Abstrak

Cistanche deserticola, juga dikenali sebagai ginseng padang pasir, ialah bahan herba homolog perubatan makanan yang terkenal digunakan secara meluas dalam formulasi tonik tradisional Asia Timur. Glikosida phenylethanoid yang diwakili oleh echinacoside berfungsi sebagai sebatian aktif secara farmakologi, memberikan fungsi bio-antioksidan, anti-radang dan neuroprotektif. Walau bagaimanapun, bioavailabiliti oral yang lemah yang berpunca daripada keterlarutan akueus yang rendah dan degradasi metabolik gastrousus sangat menyekat keberkesanan penggunaan praktikal bahan mentah.Cistanche deserticolaserbuk. Penapaian probiotik mikrob mewakili strategi biokonversi yang menjanjikan untuk memecahkan struktur dinding sel tumbuhan, mengubah substrat makromolekul, memperkayakan fitokimia sasaran dan mengubah suai sifat fizikokimia serbuk seperti keliangan dan ciri permukaan. Dalam penyelidikan ini, kami menapis strain penapaian yang sesuai dan mengoptimumkan parameter penapaian terendam untukCistanche deserticolaserbuk, mengambil kepekatan echinacoside sebagai penunjuk penilaian utama. Tambahan pula, ujian pembubaran in-vitro telah dilakukan untuk mencirikan tingkah laku pembubaran produk serbuk herba yang ditapai. Hasil eksperimen menunjukkan ituLactobacillus plantarummampu meningkatkan kandungan echinacoside dengan ketara dalam matriks yang ditapai. Kedua-dua kadar pembubaran dan takat pembubaran kumulatif echinacoside daripada sampel serbuk yang ditapai adalah lebih unggul berbanding dengan bahan mentah yang tidak ditapai. Aliran kerja penapaian yang stabil dan berskala telah berjaya diwujudkan untuk pengayaan arah bahan bio-aktif utama dan peningkatan prestasi pembubaranCistanche deserticolaserbuk. Kajian ini menyampaikan sokongan teknikal kritikal untuk mengembangkan nilai aplikasiCistanche deserticoladalam pasaran makanan berfungsi moden dan makanan tambahan.

Kata kunci: Cistanche deserticola; echinacoside;Lactobacillus plantarum; penapaian mikrob; pengoptimuman proses; bioavailabiliti; pembubaran in-vitro; serbuk herba

1. Pengenalan

Permintaan pengguna global yang semakin meningkat untuk nutraseutikal terbitan tumbuhan semulajadi telah mendorong penyelidikan secara berterusan terhadap bahan mentah herba homolog perubatan makanan yang berasal daripada sistem perubatan tradisional Cina.Cistanche deserticola, tumbuhan holoparasit wajib yang tumbuh di kawasan gurun di Barat Laut China, telah didokumenkan dalam kesusasteraan herba klasik untuk kesan toniknya termasuk mengencangkan buah pinggang dan menambah darah pati. Penyiasatan farmakologi kontemporari telah mengesahkan pelbagai bioaktiviti menggalakkan kesihatan metabolit sekunder utamanya, terutamanya glikosida phenylethanoid (PhGs). Echinacoside dan acteoside (verbascoside), dua sebatian PhG utama yang diasingkan daripadaCistanche deserticola, mempunyai kesan antioksidan, anti-radang, pelindung saraf dan reproduktif yang didokumentasikan dengan baik dalam model eksperimen selular dan haiwan.

Walaupun echinacoside mempamerkan potensi farmakologi yang sangat baik dalam ujian makmal, penggunaan oralnya menghadapi kesesakan bioavailabiliti yang ketara. Data farmakokinetik sedia ada menunjukkan bahawa echinacoside mengalami keterlarutan akueus yang rendah, dan ia terdedah kepada penguraian hidrolitik di bawah pH gastrousus dan transformasi metabolik mikrob usus. Nilai bioavailabiliti oral echinacoside yang dilaporkan kekal di bawah 1.3% dalam model tikus, yang secara ketara melemahkan potensi farmakologi in-vivo mentah yang ditadbir secara lisanCistanche deserticolabahan. Oleh itu, membangunkan teknologi pemprosesan yang boleh dilaksanakan untuk meningkatkan kandungan komponen yang berkesan serta sifat pembubaran menjadi cabaran kritikal untuk pembangunan perindustrianCistanche deserticolasuplemen berfungsi berasaskan.

Mikronisasi serbuk herba ialah teknik pengubahsuaian fizikal konvensional untuk bahan mentah herba Cina. Dengan mengurangkan dimensi zarah dan membesarkan kawasan permukaan tertentu, rawatan penumpukan boleh meningkatkan kecekapan pelarutan juzuk bio-aktif terbenam pada tahap yang terhad. Walau bagaimanapun, pengisaran fizikal sahaja tidak boleh memecahkan dinding sel tumbuhan tegar sepenuhnya atau menjalankan biotransformasi berarah bahan fitokimia terikat yang terperangkap di dalam matriks dinding sel.

Penapaian mikrob, terutamanya biopemprosesan berbantukan asid laktik, menarik perhatian meluas dalam penyelidikan pemprosesan herba moden sejak beberapa tahun kebelakangan ini. Penapaian probiotik boleh merembeskan koktel enzim ekstraselular yang kompleks termasuk selulase, hemiselulase dan pektinase, yang merendahkan sebahagian komponen polimer dinding sel tumbuhan. Degradasi biologi sedemikian membebaskan fitokimia yang asalnya terikat dalam rangkaian dinding sel. Sementara itu, aktiviti metabolik mikrob boleh mengubah prekursor makromolekul, mengubah suai morfologi permukaan serbuk, keliangan dan ciri-ciri fizikokimia permukaan zarah, yang kesemuanya mempengaruhi lagi corak pembubaran dan pelepasan bahan-bahan berfungsi herba. Banyak kertas kerja yang diterbitkan telah membuktikan bahawa penapaian bakteria asid laktik boleh meningkatkan jumlah kandungan fenolik, flavonoid atau glikosida bagi substrat herba yang berbeza, memperbaiki keterlarutan sebatian, dan juga mengurangkan faktor anti-pemakanan atau komponen toksik ringan dalam matriks tumbuhan.

UntukCistanche deserticolabahan, kebanyakan kajian sedia ada masih menumpukan pada pengoptimuman proses pengekstrakan, pengenalpastian komponen atau penilaian aktiviti biologi bagi ekstrak mentah. Penerokaan sistematik mengenai penapaian mikrob berarahCistanche deserticolaserbuk masih tidak mencukupi. Masih tidak jelas bagaimana parameter penapaian utama mempengaruhi kecekapan pengayaan sebatian penanda tandatangan echinacoside, dan sama ada pengubahsuaian fermentatif boleh meningkatkan prestasi pembubaran in-vitronya yang berkait rapat dengan potensi bioavailabiliti oral.

Echinacoside telah dipilih sebagai sebatian penanda sasaran teras dalam kerja kami sekarang, atas sebab ia adalah konstituen glikosida phenylethanoid yang paling mewakili yang bertanggungjawab untuk pelbagai manfaat kesihatanCistanche deserticola. Tiga objektif penyelidikan utama telah ditakrifkan dalam kertas ini: pertama, untuk menyaring strain mikrob berkecekapan tinggi yang mampu memperkayakan echinacoside dalamCistanche deserticolamatriks serbuk; kedua, untuk mengoptimumkan pembolehubah teknologi kritikal secara sistematik (isipadu inokulasi, nisbah pepejal-cecair, tempoh penapaian, di bawah suhu pengeraman tetap 37 darjah ), dan membina sistem penapaian tenggelam yang stabil dan boleh berulang; ketiga, untuk menilai profil pembubaran in‑vitro juzuk sasaran selepas rawatan penapaian, supaya secara tidak langsung mengesahkan potensi teknologi penapaian untuk menggalakkan bioavailabiliti oral yang ditapai.Cistanche deserticolaserbuk. Output eksperimen daripada projek ini dijangka membekalkan laluan teknikal yang inovatif dan bukti makmal asas untuk membangunkan produk makanan tambahan berbentuk serbuk komersial berkhasiat tinggi yang dihasilkan daripadaCistanche deserticola.
 

2. Bahan dan Kaedah

2.1 Bahan tumbuhan mentah, strain mikrob dan reagen kimia

hirisan herba kering daripadaCistanche deserticoladiperoleh daripada Shandong Hongjie Chinese Herbal Pieces Co., Ltd., nombor kelompok C397233281. Hirisan herba itu dilumatkan lagi menjadi serbuk halus sebelum eksperimen penapaian. Ketegangan ujianLactobacillus plantarumsebelum ini diasingkan dan dipelihara di makmal Kolej Sains Biologi dan Teknologi, Universiti Jinan. Medium kultur bakteria De‑Man‑Rogosa‑Sharpe (MRS) telah dibeli daripada AoBoxing Biotechnology Co., Ltd., Beijing, China. Piawaian rujukan Echinacoside (ketulenan HPLC Lebih daripada atau sama dengan 98 %) diperoleh daripada Yuanye Bio‑Technology Co., Ltd., Shanghai, China. Asetonitril gred kromatografi, asid fosforik gred analitik dan agen kimia tak organik lain dibekalkan oleh Sinopharm Chemical Reagent Group Co., Ltd. Air ultra-tulen yang dihasilkan oleh instrumen penulenan air makmal telah diterima pakai untuk semua operasi penyediaan larutan.

2.2 Pengaktifan dan penyediaan bakteriaLactobacillus plantarumpenggantungan

Koloni bakteria tunggal yang diawetLactobacillus plantarumtelah dipetik daripada plat agar MRS pepejal dan disuntik ke dalam medium MRS cecair steril. Kultur bakteria cecair diinkubasi dalam inkubator goncang termostatik di bawah 37 darjah, kelajuan goncangan 160 r/min selama 24 jam. Selepas penanaman, ketumpatan sel ampaian bakteria mencapai lebih kurang \\(10^{8}\\) CFU/mL (unit pembentuk koloni per mililiter). Suspensi bakteria yang disediakan telah disimpan sementara di bawah keadaan peti sejuk 4 darjah untuk kerja inokulasi penapaian seterusnya.

2.3 Penubuhan sistem penapaian terendam untukCistanche deserticolaserbuk

80 g daripadaCistanche deserticolabahan mentah serbuk ditimbang dan dipindahkan ke dalam kelalang Erlenmeyer satu liter, dicampur dengan air tulen mengikut nisbah jisim-ke-isipadu 1 : 5 (g/mL). Buburan campuran telah disterilkan di bawah keadaan wap tekanan tinggi pada 121 darjah selama 25 minit. Selepas pensterilan autoklaf, substrat penapaian disejukkan ke suhu ambien. 6 mL yang telah disediakan terlebih dahuluLactobacillus plantarumpenggantungan bakteria telah ditambah ke dalam kumpulan penapaian eksperimen; kumpulan kawalan kosong menerima isipadu setara air ternyahion steril dan bukannya inokulum bakteria. Pengeraman penapaian diteruskan di bawah persekitaran 37 darjah yang stabil. Aliquot sampel dikumpul pada hari ke-3, hari ke-4, hari ke-5 dan hari ke-6 sepanjang proses penapaian. Sampel cecair penapaian yang dituai telah disentrifugasi pada 12 000 r/min selama 10 minit, dan pecahan supernatan dikumpul dan dipelihara untuk penentuan kuantitatif HPLC kepekatan echinacoside kemudian.

2.4 Kuantifikasi cecair-kromatografi (HPLC) berprestasi tinggi bagi echinacoside

Sistem kromatografi cecair berprestasi tinggi Agilent 1260 (Agilent Technologies, Waldbronn, Jerman) yang dilengkapi dengan lajur kromatografi YMC‑Pack ODS‑A (saiz zarah 5 μm, dimensi lajur 4.6 mm × 100 mm) telah digunakan untuk analisis kuantitatif echinacoside. Sistem fasa mudah alih terdiri daripada pelarut A: 0.2 % larutan asid fosforik akueus; pelarut B: asetonitril gred kromatografi. Prosedur elusi kecerunan fasa mudah alih telah ditetapkan seperti di bawah: 0 min‑15 min: mengekalkan 95 % fasa mudah alih A; 15 min‑28 min: anjakan kecerunan linear daripada 95 % A ke 85 % A; 28 min‑45 min: anjakan kecerunan linear daripada 85 % A ke 80 % A; 45 min‑45.01 min: anjakan kecerunan linear daripada 80 % A turun kepada 77 % A; 45.01 min‑55 min: anjakan kecerunan linear daripada 77 % A kembali kepada 95 % A.

Halaju aliran fasa mudah alih dikawal pada 1.0 mL/min; suhu ketuhar lajur distabilkan pada 30 darjah; pengesanan panjang gelombang ultraviolet ditetapkan pada 280 nm; volum suntikan sampel untuk setiap larian ialah 30 μL. Kaedah lengkung penentukuran piawai luaran digunakan untuk mengira kepekatan echinacoside dalam sampel supernatan penapaian.

2.5 Pengoptimuman percubaan faktor tunggal bagi parameter penapaian

Reka bentuk eksperimen selang-pembolehubah faktor tunggal telah dilaksanakan, dengan kandungan echinacoside diukur daripada supernatan penapaian dipilih sebagai penunjuk tindak balas utama. Semua pengeraman penapaian mengekalkan keadaan suhu malar pada 37 darjah.

Ujian kecerunan isipadu inokulasi: nisbah pepejal-cecair ditetapkan sebagai 1 : 5 (g/mL), tempoh pengeraman penapaian ditetapkan pada 4 hari. Kecerunan isipadu inokulasi telah ditetapkan: 1 mL, 3 mL, 5 mL, 7 mL, 9 mL sediaan \\(10^{8}\\) CFU/mL penggantungan bakteria, untuk menilai pengaruh volum inokulasi pada pengumpulan kompaun sasaran.

Ujian kecerunan nisbah pepejal-cecair: isipadu inokulasi ditetapkan sebagai 3 mL, tempoh penapaian ditetapkan sebagai 4 hari. Kecerunan nisbah pepejal-cecair termasuk 1: 3, 1: 5, 1: 8, 1: 10, 1: 12 (g/mL), untuk menyiasat kesan perkadaran air substrat.

Ujian kecerunan masa penapaian: isipadu inokulasi tetap sebagai 3 mL, nisbah pepejal-cecair optimum 1 : 5 (g/mL) yang diperoleh daripada ujian terdahulu telah diterima pakai. Kecerunan masa penapaian dilitupi 2 d, 3 d, 4 d, 5 d, 6 d untuk meneroka aliran pengumpulan dinamik echinacoside bersama lanjutan masa pengeraman.

Selepas menamatkan setiap percubaan penapaian, sampel telah disentrifugasi, cecair supernatan dikumpul dan tertakluk kepada pengukuran kuantitatif HPLC kepekatan echinacoside. Setiap rawatan eksperimen dilakukan dalam rangkap tiga biologi.

2.6 Penilaian pembubaran in-vitro

Di bawah penapisan parameter teknologi penapaian optimum, ditapaiCistanche deserticolasampel serbuk telah disediakan. Serbuk herba mentah tidak ditapai berkhidmat sebagai sampel kawalan negatif. Ujian pembubaran in-vitro telah dijalankan untuk membandingkan kadar pembubaran dan darjah pembubaran kumulatif echinacoside antara produk yang ditapai dan bahan serbuk mentah asli. Titik masa pensampelan sederhana pembubaran telah disusun untuk merekodkan tingkah laku pelepasan dinamik sebatian penanda. Analisis HPLC telah diterima pakai untuk menentukan kepekatan echinacoside dalam medium pembubaran pada setiap titik masa, untuk mengira kadar pembubaran dan peratusan pembubaran kumulatif.

2.7 Analisis statistik

Dataset eksperimen telah diproses menggunakan perisian statistik SPSS 22.0. Analisis varians sehala (ANOVA) telah dijalankan untuk perbandingan kepentingan antara kumpulan eksperimen yang berbeza.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. Keputusan

3.1 Perbandingan penapaian awal antara kumpulan eksperimen dan kumpulan kawalan kosong

Keputusan percubaan penapaian terendam awal menunjukkan bahawa kumpulan eksperimen disuntik denganLactobacillus plantarummencapai kepekatan echinacoside yang jauh lebih tinggi berbanding dengan kumpulan kawalan kosong yang tidak diinokulasi sepanjang titik masa pensampelan. Kandungan echinacoside sampel yang ditapai oleh bakteria mencapai perbezaan statistik yang ketara berbanding kawalan kosong bermula dari hari kedua pengeraman (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 plantarummenyumbang kepada pengayaan arah echinacoside di dalamCistanche deserticolamatriks penapaian serbuk.

3.2 Pengaruh isipadu inokulasi ke atas pengumpulan echinacoside

Dalam eksperimen faktor tunggal volum inokulasi, kepekatan echinacoside meningkat dengan cepat apabila volum inokulasi meningkat daripada 1 mL kepada 3 mL, mencapai nilai puncak \\(43.64\\pm0.15\\) mg/mL di bawah dos inokulasi 3 mL. Apabila volum inokulasi terus meningkat melebihi 3 mL, kepekatan echinacoside yang dikesan menunjukkan kecenderungan menurun secara beransur-ansur. Dos inokulasi yang terlalu tinggi akan menyebabkan persaingan sengit untuk sumber pemakanan terhad dalam sistem penapaian, mengganggu keseimbangan metabolik dan menyekat kecekapan pengayaan komponen sasaran. Oleh itu, 3 mL isipadu inokulasi (ketumpatan bakteria kira-kira \\(10^{8}\\) CFU setiap matriks substrat gram) telah dipilih sebagai parameter volum inokulasi optimum untuk eksperimen seterusnya.

3.3 Pengaruh nisbah pepejal-cecair ke atas pengumpulan echinacoside

Nisbah pepejal-cecair ujian faktor tunggal menunjukkan bahawa kandungan echinacoside tiba pada nilai maksimum \\(40.42\\pm0.15\\) mg/mL pada nisbah pepejal-cecair 1 : 5 (g/mL). Jika nisbah pepejal-cecair terlalu tinggi (medium cecair tidak mencukupi), buburan substrat menunjukkan kelikatan yang terlalu tinggi, yang menghalang pemindahan jisim, pembiakan bakteria dan tindak balas transformasi bahan. Apabila bahagian cecair menjadi terlalu besar (nisbah pepejal-cecair rendah), kepekatan nutrien substrat terlalu cair, yang juga mengurangkan tahap pengayaan akhir echinacoside. Oleh itu nisbah pepejal-cecair 1: 5 (g/mL) telah disahkan sebagai keadaan perkadaran substrat-air yang paling sesuai.

3.4 Pengaruh masa inkubasi penapaian ke atas pengumpulan echinacoside

Berdasarkan parameter isipadu inokulasi dan nisbah cecair pepejal yang ditentukan di atas, perubahan dinamik kepekatan echinacoside sepanjang masa penapaian dipantau. Kandungan Echinacoside terus meningkat dan mencapai nilai maksimum \\(43.33\\pm0.20\\) mg/mL pada hari ke-5 pengeraman penapaian. Selepas mencapai titik masa pengeraman 6 hari, kepekatan echinacoside yang boleh diukur merosot secara sederhana, yang dikaitkan dengan degradasi separa sebatian glikosida yang disebabkan oleh tindakan metabolik mikrob yang berpanjangan. Akibatnya, tempoh inkubasi penapaian optimum ditentukan sebagai 5 hari di bawah suhu 37 darjah.

Mensintesis semua output pengoptimuman faktor tunggal, keadaan teknologi penapaian tenggelam optimum yang komprehensif untukCistanche deserticolaserbuk diringkaskan: isipadu inokulasi 3 mL (kira-kira \\(10^{8}\\) substrat CFU/g), nisbah pepejal-cecair 1 : 5 (g/mL), suhu pengeraman malar pada 37 darjah , tempoh penapaian selama 5 hari.

3.5 Penilaian percubaan pembubaran in-vitro

Di bawah aliran kerja penapaian optimum yang dinyatakan di atas, ditapaiCistanche deserticolasampel serbuk telah dihasilkan untuk penilaian pembubaran in-vitro. Berbanding dengan serbuk herba mentah yang tidak ditapai, sampel serbuk yang ditapai menunjukkan kadar pembubaran yang lebih tinggi dan tahap pembubaran kumulatif yang lebih tinggi untuk kompaun penanda echinacoside. Pemerhatian ini mencadangkan bahawa rawatan penapaian probiotik mengubah suai sifat fizikokimia matriks serbuk herba, dan meningkatkan prestasi pelepasan-pembubaran echinacoside juzuk bio-aktif utama, membayangkan potensinya untuk meningkatkan bioavailabiliti oral.

4. Perbincangan

Dalam karya sekarang,Lactobacillus plantarumtelah disahkan sebagai strain penapaian yang berkesan untuk pengayaan arah echinacoside dalamCistanche deserticolasubstrat serbuk. Menurut literatur yang diterbitkan sebelum ini, penapaian bakteria asid laktik boleh merembeskan berbilang enzim hidrolitik untuk merendahkan polimer struktur dinding sel tumbuhan tegar seperti selulosa dan pektin, yang membebaskan bahan fitokimia yang terperangkap di dalam rangkaian dinding sel. Sebaliknya, transformasi metabolik mikrob boleh menukar bahan prekursor kepada produk glikosida phenylethanoid sasaran, secara bersama-sama menyumbang kepada kepekatan echinacoside yang tinggi dalam supernatantPMC yang ditapai.

Dos inokulasi, nisbah substrat-air pepejal-cecair dan masa pengeraman penapaian semuanya memberi pengaruh yang ketara terhadap kecekapan pengayaan akhir echinacoside. Isipadu inokulasi yang terlalu rendah membawa kepada populasi bakteria berdaya maju yang tidak mencukupi, mengakibatkan kapasiti biokonversi yang tidak mencukupi. Jumlah inokulasi yang terlalu tinggi mencetuskan persaingan sengit nutrien intra-spesies di dalam sistem penapaian, dan pengumpulan metabolik-oleh-produk yang besar boleh mempercepatkan penguraian separa molekul glikosida echinacoside. Nisbah pepejal-cecair mengawal secara langsung kelikatan sistem, kecekapan pemindahan jisim dan status kepekatan nutrien. Pengeraman penapaian yang terlalu lama akan menyebabkan kemerosotan sekunder sebatian glikosida sasaran, yang menerangkan penurunan kepekatan echinacoside selepas pengeraman lima hari dalam eksperimen kecerunan masa kami. Oleh itu, kawalan tepat ke atas ketiga-tiga parameter proses utama ini amat diperlukan untuk memperoleh penapaian echinacoside tinggi yang stabilCistanche deserticolaproduk serbuk.

Keputusan ujian pembubaran in-vitro kami menunjukkan bahawa serbuk yang ditapai menunjukkan tingkah laku pelepasan pelarutan yang unggul bagi echinacoside berbanding serbuk mentah tidak ditapai yang asli. Penambahbaikan sedemikian boleh berpunca daripada pelbagai sebab: degradasi separa dinding sel yang disebabkan oleh enzim mikrob mengubah mikro-morfologi serbuk, meningkatkan keliangan permukaan zarah dan luas permukaan tertentu, dan mengurangkan halangan fizikal untuk pembubaran ramuan. Sementara itu, proses metabolik mikrob boleh mengubah ciri-ciri kimia permukaan serbuk, yang seterusnya menggalakkan pembubaran fasa akueus molekul glikosida phenylethanoid. Perlu ditekankan bahawa eksperimen pembubaran in-vitro hanya memberikan bukti tidak langsung untuk peningkatan bioavailabiliti. Ketersediaan bio oral in-vivo sebenar masih memerlukan ujian farmakokinetik haiwan atau penyelidikan campur tangan manusia untuk pengesahan pepejal.

Masih terdapat beberapa had untuk siasatan semasa kami. Projek ini menggunakan pengoptimuman faktor tunggal dan bukannya analisis interaksi berbilang faktor permukaan tindak balas, dan kesan interaktif antara pembolehubah penapaian berbeza belum dinilai secara kuantitatif. Selain itu, kami memberi tumpuan terutamanya kepada perubahan kuantitatif kompaun penanda echinacoside; profil metabolomik komprehensif untuk peralihan profil metabolik serbuk ditapai keseluruhan tidak dilakukan dalam kajian ini. Penyelidikan lanjut boleh menggunakan teknologi metabolomik tidak disasarkan LC-MS untuk mendedahkan variasi metabolit berskala penuh secara sistematik selepasLactobacillus plantarumpenapaian daripadaCistanche deserticolaserbuk. Di samping itu, kerja susulan perlu menjalankan eksperimen farmakokinetik haiwan untuk mengira parameter bioavailabiliti oral sebenar yang ditapai.Cistanche deserticolaserbuk, dan menjalankan eksperimen pengesahan kesan farmakologi seperti penilaian aktiviti antioksidan, anti-keletihan atau neuro-pelindung.

Dari perspektif aplikasi industri, proses penapaian tenggelam yang dioptimumkan ini menyediakan laluan teknikal yang boleh dilaksanakan untuk menaik tarafCistanche deserticolaproduk bahan mentah makanan berfungsi yang berkaitan. Untuk pembuatan komersil, penerokaan teknikal seterusnya perlu menumpukan pada pengesahan penskalaan aliran kerja penapaian, meneroka teknologi pengeringan pasca-penapaian yang sesuai (pengeringan beku vakum atau pengeringan semburan), menilai kestabilan penyimpanan produk serbuk siap yang ditapai, untuk menyokong pengeluaran perindustrian berskala besar.

5. Kesimpulan

Percubaan saringan terikan membuktikannyaLactobacillus plantarumberkesan boleh menggalakkan pengayaan arah penanda bio-aktif utama echinacoside di dalamCistanche deserticolamatriks penapaian serbuk.

Melalui percubaan pengoptimuman pembolehubah faktor tunggal, parameter penapaian terendam yang stabil ditentukan untukCistanche deserticolaserbuk: isipadu inokulasi 3 mL (ketumpatan bakteria \\(10^{8}\\) substrat CFU/g), nisbah pepejal-cecair 1 : 5 (g/mL), suhu pengeraman 37 darjah , masa penapaian 5 hari. Di bawah keadaan yang dioptimumkan ini, kandungan echinacoside mencapai ketinggian yang ketara (P < 0.01).

Penilaian pembubaran in-vitro menunjukkan sampel serbuk yang ditapai mempunyai kadar pembubaran yang lebih cepat dan tahap pembubaran kumulatif echinacoside yang lebih tinggi berbanding dengan bahan mentah yang tidak ditapai, menunjukkan potensi yang menjanjikan untuk meningkatkan bioavailabiliti oral bagiCistanche deserticolajuzuk bio-aktif.

Kajian ini mewujudkan teknologi penapaian probiotik yang stabil untukCistanche deserticolaserbuk, menawarkan penyelesaian teknikal baharu untuk mengatasi kesesakan bioavailabiliti rendah mentahCistanche deserticolaserbuk herba, dan menyampaikan asas eksperimen berskala makmal untuk membangunkan produk makanan berfungsi dan makanan tambahan bernilai tinggi yang diperoleh daripadaCistanche deserticola.

Ucapan terima kasih

Kerja penyelidikan ini disokong secara kewangan oleh Projek Bimbingan Inovasi Teknologi Wilayah Shandong (No. Geran YDZX2024111); Program Penyelidikan dan Pembangunan Utama Wilayah Shandong (No Geran. 2023TSGC041, 2023TSGC053).

Konflik Kepentingan

Penulis mengisytiharkan tiada konflik kepentingan.

Rujukan

[1] Suruhanjaya Farmakope China. Farmakope Republik Rakyat China (Jilid I)[M]. Beijing: Akhbar Sains Perubatan China; 2020.

[2] Wang Y. Keberkesanan dan penyelidikan mekanisme echinacoside untuk disfungsi spermatogenik dalam tikus[D]. Yanji: Universiti Yanbian; 2020.

[3] Gulinuer Mutelifu, et al. Penyelidikan mekanisme anti-penuaan echinacoside [J]. Jurnal Kecemasan Cina dalam Perubatan Tradisional Cina, 2020, 20(3):140‑143.

[4] Zhang N, Chen Z, Hui C, et al. Kesan neuroprotective echinacoside terhadap kerosakan neuro yang disebabkan oleh MPTP pada tikus [J]. Penyakit dan Rawatan Neuropsychiatric, 2021, 17:1779‑1792.

[5] Chen H, Wang YL. Mekanisme neuro-perlindungan echinacoside untuk tikus yang cedera saraf tunjang melalui laluan isyarat 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 mengurangkan keradangan epitelium usus yang disebabkan oleh LPS dan apoptosis sel dalam model tikus [J]. Bioperubatan & Farmakoterapi, 2021,140:111622.

[7] Li W, Zhou J, Zhang Y, et al. Echinacoside melakukan aktiviti anti-tumor dalam sel-sel kanser hati melalui menghalang laluan mTOR/STAT3[J]. Jurnal Antarabangsa Sains Molekul, 2021, 22(1): 304.

[8] Wang Y, Wang F, Ma L C. Analisis juzuk kimia ubat herba tradisional sebelum dan selepas penapaian mikrob berdasarkan LC‑MS/MS[J]. Molekul, 2022,28(1).

[9] Cao G, Xu J, et al. Penggantian komuniti mikrob dan transformasi bahan alkaloid semasa penapaian herba olehLactobacillus plantarum[J]. Surat dalam Mikrobiologi Gunaan, 2020,70(4):318‑325.

[10] Okamoto T, Sugimoto M, Noda S, et al. Perencat pelepasan Interleukin‑8 yang dihasilkan dalamArtemisia princepsekstrak pampanini yang ditapai denganLactobacillus plantarumSN13T[J]. Sempadan dalam Mikrobiologi, 2020.