Polygonati Rhizoma -polysakkaridien terveyttä edistävät toiminnot ja niihin liittyvät mekanismit

Abstrakti:

Polygonati Rhizoma, tyypillinen lääketieteen ja ruoan homologia, omaa merkittäviä väsymystä, ikääntymistä estäviä, aineenvaihduntaa sääteleviä, immunomoduloivia, anti-inflammatorisia, hermoja suojaavia, diabetesta ja syöpää estäviä vaikutuksia. Polygonati Rhizoman bioaktiivisista fytokemikaaleista polysakkarideilla on tärkeä rooli terveyttä edistävässä toiminnassa edellä mainittujen mekanismien ja mahdollisten synergististen vaikutusten kautta muiden bioaktiivisten aineiden kanssa. Tässä katsauksessa esittelemme lyhyesti päivitetyn polysakkaridien biosynteesin, puhdistusmenetelmän, rakenteen karakterisoinnin ja elintarvikesovellukset sekä keskustelemme yksityiskohtaisesti Polygonati Rhizoma -polysakkaridien biologisista toiminnoista ja niihin liittyvistä mekanismeista, tavoitteena laajentaa Polygonati Rhizoman käyttöä toiminnallisena ruokaa ja lääkkeitä.

Avainsanat:Polygonati Rhizoma; lääketieteen ja ruoan homologia;polysakkarideja;terveyttä edistävä omaisuus; synergiamekanismi

KLIKKAAMALLA TÄSTÄ TUTUSTUA CISTNACHEENTERVEYTÄ EDISTÄVÄ OMAISUUS

1. Esittely

Polygonati Rhizoma (kiinaksi "Huangjing") on kirjattu hyvin Commission of Chinese Medicine Dictionary -sanakirjaan ja Commission of Chinese Pharmacopoeia -kirjaan, ja sillä on merkittäviä terveyttä edistäviä toimintoja, kuten Qi:n täydentäminen, Yinin ravitseminen, keuhkojen kosteuttaminen, pernan vahvistaminen, munuaisten virkistysenergian lisääminen, ja immuniteetin vahvistaminen [1,2]. Polygonati Rhizomaa käytetään laajalti perinteisessä kiinalaisessa lääketieteessä, ja sitä käytetään influenssan, utaretulehduksen, huimauksen, yskän, väsymyksen, voimattomuuden, diabetes mellituksen, seksuaalisen toimintahäiriön, ruoansulatushäiriön, ruokahaluttomuuden, selkäkivun, kovan kivun ja keuhkosairauksien hoitoon [3– 5]. Tyypillisenä lääketieteen ja ruoan homologiana Polygonati Rhizoman vuotuinen kysyntä jatkaa kasvuaan [6].

Erityisesti Polygonati Rhizoma valmistetaan Polygonatum sibiricum Redouten, P. kingianum Coll.et Hemslin ja P. cyrtonema Huan juurakoista [7–9]. Kolmesta raa'asta perinteisestä yrtistä P. cystoma on optimaalinen sekä laadultaan että satoltaan, endeeminen Kiinassa (Keski- ja Itä-Kiinassa) ja sitä viljellään laajalti metsän alla [10]. Samaan aikaan P. sibiricum on levinnyt pääasiassa Pohjois-Kiinassa, Pohjois-Koreassa ja Mongoliassa [11]. Lisäksi P. kingianum, joka on myös kotoisin Etelä-Kiinasta, on levinnyt pääasiassa muun muassa Yunnanin, Sichuanin, Guizhoun ja Guangxin maakunnissa [12]. Tähän mennessä Polygonati Rhizomeen on saatavilla 365 erilaista kaupallista elintarviketuotetta ja yli 500 patenttia [13].

P. sibiricumin, P. kingianumin ja P. cyrtonema -lajin kypsät juurakot ovat keltaisia ​​ja haarautuneita, ja niitä on käsiteltävä yhdeksän höyrytys- ja kuivaussyklin strategialla [14]. Käsitellyt Polygonati-juurakot, joilla on tehostettu toiminta, ovat mustia, pehmeitä ja makeita aiheuttamatta kurkun ärsytystä (kuva 1) [15]. Toistuva höyrykäsittely voi vaikuttaa Polygonati Rhizoma -aktiivisten aineiden fysikaalis-kemiallisiin ominaisuuksiin ja bioaktiivisuuteen, koska polysakkaridien molekyylipainot, UV-absorptio ja antioksidanttiaktiivisuus lisääntyivät merkittävästi [16]. Jos tarkastellaan sakkaridien, fruktoosin (Fru) ja fosfolipidien kokonaismäärää tärkeimpinä laatuindikaattoreina, neljän höyrytys-kuivaussyklin pitäisi olla ihanteellinen tapa saada parempi maku, maku ja toimivuus [14]. Jos harkitaan antioksidantti- ja immunopotentiotoimintoja, kaksi jatkuvaa höyrytys-kuivaussykliä olisi paras valinta [17].

Kuva 1. Perinteinen kiinalainen lääketiede Polygonati Rhizoma: (A) juurakko; (B) Polygonati Rh

Polygonati Rhizoma sisältää monia bioaktiivisia aineita, kuten puriininukleosidia [18], hiilihydraatteja [19,20], bioflavonoideja [21], alkaloideja [22], saponiineja [23,24], ligniinejä, aminohappoja, peptidejä, antrakinonia, sydämen glykosideja. , vitamiinit ja erilaiset hapot [25,26]. Polysakkaridit ovat tärkeitä bioaktiivisia komponentteja ja Polygonati Rhizoman makean maun edistäjiä. Ne säätelevät pääasiassa aineenvaihduntaa, immunomoduloivaa, uupumusta ehkäisevää, ikääntymistä estävää, viruksia estävää, anti-inflammatorista, antioksidanttia, ateroskleroottista, maksan suojaa, hypolipidemiaa, antioksidantteja. - osteoporoosi, syövän vastainen, diabeteksen vastainen ja ateroskleroottinen toiminta [27–29]. Polysakkaridit toimivat myös arviointimarkkereina Polygonati Rhizoman ja "Yuzhun" (P. odoratum) laadunvalvonnassa [30,31]. Polygonati Rhizomaa on usein käytetty elintarviketeollisuudessa ainesosana tai lisäravinteena sen tonisoivan vaikutuksen ja makuominaisuuksien vuoksi, jotka johtuvat pääasiassa polysakkarideista [11,32]. Huomio Polygonati Rhizome -polysakkarideihin on kuitenkin edelleen riittämätöntä. Tämän katsauksen tarkoituksena oli tarjota päivitettyä ja kattavaa tietoa Polygonati Rhizoma -polysakkarideista, toivoen laajentavansa sen käyttöä funktionaalisena elintarvikkeena.

2. Polysakkaridifotosynteesi

Polygonati Rhizoma -polysakkaridien molekyylimekanismin ymmärtäminen molekyylitasolla on hyödyllistä moduloitaessa Polygonati Rhizoma -polysakkaridien saantoa ja ominaisuuksia laajamittaisessa tuotannossa. Polygonati Rhizoma -polysakkarideja kutsutaan usein P. sibiricum -polysakkaridiksi (PSP), P. cyrtonema -polysakkaridiksi (PCP) ja P. kingianum -polysakkaridiksi (PKP) [33]. PSP-pitoisuus korreloi positiivisesti fruktofuranosidaasin, fruktokinaasin, mannoosi-1-fosfaattiguanyylitransferaasin ja UDP-glukoosi-6-dehydrogenaasin ilmentymismallien kanssa, mutta korreloi negatiivisesti heksokinaasin ilmentymisen kanssa [34]. Suurin osa geenien erilaisesta ilmentymisestä P. sibiricumin juurakoiden eri osissa kohdistettiin "tärkkelys- ja sakkaroosiaineenvaihduntareitille" [35].

PSP:n biosynteesin aikana sakkaroosi muuttui D-Glu-6-fosfaatiksi (D-Glu-6P), D-Fruksi ja D-Gluksi; sitten D-Glu-6P muutettiin -D-Glu-1P:ksi fosfoglukomutaasilla tai D-Fru-6P:ksi Glu-6P-isomeraasin isomeraatiolla [35]. Lisäksi UDP-glukoosi-6-dehydrogenaasi ja UDP-glukuronihappo (GlcA) 4-epimeraasi saivat aikaan UDP-Glu-, UDP-GlcA- ja UDP-galakturonihapon (GalA) muuntamisen. Lopuksi nämä aktivoidut sokeriyksiköt koottiin kasvaviksi polysakkaridiketjuiksi vastaavien glykosyylitransferaasien avulla [35].

PKP-pitoisuus korreloi negatiivisesti kuitujuuren lukumäärän, varren halkaisijan, lehtien leveyden, lehden pituuden ja maanpäällisten osien tuorepainon kanssa [36]. On huomattava, että kasvuikä vaikutti suuresti polysakkaridien kertymiseen. 2–5-vuotiailla P. kingianum -kasveilla polysakkaridipitoisuus oli korkein 4-vuotiaissa kasveissa siementen lisääntymisen perusteella [36].

Transkriptomisekvensoinnin perusteella P. cyrtonema -bakteerista löydettiin 89 unigeeniä, jotka koodaavat polysakkaridibiosynteesiin liittyviä entsyymejä [37]. PCP-pitoisuus liittyi positiivisesti mannoosi-6-fosfaatti-isomeraasin, mevalonaattikinaasin, 4-hydroksi-3-metyylibut-2-enyylidifosfaattireduktaasin, UDP-apioosin/ksyloosisyntaasin ja GDP-L-fukoosisyntaasin ilmentymistasoihin. , hydroksimetyyliglutaryyli-CoA-syntaasi, (E)-4-hydroksi-3-metyylibut-2-enyylidifosfaattisyntaasi, 2-C-metyyli-D-erytritoli-2,4-syklodifosfaattisyntaasi ja farnesyylidifosfaattisyntaasi [37]. Myös polysakkaridien biosynteesiin osallistuvat UDP-glykosyylitransferaasit ja transkriptiotekijät tunnistettiin [38].

3. Polygonati Rhizoma -polysakkaridien kemia

3.1. Yhteenveto uuttamisesta ja puhdistamisesta

Perinteisesti Polygonati Rhizoma esikäsitellään kuumalla vedellä raakapolysakkaridien saamiseksi, minkä jälkeen se altistetaan etanolisaostukselle inaktiivisten aineiden ja proteiinien poistamiseksi [39]. Uuton tehokkuuteen voivat vaikuttaa useat tekijät, kuten lämpötila, aika, uuttotaajuus ja liuotin. Lämpötila, aika ja neste/kiintoaine-suhde vaihtelevat välillä 80–100 ◦C, 2–3 tuntia ja 1:(10–30) g/ml [30]. Samaan aikaan Polygonati Rhizoma -polysakkaridit puhdistetaan usein käyttämällä DEAE-Cellulose52-, DEAE-Sepharose Fast Flow -ioninvaihtokromatografiaa, Sephadex G-75 -geelisuodatuskromatografiaa ja Sephacryl G-150 -pylväskromatografiaa [40,41]. Lisäksi Polygonati Rhizoma -polysakkaridien uuttamiseen käytetään entsymaattista hydrolyysiuuttoa, ultraäänimurskaamista ja -uuttoa sekä mikroaaltoavusteista uuttamista [36]. Laimea lipeä voi parantaa saantoa tuhoamalla soluseinän ja helpottamalla Polygonati Rhizoma -polysakkaridien vapautumista soluista [36].

Eri tutkimuksissa on raportoitu olemassa olevien maksupalvelujen tarjoajien suurta vaihtelua, mikä saattaa johtua kypsyydestä, maantieteellisestä sijainnista, ympäristöolosuhteista, louhintamenetelmistä ja analyyttisista menettelyistä [30]. PSP uutettiin myös CO2-laukaisemilla kytkettävillä hydrofiilisillä liuottimilla, jotka sisälsivät amiineja ja vettä, ja saanto 399,2 mg/g saatiin kiinteä-neste-suhteella 1:20, uuttolämpötila 50 ◦C, ultraääniteho 500 W ja uuttoaika 60 minuuttia [42]. Polygonati Rhizoma -polysakkaridien suuren mittakaavan tai teollistumisen uutto- ja puhdistusmenetelmiä ei ole raportoitu. Näin ollen Polygonati Rhizoma -polysakkaridien uuttamiseen voitaisiin käyttää kehittynyttä uuttotekniikkaa, kuten vesipitoista kaksifaasiuuttoa [43,44], alikriittistä vesiuuttoa [45,46], pulssi-sähkökenttäavusteista uuttoa [47,48] ja kalvoa. erotustekniikka [49].

3.2. Polygonati Rhizoma -polysakkaridien rakenne

Polygonati Rhizoma -polysakkaridien rakenteet määritettiin usein happohydrolyysillä, Fourier-muunnos-infrapunaspektroskopialla, ydinmagneettisella resonanssilla (NMR) spektroskooppisilla analyyseillä, korkearesoluutioisella massaspektrometrialla, ultrakorkean suorituskyvyn nestekromatografialla - kvadrupoliloukku-tandem-massa/HspektrometryMS (PLRrometryMS) MS), korkean suorituskyvyn geelipermeaatiokromatografia, korkean erotuskyvyn nestekromatografia (HPLC)-fluoresenssiilmaisu ja esikolonni derivatisointi, happohydrolyysi yhdistettynä tehokkaaseen anioninvaihtokromatografiaan pulssi-amperometrisella ilmaisulla, metylaatioanalyysi yhdistettynä kaasukromatografiaan -massaspektrometria (GS-MS) sekä kemiallinen näyttö [50–54].

Polygonati Rhizoma -polysakkaridit ja oligosakkaridit voivat hajota monosakkarideiksi toistuvan höyrytysprosessin aikana [55]. Monosakkaridikoostumus erosi höyrytyksen jälkeen: Gal- ja -1,4-mannopyranoosin pitoisuus kasvoi ja Glu:n ja mannoosin (Man) pitoisuus laski, kun taas glykosidisidos -1,4-galaktopyranoosi ilmaantui [17]. FTIR-spektrit osoittivat, että Polygonati Rhizoma -polysakkarideilla oli eri esteröitymisaste [56]. Mikroaaltoavusteinen hajoamismenetelmä voisi alentaa PSP:n molekyylipainoa, mutta parantaa huomattavasti bioaktiivisuutta, kuten antioksidanttiaktiivisuutta [57]. PSP:llä, PCP:llä ja PKP:lla oli kaikilla kolmikierteiset rakenteet, joissa oli -D-fruktofuranosyyli (Fruf), -D-glukopyranoosi (Glcp, -D-galaktopyranoosisokerijäämät ja O-asetyyliryhmä [58].

PSP:tä on viisi tyyppiä, eli pektiini [59–61], fruktaani [29], glukogalaktomannaani [30], arabinogalaktaanityyppiset polysakkaridit [62] ja glukomannaanit [63]. Raaka-PSP sisältää hiilihydraatteja (85,1–88,3 prosenttia), proteiineja (4,51–11,9 prosenttia) ja uronihappoa (1,79–7,47 prosenttia) [36]. Metanolyysiä yhdistettynä TFA-hydrolyysimenetelmään voitaisiin käyttää pektiinin uuttamiseen [60,61]. PSP sisältää erilaisia ​​prosenttiosuuksia Man (62,3–76,3 prosenttia), Glu:ta (15,2–20,3 prosenttia), galaktoosia (Gal) (4,35–15,3 prosenttia) ja arabinoosia (Ara) (4.00–7,65 prosenttia). , ja pieniä määriä Fru:ta, ramnoosia (Rha), Xyliä, GalA:ta ja GlcA:ta sekä haarautuneita homogalaktaaneja ja galaktomannaaneja (taulukko 1) [36]. Toinen raportti osoitti, että raaka-PSP:ssä oli korkea Glu- (15,1 prosenttia), Gal- (29,6 prosenttia) ja Man-pitoisuus (36,1 prosenttia) [64]. Jokaisesta höyrytys-kuivaussyklistä uutetun PSP0-PSP9:n molekyylipaino vaihteli, mutta sillä oli samanlaiset rungot ja kemialliset ryhmät [65]. PSP:iden sekä biologinen että kemiallinen varianssi paljasti kuitenkin PSP0:n, PSP1-PSP4:n ja PSP5-PSP9:n huomattavan erottelun [65].

Taulukko 1. PCP-, PKP- ja PSP-polysakkaridien rakenteen vertailu.

PCP sisälsi pääasiassa Glu:ta, Mania, Rhaa, Gal:a, riboosia (Rib) ja Araa [66,67]. PCP muodostui haarautuneesta fruktaaniytimestä, jossa oli (2→6)-sidottu-D-Fruf-jäännöksiä joka kolmas (2→1)-sidottu-D-Fruf-jäännös, ja keskimääräinen polymeroitumisaste oli 28 [25]. PCP-1:ssä oli (2→1)-linkitetty -D-Fruf-runko sekä (2→6)-linkitetty -D-Fruf-sivuketjut, joissa sisäinen -D-Glcp kaulamyymälämuodossa [68] . PCP0-PCP5 (105 -107 Da), uutettu konduktiivisesti ja höyrytetty 0-5 kertaa, osoitti epäsäännöllisen pallomaista konformaatiota vesiliuoksessa [17,69]. Höyrytysprosessi johti merkittäviin rakenteellisiin muutoksiin PCP:ssä, mukaan lukien molekyylien hajoaminen, aggregoituminen ja depolymeroituminen [16]. PCP:n molekyylipainot muuttuivat toistuvan höyrytyksen aikana, ensin lisääntyen höyrytyksen myötä ja sitten pienentyen lisähöyrytyksen myötä [17]. P. cyrtonema fructan sisälsi (2 → 6) kytkeytyneen -D-Fruf-jäännöksen rungon sekä sisäisen -D-Glcp-jäännöksen ja kaksi (2 → 1) kytkettyä -D-Fruf-jäännöshaaraa [70]. P. cyrtonema galactan oli (1→4)-D-galaktaani haarautunut yhdellä -D-Galilla C-6:ssa noin joka yhdeksän pääketjun tähteessä [70].

PKP sisälsi pääasiassa Fru-, Glu-, Gal-, Man-, Xyl-, Ara-, Man- ja 1,2-link Glu:ta [71]

Tukipalvelu:

Sähköposti:wallence.suen@wecistanche.com

Whatsapp/Puh.: plus 86 15292862950

Myymälä:

https://www.xjcistanche.com/cistanche-shop