Sažetak

Oksidativni stres izazvan prekomjernim slobodnim radikalima jedan je od temeljnih pokretača starenja ljudskih stanica, kroničnih upala i višestrukih metaboličkih degenerativnih poremećaja. Nutraceutski sastojci biljnog podrijetla iz homolognih izvora hrane i medicine pridobili su veliku globalnu pozornost kao prirodne antioksidativne alternative sintetskim antioksidativnim dodacima.Lycium ruthenicum, također poznat kao crna goji bobica, iCistanche deserticola(pustinjska brnistra) reprezentativni su endemski ljekovito-jestivi biljni resursi koji potječu iz Hexi koridora u sjeverozapadnoj Kini. Sadrže obilje karakterističnih fitokemijskih sastojaka uključujući antocijane, polifenole, bioaktivne polisaharide kao i feniletanoidne glikozide. Iako su pojedinačne biološke aktivnosti ovih dviju sirovina dokumentirane u brojnim postojećim studijama, ograničeno istraživanje usredotočeno je na to kako uvjeti ljudske probave u probavnom sustavu mijenjaju biodostupnost i stvarni antioksidativni potencijal njihovog složenog praha. U ovom istraživanju jednokomponentni prah i tri skupine miješanog praha s različitim omjerima masa (Lycium ruthenicum : Cistanche deserticola= 1:2, 1:1, 2:1) su pripremljeni. Implementiran je statički model gastrointestinalne probave u dva stupnja in vitro, koji se sastoji od 2-satne simulirane probave želuca pod pH 2,0 s pepsinom nakon koje slijedi 2-satna simulirana probava u crijevima pod pH 7,0 uz dodatak tripsina. Dinamičko uzorkovanje provedeno je u više vremenskih intervala tijekom inkubacije digestije. Kvantitativno smo odredili topljive sadržaje ukupnih polifenola, polisaharida, antocijana i feniletanoidnih glikozida, uz DPPH i ABTS sposobnost hvatanja slobodnih radikala. Provedena je Pearsonova korelacijska analiza kako bi se otkrili unutarnji odnosi između koncentracija bioaktivnih spojeva i antioksidativnih pokazatelja. Eksperimentalni rezultati pokazali su da probava u želucu značajno povećava topljivost četiriju glavnih funkcionalnih fitokemikalija, što dodatno poboljšava učinak hvatanja radikala DPPH i ABTS. Tijekom sljedeće faze probave u crijevima, topljivost polifenola i feniletanoidnih glikozida stalno raste, dok se mjerljivi sadržaj polisaharida i antocijana značajno smanjuje. Intestinalna probava je imala pospješujući učinak na aktivnost uklanjanja radikala ABTS, ali nije dovela do pozitivnog poboljšanja stope eliminacije slobodnih radikala DPPH. Polifenoli, antocijanini i feniletanoidni glikozidi pokazuju statistički značajne linearne korelacije s parametrima antioksidativnog kapaciteta (P < 0.05). Among all three blending formulations, the mixing ratio of 2:1 (Lycium ruthenicumdoCistanche deserticola) pokazao je vrhunski sveobuhvatni antioksidativni kapacitet nakon simulacije potpune gastrointestinalne probave. Ova studija razjasnila je pravila varijacije bioaktivnih tvari u gastrointestinalnom simuliranom okruženju za pojedinačne i kombinirane crne goji bobice i prah pustinjske čitle. Naši rezultati pružaju čvrstu eksperimentalnu potporu za razvoj novih funkcionalnih dodataka prehrani koji koriste pustinjske biljne materijale Hexi‑Corridor.

Ključne riječi: Lycium ruthenicum; Cistanche deserticola; in‑vitro gastrointestinalna probava; biodostupnost; polifenoli; feniletanoidni glikozidi; antocijanini; antioksidativno djelovanje; homologija hrane i medicine

1. Uvod

Starenje stanovništva i rastuća javna potraga za intervencijama u podzdravljenju učinili su istraživanja o prehrani protiv starenja vrućom točkom unutar globalne industrije funkcionalne hrane i nutraceutika. Hipoteza o starenju slobodnih radikala široko je prihvaćena za tumačenje mehanizma starenja organizma. Kontinuirana akumulacija reaktivnih kisikovih vrsta u ljudskom tijelu potaknut će peroksidaciju lipida, oštetiti strukturu DNA i funkciju proteina, ubrzati starenje stanica i povećati rizik obolijevanja od ateroskleroze, kroničnih upalnih bolesti i degenerativnih simptoma povezanih sa starenjem. Unos prirodnih fitokemijskih antioksidansa prehranom smatra se nježnom i sigurnom prehrambenom strategijom za ublažavanje oksidativnog stresa u usporedbi s farmaceutskim intervencijama. Sintetski antioksidansi kao što su BHT i BHA postupno se suočavaju sa strožim regulatornim nadzorom na mnogim regionalnim tržištima, što dodatno potiče tržišnu potražnju za prirodnim antioksidativnim sirovinama biljnog podrijetla.

Tradicionalni biljni izvori iz istočnoazijskog homolognog sustava medicine i hrane izazvali su sve veći interes među zapadnim istraživačima prehrane i proizvođačima dodataka prehrani.Lycium ruthenicumMurr., višegodišnja grmolika vrsta obitelji Solanaceae, rasprostranjena je u sušnim i polusušnim zonama sjeverozapadne Kine. Njegov tamnoljubičasti plod stječe reputaciju "kralja antocijana", zbog iznimno visoke koncentracije aciliranih derivata antocijana koji se rijetko pojavljuju u običnom voću. Osim antocijanina, plod crnih goji bobica također je bogat složenim mješavinama polifenola, polisaharidima topivim u vodi, flavonoidnim spojevima i raznim mineralnim elementima u tragovima. Prethodni in-vitro pokusi i pokusi na kulturi stanica potvrdili su njegovu snažnu bioaktivnost hvatanja radikala, protuupalnu i imunomodulatornu bioaktivnost. Većina postojećih publikacija oLycium ruthenicumfokus na identifikaciju komponenti sirovina, optimizaciju procesa ekstrakcije i procjenu antioksidansa sirovog ekstrakta.

Cistanche deserticola, uobičajenog naziva pustinjska brnistra, obligatna je holoparazitna biljka koja pripada obitelji Orobanchaceae. Tisućama godina ova se biljka koristi kao biljni tonik u praksi tradicionalne kineske medicine. Njegove glavne prepoznatljive bioaktivne komponente su feniletanoidni glikozidi uključujući ehinakozid i akteozid, zajedno sa specifičnim frakcijama polisaharida topivih u vodi. Suvremena farmakološka istraživanja otkrivaju da feniletanoidni glikozidi izCistanche deserticolaposjeduje antioksidativne, neuroprotektivne i imunoregulacijske učinke, dok njegove polisaharidne frakcije mogu modulirati imunološki odgovor makrofaga. Sirovina je geografski koncentrirana u zonama pustinjskih oaza Gansu Hexi koridora i pustinjskog područja unutarnje Mongolije.

Iz lokalne industrijske perspektive, obje biljne vrste su karakteristični gospodarski usjevi u Gansu Hexi koridoru. Lokalna poljoprivredna poduzeća istražuju funkcionalne prehrambene proizvode s dodanom vrijednošću temeljene na ove dvije pustinjske biljke. Klasična kineska teorija kompatibilnosti ljekovitog bilja sugerira to podudaranjeLycium ruthenicumiCistanche deserticolamože proizvesti sinergističke toničke učinke. Trenutno većina objavljenih radova ocjenjuje samo svaku biljku zasebno. Dostupni su vrlo ograničeni eksperimentalni podaci za njihovu formulu spoja.

Važno je napomenuti da ukupni sadržaj fitokemikalija otkriven u sirovom prahu ne može izravno predstavljati stvarni antioksidativni učinak unutar ljudskog gastrointestinalnog trakta. Nakon što se biljni prah konzumira oralno, bioaktivne molekule proći će kroz drastične promjene u okolišu: jako kiselo stanje želuca s hidrolizom proteaze, nakon čega slijedi neutralno-alkalno okruženje tankog crijeva s katalizom enzima gušterače. Mnoge fenolne tvari, antocijanini i polisaharidi osjetljivi su na pH; mogu se otopiti, transformirati, razgraditi ili konjugirati tijekom postupka probave. Prava biodostupna frakcija, umjesto izvornog ukupnog sadržaja, određuje fiziološku funkciju.

Statički in-vitro simulirani gastrointestinalni probavni test je standardizirani alat za preliminarna istraživanja široko prihvaćen u znanosti o hrani. Ovaj laboratorijski simulacijski sustav može oponašati pH varijaciju i uvjete hidrolize proteaze ljudskog želuca i tankog crijeva. Istraživači mogu pratiti dinamičke promjene biodostupnih fitokemikalija bez skupih ispitivanja hranjenja životinja ili testova intervencije dobrovoljaca na ljudima. Ova se metoda naširoko primjenjuje za procjenu voća, povrća, biljnog praha i nutraceutskih sirovina.

Do sada nijedno javno izvješće nije opisalo karakteristike in-vitro gastrointestinalne probave za miješani kompozitni prahLycium ruthenicumu kombinaciji saCistanche deserticola. Stoga je ova studija provela statičke simulirane pokuse gastrointestinalne probave na prahu od jednog sirovog materijala i tri skupine miješanih prahova u različitim omjerima. Kontinuirano smo pratili dinamičke promjene topivih polifenola, polisaharida, antocijana, feniletanoidnih glikozida, kao i DPPH i ABTS kapaciteta hvatanja radikala u višestrukim vremenskim točkama probave. Provedena je statistička analiza korelacije između koncentracije bioaktivne komponente i antioksidativnih indeksa. Naši ciljevi uključuju: (1) razjasniti kako okolina simulirana želucem i crijevima utječe na topljivost i stabilnost glavnih funkcionalnih tvari iz crnih goji bobica i pustinjske čitle; (2) usporediti učinak antioksidansa različitih omjera miješanja nakon probave; (3) odrediti optimalni omjer miješanja za složeni funkcionalni prah. Nalazi ovog rada mogu pružiti osnovne eksperimentalne dokaze za razvoj nove generacije antioksidativno funkcionalne hrane i dodataka prehrani dobivenih iz lokalnih biljnih resursa Hexi‑Corridor.

2. Materijali i metode

2.1 Biljne sirovine

Zreli plodoviLycium ruthenicumubrani su iz umjetne plantažne šume u gradu Huahai, gradu Yumen, provinciji Gansu, Kina, 2022. godine. Plodovi sakupljeni na polju podvrgnuti su prirodnom procesu sušenja u sjeni na ventiliranoj temperaturi okoline. Ručno su uklonjeni oštećeni plodovi, peteljke i ostaci nečistoće. Čisto sušeno voće usitnjeno je u prah i prosijano kroz sito od 50 mesha kako bi se dobio homogeni prah crnih goji bobica za pokuse probave.

Svježe mesnate stabljikeCistanche deserticolaprikupljeni su u svibnju 2022. iz umjetno cijepljenihHaloxylon ammodendronšuma dina koja se nalazi u okrugu Gaotai, provincija Gansu. Svježe maramice temeljito su oprane kako bi se uklonila površinska kontaminacija pijeskom, izrezane na tanke kriške i odmah uronjene u otopinu za zaštitu boje kako bi se spriječila reakcija fenolnog tamnjenja. Prethodno obrađene kriške osušene su smrzavanjem pod vakuumom. Smrzavanjem osušena krutina je usitnjena i propuštena kroz sito od 50 mesha za pripremuCistanche deserticolauzorak praha osušen smrzavanjem.

Tri skupine miješanog praha pripremljene su miješanjemLycium ruthenicumprah iCistanche deserticolaliofilizirani prah u različitim omjerima mase:

Skupina A: omjer mase 1 : 2 (Lycium ruthenicum : Cistanche deserticola)

Skupina B: omjer mase 1 : 1 (Lycium ruthenicum : Cistanche deserticola)

Skupina C: omjer mase 2 : 1 (Lycium ruthenicum : Cistanche deserticola)

Ukupna masa uzorka za svaki digestivni reakcijski sustav fiksirana je na 0,75 g, omjer kruto-tekućina kontroliran je na 1 : 40 (w/v).

2.2 Kemijski reagensi

Pepsin (aktivnost 3 000 U/g), tripsin (aktivnost 250 U/mg), standardna tvar galne kiseline, Folin-Ciocalteu reagens, DPPH (1,1-difenil-2-pikrilhidrazil), ABTS (2,2′-azino-bis-(3-etilbenzotiazolin-6-sulfonska kiselina)) kupljeni su od Macklin Biochemical Co., Ltd., Šangaj, Kina. Klorovodična kiselina, natrijev bikarbonat, natrijev karbonat, fenol, koncentrirana sumporna kiselina i drugi anorganski kemijski agensi bili su domaći komercijalni reagensi analitičke razine.

2.3 Laboratorijska oprema i instrumenti

DK‑98‑Ⅱ digitalna vodena kupelj s konstantnom temperaturom (Taist Instrument Co., Ltd., Tianjin, Kina); QUINTIX‑224 elektronička analitička vaga (Sartorius, Njemačka); GL‑12B stolna centrifuga s hlađenjem velike brzine (Hunan Hexi Instrument Equipment Co., Ltd., Kina); DR6000 ultraljubičasto-vidljivi spektrofotometar (Hach Company, SAD); SPH‑110X serija termostatskih mućkajućih inkubatora u vodenoj kupelji (Shanghai Shiping Instrument Co., Ltd., Kina).

2.4 Protokol statične in-vitro gastrointestinalne probave

Dvofazni postupak probave modificiran je i optimiziran pozivajući se na prethodno objavljene statične protokole probave gastrointestinalnog trakta za matricu biljne hrane. Svaki test probave proveden je s tri biološka paralelna ponavljanja.

Faza želučane probave (GD, ukupno vrijeme inkubacije=2 h):Točno smo izvagali uzorak praha od 0,75 g i prenijeli ga u polipropilensku epruvetu za centrifugiranje od 50 ml. Dodan je odgovarajući volumen deionizirane vode da se potpuno navlaži matrica čvrstog praha. pH vrijednost suspenzije uzorka pažljivo je podešena na pH 2,0 pomoću 1 mol/L vodene otopine klorovodične kiseline. Nakon toga, dodano je 4 mL unaprijed pripremljene simulirane želučane tekućine; simulirana želučana tekućina sadržavala je 3 g pepsina otopljenog u 50 mL 0,01 mol/L otopine HCl. Centrifugalne epruvete stavljene su u termostatski inkubator za mućkanje, temperatura inkubacije održavana je na 37 stupnjeva kako bi oponašala temperaturu ljudskog fiziološkog tijela, brzina rotacije mućkanja postavljena je na 100 o/min. U planiranim vremenskim točkama uzorkovanja (0 h, 0,5 h, 1,0 h, 1,5 h, 2,0 h), djelomična reakcijska smjesa je izvađena. Aktivnost enzima prekinuta je zagrijavanjem u kipućoj vodenoj kupelji 10 minuta. Tretirana smjesa je centrifugirana na 4 stupnja, brzinom rotacije 6 000 o/min 15 minuta. Bistra supernatantna tekućina je sakupljena i sačuvana za kasniju fitokemijsku kvantifikaciju i testove antioksidativne aktivnosti.

Faza crijevne probave (ID, ukupno vrijeme inkubacije=2 h):Nakon završetka 2-satne inkubacije želučane probave, pH vrijednost digesta je podešena od pH 2,0 do neutralnog pH 7,0 dodavanjem kap po kap 1,0 mol/L otopine natrijevog bikarbonata. Zatim je u probavni sustav dodana radna otopina tripsina; ova radna otopina je pripremljena otapanjem 0,3 g tripsinskog praha u 50 ml 0,01 mol/L otopine natrijevog karbonata. Uvjeti inkubacije crijevne faze ostali su dosljedni: temperatura 37 stupnjeva, brzina mućkanja 100 o/min. Vremenske točke uzimanja uzoraka za crijevnu probavu postavljene su na 0 h, 0,5 h, 1,0 h, 1,5 h i 2,0 h. Nakon uzorkovanja, deaktivacija enzima, centrifugiranje u hladnjaku i prikupljanje supernatanta bili su identični operacijama u želučanoj fazi.

2.5 Određivanje bioaktivnih funkcionalnih komponenti

Ukupni sadržaj topljivih polifenola ispitan je kolorimetrijskom metodom Folin-Ciocalteu, rezultati izračuna izraženi su kao miligram ekvivalenta galne kiseline po gramu uzorka (mg GAE/g). Ukupni sadržaj topljivih polisaharida mjeren je kolorimetrijskom kvantitativnom metodom fenol-sumporna kiselina. Ukupni sadržaj antocijana određen je pH-diferencijalnom spektrofotometrijom. Ukupni sadržaj feniletanoidnog glikozida kvantificiran je metodom ultraljubičastog spektrofotometrijskog određivanja. Svaki uzorak supernatanta izmjeren je u tehničkom tri primjerka kako bi se smanjilo odstupanje pri testiranju.

2.6 Mjerenje antioksidativnog kapaciteta

2.6.1 DPPH analiza hvatanja slobodnih radikala

Postotak hvatanja DPPH radikala izračunat je prema formuli (1): \\(\\text{stopa hvatanja DPPH (\\%)}= \\left(1-\\frac{A_1-A_2}{A_0}\\right)\\times 100 \\tag{1}\\) Gdje je:A₁predstavlja očitanje apsorbancije miješane otopine koja sadrži supernatant uzorka i radnu otopinu DPPH;A₂predstavlja apsorbanciju supernatanta uzorka pomiješanog sa slijepom probom uzorka deionizirane vode;A₀predstavlja apsorbanciju DPPH radne otopine pomiješane s kontrolnom skupinom čiste deionizirane vode.

2.6.2 ABTS test hvatanja kationa slobodnih radikala

ABTS stopa uklanjanja radikala-kationa izračunata je prema Formuli (2): \\(\\text{ABTS stopa uklanjanja (\\%)}= \\left(1-\\frac{A_1-A_2}{A_0}\\right)\\times 100 \\tag{2}\\) Definicije parametra apsorbancijeA₁, A₂, A₀održavati dosljednu logiku kao DPPH izračun.

2.7 Statistička obrada podataka

Svi probavni eksperimenti ponovljeni su za tri neovisna biološka ponavljanja. Statistički softverski paket SPSS 22.0 usvojen je za jednosmjernu analizu varijance (ANOVA), test značajnosti i izračun Pearsonovog koeficijenta korelacije. Za iscrtavanje eksperimentalnih brojki primijenjen je softver Origin 2018. Prag statističke značajnosti definiran je kaoP < 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. Rezultati

3.1 Promjene bioaktivnih tvari i antioksidativnog kapaciteta za pojedinLycium ruthenicumpuder

Unutar simuliranog okruženja želučane probave, sadržaj topivih polifenola u prahu crnih goji bobica značajno se povećao u prvih 1,5 h inkubacije i pokazao blagi pad u kasnijoj fazi želučane probave. Stanje želučane kiseline uvelike potiče otapanje polisaharidnih molekula i antocijaninskih komponenti (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.

Iz perspektive antioksidativne aktivnosti, i DPPH i ABTS postoci uklanjanja radikala kontinuirano su rasli tijekom inkubacije želučane probave. Kad je probava ušla u intestinalnu fazu, kapacitet hvatanja radikala DPPH naglo se smanjio.

Rezultati izračuna Pearsonove korelacije pokazali su da je u uvjetima želučane probave sadržaj polifenola imao značajnu pozitivnu korelaciju sa stopom čišćenja DPPH. Polifenol i antocijanin pokazali su izuzetno značajnu pozitivnu korelaciju s učinkom hvatanja radikala ABTS (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 Promjene bioaktivnih tvari i antioksidativnog kapaciteta za pojedinCistanche deserticolapuder

Za sušeno smrzavanjemCistanche deserticolapraha, koncentracija topljivih polifenola dosegla je vrhunsku vrijednost nakon 1,5 h inkubacije u želučanoj fazi, nakon čega je uslijedio silazni trend. Tijekom probave u crijevima, sadržaj polifenola se brzo povećao unutar početnih 0,5 h, zatim je pao i ponovno porastao pred kraj 2-satne intestinalne inkubacije. Sadržaj topivih polisaharida pokazao je sveukupnu tendenciju pada i u želučanoj i u crijevnoj fazi probave. Koncentracija topljivog feniletanoidnog glikozida nastavila je rasti tijekom cijelog 2-satnog postupka želučane probave.

Što se tiče učinka antioksidansa, želučana probava poboljšala je brzinu uklanjanja radikala DPPH unutar prvih 1,5 h, a zatim je antioksidativna vrijednost opala. Nakon prelaska na crijevnu probavu, stopa čišćenja DPPH prvo se smanjila, a zatim se postupno vratila. Stopa hvatanja radikala ABTS pokazala je obrazac početnog pada i kasnijeg porasta tijekom cjelovitog vremena probave.

Statistički rezultati korelacije pokazali su da polifenoli i feniletanoidni glikozidi imaju izuzetno značajnu pozitivnu korelaciju s kapacitetom hvatanja radikala DPPH u želučanoj probavi (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 deserticolasirovina.

3.3 Bioaktivni spojevi i antioksidativna učinkovitost miješanog praha u simuliranoj želučanoj probavi

Tri formulacije miješanog praška (skupina A 1:2, skupina B 1:1, skupina C 2:1) predstavile su različite obrasce fluktuacije komponenti u simulaciji želučane probave. Za topljivi polifenol: Grupa A i Grupa B iskusile su početno smanjenje nakon čega je uslijedilo povećanje sadržaja kako se vrijeme probave produljivalo. Skupina C pokazala je stalni opadajući trend topljivog polifenola tijekom želučane inkubacije. Sadržaj topljivih polisaharida, antocijanina i feniletanoidnih glikozida pokazao je karakteristike fluktuacije ovisne o omjeru. Općenito govoreći, kiseli želučani okoliš olakšao je otapanje ove četiri klase bioaktivnih fitokemikalija iz biljnog matrica miješanog praha.

Rezultati ispitivanja antioksidansa otkrili su da su se postoci hvatanja radikala DPPH i ABTS u sve tri mješovite skupine značajno povećali s produljenim vremenom probave u želucu (P < 0.05). Comparative analysis among three formula groups demonstrated that Group C (2:1 ratio, higher proportion of Lycium ruthenicum) postigla je relativno više vrijednosti hvatanja radikala nakon probave u želučanoj fazi.

3.4 Bioaktivni spojevi i antioksidativna učinkovitost miješanog praha u simuliranoj crijevnoj probavi

Nakon ulaska u fazu crijevne probave, topljivost polifenola i feniletanoidnog glikozida u miješanom prahu mogla bi zadržati daljnji trend povećanja. Unatoč tome, sadržaj topivih polisaharida i antocijana koji se mogu detektirati općenito je pretrpio gubitak tvari. Stopa hvatanja radikala DPPH pala je u ranoj vremenskoj točki crijevne probave i oporavila se u kasnijem razdoblju inkubacije. Stopa hvatanja radikala ABTS predstavljala je statistički značajan opadajući trend za sve tri mješovite skupine u cijeloj inkubaciji probave u crijevima (P < 0.05).

Sveobuhvatna usporedba koja uzima u obzir razinu zadržavanja bioaktivnih tvari, kao i integrirani antioksidativni kapacitet nakon potpune sekvencijalne probave u želucu i crijevu, pokazala je da je skupina C s omjerom miješanja 2 : 1 (Lycium ruthenicum : Cistanche deserticola) pružio je superiornu ukupnu antioksidacijsku učinkovitost u usporedbi sa skupinom A i skupinom B.

4. Rasprava

Naši eksperimentalni rezultati probave in-vitro jasno pokazuju da je kiselo želučano okruženje povoljno za oslobađanje topivih polifenola, polisaharida, antocijana i feniletanoidnih glikozida iz obaLycium ruthenicumiCistanche deserticolamatrica biljnog praha. Kombinirani učinci kisele hidrolize s niskim pH, inkubacije mehaničkim mućkanjem i pepsin proteaze mogu poremetiti djelomičnu strukturu stanične stijenke biljke, što ubrzava unutarstanično fitokemijsko otapanje u vodeni digestivni supernatant. Takvo poboljšanje otapanja izravno poboljšava koncentraciju biodostupne antioksidativne tvari i sposobnost hvatanja radikala.

Nakon što probavni sustav prijeđe u neutralno-alkalno crijevno okruženje, različite fitokemijske kategorije imaju različite karakteristike stabilnosti. Antocijanini koji potječu iz crnih goji bobica dobro su poznate pH-osjetljive molekule. Alkalno stanje crijeva ubrzava degradaciju antocijaninske prstenaste strukture, što dovodi do mjerljivog smanjenja sadržaja u supernatantu. Ovo zapažanje je u skladu s prethodnim zaključcima istraživanja dobivenim iz drugih materijala bobičastog voća bogatog antocijaninom. Djelomične polisaharidne molekule mogu pretrpjeti hidrolitičko cijepanje pod kombiniranim utjecajem intestinalnog pH i katalitičkog djelovanja tripsina, uzrokujući smanjenje detektirane koncentracije topljivih polisaharida. Naprotiv, dijelovi polifenolnih spojeva i feniletanoidnih glikozida mogu se i dalje otapati iz biljnog zaostalog matriksa čak i pod simuliranom intestinalnom inkubacijom.

Postoji primjetna razlika između rezultata DPPH testa i ABTS testa. DPPH reakcijski sustav djeluje u djelomičnom organsko-vodenom miješanom otapalu i pokazuje veću osjetljivost prema lipofilnim fenolnim molekulama. ABTS testni sustav može detektirati i hidrofilne i lipofilne antioksidativne spojeve istovremeno. Ova metodološka razlika daje djelomično objašnjenje za naš fenomen: probava u crijevima poboljšala je učinak hvatanja radikala ABTS-a, ali nije uspjela pospješiti stopu eliminacije DPPH. Neke izvorne fitokemijske molekule razgrađuju se tijekom intestinalne simulirane inkubacije i proizvode sekundarne metabolite s promijenjenom antioksidativnom snagom. Ti novonastali produkti razgradnje preoblikovat će konačne rezultate ispitivanja uklanjanja radikala.

Statistička analiza korelacije potvrđuje da antocijanini služe kao primarni antioksidansi koji doprinoseLycium ruthenicum, dok feniletanoidni glikozidi dominiraju antioksidativnom aktivnošćuCistanche deserticola. Nakon fizičkog miješanja ova dva praha sirovina, ova dva skupa prepoznatljivih bioaktivnih sastojaka koegzistiraju unutar digestivnog supernatanta i zajednički određuju ukupni antioksidativni kapacitet složenog miješanog praha. Usporedni pregled između tri omjera miješanja identificira 2:1 (Lycium ruthenicum : Cistanche deserticola) kao optimalna formula za maksimiziranje in-vitro antioksidativnog kapaciteta nakon simulacije potpune gastrointestinalne probave.

Bitno je raspraviti intrinzična ograničenja koja pripadaju ovom modelu in vitro probave u šaržnom načinu rada. Ova laboratorijska simulacija ne može u potpunosti reproducirati komplicirane dinamičke fiziološke procese stvarnog ljudskog gastrointestinalnog trakta. Čimbenici kao što su pokreti gastrointestinalne peristaltike, kontinuirano izlučivanje probavnog soka, sudjelovanje žučne soli i proces fermentacije crijevne mikrobiote nisu uključeni u trenutnu eksperimentalnu postavu. Osim toga, korak deaktivacije enzima u kipućoj vodenoj kupelji koji se primjenjuje u našem protokolu može izazvati manji gubitak toplinski labilnih fitokemijskih sastojaka. Sirovi grubi prah umjesto pročišćenih ekstrakata usvojen je kao uzorak za testiranje u ovoj studiji. Stoga naši eksperimentalni rezultati mogu djelovati kao preliminarni referentni podaci, ali se ne mogu u potpunosti izjednačiti sa stvarnom bioraspoloživošću tvari unutar ljudskog tijela. Potrebna su naknadna ispitivanja hranjenja životinja ili studije intervencije u prehrani ljudi kako bi se dodatno potvrdili praktični fiziološki učinci ove složene formule u prahu.

Iz perspektive razvoja industrijskog proizvoda, ovo istraživanje nudi teoretsku referencu za proizvodnju složenih funkcionalnih dodataka hrani u prahu korištenjem sirovina crnih goji bobica i pustinjske repice dobivenih iz proizvodnih regija Hexi-Corridor. Tijekom izrade formulacije proizvoda i procjene roka trajanja skladištenja, proizvođači bi trebali obratiti veliku pozornost na pH-ovisnu kemijsku stabilnost komponenata antocijanina i feniletanoidnih glikozida. Treba usvojiti razumnu prilagodbu formulacije i kontrolu uvjeta skladištenja kako bi se smanjila razgradnja bioaktivnih sastojaka tijekom roka trajanja komercijalnog proizvoda.

5. Zaključci

Simulirana želučana probava značajno poboljšava topljivost polifenola, polisaharida, antocijana i feniletanoidnih glikozida za obaLycium ruthenicumprah iCistanche deserticolapraška, a istovremeno pojačava DPPH kao i ABTS aktivnost hvatanja slobodnih radikala.

U simuliranom okruženju crijevne probave, topljivost polifenola i feniletanoidnih glikozida nastavlja rasti, dok se mjerljivi sadržaji polisaharida i antocijana smanjuju. Probava u crijevima potiče sposobnost hvatanja radikala ABTS-a, ali ne pokazuje pozitivan pospješujući učinak za brzinu hvatanja radikala DPPH. Polifenoli, antocijanini i feniletanoidni glikozidi pokazuju značajnu linearnu korelaciju s antioksidativnim pokazateljima. Antocijanini i feniletanoidni glikozidi daju dominantan doprinos antioksidativnom učinku ova dva materijala pustinjskih biljaka.

Među tri testirana omjera miješanja, omjer miješanja2 : 1 (Lycium ruthenicum : Cistanche deserticola) postiže najveći sveobuhvatni antioksidativni kapacitet nakon potpunog postupka simulirane gastrointestinalne probave.

Ovo istraživanje pruža temeljnu eksperimentalnu osnovu za razvoj inovativnih funkcionalnih prehrambenih proizvoda koji koriste karakteristikeLycium ruthenicumiCistanche deserticolabiljni resursi u sjeverozapadnoj Kini.

Priznanja

Ovaj je rad dobio financijsku potporu Projekta podrške industriji pokrajinskog sveučilišta Gansu (potpora br.. 2021CYZC‑56).

Sukob interesa

Autori izjavljuju da ne postoji sukob interesa.

Reference

[1] Sun XK, Zhang YY, Zhang XY. Napredak istraživanja o mehanizmu starenja i terapiji protiv starenja. Hrana i lijekovi. 2022;24(1):74-80.

[2] Yan YM, Dai GL, Ran LW. Analiza sastava polifenolaLycium ruthenicumplodovi s različitih divljih staništa. Scientia Agricultura Sinica. 2014;47(12):2450-2460.

[3] Gao Y, Tao P, Wang YJ. Studija molekularnog mehanizma antioksidativne aktivnosti feniletanoidnih glikozida izCistanche deserticolana temelju mrežne farmakologije. Kineski časopis za modernu primijenjenu farmaciju. 2022;39(17):2204-2215.

[4] Bouayed J, Hoffmann L, Bohn T. Ukupni fenoli, flavonoidi, antocijanini i antioksidativna aktivnost nakon simulirane gastrointestinalne probave i dijalize sorti jabuka: biodostupnost i potencijalni unos. Kemija hrane. 2011;128(1):14-21.

[5] Mihailović V, Kreft S, Benković ET. Kemijski profil, antioksidacijska aktivnost i stabilnost u trostrukom modelnom sustavu stimuliranog gastrointestinalnog traktaVerbascumvrsta. Industrijski usjevi i proizvodi. 2016;89:141-151.

[6] Liu YX, Wu YP, Ji BP. Promjene komponenti i antioksidativne aktivnosti polifenola borovnice tijekom simulirane gastrointestinalne probave. Časopis Kineskog instituta za znanost i tehnologiju hrane. 2016;16 (10):87-95.

[7] Ryan L, Prescott SL. Stabilnost antioksidativnog kapaciteta dvadeset pet komercijalno dostupnih voćnih sokova podvrgnutih in vitro probavi. Međunarodni časopis za znanost i tehnologiju hrane. 2010;45 (6):1191-1197.

[8] 那吉 N, Zhang HF, Yang FY. In-vitro simulirana gastrointestinalna probava utječe na antioksidativne komponente i aktivnost kuhane riže od tatarske heljde. Moderna hrana. 2022;28 (2):219-223.

[9] Bermúdez‑Soto MJ, Tomás‑Barberán FA, García‑Conesa MT. Stabilnost polifenola u aroniji podvrgnutoj in vitro probavi u želucu i gušterači. Kemija hrane. 2007;102 (3):865-874.

[10] O Sánchez‑Velázquez, Mulero M, Cuevas‑Rodríguez EO. Utjecaj in vitro gastrointestinalne probave na stabilnost, biopristupačnost i antioksidativno djelovanje polifenola iz divljih i komercijalnih kupina. Hrana i funkcija. 2021;12 (4):1-21.