Abstrakti

Cistanche deserticola, joka tunnetaan myös nimellä aavikon ginseng, on hyvin tunnettu elintarvike- ja lääkeainehomologinen yrttimateriaali, jota käytetään laajalti perinteisissä itä-aasialaisissa tonic-valmisteissa. Ekinakosidin edustamat fenyylietanoidiglykosidit toimivat sen tunnusomaisina farmakologisesti aktiivisina yhdisteinä, joilla on antioksidanttisia, anti-inflammatorisia ja hermoja suojaavia biotoimintoja. Huono oraalinen biologinen hyötyosuus, joka johtuu alhaisesta vesiliukoisuudesta ja ruoansulatuskanavan metabolisesta hajoamisesta, rajoittaa kuitenkin vakavasti raakaöljyn käytännön tehoa.Cistanche deserticolajauhe. Mikrobien probioottifermentaatio edustaa lupaavaa biokonversiostrategiaa kasvien soluseinärakenteiden rikkomiseen, makromolekyylisten substraattien muuntamiseen, kohteena olevien fytokemikaalien rikastamiseen ja jauheen fysikaalis-kemiallisten ominaisuuksien, kuten huokoisuuden ja pinnan ominaisuuksien muokkaamiseen. Tässä tutkimuksessa seuloimme sopivia fermentaatiokantoja ja optimoimme vedenalaisen käymisparametritCistanche deserticolajauhe, ottaen ekinakosidipitoisuuden ensisijaiseksi arviointiindikaattoriksi. Lisäksi suoritettiin in vitro -liukenemistesti fermentoitujen yrttijauhetuotteiden liukenemiskäyttäytymisen karakterisoimiseksi. Kokeilutulokset osoittivat senLactobacillus plantarumkykeni nostamaan merkittävästi ekinakosidipitoisuutta fermentoidussa matriisissa. Sekä ekinakosidin liukenemisnopeus että kumulatiivinen liukenemisaste fermentoiduista jauhenäytteistä olivat selvästi parempia fermentoimattomaan raaka-aineeseen verrattuna. Vakaa ja skaalautuva fermentaatiotyönkulku luotiin onnistuneesti keskeisten bioaktiivisten ainesosien suunnattua rikastamista ja liukenemiskykyä parantamaan.Cistanche deserticolajauhe. Tämä tutkimus tarjoaa kriittistä teknistä tukea sovelluksen arvon laajentamiseenCistanche deserticolanykyaikaisilla funktionaalisten elintarvikkeiden ja ravintolisien markkinoilla.

Avainsanat: Cistanche deserticola; ekinakosidi;Lactobacillus plantarum; mikrobien käyminen; prosessin optimointi; biologinen hyötyosuus; in vitro -liukeneminen; yrttijauhe

1. Johdanto

Kasvava maailmanlaajuinen luonnollisten kasviperäisten ravintoaineiden kysyntä on jatkuvasti edistänyt perinteisistä kiinalaislääketieteen järjestelmistä peräisin olevien elintarvikelääketieteen homologisten kasviperäisten raaka-aineiden tutkimusta.Cistanche deserticola, Luoteis-Kiinan aavikkoalueilla kasvava pakollinen holoparasiittikasvi, jonka on dokumentoitu klassisessa yrttikirjallisuudessa sen tonisoivista vaikutuksista, kuten virkistävästä munuais-yangista ja veren esanssista. Nykyaikaiset farmakologiset tutkimukset ovat validoineet sen tärkeimpien sekundaaristen metaboliittien, erityisesti fenyylietanoidiglykosidien (PhG), useita terveyttä edistäviä bioaktiivisuuksia. Ekinakosidi ja akteosidi (verbaskosidi), kaksi hallitsevaa PhG-yhdistettä, jotka on eristettyCistanche deserticola, omaavat hyvin dokumentoidut antioksidanttiset, anti-inflammatoriset, hermostoa suojaavat ja lisääntymistä säätelevät vaikutukset solu- ja eläinkokeellisissa malleissa.

Vaikka ekinakosidilla on erinomainen farmakologinen potentiaali laboratoriomäärityksissä, sen oraalinen käyttö kohtaa huomattavia biologisen hyötyosuuden pullonkauloja. Olemassa olevat farmakokineettiset tiedot osoittavat, että ekinakosidi kärsii alhaisesta vesiliukoisuudesta ja on herkkä hydrolyyttiselle hajoamiselle maha-suolikanavan pH:n ja suoliston mikrobien metabolisen transformaation vaikutuksesta. Ekinakosidin ilmoitettu oraalinen biologinen hyötyosuus on jyrsijämalleissa alle 1,3 %, mikä heikentää merkittävästi suun kautta annetun raakaöljyn farmakologista tehoa in vivoCistanche deserticolamateriaaleja. Siksi toteuttamiskelpoisten prosessointitekniikoiden kehittäminen tehokkaan komponenttipitoisuuden ja liukenemisominaisuuden parantamiseksi tulee kriittinen haaste teollisuuden kehitykselle.Cistanche deserticola-pohjaiset toiminnalliset lisäravinteet.

Yrttijauheen mikronisointi on perinteinen fysikaalinen muokkaustekniikka kiinalaisille kasviperäisille raaka-aineille. Pienentämällä hiukkaskokoa ja suurentamalla ominaispinta-alaa jauhatuskäsittely voi parantaa sisäänrakennettujen bioaktiivisten aineosien liukenemistehokkuutta rajoitetusti. Pelkästään fysikaalinen jauhaminen ei kuitenkaan pysty rikkomaan jäykkää kasvin soluseinää kokonaan tai toteuttamaan soluseinämatriisien sisään jääneiden sitoutuneiden fytokemiallisten aineiden suunnattua biotransformaatiota.

Mikrobikäyminen, erityisesti maitohappobakteeri-avusteinen bioprosessointi, on saanut viime vuosina paljon huomiota nykyaikaisessa yrttikäsittelytutkimuksessa. Probioottinen käyminen voi erittää monimutkaisia ​​solunulkoisia entsyymisekoituksia, mukaan lukien sellulaasia, hemisellulaasia ja pektinaasia, jotka osittain hajottavat kasvien soluseinän polymeerikomponentteja. Tällainen biologinen hajoaminen vapauttaa fytokemikaaleja, jotka ovat alun perin sitoutuneet soluseinäverkkoihin. Samaan aikaan mikrobien metaboliset toiminnot voivat muuttaa makromolekyylien esiasteita, muuttaa jauheen pinnan morfologiaa, huokoisuutta ja hiukkasten pinnan fysikaalis-kemiallisia ominaisuuksia, jotka kaikki vaikuttavat edelleen kasviperäisten funktionaalisten ainesosien liukenemis- ja vapautumismalleihin. Lukuisat julkaistut julkaisut ovat osoittaneet, että maitohappobakteerifermentaatio voi lisätä eri kasviperäisten substraattien fenolien, flavonoidien tai glykosidien kokonaispitoisuutta, parantaa yhdisteiden liukoisuutta ja jopa vähentää ravitsemuksellisia tekijöitä tai lieviä myrkyllisiä komponentteja kasvimatriiseissa.

vartenCistanche deserticolaUseimmat olemassa olevat tutkimukset keskittyvät edelleen uuttoprosessin optimointiin, komponenttien tunnistamiseen tai raakauutteiden biologisen aktiivisuuden arviointiin. Suunnatun mikrobifermentoinnin systemaattinen tutkiminenCistanche deserticolajauhe ei vieläkään riitä. On edelleen epäselvää, kuinka keskeiset fermentaatioparametrit vaikuttavat tunnusmerkkiyhdisteen ekinakosidin rikastustehokkuuteen ja voisiko fermentatiivinen modifiointi parantaa sen in vitro -liukenemiskykyä, mikä korreloi läheisesti mahdollisen oraalisen biologisen hyötyosuuden kanssa.

Ekinakosidi valittiin keskeiseksi kohdemarkkeriyhdisteeksi nykyisessä työssämme siitä syystä, että se on edustavin fenyylietanoidiglykosidiaineosa, joka on vastuussa monista terveydellisistä eduista.Cistanche deserticola. Tässä asiakirjassa määriteltiin kolme suurta tutkimustavoitetta: ensinnäkin seuloa tehokkaita mikrobikantoja, jotka pystyvät rikastamaan ekinakosidiaCistanche deserticolajauhe matriisi; toiseksi optimoida systemaattisesti kriittiset teknologiset muuttujat (siirrostustilavuus, kiintoaine-nestesuhde, käymisen kesto, kiinteässä 37 asteen inkubointilämpötilassa) ja rakentaa vakaa, toistettavissa oleva upotettu käymisjärjestelmä; Kolmanneksi kohdeainesosan in vitro -liukenemisprofiilien arvioiminen käymiskäsittelyn jälkeen, jotta voidaan epäsuorasti varmistaa fermentaatioteknologian mahdollisuudet edistää fermentoitujen tuotteiden oraalista biologista hyötyosuutta.Cistanche deserticolajauhe. Tämän hankkeen kokeellisten tulosten odotetaan tarjoavan innovatiivisia teknisiä reittejä ja perustavanlaatuisia laboratoriotodisteita korkean tehon kaupallisten jauhemaisten ravintolisätuotteiden kehittämiseen.Cistanche deserticola.
 

2. Materiaalit ja menetelmät

2.1 Kasviraaka-aine, mikrobikannat ja kemialliset reagenssit

Kuivatut yrttiviipaleetCistanche deserticolahankittiin yhtiöltä Shandong Hongjie Chinese Herbal Pieces Co., Ltd., eränumero C397233281. Yrttiviipaleet jauhettiin edelleen hienoksi jauheeksi ennen käymiskokeita. TestikantaLactobacillus plantarumoli aiemmin eristetty ja säilytetty Jinanin yliopiston Biological Science and Technology Collegen laboratoriossa. De-Man-Rogosa-Sharpe (MRS) -bakteeriviljelyalusta ostettiin yhtiöltä AoBoxing Biotechnology Co., Ltd., Peking, Kiina. Ekinakosidivertailustandardi (HPLC-puhtaus suurempi tai yhtä suuri kuin 98 %) hankittiin Yuanye Bio-Technology Co., Ltd.:ltä Shanghaista Kiinasta. Kromatografialaatuista asetonitriiliä, analyyttistä laatua olevaa fosforihappoa ja muita epäorgaanisia kemiallisia aineita toimitti Sinopharm Chemical Reagent Group Co., Ltd. Laboratoriovedenpuhdistuslaitteella tuotettu ultrapuhdas vesi käytettiin kaikissa liuoksen valmistusoperaatioissa.

2.2 Bakteerien aktivointi ja valmisteluLactobacillus plantarumjousitus

Yksi säilynyt bakteeripesäkeLactobacillus plantarumpoimittiin kiinteältä MRS-agarlevyltä ja siirrostettiin steriiliin nestemäiseen MRS-elatusaineeseen. Nestemäistä bakteeriviljelmää inkuboitiin termostaattisessa ravistusinkubaattorissa alle 37 asteessa, ravistelunopeudella 160 r/min 24 tuntia. Viljelyn jälkeen bakteerisuspension solutiheys saavutti noin \\(10^{8}\\) CFU/ml (pesäkkeitä muodostavia yksiköitä millilitraa kohti). Valmistettua bakteerisuspensiota säilytettiin väliaikaisesti 4 asteen jäähdytysolosuhteissa myöhempää fermentaatioinokulaatiotyötä varten.

2.3 Upotetun käymisjärjestelmän perustaminenCistanche deserticolajauhe

80 gCistanche deserticolajauhemainen raaka-aine punnittiin ja siirrettiin yhden litran Erlenmeyer-kolviin, sekoitettiin puhdistettuun veteen massa-tilavuussuhteella 1:5 (g/ml). Sekoitettu liete steriloitiin korkeapaineisessa höyrytilassa 121 asteessa 25 minuuttia. Autoklaavisteriloinnin jälkeen käymissubstraatit jäähdytettiin ympäristön lämpötilaan . 6 ml esivalmistettunaLactobacillus plantarumbakteerisuspensio lisättiin kokeelliseen fermentaatioryhmään; nollakontrolliryhmä sai vastaavan määrän steriiliä deionisoitua vettä bakteerisiirrosteen sijasta. Fermentaatio-inkubaatio eteni vakaassa 37 asteen ympäristössä. Näyteerät kerättiin päivänä 3, päivänä 4, päivänä 5 ja päivänä 6 fermentaation etenemisen ajan. Kerättyjä fermentointinestenäytteitä sentrifugoitiin nopeudella 12 000 r/min 10 minuuttia, ja supernatanttifraktiot kerättiin ja säilöttiin myöhempää HPLC-kvantitatiivista ekinakosidipitoisuuden määritystä varten.

2.4 Ekinakosidin korkean suorituskyvyn nestekromatografia (HPLC)

Agilent 1260 korkean suorituskyvyn nestekromatografiajärjestelmää (Agilent Technologies, Waldbronn, Saksa), joka oli varustettu YMC-Pack ODS-A -kromatografiapylväällä (hiukkaskoko 5 μm, kolonnin mitat 4,6 mm × 100 mm), käytettiin ekinakosidin kvantitatiiviseen analyysiin. Mobiilifaasijärjestelmä koostui liuottimesta A: 0,2 % vesipitoinen fosforihapon liuos; liuotin B: kromatografialaatuinen asetonitriili. Liikkuvan faasin gradienttieluointimenettely asetettiin seuraavasti: 0 min - 15 min: ylläpitää 95 % liikkuvaa vaihetta A; 15 min-28 min: lineaarinen gradienttisiirtymä 95 % A:sta 85 % A:iin; 28 min–45 min: lineaarinen gradienttisiirtymä 85 % A:sta 80 % A:iin; 45 min–45,01 min: lineaarinen gradienttisiirtymä 80 % A:sta 77 % A:iin; 45,01 min–55 min: lineaarinen gradienttisiirtymä 77 % A:sta takaisin 95 %:iin A.

Liikkuvan faasin virtausnopeus säädettiin arvoon 1,0 ml/min; kolonniuunin lämpötila stabiloitiin 30 asteeseen; havaitsemisen ultraviolettiaallonpituus kiinnitettiin 280 nm:iin; näytteen injektiotilavuus jokaisessa ajossa oli 30 µl. Ulkoisen standardin kalibrointikäyrämenetelmää käytettiin ekinakosidipitoisuuden laskemiseen fermentaatiosupernatanttinäytteissä.

2.5 Fermentaatioparametrien yhden tekijän kokeellinen optimointi

Toteutettiin yhden tekijän vaihtelevan vuorottelun kokeellinen suunnittelu, jossa ekinakosidipitoisuus mitattiin fermentaation supernatantista, joka valittiin ensisijaiseksi vasteindikaattoriksi. Kaikki fermentaatioinkubaatiot pidettiin vakiolämpötilassa 37 asteessa.

Inokulaatiotilavuuden gradienttitesti: kiinteän nesteen suhde vahvistettiin 1:5 (g/ml), fermentaatio-inkubointiajaksi 4 päivää. Inokulaatiotilavuusgradientti asetettiin: 1 ml, 3 ml, 5 ml, 7 ml, 9 ml valmistettua \\(10^{8}\\) CFU/ml bakteerisuspensiota, jotta voidaan arvioida siirrostuksen tilavuuden vaikutus kohdeyhdisteen kertymiseen.

Kiintoaine-neste-suhteen gradienttitesti: ymppäystilavuus vahvistettiin 3 ml:ksi, fermentaation kestoksi 4 päivää. Kiinteä-neste-suhteen gradientit sisälsivät 1 : 3, 1 : 5, 1 : 8, 1 : 10, 1 : 12 (g/ml), substraatti-vesi-suhteen vaikutusten tutkimiseksi.

Käymisaikagradienttitesti: inokulaatiotilavuus kiinteästi 3 ml, optimaalinen kiinteän nesteen suhde 1:5 (g/ml), joka saatiin aikaisemmista testeistä, käytettiin. Fermentaatioaikagradientti kattoi 2 d, 3 d, 4 d, 5 d, 6 d ekinakosidin dynaamisen kertymistrendin tutkimiseksi inkubaatioajan pidentämisen ohella.

Kunkin fermentointikokeen päätyttyä näytteet sentrifugoitiin, supernatanttineste kerättiin ja ekinakosidipitoisuuden kvantitatiiviselle HPLC-mittaukselle suoritettiin. Jokainen kokeellinen käsittely suoritettiin biologisena kolmena rinnakkaisena.

2.6 In vitro -liukenemisarviointi

Seulottujen optimaalisten fermentaatioteknisten parametrien alla, fermentoituCistanche deserticolajauhenäyte valmistettiin. Fermentoitumaton yrttijauhe toimi negatiivisena kontrollinäytteenä. In vitro -liukenemistesti suoritettiin vertaamaan ekinakosidin liukenemisnopeutta ja kumulatiivista liukenemisastetta fermentoidun tuotteen ja alkuperäisen jauhemateriaalin välillä. Liukenemisväliaineen näytteenottoaikapisteet järjestettiin merkitsemään merkkiyhdisteen dynaamista vapautumiskäyttäytymistä. HPLC-analyysi otettiin käyttöön ekinakosidipitoisuuden määrittämiseksi liukenemisväliaineessa kullakin aikapisteellä liukenemisnopeuden ja kumulatiivisen liukenemisprosentin laskemiseksi.

2.7 Tilastollinen analyysi

Kokeelliset aineistot käsiteltiin SPSS 22.0 -tilastoohjelmistolla. Yksisuuntainen varianssianalyysi (ANOVA) suoritettiin merkitsevyyden vertailua varten eri koeryhmien välillä.P < 0.05 was defined as statistically significant difference, and P < 0.01 represented extremely significant difference condition. Origin 2018 software was used for plotting experimental trend graphs. All numerical data were presented as mean value ± standard deviation.

3. Tulokset

3.1 Alustava fermentaatiovertailu koeryhmän ja nollakontrolliryhmän välillä

Alustavat vedenalaisen käymiskokeen tulokset osoittivat, että koeryhmä inokuloitiinLactobacillus plantarumsaavutti huomattavasti korkeamman ekinakosidipitoisuuden verrattuna siirrostamattomaan nollakoekontrolliryhmään koko näytteenottoajankohdan. Bakteerifermentoidun näytteen ekinakosidipitoisuus saavutti huomattavan tilastollisen eron nollakontrolliin verrattuna toisesta inkubaatiopäivästä alkaen (P < 0.05). The blank control group only exhibited slight spontaneous fluctuation of echinacoside concentration, without obvious enrichment phenomenon, which verified that metabolic activity of inoculated Lactobacillus plantarumauttoi ekinakosidin suunnattua rikastumista sisälläCistanche deserticolajauhekäymismatriisi.

3.2 Inokulaatiomäärän vaikutus ekinakosidin kertymiseen

Inokulaatiotilavuuden yhden tekijän kokeessa ekinakosidin pitoisuus nousi nopeasti, kun rokotustilavuus nousi 1 ml:sta 3 ml:aan ja saavutti huippuarvon \\(43,64\\pm0,15\\) mg/ml 3 ml:n inokulaatioannoksella. Kun ymppäystilavuus nousi jatkuvasti yli 3 ml:n, havaittu ekinakosidipitoisuus osoitti asteittaista laskua. Liian suuri rokotusannos aiheuttaisi kovaa kilpailua rajallisista ravintoresursseista fermentaatiojärjestelmässä, häiritsee aineenvaihduntaa ja hillitsisi kohdekomponenttien rikastamisen tehokkuutta. Siksi 3 ml siirrostustilavuus (bakteeritiheys noin \\(10^{8}\\) CFU grammaa substraattimatriisia kohti) valittiin optimaaliseksi siirrostustilavuusparametriksi myöhempiä kokeita varten.

3.3 Kiintoaine-neste-suhteen vaikutus ekinakosidin kertymiseen

Kiinteä-neste-suhteen yksitekijätesti osoitti, että ekinakosidipitoisuus saavutti maksimiarvon \\(40,42\\pm0,15\\) mg/ml kiinteän nesteen suhteen ollessa 1 : 5 (g/ml). Jos kiintoaine-neste-suhde oli liian korkea (riittämätön nestemäinen väliaine), substraattilietteen viskositeetti oli liian korkea, mikä vaikeutti massan siirtoa, bakteerien lisääntymistä ja aine-transformaatioreaktioita. Kun nesteen osuus tuli liian suureksi (alhainen kiintoaine-neste-suhde), substraatin ravintoainepitoisuus laimeni liikaa, mikä myös alensi ekinakosidin lopullista rikastumistasoa. Tästä syystä kiintoaine-neste-suhde 1:5 (g/ml) vahvistettiin sopivimmaksi substraatti-vesi-suhdeolosuhteiksi.

3.4 Fermentaatio-inkubaatioajan vaikutus ekinakosidin kertymiseen

Yllä määritettyjen siirrostustilavuuden ja kiinteän aineen ja nesteen suhdeparametrien perusteella tarkkailtiin ekinakosidipitoisuuden dynaamista muutosta fermentaatioajan kuluessa. Ekinakosidipitoisuus nousi jatkuvasti ja saavutti maksimiarvon \\(43,33\\pm0,20\\) mg/ml 5. fermentaatioinkubaatiopäivänä. Saavutettuaan 6 päivän inkubaatioajankohdan mitattavissa oleva ekinakosidipitoisuus laski kohtalaisesti, mikä johtui glykosidiyhdisteiden osittaisesta hajoamisesta, joka aiheutui pitkittyneestä mikrobien metabolisesta vaikutuksesta. Näin ollen optimaalinen fermentaation inkubaation kesto määritettiin 5 päivää 37 asteen lämpötilassa.

Syntetisoi kaikki yksitekijäiset optimointitulokset, kattavat optimaaliset upotetun käymisen teknologiset olosuhteetCistanche deserticolajauhe tehtiin yhteenvetona: ymppäystilavuus 3 ml (noin \\(10^{8}\\) CFU/g substraattia), kiinteä-neste-suhde 1:5 (g/ml), vakio inkubaatiolämpötila 37 asteessa, fermentaation kesto 5 päivää.

3.5 In vitro -liukenemiskokeellinen arviointi

Yllä mainitun optimaalisen fermentoinnin työnkulun mukaisesti fermentoituCistanche deserticolajauhenäyte tuotettiin in vitro -liukenemisarviointia varten. Fermentoitumattomaan yrttijauheeseen verrattuna fermentoidulla jauhenäytteellä oli selvästi korkeampi liukenemisnopeus ja suurempi kumulatiivinen liukenemisaste merkkiyhdisteen ekinakosidille. Tämä havainto viittasi siihen, että probioottinen käymiskäsittely muutti yrttijauhematriisin fysikaalis-kemiallisia ominaisuuksia ja paransi tärkeimmän bioaktiivisen ainesosan ekinakosidin liukenemis- ja vapautumiskykyä, mikä viittaa sen potentiaaliin parantaa oraalista biologista hyötyosuutta.

4. Keskustelu

Tässä työssäLactobacillus plantarumtodettiin tehokkaaksi fermentaatiokannaksi ekinakosidin suuntaiseen rikastamiseenCistanche deserticolajauhemainen substraatti. Aiemman julkaistun kirjallisuuden mukaan maitohappobakteerifermentaatio voi erittää useita hydrolyyttisiä entsyymejä hajottaakseen jäykkiä kasvien soluseinän rakenteellisia polymeerejä, kuten selluloosaa ja pektiiniä, mikä vapauttaa fytokemiallisia ainesosia, jotka ovat loukkuun soluseinäverkostojen sisällä. Toisaalta mikrobien metabolinen transformaatio voi muuttaa prekursoriaineita kohde-fenyylietanoidiglykosidituotteiksi, mikä yhdessä myötävaikuttaa kohonneeseen ekinakosidipitoisuuteen fermentoidussa supernatantti-PMC:ssä.

Inokulaatioannostelu, kiinteän ja nestemäisen substraatin ja veden suhde ja fermentoinnin inkubaatioaika vaikuttivat merkittävästi ekinakosidin lopulliseen rikastustehokkuuteen. Liian pieni inokulaatiomäärä johtaa riittämättömään elävien bakteeripopulaatioiden määrään, mikä johtaa riittämättömään biokonversiokapasiteettiin. Liian suuri inokulaatiomäärä laukaisee rajua lajinsisäistä ravinnekilpailua fermentaatiojärjestelmässä, ja massiivinen aineenvaihdunnan sivutuotteiden kertyminen voi kiihdyttää ekinakosidiglykosidimolekyylien osittaista hajoamista. Kiinteän ja nesteen suhde säätelee suoraan järjestelmän viskositeettia, massansiirtotehokkuutta ja ravinnepitoisuuden tilaa. Liian pitkä fermentaatio-inkubointi aiheuttaa kohdeglykosidiyhdisteen sekundaarista hajoamista, mikä selittää ekinakosidipitoisuuden laskun viiden päivän inkubaation jälkeen aikagradienttikokeessamme. Siksi näiden kolmen keskeisen prosessiparametrin tarkka hallinta on välttämätöntä vakaan, runsaasti ekinakosideja sisältävän fermentoidun valmistuksen saamiseksi.Cistanche deserticolajauhetuotteet.

In vitro -liukenemistestituloksemme osoittivat, että fermentoidulla jauheella oli parempi ekinakosidin liukenemis-vapautumiskäyttäytyminen verrattuna alkuperäiseen käymättömään raakajauheeseen. Tällainen parannus voi johtua useista syistä: mikrobien entsyymien aiheuttama soluseinän osittainen hajoaminen muuttaa jauheen mikromorfologiaa, lisää hiukkasten pinnan huokoisuutta ja ominaispinta-alaa ja vähentää fyysistä estettä ainesosien liukenemiselle. Samaan aikaan mikrobien aineenvaihduntaprosessit voivat muuttaa jauheen pinnan kemiallisia ominaisuuksia, mikä edelleen edistää fenyylietanoidiglykosidimolekyylien liukenemista vesifaasiin. On korostettava, että in vitro -liukenemiskoe tarjoaa vain epäsuoraa näyttöä biologisen hyötyosuuden paranemisesta. Todellinen in vivo oraalinen biologinen hyötyosuus edellyttää edelleen farmakokineettisiä eläinkokeita tai ihmisen interventiotutkimusta kiinteän validoinnin varmistamiseksi.

Nykyiselle tutkimuksellemme on edelleen useita rajoituksia. Tässä projektissa käytettiin yhden tekijän optimointia vasteen pinnan monitekijävuorovaikutusanalyysin sijaan, eikä eri fermentaatiomuuttujien välisiä interaktiivisia vaikutuksia ole arvioitu kvantitatiivisesti. Lisäksi keskityimme pääasiassa markkeriyhdisteen ekinakosidin kvantitatiiviseen muutokseen; Tässä tutkimuksessa ei suoritettu kattavaa metabolomiikan profilointia koko fermentoidun jauheen metabolisen profiilin muutokselle. Lisätutkimukset voisivat ottaa käyttöön LC-MS:n kohdentamattoman metabolomiikan teknologian, joka paljastaa järjestelmällisesti täyden mittakaavan metaboliitin vaihtelunLactobacillus plantarumkäyminenCistanche deserticolajauhe. Lisäksi seurantatyössä on suoritettava eläinfarmakokineettisiä kokeita fermentoitujen aineiden todellisten oraalisen biologisen hyötyosuuden parametrien laskemiseksi.Cistanche deserticolajauheena ja suorittaa farmakologisten vaikutusten varmistuskokeita, kuten antioksidantti-, väsymys- tai hermostoa suojaavan aktiivisuuden arviointi.

Teollisen sovelluksen näkökulmasta tämä optimoitu vedenalainen käymisprosessi tarjoaa toteuttamiskelpoisen teknisen tavan päivittääCistanche deserticola- liittyviä funktionaalisia elintarvikkeiden raaka-aineita. Kaupallisessa valmistuksessa myöhemmissä teknisissä tutkimuksissa on keskityttävä käymisen työnkulun skaalaustarkistukseen, sopivan käymisen jälkeisen kuivaustekniikan (tyhjiöpakastekuivaus tai sumutuskuivaus) tutkimiseen, fermentoitujen valmiiden jauhetuotteiden varastoinninkestävyyden arvioimiseen, jotta voidaan tukea laajamittaista teollista tuotantoa.

5. Johtopäätökset

Kannatusseulontakoe osoitti senLactobacillus plantarumvoi tehokkaasti edistää ekinakosidin sisällä olevan tärkeimmän bioaktiivisen merkkiaineen suunnattua rikastumistaCistanche deserticolajauhekäymismatriisi.

Yhden tekijän vaihtelevan vuorottelun optimointikokeella määritettiin vakaat upotettu käymisparametritCistanche deserticolajauhe: ymppäystilavuus 3 ml (bakteeritiheys \\(10^{8}\\) CFU/g substraattia), kiinteän nesteen suhde 1:5 (g/ml), inkubointilämpötila 37 astetta, fermentaatioaika 5 päivää. Näissä optimoiduissa olosuhteissa ekinakosidipitoisuus saavutti merkittävän nousun (P < 0.01).

In vitro -liukenemisarviointi osoitti, että fermentoidulla jauhenäytteellä oli nopeampi ekinakosidin liukenemisnopeus ja korkeampi kumulatiivinen liukenemisaste fermentoimattomaan raaka-aineeseen verrattuna, mikä osoitti lupaavia mahdollisuuksia parantaa oraalista biologista hyötyosuutta.Cistanche deserticolabioaktiiviset aineosat.

Tämä tutkimus luo vakaan probioottisen käymisteknologianCistanche deserticolajauhe, tarjoaa uuden teknisen ratkaisun raaka-aineen alhaisen hyötyosuuden pullonkaulan voittamiseksiCistanche deserticolayrttijauhetta ja tarjoaa laboratoriomittakaavan kokeellisen perustan arvokkaiden funktionaalisten ravinto- ja ravintolisätuotteiden kehittämiseen.Cistanche deserticola.

Kiitokset

Tätä tutkimustyötä tuki taloudellisesti Shandongin maakunnan teknologian innovaation ohjausprojekti (Grant No. YDZX2024111); Shandongin maakunnan keskeinen tutkimus- ja kehitysohjelma (apuraha nro. 2023TSGC041, 2023TSGC053).

Eturistiriidat

Kirjoittajat ilmoittavat, että ne eivät ole eturistiriitoja.

Viitteet

[1] Kiinan farmakopeakomissio. Kiinan kansantasavallan farmakopea (nide I)[M]. Peking: Kiina Medical Science Press; 2020.

[2] Wang Y. Ekinakosidin tehokkuus- ja mekanismitutkimus rottien spermatogeeniseen toimintahäiriöön [D]. Yanji: Yanbian University; 2020.

[3] Gulinuer Mutelifu et ai. Ekinakosidin ikääntymistä ehkäisevä mekanismi [J]. Chinese Journal of Emergency in Traditional Chinese Medicine, 2020, 20(3):140-143.

[4] Zhang N, Chen Z, Hui C, et ai. Ekinakosidin neuroprotektiiviset vaikutukset MPTP:n aiheuttamia hermovaurioita vastaan ​​hiirillä [J]. Neuropsykiatrinen sairaus ja hoito, 2021, 17:1779-1792.

[5] Chen H, Wang YL. Ekinakosidin hermoja suojaava mekanismi selkäytimen vaurioituneille rotille PI3K-Akt-eNOS-signalointireitin kautta[J]. Chinese Journal of Modern Applied Pharmacy, 2021, 28(10): 1721-1725.

[6] Li G, Wan B, Han L, et ai. Ekinakosidi lievitti LPS:n aiheuttamaa suoliston epiteelin tulehdusta ja solujen apoptoosia rottamallissa [J]. Biomedicine & Pharmacotherapy, 2021, 140: 111622.

[7] Li W, Zhou J, Zhang Y, et ai. Ekinakosidilla on kasvainten vastaista aktiivisuutta maksasyövän soluissa estämällä mTOR/STAT3-reittiä [J]. International Journal of Molecular Sciences, 2021, 22(1): 304.

[8] Wang Y, Wang F, Ma L C. Perinteisen kasviperäisen lääketieteen kemiallinen ainesosaanalyysi ennen ja jälkeen mikrobifermentaation perustuen LC-MS/MS:ään[J]. Molecules, 2022, 28(1).

[9] Cao G, Xu J, et ai. Mikrobiyhteisön peräkkäisyys ja alkaloidiaineen muuntuminen yrtin käymisen aikanaLactobacillus plantarum[J]. Letters in Applied Microbiology, 2020, 70(4):318-325.

[10] Okamoto T, Sugimoto M, Noda S, et ai. Vuonna syntyneet interleukiini-8:n vapautumisen estäjätArtemisia princepspampanini-uute fermentoituLactobacillus plantarumSN13T[J]. Mikrobiologian rajat, 2020.