometri (Hach Company, USA); SPH-110X-sarjan termostaattinen ravisteluvesihauteessa oleva inkubaattori (Shanghai Shiping Instrument Co., Ltd., Kiina).

2.4 Staattinen in vitro ruoansulatuskanavan digestioprotokolla

Kaksivaiheista digestiomenettelyä muokattiin ja optimoitiin viitaten aiemmin julkaistuihin staattisiin ruuansulatuskanavan ruoansulatusprotokolliin kasviruokamatriisille. Jokainen digestiotesti suoritettiin kolmella biologisella rinnakkaistoistolla.

Mahalaukun digestiovaihe (GD, kokonaisinkubaatioaika=2 h):Punnitsimme tarkasti 0,75 g jauhenäytettä ja siirsimme sen 50 ml:n polypropeenisentrifugiputkeen. Lisättiin sopiva tilavuus deionisoitua vettä kostuttamaan täysin kiinteän jauhematriisin. Näytesuspension pH-arvo säädettiin huolellisesti pH-arvoon 2,0 käyttämällä 1 mol/l suolahapon vesiliuosta. Sen jälkeen lisättiin 4 ml esivalmistettua simuloitua mahanestettä; simuloitu mahaneste sisälsi 3 g pepsiiniä liuotettuna 50 ml:aan 0,01 mol/l HCl-liuosta. Sentrifugiputket asetettiin termostaattiseen ravistusinkubaattoriin, inkubointilämpötila pidettiin 37 asteessa ihmisen fysiologisen kehon lämpötilan jäljittelemiseksi, ravistelun pyörimisnopeudeksi asetettiin 100 r/min. Suunniteltujen näytteenottoajankohtien aikana (0 h, 0,5 h, 1,0 h, 1,5 h, 2,0 h) osittainen reaktioseos poistettiin. Entsyymitoiminta lopetettiin kuumentamalla kiehuvassa vesihauteessa 10 minuuttia. Käsiteltyä seosta sentrifugoitiin alle 4 asteen pyörimisnopeudella 6 000 r/min 15 minuuttia. Kirkas supernatanttineste kerättiin ja säilöttiin myöhempiä fytokemiallisia kvantifiointia ja antioksidanttiaktiivisuusmäärityksiä varten.

Suolen ruoansulatusvaihe (ID, kokonaisinkubaatioaika=2 h):2 tunnin mahahakuinkuboinnin jälkeen ruoansulatusnesteen pH-arvo säädettiin pH:sta 2,0 neutraaliin pH-arvoon 7,0 lisäämällä tipoittain 1,0 mol/l natriumbikarbonaattiliuosta. Trypsiinin työliuos lisättiin sitten ruoansulatusjärjestelmään; tämä työliuos valmistettiin liuottamalla 0,3 g trypsiinijauhetta 50 ml:aan 0,01 mol/l natriumkarbonaattiliuosta. Suolistovaiheen inkubaatioolosuhteet pidettiin tasaisina: lämpötila 37 astetta, ravistelunopeus 100 r/min. Näytteenottoajat suoliston sulatusta varten asetettiin 0 h, 0,5 h, 1,0 h, 1,5 h ja 2,0 h. Näytteenoton jälkeen entsyymien deaktivointi, jäähdytetty sentrifugointi ja supernatantin keräysvaiheet olivat identtisiä mahavaiheen operaatioiden kanssa.

2.5 Bioaktiivisten funktionaalisten komponenttien määritys

Liukoisen polyfenolin kokonaispitoisuus määritettiin Folin-Ciocalteu-kolorimetrisellä menetelmällä, laskentatulokset ilmaistiin milligrammoina gallihappoekvivalenttia grammaa kohti (mg GAE/g). Liukoisten polysakkaridien kokonaispitoisuus mitattiin fenoli-rikkihappokolorimetrisellä kvantitatiivisella menetelmällä. Antosyaanien kokonaispitoisuus havaittiin pH-differentiaalispektrofotometrialla. Fenyylietanoidiglykosidin kokonaispitoisuus määritettiin ultraviolettispektrofotometrisellä määritysmenetelmällä. Jokainen supernatanttinäyte mitattiin teknisesti kolmena rinnakkaisena testauspoikkeaman vähentämiseksi.

2.6 Antioksidanttikapasiteetin mittaus

2.6.1 DPPH vapaiden radikaalien poistamismääritys

DPPH-radikaalinpoistoprosentti laskettiin kaavan (1) mukaan: \\(\\teksti{DPPH-puhdistusnopeus (\\%)}= \\left(1-\\frac{A_1-A_2}{A_0}\\right)\\times 100 \\tag{1}\\) Missä:A₁edustaa näytteen supernatanttia ja DPPH-työliuosta sisältävän sekaliuoksen absorbanssilukemaa;A₂edustaa näytteen supernatantin absorbanssia, joka on sekoitettu deionisoidun veden näytteen nollanäytteeseen;A₀edustaa DPPH-työliuoksen absorbanssia, joka on sekoitettu puhtaan deionisoidun veden kontrolliryhmään.

2.6.2 ABTS-vapaiden radikaalien kationeja poistava määritys

ABTS-radikaalikationinpoistonopeus laskettiin kaavan (2) mukaisesti: \\(\\teksti{ABTS:n puhdistusnopeus (\\%)}= \\left(1-\\frac{A_1-A_2}{A_0}\\right)\\times 100 \\tag{2}\\) Absorbanssiparametrien määritelmätA₁, A₂, A₀ylläpitää johdonmukaista logiikkaa DPPH-laskentana.

2.7 Tilastotietojen käsittely

Kaikki digestiokokeet toistettiin kolmelle itsenäiselle biologiselle toistolle. SPSS 22.0 tilastollinen ohjelmistopaketti otettiin käyttöön yksisuuntaiseen varianssianalyysiin (ANOVA), merkitsevyystestiin ja Pearson-korrelaatiokertoimen laskentaan. Origin 2018 -ohjelmistoa sovellettiin kokeellisten lukujen piirtämiseen. Tilastollinen merkitsevyyskynnys määriteltiin seuraavastiP < 0.05; P < 0.01 was judged as extremely significant difference. Different lowercase letters marked on chart bars indicate significant statistical difference between different treatment groups.

3. Tulokset

3.1 Bioaktiivisten aineiden ja antioksidanttikapasiteetin muutokset yksittäiselleLycium ruthenicumjauhe

Simuloidussa mahalaukun ruoansulatusympäristössä mustan goji-marjajauheen liukoisten polyfenolien pitoisuus kasvoi merkittävästi ensimmäisen 1,5 tunnin inkuboinnin aikana ja osoitti lievää laskua mahasulatuksen myöhemmässä vaiheessa. Mahalaukun hapan tila edisti suuresti polysakkaridimolekyylien ja antosyaanikomponenttien liukenemista (P < 0.05). Once the digesta transferred to intestinal digestion alkaline environment, detected soluble polysaccharide and anthocyanin contents showed obvious decreasing tendency. Experimental observation confirmed that alkaline pH value of simulated intestinal fluid constituted the primary driving factor for anthocyanin molecular degradation.

Antioksidanttiaktiivisuuden näkökulmasta sekä DPPH:n että ABTS:n radikaaleja poistavat prosenttiosuudet nousivat jatkuvasti mahasulatuksen inkubaation aikana. Kun ruuansulatus siirtyi suolistovaiheeseen, DPPH:n radikaaleja poistava kapasiteetti laski jyrkästi.

Pearsonin korrelaatiolaskelman tulokset osoittivat, että mahasulatusolosuhteissa polyfenolipitoisuudella oli merkittävä positiivinen korrelaatio DPPH:n poistonopeuden kanssa. Polyfenolilla ja antosyaniinilla oli erittäin merkittävä positiivinen korrelaatio ABTS:n radikaalien sieppaussuorituskykyyn (P < 0.01). In intestinal digestion environment, polyphenol concentration presented significant negative correlation with antioxidant indexes. This phenomenon suggested partial degradation and structural transformation of phenolic compounds under intestinal‑simulated condition. Meanwhile, polysaccharide and anthocyanin still maintained positive correlation with radical‑scavenging capability throughout intestinal digestion process.

3.2 Bioaktiivisten aineiden ja antioksidanttikapasiteetin muutokset yksittäiselleCistanche deserticolajauhe

PakastekuivattavaksiCistanche deserticolajauhe, liukoisen polyfenolin pitoisuus saavutti huippuarvon 1,5 tunnin kohdalla mahavaiheen inkubaation aikana, mitä seurasi laskeva trendi. Suoliston ruuansulatuksen aikana polyfenolipitoisuus nousi nopeasti ensimmäisen 0,5 tunnin aikana, laski sen jälkeen ja nousi jälleen 2 tunnin suoliston inkubaation lopussa. Liukoisten polysakkaridien sisältö osoitti yleistä laskusuuntausta sekä mahalaukun että suolen ruoansulatusvaiheessa. Liukoinen fenyylietanoidiglykosidipitoisuus piti jatkuvan kasvun koko 2 tunnin mahasulatusprosessin ajan.

Mitä tulee hapettumisenestokykyyn, mahalaukun ruuansulatus paransi DPPH:n radikaalinpoistonopeutta ensimmäisen 1,5 tunnin aikana, ja sitten antioksidanttiarvo laski. Suolen ruoansulatusympäristöön siirtymisen jälkeen DPPH:n poistonopeus ensin laski ja sitten palautui vähitellen. ABTS-radikaalinpoistonopeus osoitti alkuperäisen laskun ja sitä seuraavan nousun kuvion koko ruoansulatusajan kuluessa.

Korrelaatiotilastot osoittivat, että polyfenoleilla ja fenyylietanoidiglykosideilla oli erittäin merkittävä positiivinen korrelaatio DPPH:n radikaalienpoistokapasiteetin kanssa mahasulatuksessa (P < 0.01). In intestinal digestion environment, phenylethanoid glycoside concentration showed significant correlation with both DPPH and ABTS scavenging indicators. This result strongly proved phenylethanoid glycosides act as the dominant antioxidant‑active constituents for Cistanche deserticolaraaka-aine.

3.3 Bioaktiiviset yhdisteet ja sekajauheen antioksidanttinen toiminta simuloidussa mahasulatuksessa

Kolme sekoitettua jauheformulaatiota (ryhmä A 1:2, ryhmä B 1:1, ryhmä C 2:1) esitti erottuvia komponenttien vaihtelumalleja mahasulatussimulaatiossa. Liukoinen polyfenoli: Ryhmät A ja ryhmä B kokivat aluksi laskun, jota seurasi pitoisuuden nousu, kun digestioaika piteni. Ryhmä C osoitti liukoisen polyfenolin jatkuvaa laskevaa suuntausta maha-inkuboinnin aikana. Liukoisten polysakkaridien, antosyaanien ja fenyylietanoidiglykosidipitoisuuksilla oli suhteesta riippuvia vaihteluominaisuuksia. Yleisesti ottaen hapan mahalaukun ympäristö helpotti näiden neljän bioaktiivisen fytokemikaaliluokan liukenemista jauhemaisesta kasvimatriisista.

Antioksidanttitestien tulokset paljastivat, että DPPH- ja ABTS-radikaaleja poistavat prosenttiosuudet kaikissa kolmessa sekaryhmässä kasvoivat merkittävästi mahalaukun ruoansulatusajan pidentyessä (P < 0.05). Comparative analysis among three formula groups demonstrated that Group C (2:1 ratio, higher proportion of Lycium ruthenicum) saavutti suhteellisen korkeammat radikaalinpoistoarvot mahavaiheen pilkkomisen jälkeen.

3.4 Sekajauheen bioaktiiviset yhdisteet ja hapettumisenestokyky simuloidussa suolensulatuksessa

Suolen ruoansulatusvaiheen jälkeen sekajauheen polyfenoli- ja fenyylietanoidiglykosidiliukoisuus voisi ylläpitää edelleen kasvavaa suuntausta. Kuitenkin havaittavissa olevat liukoiset polysakkaridi- ja antosyaanipitoisuudet kärsivät yleensä ainehäviöstä. DPPH:n radikaalinpoistonopeus laski varhaisessa suolensulatusvaiheessa ja palautui myöhemmällä inkubaatiojaksolla. ABTS:n radikaalinpoistonopeus oli tilastollisesti merkitsevä laskeva trendi kaikissa kolmessa sekaryhmässä koko suoliston ruoansulatusinkubaatiossa (P < 0.05).

Kattava vertailu, jossa otetaan huomioon bioaktiivisten aineiden retentiotaso sekä integroitu antioksidanttikapasiteetti täydellisen peräkkäisen maha- ja suoliston sulatuksen jälkeen, osoitti, että ryhmä C sekoitussuhteella 2:1 (Lycium ruthenicum : Cistanche deserticola) tarjosi ylivoimaisen yleisen antioksidanttitehokkuuden verrattuna ryhmään A ja ryhmään B.

4. Keskustelu

In vitro -sulatuskokeet osoittavat selvästi, että hapan mahalaukun ympäristö on suotuisa liukoisten polyfenolien, polysakkaridien, antosyaanien ja fenyylietanoidiglykosidien vapautumiselle molemmista.Lycium ruthenicumjaCistanche deserticolakasvijauhematriisi. Matalan pH:n happaman hydrolyysin, mekaanisen ravistelun inkubaation ja pepsiiniproteaasin yhteisvaikutukset voivat häiritä kasvin soluseinän osittaista rakennetta, mikä nopeuttaa solunsisäistä fytokemiallista liukenemista vesipitoiseen digestion supernatanttiin. Tällainen liukenemisen tehostaminen parantaa suoraan biologisesti saavutettavissa olevien hapettumisenestoaineiden pitoisuutta ja radikaalien poistamiskykyä.

Kun ruuansulatusjärjestelmä siirtyy neutraaliin emäksiseen suolistoympäristöön, eri fytokemikaalikategorioilla on selkeät stabiilisuusominaisuudet. Mustasta goji-marjasta peräisin olevat antosyaanit ovat hyvin tunnettuja pH-herkkiä molekyylejä. Alkalinen suoliston tila kiihdyttää antosyaanirengasrakenteen hajoamista, mikä johtaa mitattavaan supernatantin sisällön vähenemiseen. Tämä havainto on yhdenmukainen aiempien tutkimusten päätelmien kanssa, jotka on saatu muista antosyaanipitoisista marjamateriaaleista. Osittaiset polysakkaridimolekyylit voivat kärsiä hydrolyyttisestä pilkkoutumisesta suoliston pH:n ja trypsiinin katalyyttisen vaikutuksen yhteisvaikutuksen alaisena, mikä aiheuttaa havaitun liukoisen polysakkaridipitoisuuden vähenemisen. Päinvastoin, osa polyfenoliyhdisteistä ja fenyylietanoidiglykosideista voi edelleen liueta kasvien jäännösmatriisista jopa suolisto-simuloidussa inkubaatiossa.

DPPH-määrityksen ja ABTS-määrityksen tulosten välillä on huomattava ero. DPPH-reaktiojärjestelmä toimii osittain orgaanisen-vesipitoisen liuotinseoksen olosuhteissa ja osoittaa korkeampaa herkkyyttä lipofiilisille fenolimekyyleille. ABTS-määritysjärjestelmä voi havaita sekä hydrofiilisiä että lipofiilisiä antioksidanttiyhdisteitä samanaikaisesti. Tämä metodologinen ero antaa osittaisen selityksen ilmiöllemme: suoliston ruuansulatus paransi ABTS:n radikaalinpoistokykyä, mutta ei edistänyt DPPH:n eliminaationopeutta. Jotkut alkuperäiset fytokemialliset molekyylit hajoavat suolistossa simuloidun inkuboinnin aikana ja tuottavat sekundäärisiä metaboliitteja, joilla on muuttunut antioksidanttiteho. Nämä äskettäin syntyneet hajoamistuotteet muokkaavat lopulliset radikaaleja poistavat testitulokset.

Korrelaatiotilastollinen analyysi vahvistaa, että antosyaanit toimivat ensisijaisena antioksidanttinaLycium ruthenicum, kun taas fenyylietanoidiglykosidit hallitsevat antioksidanttiaktiivisuuttaCistanche deserticola. Kun nämä kaksi raaka-ainejauhetta on sekoitettu fyysisesti, nämä kaksi tunnusomaista bioaktiivisten aineosien sarjaa esiintyvät rinnakkain ruoansulatussupernatantissa ja määrittävät yhdessä sekoitettujen jauheiden kokonaisantioksidanttikapasiteetin. Vertaileva seulonta kolmen sekoitussuhteen välillä tunnistaa 2:1 (Lycium ruthenicum : Cistanche deserticola) optimaalisena kaavana maksimoimaan in vitro antioksidanttikapasiteetti täydellisen maha-suolikanavan ruoansulatussimuloinnin jälkeen.

On tärkeää keskustella tämän staattisen erätilan in vitro digestiomallin sisäisistä rajoituksista. Tämä laboratoriosimulaatio ei pysty täysin toistamaan ihmisen todellisen ruoansulatuskanavan monimutkaisia ​​dynaamisia fysiologisia prosesseja. Tekijät, kuten maha-suolikanavan peristaltiikka, jatkuva ruuansulatusmehun eritys, sappisuolan osallistuminen ja suoliston mikrobiotan fermentaatioprosessi eivät sisälly nykyiseen kokeeseen. Lisäksi protokollassamme käytetty entsyymien deaktivointivaihe kiehuvassa vesihauteessa voi aiheuttaa vähäistä lämpölabiilien fytokemiallisten aineosien häviämistä. Raaka karkea jauhe puhdistettujen uutteiden sijaan otettiin testausnäytteeksi tässä tutkimuksessa. Siksi kokeet voivat toimia alustavina vertailutietoina, mutta eivät täysin vastaa aineen todellista biologista hyötyosuutta ihmiskehossa. Eläinten ruokintakokeet tai ihmisten ravinnon interventiotutkimukset ovat tarpeen, jotta tämän jauhekoostumuksen käytännön fysiologiset vaikutukset voidaan vahvistaa edelleen.

Teollisen tuotekehityksen näkökulmasta tämä tutkimus tarjoaa teoreettisen vertailun funktionaalisten ravintolisien valmistukseen, jossa hyödynnetään mustia goji-marjoja ja autiomaaharjan raaka-aineita, jotka on hankittu Hexi-Corridorin tuotantoalueilta. Valmistajien tulee kiinnittää erityistä huomiota antosyaniini- ja fenyylietanoli-glykosidikomponenttien pH-riippuvaiseen kemialliseen stabiilisuusominaisuuteen tuotteen koostumuksen suunnittelun ja varastointiajan arvioinnin aikana. Formulaatiota on säädettävä ja varastointiolosuhteita säädettävä järkevästi, jotta voidaan minimoida bioaktiivisten ainesosien hajoaminen kaupallisen tuotteen säilyvyyden aikana.

5. Johtopäätökset

Simuloitu mahasulatus parantaa merkittävästi molempien polyfenolien, polysakkaridien, antosyaanien ja fenyylietanoidiglykosidien liukoisuuttaLycium ruthenicumjauhe jaCistanche deserticolajauheena ja samanaikaisesti tehostaa DPPH:ta sekä ABTS:n vapaita radikaaleja poistavaa toimintaa.

Simuloidussa suolensulatusympäristössä polyfenolien ja fenyylietanoidiglykosidien liukoisuus kasvaa jatkuvasti, kun taas havaittavissa olevat polysakkaridien ja antosyaanien pitoisuudet vähenevät. Suoliston ruuansulatus edistää ABTS:n radikaalinpoistokykyä, mutta sillä ei ole positiivista edistävää vaikutusta DPPH:n radikaalienpoistonopeuteen. Polyfenolit, antosyaanit ja fenyylietanoidiglykosidit osoittavat merkittävää lineaarista korrelaatiota antioksidantti-indikaattoreiden kanssa. Antosyaanit ja fenyylietanoidiglykosidit vaikuttavat ratkaisevasti näiden kahden aavikkokasvimateriaalin antioksidanttiseen toimintaan.

Kolmen testatun sekoitussuhteen joukossa sekoitussuhde2 : 1 (Lycium ruthenicum : Cistanche deserticola) saavuttaa suurimman kattavan antioksidanttikapasiteetin täydellisen simuloidun maha-suolikanavan ruoansulatustoimenpiteen jälkeen.

Tämä tutkimus tarjoaa perustavanlaatuisen kokeellisen perustan innovatiivisten funktionaalisten elintarviketuotteiden kehittämiseen ominaisuutta hyödyntäenLycium ruthenicumjaCistanche deserticolaKasvivarat Luoteis-Kiinassa.

Kiitokset

Tämä työ sai taloudellista tukea Gansun provinssin yliopiston teollisuustukiprojektilta (apuraha nro. 2021CYZC-56).

Eturistiriidat

Kirjoittajat vakuuttavat, että eturistiriitaa ei ole.

Viitteet

[1] Sun XK, Zhang YY, Zhang XY. Ikääntymismekanismin ja ikääntymistä ehkäisevän hoidon tutkimusten edistyminen. Ruoka ja lääkkeet. 2022;24(1):74-80.

[2] Yan YM, Dai GL, Ran LW. Polyfenolikoostumuksen analyysiLycium ruthenicumhedelmiä eri luonnonvaraisista elinympäristöistä. Scientia Agricultura Sinica. 2014;47(12):2450-2460.

[3] Gao Y, Tao P, Wang YJ. Molekyylimekanismin tutkimus fenyylietanoidiglykosidien antioksidanttisesta vaikutuksestaCistanche deserticolaperustuu verkostofarmakologiaan. Chinese Journal of Modern Applied Pharmacy. 2022;39(17):2204-2215.

[4] Bouayed J, Hoffmann L, Bohn T. Fenolien, flavonoidien, antosyaanien ja antioksidanttiaktiivisuus simuloidun omenalajikkeiden maha-suolikanavan sulatuksen ja dialyysin jälkeen: biosaatavuus ja mahdollinen imeytyminen. Elintarvikekemia. 2011;128(1):14-21.

[5] Mihailović V, Kreft S, Benković ET. Kemiallinen profiili, antioksidanttiaktiivisuus ja stabiilisuus stimuloidussa maha-suolikanavan mallijärjestelmässä kolmestaVerbascumlajit. Teollisuuskasvit ja -tuotteet. 2016;89:141-151.

[6] Liu YX, Wu YP, Ji BP. Mustikkapolyfenolien komponenttien ja antioksidanttiaktiivisuuden muutokset simuloidun maha-suolikanavan ruuansulatuksen aikana. Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology. 2016;16 (10):87–95.

[7] Ryan L, Prescott SL. Kahdenkymmenenviiden kaupallisesti saatavilla olevan hedelmämehun antioksidanttikapasiteetin stabiilisuus, kun ne on pilkottu in vitro. International Journal of Food Science & Technology. 2010;45 (6):1191-1197.

[8] 那吉 N, Zhang HF, Yang FY. In vitro -simuloitu ruoansulatuskanavan ruoansulatus vaikuttaa antioksidanttisiin komponentteihin ja tattaripitoisen keitetyn riisin aktiivisuuteen. Moderni ruoka. 2022; 28 (2): 219-223.

[9] Bermúdez-Soto MJ, Tomás-Barberán FA, García-Conesa MT. Polyfenolien stabiilius aroniassa, joka on altistettu in vitro maha- ja haimasulatukselle. Elintarvikekemia. 2007;102 (3):865-874.

[10] O Sánchez-Velázquez, Mulero M, Cuevas-Rodríguez EO. In vitro ruoansulatuskanavan ruoansulatus vaikuttaa luonnonvaraisista ja kaupallisista karhunvatuista peräisin olevien polyfenolien stabiilisuuteen, biologiseen saavutettavuuteen ja antioksidanttiseen aktiivisuuteen. Ruoka ja toiminta. 2021;12 (4):1–21.