Abstrakt

Oxidativ stress induceret af overdreven frie radikaler er en af ​​de centrale drivkræfter for menneskelig cellulær aldring, kronisk inflammation og flere metaboliske degenerative lidelser. Planteafledte næringsingredienser fra homologe ressourcer til fødevaremedicin har vundet omfattende global opmærksomhed som naturlige antioxidantalternativer til syntetiske antioxidantadditiver.Lycium ruthenicum, også kendt som sort gojibær, ogCistanche deserticola(ørkengyvelrap) er repræsentative endemiske medicinske spiselige planteressourcer, der stammer fra Hexi-korridoren i det nordvestlige Kina. De indeholder rigelige karakteristiske fytokemiske bestanddele, herunder anthocyaniner, polyphenoler, bioaktive polysaccharider samt phenylethanoidglycosider. Selvom individuelle biologiske aktiviteter af disse to råmaterialer er blevet dokumenteret i flere eksisterende undersøgelser, har begrænset forskning fokuseret på, hvordan menneskelige gastrointestinale fordøjelsesbetingelser ændrer biotilgængelighed og reelt antioxidantpotentiale af deres sammensatte blandede pulver. I denne forskning, enkeltkomponent pulver og tre grupper af blandet pulver med forskellige masseforhold (Lycium ruthenicum : Cistanche deserticola= 1:2, 1:1, 2:1) blev forberedt. En statisk to-trins in-vitro gastrointestinal fordøjelsesmodel blev implementeret, bestående af 2-timers simuleret gastrisk fordøjelse under pH 2,0 med pepsin efterfulgt af 2-timers simuleret intestinal fordøjelse under pH 7,0 suppleret med trypsin. Dynamisk prøveudtagning blev udført med flere tidsintervaller under fordøjelsesinkubation. Vi har kvantitativt bestemt opløselige indhold af totale polyphenoler, polysaccharider, anthocyaniner og phenylethanoid glycosider sammen med DPPH og ABTS fri-radikalopfangende kapacitet. Pearson korrelationsanalyse blev udført for at afsløre indre sammenhænge mellem koncentrationer af bioaktive forbindelser og antioxidantindikatorer. Eksperimentelle resultater viste, at gastrisk fordøjelse signifikant forbedrede opløseligheden af ​​fire vigtige funktionelle fytokemikalier, hvilket yderligere forbedrede både DPPH og ABTS radikalopfangende ydeevne. Under den efterfølgende tarmfordøjelsesfase blev opløseligheden af ​​polyphenoler og phenylethanoidglycosider ved med at stige, mens målbare indhold af polysaccharider og anthocyaniner faldt betydeligt. Intestinal fordøjelse udøvede fremmende virkninger på ABTS radikalopfangende aktivitet, men genererede ingen positiv forbedring af DPPH frie radikaler eliminationshastighed. Polyphenoler, anthocyaniner og phenylethanoidglycosider udviste statistisk signifikante lineære korrelationer med antioxidantkapacitetsparametre (P < 0.05). Among all three blending formulations, the mixing ratio of 2:1 (Lycium ruthenicumtilCistanche deserticola) udviste overlegen omfattende antioxidantkapacitet efter fuld gastrointestinal fordøjelsessimulering. Denne undersøgelse belyste variationsregler for bioaktive stoffer under mave-tarm-simulerede miljøer for enkelt og kombineret sort gojibær og ørkenbroomrapepulver. Vores resultater giver solid eksperimentel støtte til udvikling af nye funktionelle kosttilskud ved hjælp af Hexi-Corridor-ørkenplantematerialer.

Nøgleord: Lycium ruthenicum; Cistanche deserticola; in vitro gastrointestinal fordøjelse; biotilgængelighed; polyphenoler; phenylethanoid glycosider; anthocyaniner; antioxidant aktivitet; fødevare-medicin homologi

1. Introduktion

Befolkningens aldring og voksende offentlig stræben efter sub-sundhedsintervention har gjort anti-aging ernæringsforskning til et hot spot inden for globale funktionelle fødevare- og nutraceutiske industrier. Hypotesen om fri-radikal aldring er blevet bredt accepteret for at fortolke mekanismen bag organismens alderdom. Kontinuerlig ophobning af reaktive iltarter inde i menneskekroppen vil udløse lipidperoxidation, beskadige DNA-strukturen og proteinfunktionen, fremskynde celleældning og øge morbiditetsrisikoen for åreforkalkning, kroniske inflammatoriske sygdomme og aldersrelaterede degenerative symptomer. Kostindtag af naturlige fytokemiske antioxidanter betragtes som en skånsom og sikker ernæringsstrategi til at afbøde oxidativ stress sammenlignet med farmaceutiske indgreb. Syntetiske antioxidanter såsom BHT og BHA står gradvist over for en strengere reguleringskontrol på mange regionale markeder, hvilket yderligere fremmer markedets efterspørgsel efter plantebaserede naturlige antioxidantråmaterialer.

Traditionelle urteressourcer fra det østasiatiske fødevare-medicinske homologe system har vakt stigende interesse blandt vestlige ernæringsforskere og kosttilskudsproducenter.Lycium ruthenicumMurr., en flerårig buskeart af Solanaceae-familien, fordeler sig på tværs af tørre og semi-tørre zoner i det nordvestlige Kina. Dens mørke-lilla frugt tjener ry som "kongen af ​​anthocyaniner", på grund af en usædvanlig høj koncentration af acylerede anthocyaninderivater, der sjældent forekommer i almindelige frugter. Bortset fra anthocyaniner er sorte gojibærfrugter også rig på komplekse polyphenolblandinger, vandopløselige polysaccharider, flavonoidforbindelser og forskellige spormineralelementer. Tidligere in-vitro- og cellekultureksperimenter har valideret dens stærke radikalfjernende, anti-inflammatoriske og immunmodulerende bioaktiviteter. De fleste eksisterende publikationer omLycium ruthenicumfokus på identifikation af råmaterialekomponenter, optimering af ekstraktionsprocesser og vurdering af råekstraktantioxidant.

Cistanche deserticola, almindeligvis kaldet ørkengyvelrape, er en obligatorisk holoparasitplante, der tilhører familien Orobanchaceae. I tusinder af år er denne plante blevet brugt som styrkende urtemateriale i traditionel kinesisk medicinpraksis. Dets bioaktive hovedbestanddele er phenylethanoidglycosider, herunder echinacosid og acteosid, sammen med specifikke vandopløselige polysaccharidfraktioner. Moderne farmakologiske undersøgelser afslører, at phenylethanoidglykosider fraCistanche deserticolahar antioxidant-, neurobeskyttende og immunregulerende virkninger, mens dets polysaccharidfraktioner kan modulere makrofagimmunrespons. Råmaterialet er geografisk koncentreret i ørkenoasezoner i Gansu Hexi-korridoren og det indre Mongoliets ørkenområde.

Fra lokalt industrielt perspektiv er begge plantearter karakteristiske økonomiske afgrøder i Gansu Hexi Corridor. Lokale landbrugsvirksomheder udforsker funktionelle fødevarer med værditilvækst baseret på disse to ørkenplanter. Klassisk kinesisk urtekompatibilitetsteori tyder på, at matchningLycium ruthenicumogCistanche deserticolakan producere synergistiske toniske effekter. På nuværende tidspunkt vurderer de fleste publicerede artikler kun hver plante separat. Meget begrænsede eksperimentelle data er tilgængelige for deres sammensatte formel.

Det er afgørende at bemærke, at det samlede fytokemiske indhold, der er påvist i råpulver, ikke direkte kan repræsentere den faktiske antioxidanteffekt inde i den menneskelige mave-tarmkanal. Når plantepulver er indtaget oralt, vil bioaktive molekyler gennemgå drastiske miljøændringer: stærk sur mavetilstand med proteasehydrolyse, efterfulgt af neutralt-alkalisk tyndtarmsmiljø med pancreasenzymkatalyse. Mange phenoliske stoffer, anthocyaniner og polysaccharider er pH-følsomme; de kan opløses, transformeres, nedbrydes eller konjugeres under fordøjelsesproceduren. Den reelle biotilgængelige fraktion, i stedet for det oprindelige totalindhold, bestemmer den fysiologiske funktion.

Statisk in-vitro-simuleret gastrointestinal fordøjelsesanalyse er et standardiseret foreløbigt forskningsværktøj, der er bredt anvendt inden for fødevarevidenskab. Dette laboratoriesimuleringssystem kan efterligne pH-variationer og proteasehydrolysebetingelser i menneskelig mave og tyndtarm. Forskere kan spore dynamiske ændringer af biotilgængelige fytokemikalier uden dyre fodringsforsøg eller humane frivillige interventionstests. Denne metode anvendes bredt til at evaluere frugter, grøntsager, urtepulver og nutraceutiske råvarer.

Indtil nu har ingen offentlig rapport beskrevet in vitro gastrointestinale fordøjelseskarakteristika for blandet kompositpulver afLycium ruthenicumkombineret medCistanche deserticola. Derfor udførte denne undersøgelse statiske simulerede gastrointestinale fordøjelseseksperimenter på enkelt råmaterialepulver og tre proportionsvariante blandede pulvergrupper. Vi overvågede løbende dynamiske ændringer af opløselige polyphenoler, polysaccharider, anthocyaniner, phenylethanoid glycosider samt DPPH og ABTS radikalfjernende kapacitet ved flere fordøjelsestidspunkter. Statistisk korrelationsanalyse blev udført mellem bioaktiv komponentkoncentration og antioxidantindekser. Vores mål omfatter: (1) afklare, hvordan gastrisk-simuleret og tarm-simuleret miljø påvirker opløseligheden og stabiliteten af ​​hovedfunktionelle stoffer fra sort gojibær og ørkengyvelrap; (2) sammenligne antioxidantydelse af forskellige blandingsforhold efter fordøjelse; (3) fraskær optimal blandingsforhold for sammensat funktionelt pulver. Resultaterne af dette arbejde kan levere grundlæggende eksperimentel dokumentation for udvikling af en ny generation af antioxidant-funktionelle fødevarer og kosttilskudsprodukter, der stammer fra Hexi-Corridor lokale planteressourcer.

2. Materialer og metoder

2.1 Planteråvarer

Modne frugter afLycium ruthenicumblev høstet fra kunstig plantageskov i Huahai Town, Yumen City, Gansu-provinsen, Kina, i år 2022. Markindsamlede frugter gennemgik en naturlig skyggetørringsproces under ventileret omgivelsestemperatur. Beskadigede frugter, frugtstængler og urenheder blev fjernet manuelt. Rene tørrede frugter blev pulveriseret og sigtet gennem en 50-mesh sigte for at opnå homogent sort gojibærpulver til fordøjelseseksperimenter.

Friske kødfulde stængler afCistanche deserticolablev samlet i maj 2022 fra kunstigt inokuleredeHaloxylon ammodendronklitskov beliggende i Gaotai County, Gansu-provinsen. Friske væv blev grundigt vasket for at eliminere overfladesandforurening, skåret i tynde skiver og straks nedsænket i farvebeskyttende opløsning for at forhindre phenolisk brunfarvningsreaktion. Forbehandlede skiver blev frysetørret under vakuum. Frysetørret fast stof blev knust og ledt gennem en 50-mesh sigte for at forberedeCistanche deserticolafrysetørret pulverprøve.

Tre blandede pulvergrupper blev fremstillet ved blandingLycium ruthenicumpulver ogCistanche deserticolafrysetørret pulver i forskellige masseforhold:

Gruppe A: masseforhold 1 : 2 (Lycium ruthenicum : Cistanche deserticola)

Gruppe B: masseforhold 1 : 1 (Lycium ruthenicum : Cistanche deserticola)

Gruppe C: masseforhold 2 : 1 (Lycium ruthenicum : Cistanche deserticola)

Samlet prøvemasse for hvert fordøjelsesreaktionssystem blev fastsat til 0,75 g, faststof-væske-forholdet blev kontrolleret til 1:40 (vægt/volumen).

2.2 Kemiske reagenser

Pepsin (aktivitet 3 000 U/g), trypsin (aktivitet 250 U/mg), gallussyre-standardstof, Folin-Ciocalteu-reagens, DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl), ABTS (2,2′‑azino‑bis‑(3‑ethylbenzothiazolin‑6‑sulfonsyre)) blev købt fra Macklin Biochemical Co., Ltd., Shanghai, Kina. Saltsyre, natriumhydrogencarbonat, natriumcarbonat, phenol, koncentreret svovlsyre og andre uorganiske kemiske midler var kommercielle reagenser af analytisk kvalitet.

2.3 Laboratorieudstyr og -instrumenter

DK‑98‑Ⅱ digitalt vandbad med konstant temperatur (Taist Instrument Co., Ltd., Tianjin, Kina); QUINTIX-224 elektronisk analytisk vægt (Sartorius, Tyskland); GL-12B desktop højhastigheds kølecentrifuge (Hunan Hexi Instrument Equipment Co., Ltd., Kina); DR6000 ultraviolet-synligt spektrofotometer (Hach Company, USA); SPH-110X-serien termostatisk rystevandbadsinkubator (Shanghai Shiping Instrument Co., Ltd., Kina).

2.4 Statisk in-vitro gastrointestinal fordøjelsesprotokol

Den to-fasede fordøjelsesprocedure blev modificeret og optimeret med henvisning til tidligere offentliggjorte statiske gastrointestinale fordøjelsesprotokoller for plantefødematrix. Hver fordøjelsestest blev udført med tre biologiske parallelle replikater.

Mavefordøjelsesfase (GD, samlet inkubationstid=2 timer):Vi vejede nøjagtigt 0,75 g pulverprøve og overførte den til 50 ml polypropylen centrifugerør. Et passende volumen af ​​deioniseret vand blev tilsat til fuldt fugtig fast pulvermatrix. Prøvesuspensionens pH-værdi blev omhyggeligt justeret til pH 2,0 under anvendelse af 1 mol/L vandig saltsyreopløsning. Bagefter blev 4 mL forberedt simuleret mavevæske suppleret; simuleret mavevæske indeholdt 3 g pepsin opløst i 50 ml 0,01 mol/l HCl-opløsning. Centrifugerør blev anbragt i termostatisk rysteinkubator, inkubationstemperaturen blev holdt på 37 grader for at efterligne menneskets fysiologiske kropstemperatur, rysterotationshastigheden blev indstillet til 100 r/min. Ved planlagte prøveudtagningstidspunkter (0 timer, 0,5 timer, 1,0 timer, 1,5 timer, 2,0 timer) blev den delvise reaktionsblanding udtaget. Enzymaktivitet blev afsluttet ved opvarmning af kogende vandbad i 10 min. Den behandlede blanding blev centrifugeret under 4 grader, rotationshastighed 6 000 r/min i 15 min. Klar supernatantvæske blev opsamlet og konserveret til efterfølgende fytokemisk kvantificering og antioxidantaktivitetsassays.

Intestinal fordøjelsesfase (ID, samlet inkubationstid=2 timer):Efter afsluttet 2-timers gastrisk fordøjelsesinkubation blev fordøjelses-pH-værdien justeret fra pH 2,0 op til neutral pH 7,0 ved dråbevis tilsætning af 1,0 mol/L natriumbicarbonatopløsning. Trypsin arbejdsopløsning blev derefter tilsat til fordøjelsessystemet; denne arbejdsopløsning blev fremstillet ved at opløse 0,3 g trypsinpulver i 50 ml 0,01 mol/l natriumcarbonatopløsning. Inkubationstilstanden i tarmfasen holdt konstant: temperatur 37 grader, rystehastighed 100 r/min. Prøveudtagningstidspunkter for tarmfordøjelse blev sat til 0 timer, 0,5 timer, 1,0 timer, 1,5 timer og 2,0 timer. Efter prøveudtagning var enzymdeaktivering, nedkølet centrifugering og supernatantopsamlingstrin identiske med gastriske faseoperationer.

2.5 Bestemmelse af bioaktive funktionelle komponenter

Det samlede indhold af opløseligt polyphenol blev analyseret via Folin-Ciocalteu kolorimetriske metode, beregningsresultater blev udtrykt som milligram gallussyreækvivalent pr. gram prøve (mg GAE/g). Totalt indhold af opløseligt polysaccharid blev målt ved hjælp af phenol-svovlsyre kolorimetrisk kvantitativ metode. Totalt indhold af anthocyanin blev påvist med pH-differentiel spektrofotometri. Totalt indhold af phenylethanoidglycosid blev kvantificeret ved hjælp af ultraviolet spektrofotometrisk bestemmelsesmetode. Hver supernatantprøve blev målt i teknisk tre eksemplarer for at reducere testafvigelser.

2.6 Antioxidantkapacitetsmåling

2.6.1 DPPH-assay til fjernelse af frie radikaler

DPPH-radikal-opfangningsprocent blev beregnet i henhold til formel (1): \\(\\text{DPPH-opfangningshastighed (\\%)}= \\left(1-\\frac{A_1-A_2}{A_0}\\right)\\gange 100 \\tag{1}\\) Hvor:A₁repræsenterer absorbansaflæsning af blandet opløsning indeholdende prøvesupernatant og DPPH-arbejdsopløsning;A₂repræsenterer absorbans af prøvesupernatant blandet med deioniseret-vand prøveblindprøve;A₀repræsenterer absorbans af DPPH-arbejdsopløsning blandet med rent deioniseret-vand kontrolgruppe.

2.6.2 ABTS fri-radikal kationopfangende assay

ABTS radikal-kation-opfangningshastighed blev beregnet efter formel (2): \\(\\text{ABTS-opfangningshastighed (\\%)}= \\left(1-\\frac{A_1-A_2}{A_0}\\right)\\gange 100 \\tag{2}\\) Definitioner af absorbansA₁, A₂, A₀opretholde konsistent logik som DPPH-beregning.

2.7 Statistisk databehandling

Alle fordøjelseseksperimenter blev gentaget for tre uafhængige biologiske replikater. SPSS 22.0 statistisk softwarepakke blev brugt til envejsanalyse af varians (ANOVA), signifikanstest og Pearson korrelationskoefficientberegning. Origin 2018-software blev anvendt til at plotte eksperimentelle figurer. Statistisk signifikansgrænse blev defineret somP < 0.05; P < 0.01 was judged as extremely significant difference. Different lowercase letters marked on chart bars indicate significant statistical difference between different treatment groups.

3. Resultater

3.1 Ændringer af bioaktive stoffer og antioxidantkapacitet for singleLycium ruthenicumpulver

Inden for simuleret gastrisk fordøjelsesmiljø steg indholdet af opløseligt polyphenol i sort gojibær pulver bemærkelsesværdigt i de første 1,5 timer af inkubationen og udviste et lille fald på det senere stadium af gastrisk fordøjelse. Mavesyretilstand fremmede i høj grad opløsning af polysaccharidmolekyler og anthocyaninkomponenter (P < 0.05). Once the digesta transferred to intestinal digestion alkaline environment, detected soluble polysaccharide and anthocyanin contents showed obvious decreasing tendency. Experimental observation confirmed that alkaline pH value of simulated intestinal fluid constituted the primary driving factor for anthocyanin molecular degradation.

Fra antioxidantaktivitetsperspektiv steg både DPPH- og ABTS-radikal-fjernende procenter kontinuerligt under gastrisk fordøjelsesinkubation. Da fordøjelsen gik ind i tarmfasen, faldt DPPH radikal-fjernende kapacitet kraftigt.

Pearson-korrelationsberegningsresultater indikerede, at polyphenolindhold under mavefordøjelsestilstand havde signifikant positiv korrelation med DPPH-opfangningshastigheden. Polyphenol og anthocyanin viste ekstremt signifikant positiv korrelation med ABTS radikal-fjernende ydeevne (P < 0.01). In intestinal digestion environment, polyphenol concentration presented significant negative correlation with antioxidant indexes. This phenomenon suggested partial degradation and structural transformation of phenolic compounds under intestinal‑simulated condition. Meanwhile, polysaccharide and anthocyanin still maintained positive correlation with radical‑scavenging capability throughout intestinal digestion process.

3.2 Ændringer af bioaktive stoffer og antioxidantkapacitet for singleCistanche deserticolapulver

Til frysetørretCistanche deserticolapulver nåede koncentrationen af ​​opløselig polyphenol topværdi efter 1,5 time under gastrisk faseinkubation, efterfulgt af en faldende tendens. Under intestinal fordøjelse steg polyphenolindholdet hurtigt inden for de første 0,5 timer, faldt bagefter og steg igen nær slutningen af ​​2-timers tarminkubation. Indholdet af opløseligt polysaccharid viste en generel nedadgående tendens i både gastriske og intestinale fordøjelsesstadier. Koncentrationen af ​​opløselig phenylethanoidglycosid holdt kontinuerlig vækst gennem hele den 2-timers gastriske fordøjelsesprocedure.

Med hensyn til antioxidantydelse forbedrede gastrisk fordøjelse DPPH-radikal-opfangningshastigheden inden for først 1,5 time, og derefter faldt antioxidantværdien. Efter skift til tarmfordøjelsesmiljø faldt DPPH-opfangningshastigheden først og steg derefter gradvist. ABTS-radikalopfangende hastighed viste mønsteret af initialt fald og efterfølgende stigning over hele fordøjelsestidsforløbet.

Korrelationsstatistiske output viste, at polyphenoler og phenylethanoidglykosider havde ekstremt signifikant positiv korrelation med DPPH radikal-fjernende kapacitet under mavefordøjelse (P < 0.01). In intestinal digestion environment, phenylethanoid glycoside concentration showed significant correlation with both DPPH and ABTS scavenging indicators. This result strongly proved phenylethanoid glycosides act as the dominant antioxidant‑active constituents for Cistanche deserticolaråvare.

3.3 Bioaktive forbindelser og antioxidantydelse af blandet pulver under simuleret gastrisk fordøjelse

Tre blandede pulverformuleringer (Gruppe A 1:2, Gruppe B 1:1, Gruppe C 2:1) præsenterede skelnelige komponentfluktuationsmønstre under mavefordøjelsessimulering. For opløselig polyphenol: Gruppe A og Gruppe B oplevede et indledende fald efterfulgt af indholdsforhøjelse, efterhånden som fordøjelsestiden blev forlænget. Gruppe C viste vedvarende faldende tendens af opløselig polyphenol på tværs af gastrisk inkubation. Indholdet af opløseligt polysaccharid, anthocyanin og phenylethanoidglycosid udviste forholdsafhængige fluktuationsegenskaber. Generelt lettede surt mavemiljø opløsning af disse fire klasser af bioaktive fytokemikalier fra plantematrix med blandet pulver.

Antioxidant-testresultater afslørede, at DPPH- og ABTS-radikal-fjernende procenter af alle tre blandede grupper steg signifikant med forlænget gastrisk fordøjelsestid (P < 0.05). Comparative analysis among three formula groups demonstrated that Group C (2:1 ratio, higher proportion of Lycium ruthenicum) opnåede relativt højere radikal-fjernende værdier efter mave-fase fordøjelse.

3.4 Bioaktive forbindelser og antioxidantydelse af blandet pulver under simuleret tarmfordøjelse

Efter at have gået ind i fordøjelsesstadiet, kunne polyphenol- og phenylethanoidglycosid-opløseligheden af ​​blandet pulver opretholde yderligere stigende tendens. Ikke desto mindre led indholdet af påviselige opløselige polysaccharider og anthocyanin generelt stoftab. DPPH-radikalopfangningshastigheden faldt på det tidlige tidspunkt for fordøjelse af tarmen og genoprettes i senere inkubationsperiode. ABTS-radikal-fjernende hastighed præsenterede statistisk signifikant faldende tendens for alle tre blandede grupper i hele tarmfordøjelsesinkubationen (P < 0.05).

Omfattende sammenligning under hensyntagen til retentionsniveauet for bioaktive stoffer samt integreret antioxidantkapacitet efter fuldstændig sekventiel gastrisk-plus-tarm-fordøjelse viste, at gruppe C med blandingsforhold 2 : 1 (Lycium ruthenicum : Cistanche deserticola) leverede overlegen antioxidantydelse sammenlignet med gruppe A og gruppe B.

4. Diskussion

Vores in-vitro fordøjelseseksperimentelle resultater viser tydeligt, at surt mavemiljø er gunstigt til at frigive opløselige polyphenoler, polysaccharider, anthocyaniner og phenylethanoidglycosider fra beggeLycium ruthenicumogCistanche deserticolaplantepulver matrix. Kombinerede virkninger af sur hydrolyse med lav pH, mekanisk rysteinkubation og pepsinprotease kan forstyrre den partielle plantecellevægstruktur, hvilket accelererer intracellulær fytokemisk opløsning til vandig fordøjelsessupernatant. En sådan opløsningsforbedring forbedrer direkte koncentrationen af ​​biotilgængelige antioxidanter og evnen til at fjerne radikaler.

Når først fordøjelsessystemet overføres til neutralt-alkalisk tarmmiljø, opfører forskellige fytokemiske kategorier forskellige stabilitetskarakteristika. Anthocyaniner, der stammer fra sort gojibær, er velkendte pH-følsomme molekyler. Alkalisk tarmtilstand accelererer nedbrydning af anthocyanin-ringstrukturen, hvilket fører til målbar indholdsreduktion i supernatanten. Denne observation er i overensstemmelse med tidligere forskningskonklusioner opnået fra andre anthocyaninrige bærmaterialer. Partielle polysaccharidmolekyler kan lide af hydrolytisk spaltning under kombineret påvirkning af tarm-pH og trypsinkatalytisk virkning, hvilket forårsager et fald i detekteret opløseligt polysaccharidkoncentration. Tværtimod kan dele af polyphenolforbindelser og phenylethanoidglycosider stadig blive ved med at opløses fra planterestmatrix selv under tarmsimuleret inkubation.

Der er mærkbar forskel mellem DPPH-analyse og ABTS-analyseresultater. DPPH-reaktionssystemet fungerer i en delvis organisk-vandig blandet opløsningsmiddelomstændighed og udviser højere følsomhed over for lipofile phenoliske molekyler. ABTS-analysesystemet kan detektere både hydrofile og lipofile antioxidantforbindelser samtidigt. Denne metodologiske forskel giver en delvis forklaring på vores fænomen: tarmfordøjelsen forbedrede ABTS radikal-fjernende ydeevne, men formåede ikke at fremme DPPH-elimineringshastigheden. Nogle originale fytokemiske molekyler nedbrydes under intestinal-simuleret inkubation og producerer sekundære metabolitter med ændret antioxidantstyrke. Disse nyligt genererede nedbrydningsprodukter vil omforme de endelige radikal-fjernende testresultater.

Korrelationsstatistisk analyse bekræfter, at anthocyaniner tjener som primære bidragydere til antioxidanterLycium ruthenicum, hvorimod phenylethanoid glycosider dominerer antioxidant aktivitet afCistanche deserticola. Efter fysisk blanding af disse to råmaterialepulvere, eksisterer disse to sæt bioaktive signaturingredienser side om side i fordøjelsessupernatanten og bestemmer i fællesskab den samlede antioxidantkapacitet af sammensat blandet pulver. Sammenlignende screening blandt tre blandingsforhold identificerer 2 : 1 (Lycium ruthenicum : Cistanche deserticola) som optimal formel til at maksimere in vitro antioxidantkapacitet efter fuld mave-tarm fordøjelsessimulering.

Det er vigtigt at diskutere iboende begrænsninger, der hører til denne statiske batch-mode in vitro-fordøjelsesmodel. Denne laboratoriesimulering kan ikke fuldt ud reproducere komplicerede dynamiske fysiologiske processer i ægte menneskelig mave-tarmkanal. Faktorer som gastrointestinal peristaltik, kontinuerlig sekretion af fordøjelsessaft, galdesaltdeltagelse og tarmmikrobiota-fermenteringsproces er ikke inkluderet i den nuværende eksperimentelle opsætning. Desuden kan kogende-vand-bad enzym-deaktiveringstrin anvendt i vores protokol inducere mindre tab af varme-labile fytokemiske bestanddele. Rå groft pulver i stedet for rensede ekstrakter blev vedtaget som testprøve i denne undersøgelse. Derfor kan vores eksperimentelle output fungere som foreløbige referencedata, men kan ikke helt svare til reel stofbiotilgængelighed i menneskekroppen. Opfølgende dyrefodringsforsøg eller humane diætinterventionsundersøgelser er nødvendige for yderligere at validere praktiske fysiologiske virkninger af denne sammensatte pulverformel.

Fra industrielt produktudviklingsperspektiv giver denne forskning teoretisk reference til produktion af sammensatte funktionelle-fødevarepulversupplementer ved hjælp af sorte gojibær og ørkengyvelrapsråmaterialer hentet fra Hexi-Corridor-producerende regioner. Under produktformuleringsdesign og vurdering af holdbarhed ved opbevaring bør producenter være meget opmærksomme på pH-afhængige kemiske stabilitetsegenskaber for anthocyanin- og phenylethanoid-glycosidkomponenter. Rimelig formuleringsjustering og opbevaringstilstandskontrol bør vedtages for at minimere nedbrydning af bioaktive ingredienser under kommerciel produkts holdbarhed.

5. Konklusioner

Simuleret gastrisk fordøjelse forbedrer markant opløseligheden af ​​polyphenoler, polysaccharider, anthocyaniner og phenylethanoid glycosider for beggeLycium ruthenicumpulver ogCistanche deserticolapulver, og øger samtidig DPPH samt ABTS fri-radikal-fjernende aktivitet.

I et simuleret tarmfordøjelsesmiljø bliver opløseligheden af ​​polyphenoler og phenylethanoidglycosider ved med at stige, mens det påviselige indhold af polysaccharider og anthocyaniner falder. Intestinal fordøjelse fremmer ABTS radikal-fjernende kapacitet, men viser ingen positiv fremmende effekt for DPPH radikal-fjernende hastighed. Polyphenoler, anthocyaniner og phenylethanoidglycosider udviser signifikant lineær korrelation med antioxidantindikatorer. Anthocyaniner og phenylethanoidglycosider yder et dominerende bidrag til antioxidantydelsen af ​​disse to ørkenplantematerialer.

Blandt tre testede blandingsforhold, blandingsforholdet2 : 1 (Lycium ruthenicum : Cistanche deserticola) opnår den højeste omfattende antioxidantkapacitet efter fuldstændig simuleret gastrointestinal fordøjelsesprocedure.

Denne forskning giver et fundamentalt eksperimentelt grundlag for udvikling af innovative funktionelle-fødevareprodukter ved hjælp af karakteristikaLycium ruthenicumogCistanche deserticolaplanteressourcer i det nordvestlige Kina.

Anerkendelser

Dette arbejde modtog økonomisk støtte fra Gansu Provincial University Industry-Support Project (tilskud nr.. 2021CYZC-56).

Interessekonflikter

Forfatterne erklærer, at der ikke er nogen interessekonflikt.

Referencer

[1] Sun XK, Zhang YY, Zhang XY. Forskningsfremskridt i aldringsmekanismer og anti-aldringsterapi. Mad og stoffer. 2022;24(1):74-80.

[2] Yan YM, Dai GL, Ran LW. Polyphenol sammensætning analyse afLycium ruthenicumfrugter fra forskellige vilde levesteder. Scientia Agricultura Sinica. 2014;47(12):2450-2460.

[3] Gao Y, Tao P, Wang YJ. Molekylær mekanisme undersøgelse af antioxidant aktivitet af phenylethanoid glycosider fraCistanche deserticolabaseret på netværksfarmakologi. Chinese Journal of Modern Applied Pharmacy. 2022;39(17):2204-2215.

[4] Bouayed J, Hoffmann L, Bohn T. Samlede phenoler, flavonoider, anthocyaniner og antioxidantaktivitet efter simuleret gastro-intestinal fordøjelse og dialyse af æblesorter: biotilgængelighed og potentiel optagelse. Fødevarekemi. 2011;128(1):14-21.

[5] Mihailović V, Kreft S, Benković ET. Kemisk profil, antioxidantaktivitet og stabilitet i stimuleret mave-tarmkanal modelsystem på treVerbascumarter. Industrielle afgrøder og produkter. 2016;89:141-151.

[6] Liu YX, Wu YP, Ji BP. Ændringer af komponenter og antioxidantaktivitet af blåbærpolyfenoler under simuleret gastrointestinal fordøjelse. Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology. 2016;16 (10):87-95.

[7] Ryan L, Prescott SL. Stabilitet af antioxidantkapaciteten af ​​femogtyve kommercielt tilgængelige frugtjuice underkastet en in vitro-fordøjelse. International Journal of Food Science & Technology. 2010;45 (6):1191-1197.

[8] 那吉 N, Zhang HF, Yang FY. In-vitro-simuleret gastrointestinal fordøjelse påvirker antioxidantkomponenterne og aktiviteten af ​​kogte boghvede ris. Moderne mad. 2022;28 (2):219-223.

[9] Bermúdez-Soto MJ, Tomás-Barberán FA, García-Conesa MT. Stabilitet af polyfenoler i aronia udsat for in vitro mave- og bugspytkirtelfordøjelse. Fødevarekemi. 2007;102 (3):865-874.

[10] O Sánchez-Velázquez, Mulero M, Cuevas-Rodríguez EO. In-vitro gastrointestinal fordøjelse påvirker stabilitet, biotilgængelighed og antioxidantaktivitet af polyphenoler fra vilde og kommercielle brombær. Mad og funktion. 2021;12 (4):1-21.