Astratt

Cistanche deserticola, magħruf ukoll bħala ġinseng tad-deżert, huwa materjal veġetali omologu għall-mediċina tal-ikel magħruf sew applikat b'mod wiesa 'f'formulazzjonijiet toniċi tradizzjonali tal-Asja tal-Lvant. Phenylethanoid glycosides rappreżentati minn echinacoside iservu bħala l-komposti farmakoloġikament attivi tiegħu, li jeżerċitaw bijofunzjonijiet antiossidanti, anti-infjammatorji u newroprotettivi. Madankollu, bijodisponibilità orali fqira li toriġina minn solubilità baxxa fl-ilma u degradazzjoni metabolika gastrointestinali tirrestrinġi b'mod sever l-effikaċja tal-applikazzjoni prattika tal-materja prima.Cistanche deserticolatrab. Il-fermentazzjoni probijotika mikrobjali tirrappreżenta strateġija ta 'bijokonverżjoni promettenti biex tkisser l-istrutturi tal-ħajt taċ-ċelluli tal-pjanti, tittrasforma sottostrati makromolekulari, tarrikkixxi l-fitokimiċi fil-mira u timmodifika l-proprjetajiet fiżikokimiċi tat-trab bħall-porosità u l-karatteristiċi tal-wiċċ. F'din ir-riċerka, aħna skrinjati razez ta 'fermentazzjoni xierqa u parametri ta' fermentazzjoni mgħaddsa ottimizzati għalCistanche deserticolatrab, filwaqt li l-konċentrazzjoni ta 'echinacoside bħala indikatur primarju ta' evalwazzjoni. Barra minn hekk, sar ittestjar ta' dissoluzzjoni in-vitro biex jikkaratterizza l-imġiba ta' dissoluzzjoni ta' prodotti ta' trab tal-ħxejjex iffermentati. Ir-riżultati sperimentali wrew danLactobacillus plantarumkien kapaċi jgħolli b'mod sinifikanti l-kontenut ta 'echinacoside f'matriċi iffermentata. Kemm ir-rata ta 'dissoluzzjoni kif ukoll il-firxa kumulattiva ta' dissoluzzjoni ta 'echinacoside minn kampjuni ta' trab iffermentat kienu notevolment superjuri meta mqabbla ma 'materja prima mhux iffermentata. Ġie stabbilit b'suċċess fluss tax-xogħol ta' fermentazzjoni stabbli u skalabbli għal arrikkiment direzzjonali ta' ingredjenti bijoattivi ewlenin u titjib tal-prestazzjoni ta' dissoluzzjoni ta'Cistanche deserticolatrab. Dan l-istudju jagħti appoġġ tekniku kritiku għall-espansjoni tal-valur tal-applikazzjoniCistanche deserticolafis-swieq moderni tal-ikel funzjonali u tas-supplimenti tad-dieta.

Kliem ewlieni: Cistanche deserticola; echinacoside;Lactobacillus plantarum; fermentazzjoni mikrobjali; ottimizzazzjoni tal-proċess; bijodisponibilità; xoljiment in-vitro; trab tal-ħxejjex

1. Introduzzjoni

Id-domanda globali dejjem tikber tal-konsumatur għal nutraċewtiċi naturali derivati ​​mill-pjanti imbuttat kontinwament ir-riċerka dwar materja prima veġetali omologa tal-mediċina tal-ikel li toriġina minn sistemi tal-mediċina tradizzjonali Ċiniża.Cistanche deserticola, pjanta oloparasitika obbligatorja li tikber fir-reġjuni tad-deżert tal-Majjistral taċ-Ċina, ġiet iddokumentata f'letteraturi erbali klassiċi għall-effetti toniċi tagħha inklużi t-tonifikazzjoni tal-kliewi-yang u l-mili tal-essenza tad-demm. Investigazzjonijiet farmakoloġiċi kontemporanji vvalidaw bijoattivitajiet multipli li jippromwovu s-saħħa tal-metaboliti sekondarji ewlenin tiegħu, speċjalment il-glikożidi feniletanojdi (PhGs). Echinacoside u acteoside (verbascoside), żewġ komposti PhG predominanti iżolati minnCistanche deserticola, jippossjedu effetti antiossidanti, anti-infjammatorji, newro-protettivi u li jirregolaw ir-riproduzzjoni dokumentati sew f'mudelli sperimentali ċellulari u fuq l-annimali.

Anki jekk l-echinacoside juri potenzjal farmakoloġiku eċċellenti fl-analiżi tal-laboratorju, l-applikazzjoni orali tiegħu tiltaqa 'ma' ostakoli prominenti tal-bijodisponibilità. Dejta farmakokinetika eżistenti tindika li l-echinacoside ibati minn solubilità fl-ilma baxxa, u huwa vulnerabbli għal dekompożizzjoni idrolitika taħt pH gastrointestinali u trasformazzjoni metabolika mikrobjali intestinali. Il-valur rapportat tal-bijodisponibilità orali ta’ echinacoside jibqa’ taħt 1.3 % f’mudelli ta’ annimali gerriema, li ddgħajjef sostanzjalment il-qawwa farmakoloġika in-vivo ta’ mhux ipproċessat amministrat mill-ħalq.Cistanche deserticolamaterjali. Għalhekk, l-iżvilupp ta’ teknoloġiji ta’ pproċessar fattibbli biex itejbu l-kontenut effettiv tal-komponenti kif ukoll il-proprjetà ta’ xoljiment isir sfida kritika għall-iżvilupp industrijali ta’Cistanche deserticolaSupplimenti funzjonali bbażati fuq.

Il-mikronizzazzjoni tat-trab tal-ħxejjex hija teknika ta 'modifika fiżika konvenzjonali għal materja prima veġetali Ċiniża. Billi tnaqqas id-dimensjoni tal-partiċelli u tkabbar l-erja tal-wiċċ speċifika, it-trattament ta 'polverizzazzjoni jista' jtejjeb l-effiċjenza ta 'dissoluzzjoni ta' kostitwenti bijoattivi inkorporati sa ċertu punt. Madankollu, it-tħin fiżiku waħdu ma jistax ikisser il-ħajt taċ-ċelluli riġidu tal-pjanti kompletament jew iwettaq bijotrasformazzjoni direzzjonali ta 'sustanzi fitokimiċi marbuta maqbuda ġewwa matriċi tal-ħajt taċ-ċelluli.

Il-fermentazzjoni mikrobjali, speċjalment il-bijoproċessar assistit mill-batterji tal-aċidu lattiku, tiġbed attenzjoni estensiva fir-riċerka moderna tal-ipproċessar tal-ħxejjex f'dawn l-aħħar snin. Il-fermentazzjoni probijotika tista 'tnixxi cocktails kumplessi ta' enzimi extraċellulari inklużi cellulase, hemicellulase u pectinase, li jiddegradaw parzjalment il-komponenti polimeriċi tal-ħajt taċ-ċelluli tal-pjanti. Tali degradazzjoni bijoloġika tirrilaxxa fitokimiċi oriġinarjament marbuta fin-netwerks tal-ħajt taċ-ċelluli. Sadanittant, attivitajiet metaboliċi mikrobiċi jistgħu jittrasformaw il-prekursuri makromolekulari, jimmodifikaw il-morfoloġija tal-wiċċ tat-trab, il-porosità u l-karatteristiċi fiżikokimiċi tal-wiċċ tal-partiċelli, li kollha jinfluwenzaw aktar ix-xejriet ta 'dissoluzzjoni u rilaxx ta' ingredjenti funzjonali erbali. Bosta dokumenti ppubblikati wrew li l-fermentazzjoni tal-batterji tal-aċidu lattiku tista 'żżid il-kontenut totali ta' fenoliċi, flavonojdi jew glikosidi ta 'sottostrati tal-ħxejjex differenti, ittejjeb is-solubilità tal-komposti, u saħansitra tnaqqas fatturi anti-nutrizzjonali jew komponenti tossiċi ħfief f'matriċi tal-pjanti.

GħalCistanche deserticolamaterjal, il-biċċa l-kbira tal-istudji eżistenti għadhom jiffokaw fuq l-ottimizzazzjoni tal-proċess tal-estrazzjoni, l-identifikazzjoni tal-komponenti, jew l-evalwazzjoni tal-attività bijoloġika tal-estratti mhux raffinati. Esplorazzjoni sistematika dwar fermentazzjoni mikrobjali direzzjonali taCistanche deserticolatrab għadu insuffiċjenti. Għadu mhux ċar kif il-parametri ewlenin tal-fermentazzjoni jinfluwenzaw l-effiċjenza tal-arrikkiment tal-kompost markatur tal-firma echinacoside, u jekk il-modifika fermentattiva tistax ittejjeb il-prestazzjoni ta 'dissoluzzjoni in vitro tagħha li tikkorrelata mill-qrib mal-bijodisponibilità orali potenzjali.

Echinacoside intgħażel bħala l-kompost ewlieni tal-markatur fil-mira fix-xogħol preżenti tagħna, għar-raġuni li huwa l-kostitwent phenylethanoid glycoside l-aktar rappreżentattiv responsabbli għal benefiċċji multipli tas-saħħa ta 'Cistanche deserticola. F'dan id-dokument ġew definiti tliet għanijiet ta' riċerka ewlenin: l-ewwel, li jiġu skrinjati razez mikrobjali ta' effiċjenza għolja li kapaċi tarrikkixxi l-echinacoside f'Cistanche deserticolamatriċi tat-trab; it-tieni, biex jottimizza sistematikament varjabbli teknoloġiċi kritiċi (volum ta 'inokulazzjoni, proporzjon solidu-likwidu, tul ta' fermentazzjoni, taħt temperatura ta 'inkubazzjoni fissa ta' 37 grad), u tibni sistema ta 'fermentazzjoni mgħaddsa stabbli u ripetibbli; it-tielet, biex jevalwaw il-profili ta 'dissoluzzjoni in-vitro tal-kostitwent fil-mira wara t-trattament tal-fermentazzjoni, sabiex jivverifikaw indirettament il-potenzjal tat-teknoloġija tal-fermentazzjoni għall-promozzjoni tal-bijodisponibilità orali tal-fermentazzjoniCistanche deserticolatrab. Riżultati sperimentali minn dan il-proġett huma mistennija li jipprovdu rotot tekniċi innovattivi u evidenza fundamentali tal-laboratorju għall-iżvilupp ta’ prodotti kummerċjali ta’ supplimenti tad-dieta f’forma ta’ trab ta’ effikaċja għolja manifatturati minnCistanche deserticola.
 

2. Materjali u Metodi

2.1 Materjal mhux maħdum tal-pjanti, razez mikrobjali u reaġenti kimiċi

Flieli veġetali imnixxfin ta 'Cistanche deserticolankisbu minn Shandong Hongjie Chinese Herbal Pieces Co., Ltd., numru tal-lott C397233281. Il-flieli tal-ħxejjex ġew polverizzati aktar fi trab fin qabel esperimenti ta 'fermentazzjoni. Ir-razza tat-testLactobacillus plantarumqabel kien iżolat u ppreservat fil-laboratorju tal-Kulleġġ tax-Xjenza u t-Teknoloġija Bijoloġika, l-Università ta 'Jinan. Il-medju tal-kultura batterjali De-Man-Rogosa-Sharpe (MRS) inxtara minn AoBoxing Biotechnology Co., Ltd., Beijing, iċ-Ċina. L-istandard ta' referenza ta' Echinacoside (purità HPLC akbar minn jew ugwali għal 98 %) ġie minn Yuanye Bio‑Technology Co., Ltd., Shanghai, iċ-Ċina. Aċetonitrile ta 'grad kromatografiku, aċidu fosforiku ta' grad analitiku u aġenti kimiċi inorganiċi oħra ġew forniti minn Sinopharm Chemical Reagent Group Co., Ltd. Ilma ultra-pur prodott minn strument ta 'purifikazzjoni tal-ilma tal-laboratorju ġie adottat għall-operazzjonijiet kollha ta' preparazzjoni tas-soluzzjoni.

2.2 Attivazzjoni batterjali u preparazzjoni ta'Lactobacillus plantarumsospensjoni

Kolonja batterika waħda ta 'preservatLactobacillus plantaruminġabret minn pjanċa solida tal-agar MRS u mlaqqma f'medju MRS likwidu sterili. Il-kultura batterika likwida ġiet inkubata f'inkubatur termostatiku ta 'taħwid taħt 37 grad, veloċità ta' tħawwad 160 r/min għal 24 siegħa. Wara l-kultivazzjoni, id-densità taċ-ċelluli tas-sospensjoni batterika laħqet madwar \\(10^{8}\\) CFU/mL (unitajiet li jiffurmaw kolonji għal kull millilitru). Is-sospensjoni batterika ppreparata kienet temporanjament maħżuna taħt kundizzjoni ta 'friġġ ta' 4 gradi għal xogħol ta 'inokulazzjoni ta' fermentazzjoni sussegwenti.

2.3 Stabbiliment ta 'sistema ta' fermentazzjoni mgħaddsa għalCistanche deserticolatrab

80 g taCistanche deserticolamaterja prima tat-trab ġiet miżuna u trasferita f'garafina Erlenmeyer ta' litru, imħallat ma' ilma purifikat wara proporzjon tal-massa għall-volum ta' 1: 5 (g/mL). Id-demel likwidu mħallat ġie sterilizzat taħt kundizzjoni ta 'fwar ta' pressjoni għolja f'121 grad għal 25 min. Wara l-isterilizzazzjoni tal-awtoklavi, is-sottostrati tal-fermentazzjoni tkessħu għal temperatura ambjentali . 6 mL ippreparati minn qabelLactobacillus plantarumsospensjoni batterika ġiet miżjuda fi grupp ta 'fermentazzjoni sperimentali; grupp ta 'kontroll vojt irċieva volum ekwivalenti ta' ilma sterili dejonizzat minflok inoculum batterjali. L-inkubazzjoni tal-fermentazzjoni kompliet taħt ambjent stabbli ta '37 grad. L-alikwoti tal-kampjun inġabru f'jum 3, jum 4, jum 5 u jum 6 matul il-progress tal-fermentazzjoni. Kampjuni tal-likwidu tal-fermentazzjoni maħsuda ġew ċentrifugati fi 12 000 r/min għal 10 min, u l-frazzjonijiet supernatanti ġew miġbura u ppreservati għal determinazzjoni kwantitattiva HPLC aktar tard tal-konċentrazzjoni tal-echinacoside.

2.4 Kwantifikazzjoni ta' kromatografija likwida ta' prestazzjoni għolja (HPLC) ta' echinacoside

Sistema ta 'kromatografija likwida Agilent 1260 ta' prestazzjoni għolja (Agilent Technologies, Waldbronn, Ġermanja) mgħammra b'kolonna kromatografika YMC-Pack ODS-A (daqs tal-partiċelli 5 μm, dimensjoni tal-kolonna 4.6 mm × 100 mm) ġiet użata għall-analiżi kwantitattiva ta 'echinacoside. Sistema ta' fażi mobbli kienet tikkonsisti f'solvent A: 0.2 % ta' soluzzjoni ta' aċidu fosforiku milwiema; solvent B: aċetonitrile ta' grad kromatografiku. Il-proċedura ta' elużjoni tal-gradjent tal-fażi mobbli ġiet stabbilita kif ġej: 0 min-15 min: żomm 95 % tal-fażi mobbli A; 15 min-28 min: bidla tal-gradjent lineari minn 95 % A 'l isfel għal 85 % A; 28 min-45 min: bidla tal-gradjent lineari minn 85 % A 'l isfel għal 80 % A; 45 min-45.01 min: bidla tal-gradjent lineari minn 80 % A 'l isfel għal 77 % A; 45.01 min-55 min: bidla tal-gradjent lineari minn 77 % A lura għal 95 % A.

Il-veloċità tal-fluss tal-fażi mobbli kienet ikkontrollata b'1.0 mL/min; it-temperatura tal-forn tal-kolonna kienet stabbilizzata fi 30 grad; tul ta 'mewġ ultravjola ta' skoperta ġie ffissat f'280 nm; il-volum tal-injezzjoni tal-kampjun għal kull ġirja kien 30 μL. Il-metodu tal-kurva tal-kalibrazzjoni standard esterna ġie applikat għall-kalkolu tal-konċentrazzjoni tal-echinacoside fil-kampjuni tas-supernatant tal-fermentazzjoni.

2.5 Ottimizzazzjoni sperimentali b'fattur wieħed tal-parametri tal-fermentazzjoni

Ġie implimentat disinn sperimentali b'alternazzjoni varjabbli b'fattur wieħed, b'kontenut ta' echinacoside imkejjel minn supernatant tal-fermentazzjoni magħżul bħala indikatur tar-rispons primarju. L-inkubazzjonijiet kollha tal-fermentazzjoni żammew kundizzjoni ta' temperatura kostanti f'37 grad.

Test tal-gradjent tal-volum tat-tilqim: il-proporzjon solidu-likwidu ġie ffissat bħala 1: 5 (g/mL), it-tul ta 'inkubazzjoni tal-fermentazzjoni ffissat għal 4 ijiem. Il-gradjent tal-volum tat-tilqim ġie stabbilit: 1 mL, 3 mL, 5 mL, 7 mL, 9 mL ta' sospensjoni batterjali ppreparata \\(10^{8}\\) CFU/mL, biex tevalwa l-influwenza tal-volum tat-tilqim fuq l-akkumulazzjoni tal-kompost fil-mira.

Test tal-gradjent tal-proporzjon solidu-likwidu: il-volum tat-tilqim kien iffissat bħala 3 mL, it-tul tal-fermentazzjoni ffissat bħala 4 ijiem. Il-gradjenti tal-proporzjon solidu-likwidu inkludew 1 : 3, 1 : 5, 1 : 8, 1 : 10, 1 : 12 (g/mL), għall-investigazzjoni tal-effetti tal-proporzjon tas-sottostrat-ilma.

Test tal-gradjent tal-ħin tal-fermentazzjoni: volum ta' inokulazzjoni ffissat bħala 3 mL, ġie adottat l-aħjar proporzjon solidu-likwidu 1: 5 (g/mL) miksub minn testijiet preċedenti. Il-gradjent tal-ħin tal-fermentazzjoni kopra 2 d, 3 d, 4 d, 5 d, 6 d għall-esplorazzjoni tat-tendenza tal-akkumulazzjoni dinamika tal-echinacoside flimkien mal-estensjoni tal-ħin tal-inkubazzjoni.

Wara li spiċċat kull prova ta 'fermentazzjoni, il-kampjuni ġew ċentrifugati, inġabar likwidu supernatant u suġġett għal kejl kwantitattiv HPLC tal-konċentrazzjoni ta' echinacoside. Kull trattament sperimentali sar fi tliet kopji bijoloġiċi.

2.6 Valutazzjoni ta' dissoluzzjoni in-vitro

Taħt skrinjati parametri teknoloġiċi ta 'fermentazzjoni ottimali, iffermentatCistanche deserticolakampjun tat-trab ġie ppreparat. Trab tal-ħxejjex nej mhux iffermentat serva bħala kampjun ta' kontroll negattiv. Twettaq test ta 'dissoluzzjoni in vitro biex iqabbel ir-rata ta' dissoluzzjoni u l-grad ta 'dissoluzzjoni kumulattiv ta' echinacoside bejn il-prodott iffermentat u l-materjal tat-trab mhux maħdum oriġinali. Il-punti tal-ħin tal-kampjunar medju ta 'dissoluzzjoni ġew irranġati biex jirreġistraw l-imġieba ta' rilaxx dinamiku tal-kompost tal-markatur. L-analiżi tal-HPLC ġiet adottata biex tiddetermina l-konċentrazzjoni tal-echinacoside f'medja ta 'dissoluzzjoni f'kull punt ta' ħin, għall-kalkolu tar-rata ta 'dissoluzzjoni u l-perċentwali ta' dissoluzzjoni kumulattiva.

2.7 Analiżi statistika

Settijiet ta' dejta sperimentali ġew ipproċessati bl-użu ta' softwer statistiku SPSS 22.0. Saret analiżi tal-varjanza f'direzzjoni waħda (ANOVA) għal tqabbil sinifikat fost gruppi sperimentali differenti.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. Riżultati

3.1 Tqabbil tal-fermentazzjoni preliminari bejn il-grupp sperimentali u l-grupp ta 'kontroll vojt

Ir-riżultati preliminari tal-prova tal-fermentazzjoni mgħaddsa wrew li l-grupp sperimentali inokulat biLactobacillus plantarumkisbet konċentrazzjoni ta' echinacoside notevolment ogħla meta mqabbla ma' grupp ta' kontroll vojt mhux imlaqqam matul il-punti tal-ħin tat-teħid tal-kampjuni. Il-kontenut ta’ echinacoside tal-kampjun iffermentat bil-batterja laħaq differenza statistika prominenti kontra l-kontroll vojt li jibda mit-tieni jum ta’ inkubazzjoni (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 plantarumikkontribwixxa għall-arrikkiment direzzjonali ta 'echinacoside ġewwaCistanche deserticolamatriċi tal-fermentazzjoni tat-trab.

3.2 Influwenza tal-volum ta 'l-inokulazzjoni fuq l-akkumulazzjoni ta' echinacoside

Fi ħdan l-esperiment ta 'fattur wieħed tal-volum tat-tilqim, il-konċentrazzjoni ta' echinacoside żdiedet malajr meta l-volum tat-tilqim żdied minn 1 mL għal 3 mL, u laħaq il-valur massimu ta '\\(43.64\\pm0.15\\) mg/mL taħt dożaġġ ta' inokulazzjoni ta '3 mL. Meta l-volum ta 'l-inokulazzjoni kompla jiżdied 'il fuq minn 3 mL, il-konċentrazzjoni ta' echinacoside skoperta wriet tendenza dixxendenti gradwali. Dożaġġ ta' inokulazzjoni eċċessivament għoli jikkawża kompetizzjoni ħarxa għal riżorsi limitati ta' nutrizzjoni fis-sistema ta' fermentazzjoni, jiddisturbaw il-bilanċ metaboliku u trażżan l-effiċjenza ta' arrikkiment tal-komponent fil-mira. Għalhekk, 3 mL volum ta 'l-inokulazzjoni (densità tal-batterja madwar \\(10^{8}\\) CFU għal kull matriċi ta' substrat ta 'gramma) intgħażel bħala l-aħjar parametru tal-volum ta' inokulazzjoni għal esperimenti sussegwenti.

3.3 Influwenza tal-proporzjon solidu-likwidu fuq l-akkumulazzjoni tal-echinacoside

It-test ta' fattur wieħed tal-proporzjon solidu-likwidu indika li l-kontenut ta' echinacoside wasal għall-valur massimu \\(40.42\\pm0.15\\) mg/mL fi proporzjon solidu-likwidu ta' 1: 5 (g/mL). Jekk il-proporzjon solidu-likwidu kien għoli wisq (medju likwidu insuffiċjenti), id-demel likwidu tas-sottostrat wera viskożità għolja żżejjed, li xekkel it-trasferiment tal-massa, il-proliferazzjoni batterjali u r-reazzjonijiet tat-trasformazzjoni tas-sustanza. Meta l-proporzjon tal-likwidu sar eċċessivament kbir (proporzjon baxx solidu-likwidu), il-konċentrazzjoni tan-nutrijent tas-sottostrat kienet dilwita żżejjed, li naqqas ukoll il-livell finali ta 'arrikkiment tal-echinacoside. Għalhekk il-proporzjon solidu-likwidu 1: 5 (g/mL) ġie kkonfermat bħala l-iktar kundizzjoni xierqa ta' proporzjon ta' sottostrat-ilma.

3.4 Influwenza tal-ħin tal-inkubazzjoni tal-fermentazzjoni fuq l-akkumulazzjoni tal-echinacoside

Ibbażat fuq parametri ta' volum ta' inokulazzjoni u proporzjon solidu-likwidu determinati hawn fuq, ġiet immonitorjata bidla dinamika tal-konċentrazzjoni ta' echinacoside matul iż-żmien tal-fermentazzjoni. Il-kontenut ta 'echinacoside tela' kontinwament u kiseb il-valur massimu \\(43.33\\pm0.20\\) mg/mL fil-5 jum ta 'inkubazzjoni tal-fermentazzjoni. Wara li laħqet il-punt taż-żmien ta 'inkubazzjoni ta' 6 ijiem, il-konċentrazzjoni ta 'echinacoside li tista' titkejjel naqset moderatament, li kienet attribwita għal degradazzjoni parzjali ta 'komposti ta' glycoside ikkawżata minn azzjoni metabolika mikrobjali fit-tul. Konsegwentement, it-tul ta 'inkubazzjoni tal-fermentazzjoni ottimali kien determinat bħala 5 ijiem taħt temperatura ta' 37 grad.

Is-sintetizzazzjoni tal-outputs kollha tal-ottimizzazzjoni b'fattur wieħed, il-kondizzjoni teknoloġika komprensiva tal-fermentazzjoni mgħaddsa ottimali għalCistanche deserticolatrab ġie mqassar: volum ta 'inokulazzjoni 3 mL (bejn wieħed u ieħor \\(10^{8}\\) CFU/g substrat), proporzjon solidu-likwidu 1: 5 (g/mL), temperatura kostanti ta' inkubazzjoni f'37 grad, tul ta 'fermentazzjoni ta' 5 ijiem.

3.5 Evalwazzjoni sperimentali ta' dissoluzzjoni in-vitro

Taħt il-fluss tax-xogħol tal-fermentazzjoni ottimali msemmija hawn fuq, iffermentatCistanche deserticolakampjun ta' trab ġie prodott għal evalwazzjoni ta' dissoluzzjoni in-vitro. Meta mqabbel ma 'trab tal-ħxejjex mhux iffermentat mhux iffermentat, il-kampjun tat-trab iffermentat wera rata ta' dissoluzzjoni distintament ogħla u grad ogħla ta 'dissoluzzjoni kumulattiva għal echinacoside kompost markatur. Din l-osservazzjoni ssuġġeriet li t-trattament ta 'fermentazzjoni probijotika mmodifika l-proprjetajiet fiżikokimiċi tal-matriċi tat-trab tal-ħxejjex, u tejbet il-prestazzjoni ta' rilaxx ta 'dissoluzzjoni ta' echinacoside kostitwent bijoattiv ewlieni, li jimplika l-potenzjal tiegħu għat-titjib tal-bijodisponibilità orali.

4. Diskussjoni

Fix-xogħol preżenti,Lactobacillus plantarumġie vverifikat bħala razza ta 'fermentazzjoni effettiva għall-arrikkiment direzzjonali ta' echinacoside ġewwaCistanche deserticolasottostrat tat-trab. Skont il-letteratura ppubblikata preċedenti, il-fermentazzjoni tal-batterji tal-aċidu lattiku tista 'tnixxi enzimi idrolitiċi multipli biex tiddegrada polimeri strutturali riġidi tal-ħajt taċ-ċelluli tal-pjanti bħaċ-ċelluloża u l-pektin, li tirrilaxxa ingredjenti fitokimiċi maqbuda fin-netwerks tal-ħajt taċ-ċelluli. Min-naħa l-oħra, it-trasformazzjoni metabolika mikrobjali tista 'tikkonverti s-sustanzi prekursuri fi prodotti phenylethanoid glycoside fil-mira, li tikkontribwixxi b'mod konġunt għal konċentrazzjoni elevata ta' echinacoside f'supernatantPMC iffermentat.

Id-dożaġġ ta 'l-inokulazzjoni, il-proporzjon ta' sottostrat solidu-likwidu-ilma u l-ħin ta 'inkubazzjoni tal-fermentazzjoni kollha eżerċitaw influwenzi prominenti fuq l-effiċjenza finali ta' arrikkiment ta 'echinacoside. Volum ta' tilqim baxx wisq iwassal għal popolazzjoni ta' batterji vijabbli insuffiċjenti, li tirriżulta f'kapaċità ta' bijokonverżjoni inadegwata. Ammont ta' tilqim għoli żżejjed iqanqal kompetizzjoni ħarxa ta' nutrijenti intra-speċi fis-sistema ta' fermentazzjoni, u akkumulazzjoni massiva ta' prodotti metaboliċi sekondarji tista' taċċellera d-dekompożizzjoni parzjali tal-molekuli ta' echinacoside glycoside. Il-proporzjon solidu-likwidu jirregola direttament il-viskożità tas-sistema, l-effiċjenza tat-trasferiment tal-massa u l-istatus tal-konċentrazzjoni tan-nutrijenti. L-inkubazzjoni ta 'fermentazzjoni twila żżejjed tikkawża degradazzjoni sekondarja tal-kompost ta' glycoside fil-mira, li tispjega tnaqqis fil-konċentrazzjoni ta 'echinacoside wara inkubazzjoni ta' ħamest ijiem fl-esperiment tal-grad tal-ħin tagħna. Għalhekk, kontroll preċiż fuq dawn it-tliet parametri ewlenin tal-proċess huwa indispensabbli għall-akkwist stabbli ta’ high-echinacoside iffermentatCistanche deserticolaprodotti tat-trab.

Ir-riżultati tal-ittestjar tad-dissoluzzjoni in-vitro tagħna wrew li trab iffermentat wera imġieba superjuri ta 'rilaxx ta' dissoluzzjoni ta 'echinacoside kontra trab mhux iffermentat oriġinali. Tali titjib jista' joriġina minn diversi raġunijiet: id-degradazzjoni parzjali tal-ħajt taċ-ċelluli indotta minn enżimi mikrobjali tbiddel il-mikromorfoloġija tat-trab, iżżid il-porożità tal-wiċċ tal-partiċelli u l-erja tal-wiċċ speċifika, u tnaqqas il-barriera fiżika għad-dissoluzzjoni tal-ingredjenti. Sadanittant, il-proċessi metaboliċi mikrobiċi jistgħu jbiddlu l-karatteristiċi kimiċi tal-wiċċ tat-trab, li jippromwovi aktar ix-xoljiment tal-fażi akweja tal-molekuli ta 'phenylethanoid glycoside. Għandu jiġi enfasizzat li l-esperiment ta' dissoluzzjoni in-vitro jipprovdi biss evidenza indiretta għat-titjib tal-bijodisponibilità. Il-bijodisponibilità orali reali in vivo għadha teħtieġ aktar testijiet farmakokinetiċi fuq l-annimali jew riċerka ta' intervent uman għal validazzjoni solida.

Għad hemm diversi limitazzjonijiet għall-investigazzjoni attwali tagħna. Dan il-proġett adotta ottimizzazzjoni b'fattur wieħed aktar milli analiżi tal-interazzjoni b'ħafna fatturi tal-wiċċ tar-rispons, u l-effetti interattivi bejn varjabbli ta' fermentazzjoni differenti ma ġewx evalwati kwantitattivament. Barra minn hekk, aħna ffukaw prinċipalment fuq bidla kwantitattiva ta 'marker kompost echinacoside; f'dan l-istudju ma sarx profil metabolomika komprensiv għal bidla sħiħa fil-profil metaboliku tat-trab iffermentat. Aktar riċerka tista' tadotta teknoloġija metabolomika mhux immirata LC-MS biex tiżvela sistematikament varjazzjoni tal-metabolit fuq skala sħiħa waraLactobacillus plantarumfermentazzjoni taCistanche deserticolatrab. Barra minn hekk, ix-xogħol ta’ segwitu jeħtieġ li jitwettqu esperimenti farmakokinetiċi fuq l-annimali biex jiġu kkalkolati l-parametri attwali tal-bijodisponibilità orali tal-fermentat.Cistanche deserticolatrab, u twettaq esperimenti ta' verifika tal-effett farmakoloġiku bħal evalwazzjoni tal-attività antiossidant, kontra l-għeja jew newroprotettiva.

Mill-perspettiva tal-applikazzjoni industrijali, dan il-proċess ottimizzat ta' fermentazzjoni mgħaddsa jipprovdi triq teknika fattibbli għall-aġġornamentCistanche deserticolaprodotti ta' materja prima relatati mal-ikel funzjonali. Għall-manifattura kummerċjali, l-esplorazzjoni teknika sussegwenti teħtieġ tiffoka fuq verifika akbar tal-fluss tax-xogħol tal-fermentazzjoni, l-esplorazzjoni tat-teknoloġija xierqa tat-tnixxif ta 'wara l-fermentazzjoni (tnixxif bil-friża bil-vakwu jew tnixxif bl-isprej), l-evalwazzjoni tal-istabbiltà tal-ħażna ta' prodotti tat-trab lesti iffermentati, sabiex tappoġġja l-produzzjoni industrijali fuq skala kbira.

5. Konklużjonijiet

L-esperiment ta' strain-screening wera liLactobacillus plantarumjista 'jippromwovi b'mod effettiv arrikkiment direzzjonali ta' echinacoside markatur bijoattiv ewlieni ġewwaCistanche deserticolamatriċi tal-fermentazzjoni tat-trab.

Permezz ta' esperiment ta' ottimizzazzjoni ta' alternazzjoni varjabbli b'fattur wieħed, ġew determinati parametri stabbli ta' fermentazzjoni mgħaddsa għalCistanche deserticolatrab: volum ta 'l-inokulazzjoni 3 mL (densità batterika \\(10^{8}\\) CFU/g substrat), proporzjon solidu-likwidu 1: 5 (g/mL), temperatura ta' inkubazzjoni 37 grad, ħin ta 'fermentazzjoni 5 ijiem. Taħt dawn il-kundizzjonijiet ottimizzati, il-kontenut ta 'echinacoside kiseb elevazzjoni sinifikanti (P < 0.01).

Valutazzjoni ta’ dissoluzzjoni in-vitro indikat kampjun ta’ trab iffermentat kellu rata ta’ dissoluzzjoni aktar mgħaġġla u grad ta’ dissoluzzjoni kumulattiv ogħla ta’ echinacoside meta mqabbel ma’ materja prima mhux iffermentata, li juri potenzjal promettenti għat-titjib tal-bijodisponibilità orali ta’Cistanche deserticolakostitwenti bijoattivi.

Dan l-istudju jistabbilixxi teknoloġija ta 'fermentazzjoni probijotika stabbli għalCistanche deserticolatrab, joffri soluzzjoni teknika ġdida biex jingħeleb il-konġestjoni ta' bijodisponibilità baxxa tal-materja primaCistanche deserticolatrab tal-ħxejjex, u jagħti bażi sperimentali fuq skala tal-laboratorju għall-iżvilupp ta’ prodotti ta’ ikel funzjonali u supplimenti tad-dieta ta’ valur għoli derivati ​​minnCistanche deserticola.

Rikonoxximenti

Dan ix-xogħol ta 'riċerka kien appoġġjat finanzjarjament mill-Proġett ta' Gwida għall-Innovazzjoni tat-Teknoloġija Provinċjali ta 'Shandong (Għotja Nru YDZX2024111); Programm Ewlieni ta' Riċerka u Żvilupp tal-Provinċja ta' Shandong (Għotja Nru . 2023TSGC041, 2023TSGC053).

Kunflitti ta' Interess

L-awturi jiddikjaraw l-ebda kunflitt ta' interess.

Referenzi

[1] Kummissjoni tal-Farmakopea Ċiniża. Farmakopea tar-Repubblika Popolari taċ-Ċina (Volum I)[M]. Beijing: Istampa tax-Xjenza Medika taċ-Ċina; 2020.

[2] Wang Y. Riċerka dwar l-effikaċja u l-mekkaniżmu ta 'echinacoside għal disfunzjoni spermatoġenika fil-firien[D]. Yanji: Yanbian University; 2020.

[3] Gulinuer Mutelifu, et al. Ir-riċerka dwar il-mekkaniżmu kontra t-tixjiħ tal-echinacoside[J]. Ġurnal Ċiniż ta 'Emerġenza fil-Mediċina Tradizzjonali Ċiniża, 2020, 20(3):140-143.

[4] Zhang N, Chen Z, Hui C, et al. Effetti newroprotettivi ta' echinacoside kontra ħsara newro-indotta minn MPTP fil-ġrieden[J]. Mard u Trattament Neuropsikjatriku, 2021, 17:1779-1792.

[5] Chen H, Wang YL. Mekkaniżmu newroprotettiv ta' echinacoside għal firien midruba fis-sinsla tad-dahar permezz tal-mogħdija ta' sinjalazzjoni PI3K-Akt-eNOS[J]. Chinese Journal of Modern Applied Pharmacy, 2021, 28(10): 1721-1725.

[6] Li G, Wan B, Han L, et al. Echinacoside ttaffi l-infjammazzjoni tal-epitelju intestinali indotta minn LPS u l-apoptosi taċ-ċelluli fil-mudell tal-firien [J]. Bijomediċina u Farmakoterapija, 2021,140:111622.

[7] Li W, Zhou J, Zhang Y, et al. Echinacoside jeżerċita attività kontra t-tumur fiċ-ċelloli tal-kanċer tal-fwied billi jinibixxi l-mogħdija mTOR/STAT3[J]. Ġurnal Internazzjonali tax-Xjenzi Molekulari, 2021, 22(1): 304.

[8] Wang Y, Wang F, Ma L C. Analiżi tal-kostitwenti kimiċi tal-mediċina tradizzjonali tal-ħxejjex qabel u wara l-fermentazzjoni mikrobjali bbażata fuq LC-MS/MS[J]. Molekuli, 2022,28(1).

[9] Cao G, Xu J, et al. Suċċessjoni tal-komunità mikrobjali u trasformazzjoni tas-sustanza alkalojde matul il-fermentazzjoni tal-ħxejjex minnLactobacillus plantarum[J]. Ittri fil-Mikrobijoloġija Applikata, 2020,70(4):318-325.

[10] Okamoto T, Sugimoto M, Noda S, et al. Inibituri tar-rilaxx tal-interleukin-8 iġġenerati fiArtemisia princepsestratt tal-pampanini iffermentat biLactobacillus plantarumSN13T[J]. Fruntieri fil-Mikrobijoloġija, 2020.