Abstract

Cistanche deserticola, također poznat kao pustinjski ginseng, je dobro poznati biljni materijal koji je homologni lijek za hranu i široko se primjenjuje u tradicionalnim istočnoazijskim toničnim formulacijama. Feniletanoidni glikozidi predstavljeni ehinakozidom služe kao njegova prepoznatljiva farmakološki aktivna jedinjenja, ispoljavajući antioksidativne, antiinflamatorne i neuroprotektivne biofunkcije. Ipak, loša oralna bioraspoloživost koja potiče od niske rastvorljivosti u vodi i gastrointestinalne metaboličke razgradnje ozbiljno ograničava praktičnu efikasnost upotrebe sirovogCistanche deserticolaprah. Mikrobna probiotička fermentacija predstavlja obećavajuću strategiju biokonverzije za razbijanje struktura biljnih ćelijskih zidova, transformaciju makromolekularnih supstrata, obogaćivanje ciljnih fitokemikalija i modifikovanje fizičko-hemijskih svojstava praha kao što su poroznost i karakteristike površine. U ovom istraživanju ispitali smo prikladne sojeve fermentacije i optimizirali parametre potopljene fermentacije zaCistanche deserticolaprah, uzimajući koncentraciju ehinakozida kao primarni indikator evaluacije. Nadalje, provedeno je in-vitro ispitivanje rastvaranja kako bi se okarakterisalo ponašanje fermentiranog biljnog praha u rastvaranju. Eksperimentalni rezultati su to pokazaliLactobacillus plantarumbio sposoban značajno povećati sadržaj ehinakozida u fermentiranom matriksu. I brzina rastvaranja i kumulativni stepen rastvaranja ehinakozida iz uzoraka fermentisanog praha bili su značajno superiorniji u poređenju sa nefermentisanim sirovinama. Uspješno je uspostavljen stabilan i skalabilan tok fermentacije za usmjereno obogaćivanje ključnih bioaktivnih sastojaka i poboljšanje performansi rastvaranjaCistanche deserticolaprah. Ova studija pruža kritičnu tehničku podršku za proširenje vrijednosti aplikacijeCistanche deserticolana modernim tržištima funkcionalne hrane i dijetetskih suplemenata.

Ključne riječi: Cistanche deserticola; ehinakozid;Lactobacillus plantarum; mikrobna fermentacija; optimizacija procesa; bioraspoloživost; in‑vitro otapanje; biljni prah

1. Uvod

Rastuća globalna potražnja potrošača za prirodnim nutraceuticima biljnog porijekla kontinuirano je gurala istraživanja o homolognim biljnim sirovinama za hranu i lijekove koji potječu iz sistema tradicionalne kineske medicine.Cistanche deserticola, obavezna holoparazitska biljka koja raste u pustinjskim regijama sjeverozapadne Kine, dokumentirana je u klasičnoj biljnoj literaturi zbog svojih toničkih učinaka uključujući toniziranje bubrega-janga i obnavljanje esencije-krvi. Savremena farmakološka istraživanja potvrdila su višestruku zdravstvenu bioaktivnost njegovih glavnih sekundarnih metabolita, posebno feniletanoidnih glikozida (PhG). Ehinakozid i akteozid (verbaskozid), dva dominantna jedinjenja PhG izolirana izCistanche deserticola, posjeduju dobro dokumentovane antioksidativne, antiinflamatorne, neuroprotektivne i reproduktivno-regulirajuće efekte u ćelijskim i životinjskim eksperimentalnim modelima.

Iako ehinakozid pokazuje odličan farmakološki potencijal u laboratorijskim testovima, njegova oralna primjena nailazi na istaknuta uska grla u biodostupnosti. Postojeći farmakokinetički podaci ukazuju na to da ehinakozid pati od niske rastvorljivosti u vodi, te da je podložan hidrolitičkoj razgradnji pod gastrointestinalnim pH i intestinalnoj mikrobnoj metaboličkoj transformaciji. Prijavljena vrijednost oralne bioraspoloživosti ehinakozida ostaje ispod 1,3% na modelima glodavaca, što značajno slabi in-vivo farmakološku moć oralno primijenjenog sirovogCistanche deserticolamaterijala. Stoga, razvoj izvodljivih tehnologija obrade za poboljšanje efektivnog sadržaja komponenti kao i svojstva rastvaranja postaje kritičan izazov za industrijski razvojCistanche deserticolaFunkcionalni suplementi na bazi.

Mikronizacija biljnog praha je konvencionalna tehnika fizičke modifikacije kineskih biljnih sirovina. Smanjenjem dimenzije čestica i povećanjem specifične površine, tretman prahom može poboljšati efikasnost rastvaranja ugrađenih bioaktivnih sastojaka u ograničenoj mjeri. Međutim, samo fizičko mljevenje ne može u potpunosti razbiti čvrstu biljnu ćelijsku stijenku niti izvršiti usmjerenu biotransformaciju vezanih fitokemijskih supstanci zarobljenih unutar matrica ćelijskog zida.

Mikrobna fermentacija, posebno bioprocesiranje uz pomoć mliječne kiseline i bakterija, privlači veliku pažnju u modernim istraživanjima prerade bilja posljednjih godina. Probiotička fermentacija može lučiti složene ekstracelularne enzimske koktele uključujući celulazu, hemicelulazu i pektinazu, koji djelimično razgrađuju polimerne komponente biljnog zida. Takva biološka degradacija oslobađa fitokemikalije koje su prvobitno bile vezane unutar mreže ćelijskih zidova. U međuvremenu, metaboličke aktivnosti mikroba mogu transformirati makromolekularne prekursore, modificirati površinsku morfologiju praha, poroznost i fizikalno-hemijske karakteristike površine čestica, a sve to dodatno utiče na rastvaranje i otpuštanje biljnih funkcionalnih sastojaka. Brojni objavljeni radovi dokazali su da fermentacija mliječno-kiselinskih bakterija može povećati ukupni sadržaj fenola, flavonoida ili glikozida u različitim biljnim supstratima, poboljšati topljivost jedinjenja, pa čak i smanjiti antinutritivne faktore ili blage toksične komponente u biljnim matriksima.

ZaCistanche deserticolamaterijala, većina postojećih studija se još uvijek fokusira na optimizaciju procesa ekstrakcije, identifikaciju komponenti ili procjenu biološke aktivnosti sirovih ekstrakata. Sistematsko istraživanje usmjerene mikrobne fermentacijeCistanche deserticolapraha je i dalje nedovoljno. Ostaje nejasno kako ključni parametri fermentacije utječu na efikasnost obogaćivanja markerskog spoja ehinakozida i da li bi fermentativna modifikacija mogla poboljšati njegov in-vitro učinak rastvaranja koji je usko povezan s potencijalnom oralnom biodostupnošću.

Echinacoside je odabran kao jezgro ciljnog markera u našem sadašnjem radu, iz razloga što je najreprezentativniji sastojak feniletanoidnog glikozida odgovoran za višestruke zdravstvene prednostiCistanche deserticola. U ovom radu definisana su tri glavna istraživačka cilja: prvo, da se skriniraju visoko efikasni sojevi mikroba koji mogu da obogate ehinakozid uCistanche deserticolamatrica praha; drugo, da se sistematski optimizuju kritične tehnološke varijable (volumen inokulacije, odnos čvrsta i tečnost, trajanje fermentacije, pod fiksnom temperaturom inkubacije od 37 stepeni), i izgradnja stabilnog, ponovljivog sistema potopljene fermentacije; treće, da se procijene in-vitro profili rastvaranja ciljnog sastojka nakon tretmana fermentacijom, kako bi se indirektno provjerio potencijal fermentacijske tehnologije za promicanje oralne bioraspoloživosti fermentiranogCistanche deserticolaprah. Očekuje se da će eksperimentalni rezultati ovog projekta pružiti inovativne tehničke puteve i osnovne laboratorijske dokaze za razvoj visokoefikasnih komercijalnih proizvoda dijetetskih suplemenata u obliku praha proizvedenih odCistanche deserticola.
 

2. Materijali i metode

2.1 Sirovi biljni materijal, mikrobni sojevi i hemijski reagensi

Osušene biljne kriškeCistanche deserticoladobijeni su od Shandong Hongjie Chinese Herbal Pieces Co., Ltd., serijski broj C397233281. Biljne kriške su dalje usitnjene u fini prah prije eksperimenata fermentacije. Test sojLactobacillus plantarumje prethodno izolovan i sačuvan u laboratoriji Fakulteta bioloških nauka i tehnologije Univerziteta u Jinanu. De-Man-Rogosa-Sharpe (MRS) medij za bakterijsku kulturu kupljen je od AoBoxing Biotechnology Co., Ltd., Peking, Kina. Referentni standard ehinakozida (HPLC čistoća veća ili jednaka 98 %) nabavljen je od Yuanye Bio‑Technology Co., Ltd., Šangaj, Kina. Kromatografski acetonitril, analitička kvaliteta fosforne kiseline i druge neorganske hemijske agense isporučuje Sinopharm Chemical Reagent Group Co., Ltd. Ultra čista voda proizvedena laboratorijskim instrumentom za prečišćavanje vode je usvojena za sve operacije pripreme rastvora.

2.2 Bakterijska aktivacija i pripremaLactobacillus plantarumsuspenzija

Pojedinačna očuvana kolonija bakterijaLactobacillus plantarumje uzet sa čvrste MRS agar ploče i inokuliran u sterilnu tečnu MRS podlogu. Tečna bakterijska kultura je inkubirana u termostatskom mućkajućem inkubatoru pod 37 stepeni, brzinom mućkanja 160 r/min tokom 24 h. Nakon kultivacije, gustina ćelija bakterijske suspenzije dostigla je približno \\(10^{8}\\) CFU/mL (jedinice koje formiraju kolonije po mililitru). Pripremljena bakterijska suspenzija je privremeno pohranjena u frižideru na 4 stepena radi naknadne inokulacije fermentacije.

2.3 Uspostavljanje sistema potopljene fermentacije zaCistanche deserticolaprah

80 gCistanche deserticolapraškasta sirovina je izvagana i prebačena u Erlenmajer od jedne litre, pomešana sa prečišćenom vodom u odnosu mase i zapremine od 1:5 (g/mL). Pomešana suspenzija je sterilisana pod visokim pritiskom pare na 121 stepen tokom 25 minuta. Nakon sterilizacije u autoklavu, supstrati za fermentaciju su ohlađeni na temperaturu okoline . 6 mL unaprijed pripremljeniLactobacillus plantarumu eksperimentalnu fermentacijsku grupu dodana je bakterijska suspenzija; slijepa kontrolna grupa primila je ekvivalentnu količinu sterilne deionizirane vode umjesto bakterijskog inokuluma. Fermentaciona inkubacija je nastavljena u stabilnom okruženju od 37 stepeni. Alikvoti uzoraka su sakupljeni 3., 4., 5. i 6. dana tokom procesa fermentacije. Sakupljeni uzorci tečnosti za fermentaciju su centrifugirani na 12 000 r/min tokom 10 minuta, a frakcije supernatanta su sakupljene i sačuvane za kasnije HPLC kvantitativno određivanje koncentracije ehinakozida.

2.4 Kvantifikacija ehinakozida tečnom hromatografijom visokih performansi (HPLC)

Agilent 1260 sistem tečne hromatografije visokih performansi (Agilent Technologies, Waldbronn, Nemačka) opremljen sa YMC-Pack ODS-A hromatografskom kolonom (veličina čestica 5 μm, dimenzija kolone 4,6 mm × 100 mm) korišćen je za kvantitativnu analizu chichina strane. Sistem mobilne faze sastojao se od rastvarača A: 0,2 % vodenog rastvora fosforne kiseline; rastvarač B: hromatografski acetonitril. Procedura eluiranja gradijenta mobilne faze postavljena je na sljedeći način: 0 min-15 min: održavati 95% mobilne faze A; 15 min-28 min: pomak linearnog gradijenta od 95 % A do 85 % A; 28 min‑45 min: linearni pomak gradijenta od 85 % A na 80 % A; 45 min‑45,01 min: pomak linearnog gradijenta od 80 % A do 77 % A; 45,01 min‑55 min: linearni pomak gradijenta sa 77 % A nazad na 95 % A.

Brzina protoka mobilne faze je kontrolisana na 1,0 mL/min; temperatura peći na koloni je stabilizovana na 30 stepeni; detekcija ultraljubičaste talasne dužine je fiksirana na 280 nm; Volumen ubrizgavanja uzorka za svaki ciklus bio je 30 μL. Za izračunavanje koncentracije ehinakozida u uzorcima supernatanta fermentacije primijenjena je metoda eksterno-standardne kalibracione krive.

2.5 Eksperimentalna optimizacija parametara fermentacije u jednom faktoru

Implementiran je eksperimentalni dizajn s varijabilnom alternacijom sa jednim faktorom, sa sadržajem ehinakozida izmjerenim iz supernatanta fermentacije odabranim kao primarnim indikatorom odgovora. Sve inkubacije za fermentaciju održavale su konstantnu temperaturu na 37 stepeni.

Test gradijenta inokulacije-volumenaOdnos : čvrsta i tečnost je fiksiran kao 1 : 5 (g/mL), trajanje inkubacije fermentacije fiksirano na 4 dana. Gradijent zapremine inokulacije je postavljen: 1 mL, 3 mL, 5 mL, 7 mL, 9 mL pripremljene \\(10^{8}\\) CFU/mL bakterijske suspenzije, kako bi se procijenio uticaj zapremine inokulacije na akumulaciju ciljnog jedinjenja.

Test gradijenta omjera čvrstog i tečnog: zapremina inokulacije je fiksirana na 3 mL, trajanje fermentacije fiksirano na 4 dana. Gradijent omjera čvrsta i tečnost uključuje 1 : 3, 1 : 5, 1 : 8, 1 : 10, 1 : 12 (g/mL), za ispitivanje efekata omjera supstrat-voda.

Test gradijenta vremena fermentacije: zapremina inokulacije fiksirana na 3 mL, usvojen je optimalni omjer čvrste tvari i tekućine 1 : 5 (g/mL) dobiven iz prethodnih testova. Gradijent vremena fermentacije pokrivao je 2 d, 3 d, 4 d, 5 d, 6 d za istraživanje dinamičkog trenda akumulacije ehinakozida uz produženje vremena inkubacije.

Nakon završetka svakog ispitivanja fermentacije, uzorci su centrifugirani, tečnost supernatanta je sakupljena i podvrgnuta HPLC kvantitativnom mjerenju koncentracije ehinakozida. Svaki eksperimentalni tretman izveden je u biološkom triplikatu.

2.6 In‑vitro procjena rastvaranja

Pod prosijanim optimalnim tehnološkim parametrima fermentacije, fermentiranoCistanche deserticolapripremljen je uzorak praha. Nefermentirani sirovi biljni prah poslužio je kao uzorak negativne kontrole. Proveden je in-vitro test rastvaranja kako bi se uporedila brzina rastvaranja i kumulativni stepen rastvaranja ehinakozida između fermentisanog proizvoda i originalnog sirovog praškastog materijala. Vremenske tačke uzorkovanja medijuma za otapanje su raspoređene da bi se zabeležilo ponašanje dinamičkog otpuštanja markerskog jedinjenja. HPLC analiza je usvojena za određivanje koncentracije ehinakozida u mediju za otapanje u svakoj vremenskoj tački, za izračunavanje brzine rastvaranja i kumulativnog procenta rastvaranja.

2.7 Statistička analiza

Eksperimentalni skupovi podataka obrađeni su pomoću statističkog softvera SPSS 22.0. Jednosmjerna analiza varijanse (ANOVA) je provedena za poređenje značajnosti između različitih eksperimentalnih grupa.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. Rezultati

3.1 Preliminarno poređenje fermentacije između eksperimentalne grupe i kontrolne grupe slijepe probe

Preliminarni rezultati ispitivanja potopljene fermentacije pokazali su da je eksperimentalna grupa inokulirala saLactobacillus plantarumpostigla značajno veću koncentraciju ehinakozida u poređenju sa kontrolnom grupom koja nije inokulisana u slijepom probu kroz vrijeme uzimanja uzoraka. Sadržaj ehinakozida u bakterijski fermentiranom uzorku dostigao je značajnu statističku razliku u odnosu na slijepu kontrolu počevši od drugog dana inkubacije (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 plantarumdoprinijelo je usmjerenom obogaćivanju ehinakozida iznutraCistanche deserticolamatrica za fermentaciju u prahu.

3.2. Utjecaj zapremine inokulacije na akumulaciju ehinakozida

U okviru eksperimenta s pojedinačnim faktorom zapremine inokulacije, koncentracija ehinakozida je brzo porasla kada se volumen inokulacije povećao sa 1 mL na 3 mL, dostižući vršnu vrijednost od \\(43,64\\pm0,15\\) mg/mL pod dozom inokulacije od 3 mL. Kada se volumen inokulacije nastavio povećavati iznad 3 mL, otkrivena koncentracija ehinakozida je pokazala tendenciju postepenog opadanja. Previše visoka doza inokulacije izazvala bi žestoku konkurenciju za ograničene nutritivne resurse unutar fermentacionog sistema, narušavajući metaboličku ravnotežu i ograničavajući efikasnost obogaćivanja ciljnih komponenti. Stoga je 3 mL inokulacijske zapremine (gustina bakterija oko \\(10^{8}\\) CFU po gramu matrice supstrata) odabrana kao optimalni parametar zapremine inokulacije za naredne eksperimente.

3.3 Utjecaj omjera čvrstog i tečnog na akumulaciju ehinakozida

Jednofaktorski test omjera čvrsta i tekućina pokazao je da je sadržaj ehinakozida dostigao maksimalnu vrijednost \\(40,42\\pm0,15\\) mg/mL pri omjeru kruta i tekućina od 1 : 5 (g/mL). Ako je omjer čvrsta i tekućina bio previsok (nedovoljno tekućeg medija), suspenzija supstrata pokazala je preveliku viskoznost, što je ometalo prijenos mase, proliferaciju bakterija i reakcije transformacije tvari. Kada je udio tekućine postao pretjerano velik (nizak omjer čvrste tvari i tekućine), koncentracija hranjivih tvari supstrata bila je previše razrijeđena, što je također smanjilo konačni nivo obogaćivanja ehinakozida. Stoga je omjer čvrste tvari i tekućine 1 : 5 (g/mL) potvrđen kao najprikladniji uvjet omjera supstrat-voda.

3.4. Utjecaj vremena inkubacije fermentacije na akumulaciju ehinakozida

Na osnovu gore utvrđenih parametara zapremine inokulacije i omjera čvrste tvari i tekućine, praćena je dinamička promjena koncentracije ehinakozida tokom vremena fermentacije. Sadržaj ehinakozida je kontinuirano rastao i dostigao maksimalnu vrijednost \\(43,33\\pm0,20\\) mg/mL 5. dana inkubacije fermentacije. Nakon dostizanja vremenske tačke inkubacije od 6 dana, mjerljiva koncentracija ehinakozida je umjereno opala, što se pripisuje djelomičnoj razgradnji glikozidnih spojeva uzrokovanih produženim metaboličkim djelovanjem mikroba. Shodno tome, optimalno trajanje inkubacije fermentacije je određeno kao 5 dana na temperaturi od 37 stepeni.

Sintetizirajući sve rezultate optimizacije s jednim faktorom, sveobuhvatni optimalni tehnološki uvjeti potopljene fermentacije zaCistanche deserticolaprašak je sažet: zapremina inokulacije 3 mL (približno \\(10^{8}\\) CFU/g supstrata), odnos čvrsta/tečnost 1 : 5 (g/mL), konstantna temperatura inkubacije na 37 stepeni, fermentacija traje 5 dana.

3.5 Eksperimentalna procjena rastvaranja in-vitro

Pod gore navedenim optimalnim tokom rada fermentacije, fermentiranoCistanche deserticolauzorak praha je proizveden za in-vitro procjenu rastvaranja. U poređenju sa nefermentisanim sirovim biljnim prahom, uzorak fermentisanog praha pokazao je izrazito veću brzinu rastvaranja i veći kumulativni stepen rastvaranja za jedinjenje marker ehinakozid. Ovo zapažanje sugerira da je tretman probiotičkom fermentacijom modificirao fizičko-hemijska svojstva matrice biljnog praha i poboljšao učinak otpuštanja ključnog bioaktivnog sastojka ehinakozida, što implicira njegov potencijal za poboljšanje oralne bioraspoloživosti.

4. Diskusija

U ovom radu,Lactobacillus plantarumje verifikovan kao efikasan soj fermentacije za usmereno obogaćivanje ehinakozida unutarCistanche deserticolasupstrat u prahu. Prema prethodno objavljenoj literaturi, fermentacija mliječno-kiselinskih bakterija može lučiti više hidrolitičkih enzima za razgradnju krutih strukturnih polimera biljnog zida kao što su celuloza i pektin, koji oslobađaju fitokemijske sastojke zarobljene unutar mreže ćelijskih zidova. S druge strane, mikrobna metabolička transformacija može pretvoriti prekursorske supstance u ciljne proizvode feniletanoidnih glikozida, što zajedno doprinosi povećanju koncentracije ehinakozida u fermentiranom supernatantu PMC.

Doziranje inokulacije, odnos čvrsta-tečna supstrat-voda i vreme inkubacije fermentacije su imali značajan uticaj na konačno obogaćivanje ehinakozida. Previše mali volumen inokulacije dovodi do nedovoljne održive bakterijske populacije, što rezultira neadekvatnim kapacitetom biokonverzije. Prevelika količina inokulacije izaziva žestoko nadmetanje nutrijenata unutar vrste unutar fermentacionog sistema, a masivno nakupljanje metaboličkih nusproizvoda može ubrzati djelomičnu razgradnju molekula ehinakozidnih glikozida. Odnos čvrsta i tečnost direktno reguliše viskozitet sistema, efikasnost prenosa mase i status koncentracije hranljivih materija. Preduga fermentacijska inkubacija će uzrokovati sekundarnu degradaciju ciljnog glikozidnog spoja, što objašnjava pad koncentracije ehinakozida nakon petodnevne inkubacije u našem eksperimentu s vremenskim gradijentom. Stoga je precizna kontrola nad ova tri ključna parametra procesa neophodna za postizanje stabilnog visokoehinakozidnog fermentiranogCistanche deserticolapraškasti proizvodi.

Naši rezultati ispitivanja rastvaranja in-vitro pokazali su da je fermentirani prašak pokazao superiorno ponašanje ehinakozida pri otpuštanju i otpuštanju u odnosu na originalni nefermentirani sirovi prah. Takvo poboljšanje moglo bi proizaći iz više razloga: djelomična degradacija ćelijskog zida izazvana mikrobnim enzimima mijenja mikromorfologiju praha, povećava površinsku poroznost čestica i specifičnu površinu i smanjuje fizičku barijeru za otapanje sastojaka. U međuvremenu, mikrobni metabolički procesi mogu promijeniti hemijske karakteristike površine praha, što dalje potiče otapanje molekula feniletanoidnog glikozida u vodenoj fazi. Treba naglasiti da eksperiment rastvaranja in-vitro daje samo indirektan dokaz za povećanje bioraspoloživosti. Prava in-vivo oralna bioraspoloživost još uvijek zahtijeva daljnje farmakokinetičke testove na životinjama ili istraživanja ljudske intervencije za čvrstu validaciju.

Ostaje nekoliko ograničenja za našu trenutnu istragu. Ovaj projekat je usvojio jednofaktorsku optimizaciju, a ne multifaktorsku analizu interakcije na površini odgovora, a interaktivni efekti između različitih varijabli fermentacije nisu kvantitativno procijenjeni. Osim toga, uglavnom smo se fokusirali na kvantitativnu promjenu markerskog spoja ehinakozida; u ovoj studiji nije izvršeno sveobuhvatno metabolomsko profiliranje za promjenu metaboličkog profila cijelog fermentiranog praha. Dalja istraživanja bi mogla usvojiti LC-MS neciljanu metabolomičku tehnologiju kako bi se sistematski otkrile varijacije metabolita u punom obimu nakonLactobacillus plantarumfermentacija odCistanche deserticolaprah. Osim toga, prateći rad treba provesti farmakokinetičke eksperimente na životinjama kako bi se izračunali stvarni parametri oralne bioraspoloživosti fermentiranogCistanche deserticolaprah i provoditi eksperimente za verifikaciju farmakoloških učinaka kao što je procjena antioksidansa, anti-umora ili neurozaštitne aktivnosti.

Iz perspektive industrijske primjene, ovaj optimizirani proces potopljene fermentacije pruža izvodljiv tehnički put za nadogradnjuCistanche deserticola‑srodni funkcionalni‑prehrambeni sirovinski proizvodi. Za komercijalnu proizvodnju, naknadno tehničko istraživanje treba se fokusirati na verifikaciju procesa fermentacije, istraživanje odgovarajuće tehnologije sušenja nakon fermentacije (vakuumsko zamrzavanje-sušenje ili sušenje raspršivanjem), procjenu stabilnosti skladištenja fermentiranih gotovih proizvoda u prahu, kako bi se podržala industrijska proizvodnja velikih razmjera.

5. Zaključci

Eksperiment probnog skrininga je to dokazaoLactobacillus plantarummože efikasno promovirati usmjereno obogaćivanje ključnog bioaktivnog markera ehinakozida iznutraCistanche deserticolamatrica za fermentaciju u prahu.

Eksperimentom optimizacije jednofaktorske varijabilne alternacije, određeni su stabilni parametri potopljene fermentacije zaCistanche deserticolaprah: zapremina inokulacije 3 mL (gustina bakterija \\(10^{8}\\) CFU/g supstrata), odnos čvrsta/tečnost 1 : 5 (g/mL), temperatura inkubacije 37 stepeni, vreme fermentacije 5 dana. U ovim optimiziranim uslovima, sadržaj ehinakozida je postigao značajno povišenje (P < 0.01).

Procjena rastvaranja in-vitro pokazala je da je uzorak fermentiranog praha imao bržu brzinu rastvaranja i veći kumulativni stepen rastvaranja ehinakozida u poređenju sa nefermentiranim sirovim materijalom, pokazujući obećavajući potencijal za poboljšanje oralne bioraspoloživostiCistanche deserticolabioaktivni sastojci.

Ova studija uspostavlja stabilnu tehnologiju probiotske fermentacije zaCistanche deserticolaprah, nudi novo tehničko rješenje za prevazilaženje uskog grla niske bioraspoloživosti sirovog materijalaCistanche deserticolabiljni prah, i pruža eksperimentalnu osnovu laboratorijske skale za razvoj visokovrijednih funkcionalnih prehrambenih proizvoda i dodataka prehrani dobivenih odCistanche deserticola.

Priznanja

Ovaj istraživački rad je finansijski podržao Shandong Provincial Technology Innovation Guidance Project (Grant br. YDZX2024111); Ključni program istraživanja i razvoja provincije Shandong (grant br.. 2023TSGC041, 2023TSGC053).

Sukobi interesa

Autori izjavljuju da nema sukoba interesa.

Reference

[1] Kineska farmakopejska komisija. Farmakopeja Narodne Republike Kine (tom I)[M]. Peking: China Medical Science Press; 2020.

[2] Wang Y. Istraživanje efikasnosti i mehanizama ehinakozida za spermatogenu disfunkciju kod pacova[D]. Yanji: Yanbian University; 2020.

[3] Gulinuer Mutelifu, et al. Istraživanje mehanizama protiv starenja ehinakozida[J]. Kineski časopis hitne pomoći u tradicionalnoj kineskoj medicini, 2020, 20(3):140‑143.

[4] Zhang N, Chen Z, Hui C, et al. Neuroprotektivni efekti ehinakozida protiv neurooštećenja izazvanog MPTP kod miševa[J]. Neuropsihijatrijska bolest i liječenje, 2021, 17:1779‑1792.

[5] Chen H, Wang YL. Neuro-zaštitni mehanizam ehinakozida za pacove oštećene kičmene moždine putem signalnog puta PI3K-Akt-eNOS[J]. Kineski časopis moderne primijenjene farmacije, 2021, 28(10): 1721-1725.

[6] Li G, Wan B, Han L, et al. Ehinakozid je ublažio LPS-indukovanu upalu crijevnog epitela i apoptozu stanica u modelu štakora [J]. Biomedicina i farmakoterapija, 2021, 140:111622.

[7] Li W, Zhou J, Zhang Y, et al. Ehinakozid ispoljava antitumorsko djelovanje u ćelijama raka jetre kroz inhibiciju mTOR/STAT3 puta [J]. Međunarodni časopis za molekularne nauke, 2021, 22(1): 304.

[8] Wang Y, Wang F, Ma L C. Analiza hemijskih sastojaka tradicionalne biljne medicine prije i poslije mikrobne fermentacije na osnovu LC-MS/MS[J]. Molecules, 2022, 28(1).

[9] Cao G, Xu J, et al. Sukcesija mikrobne zajednice i transformacija alkaloidnih supstanci tokom fermentacije biljakaLactobacillus plantarum[J]. Letters in Applied Microbiology, 2020, 70(4):318-325.

[10] Okamoto T, Sugimoto M, Noda S, et al. Inhibitori oslobađanja interleukina-8 nastali uArtemisia princepsekstrakt pampanini fermentiran saLactobacillus plantarumSN13T[J]. Granice u mikrobiologiji, 2020.