Sažetak

Kao klasična TCM biljka za dvostruku primjenu u medicini i hrani, Cistanche deserticola je naširoko cijenjena zbog svojih jedinstvenih farmakoloških aktivnosti koje nose komponente polisaharida. Međutim, odnos strukture i aktivnosti koji upravlja interakcijom između polisaharida Cistanche deserticola (CDPS) i crijevne mikrobiote ostaje nejasan. Ova studija stoga ima za cilj istražiti strukturnu evoluciju CDPS-a tijekom in vitro simulirane gastrointestinalne probave, zajedno s njegovim regulatornim učincima na sastav crijevne mikrobiote. Naši eksperimentalni nalazi otkrivaju da CDPS pokazuje osjetljivost na kiseline tijekom simuliranih probavnih procesa. Tijekom fermentacije u debelom crijevu, CDPS se može u potpunosti razgraditi pomoću ljudske fekalne mikrobiote tijekom vremena, što se dokazuje smanjenom molekularnom težinom, kontinuiranom konzumacijom reducirajućih šećera, masivnom proizvodnjom masnih kiselina kratkog lanca (SCFA) i postupnim padom pH vrijednosti fermentacijskog sustava. U usporedbi sa kontrolnim skupinama slijepe probe, CDPS fermentacija značajno povećava ukupni prinos SCFA i ravnolančanih SCFA (osobito kaproinske kiseline i maslačne kiseline). U međuvremenu, CDPS stimulira proliferaciju korisnih bakterija kao što suBifidobakterijate učinkovito suzbija brojnost patogenih rodova uključujućiEscherichia-Shigella. Osnovni mehanizam je sažet na sljedeći način: crijevna mikrobiota izlučuje specifične komplekse karbohidraze za razgradnju CDPS-a, polisaharida koji se prvenstveno sastoji od monosaharida glukoze i ramnoze, koji pokreće ciljanu biosintezu SCFA. Kiselo mikrookruženje koje stvaraju SCFA dodatno selektivno preoblikuje cjelokupnu zajednicu crijevnih mikroba. Ovaj rad temeljito razrađuje dvosmjernu metaboličku interakciju između CDPS-a i crijevne mikrobiote tijekom fermentacije, postavljajući čvrste teorijske temelje za daljnji razvoj i komercijalizaciju visokovrijednih sirovina i dodataka Cistanche iz naše tvornice.

Ključne riječi: Cistanche polisaharidi; gastrointestinalna probava; in vitro fermentacija; molekularna struktura; crijevna mikrobiota; TCM biljka za zdravlje crijeva; Ekstrakt tubularne Cistanche

1. Uvod

Poznat kao "pustinjski ginseng" u tradicionalnoj kineskoj medicini, Cistanche tubulosa (vrhunska sirovina koju usvajamo u Chengdu Wecistanche Bio-Tech Co., Ltd.) vrhunska je TCM biljka zaolakšanje crijeva, tonizirajuća esencija i krv, protiv starenja i zaštita jetre, kao što je dokumentirano u drevnom medicinskom zbornikuKompendij Materije Medice [1]. Suvremena farmakološka istraživanja izolirala su i identificirala višestruke bioaktivne spojeve iz Tubular Cistanche, uključujući polisaharide, feniletanoidne glikozide, iridoide i lignane [2]. Među svim tim sastojcima, polisaharidi Cistanche deserticola (CDPS) su prirodni makromolekularni polimeri povezani glikozidnim vezama aldoza i ketoza. Služe kao ključni funkcionalni sastojci odgovorni za neuroprotekciju, imunološku regulaciju, usporavanje starenja, zaštitu jetre i balansiranje crijevne mikrobiote - što ih čini najvrjednijim bioaktivnim dijelom ove TCM biljke za zatvor, pad imuniteta i crijevnu disbiozu [3].

 

Dodaci ekstrakta visokog sadržaja Cistanche zaolakšanje crijeva, tonificirajuća esencija i krv, protiv starenja i zaštita jetre

 

Saznajte više i posjetite našu trgovinu

Služba podrške Wecistanche-Za više detalja o suradnji
E-pošta:wallence.suen@wecistanche.com

 

 

Crijevna mikrobiota čini središnji mikroekološki sustav ljudskog tijela, preuzimajući nezamjenjive uloge u probavi hrane, apsorpciji hranjivih tvari i imunološkoj modulaciji. Neuravnotežena crijevna flora usko je povezana s kroničnim stanjima kao što su pretilost, dijabetes, kardiovaskularni poremećaji i neurodegenerativne bolesti [4]. Dijetalni polisaharidi moduliraju homeostazu crijevnih mikroba potičući rast probiotika i inhibirajući proliferaciju patogenih sojeva [5]. Ljudskom probavnom traktu nedostaju specijalizirani enzimi za razgradnju složenih polisaharida; većina polisaharida prolazi kroz želudac i tanko crijevo netaknuta, ali se njihova strukturna i kemijska svojstva mijenjaju pod kombiniranim učincima probavnih enzima, soli i pH gradijenata tijekom tranzita [6]. Nakon što dospiju u debelo crijevo, neprobavljeni polisaharidi podliježu selektivnoj fermentaciji od strane mikroba debelog crijeva, pokrećući stvaranje SCFA, snižavajući pH crijeva, obogaćujući korisne bakterije i održavajući uravnoteženo crijevno mikrookruženje [7]. Iako su opsežna istraživanja potvrdila biološke aktivnosti polisaharida, dinamičke strukturne promjene polisaharida tijekom gastrointestinalnog tranzita i njihovi metabolički putovi koji reguliraju mikrobiotu i dalje su vruće teme istraživanja.

In vitro simulirani modeli probave i fermentacije služe kao intuitivni, pouzdani alati za dekodiranje metaboličkog mehanizma biljnih polisaharida unutar ljudskog crijeva, pojašnjavajući kako ti prirodni sastojci podržavaju zdravlje crijeva. Iako su dobrobiti CDPS-a za zdravlje dobro dokumentirane, postojeće studije uglavnom se usredotočuju na konačne fiziološke ishode, umjesto da prate strukturne transformacije CDPS-a u stvarnom vremenu kroz probavu i njegov dvosmjerni metabolički kontakt s crijevnim mikrobima.

Kako bi popunio ovu prazninu u istraživanju, naš tim konstruirao je kompletan in vitro gastrointestinalni model probave i fekalne fermentacije za sustavnu procjenu probavne stabilnosti CDPS-a, strukturnih dinamičkih varijacija, izvedbe fermentacije i njegovih utjecaja na profile crijevne mikrobiote i proizvodnju SCFA. Ovo istraživanje pruža znanstvene dokaze o odnosu strukture i aktivnosti između CDPS-a i crijevne flore i pruža djelotvornu teoretsku potporu za razvoj vrhunskih dodataka prehrani Tubular Cistanche, funkcionalnih prehrambenih dodataka i formula za potporu crijevima proizvedenih u našoj globalno vodećoj tvornici za preradu Cistanche-Chengdu Wecistanche Bio-Tech Co., Ltd.

O našoj tvornici Cistanche i prednostima sirovina

Osnovan 2003., Chengdu Wecistanche Bio-Tech Co., Ltd. upravlja najvećim svjetskim integriranim industrijskim lancem Tubular Cistanche sa sjedištem u okrugu Luopu, Xinjiang, Kina. Posjedujemo 200.000 hektara standardiziranih baza za sadnju Cistanche, uključujući farmu za uzgoj selektivnog sjemena od 20.000 hektara i više od 85.000 hektara certificiranog zemljišta za uzgoj. Naš GMP certificirani proizvodni pogon može se pohvaliti godišnjim kapacitetom prerade od 20.000 tona svježeg Tubular Cistanchea, s radionicom za čistu proizvodnju od 100.000 klasa i laboratorijem za mikrobnu inkubaciju od 10.000 razreda opremljenim sustavima za pročišćavanje ultrafiltracijom i nanofiltracijom.

Za razliku od običnihCistanche deserticola, naša sirovina je tubular cistanche porijeklom iz Hotana (Cistanche tubulosa), koji donosi daleko veće koncentracije osnovnih aktivnih tvari uključujući polisaharide, ehinakozid i akteozid. Naša vlastita tehnologija ekstrakcije odvajanjem membrane osigurava 14 patenata Cistanche izuma, proizvodeći standardizirane ekstrakte Cistanche sa stabilnim markerima visokog sadržaja za globalne marke dodataka prehrani. Naš asortiman proizvoda obuhvaća prašak ekstrakta Cistanche, kapsule za ublažavanje zatvora, meke gelove za potporu imuniteta i sirovine za njegu kože, sve certificirane SC, HACCP, USDA NOP Organic, IFANCA Halal i Kosher certifikatima. Surađujemo s Farmaceutskim fakultetom Sveučilišta u Pekingu i inozemnim farmaceutskim sveučilištima kako bismo provodili kontinuirano istraživanje i razvoj Cistancheovih učinaka na regulaciju crijeva, laksativ i imunomodulaciju, usklađujući se sa standardima dodataka prehrani EU i SAD za globalni izvoz. Tijekom pandemije COVID-19, naše poduzeće doniralo je Cistanche TCM biljne suplemente u vrijednosti od preko 1 milijarde RMB za pomoć u prevenciji epidemije, zaradivši službeno priznanje dr. Zhong Nanshana. Naš vodeći Cistanche dodatak za ublažavanje zatvora (60 kapsula po bočici, 500 mg ekstrakta tubularne cistanke po kapsuli s 40% feniletanoidnih glikozida, 10% ehinakozida, 4% akteozida) koristi CDPS kao temeljni funkcionalni sastojak za nježno ublažavanje kroničnog zatvora bez nuspojava, idealno za zapadnjačke potrošače koji traže prirodna TCM biljka za potporu pokretljivosti crijeva.

 

2. Materijali i metode

2.1 Materijali i reagensi

Cistanche tubulosa polisaharid (CDPS), inulin i setovi za testiranje DNS-a kupljeni su od Shanghai Yuanye Bio-Technology Co., Ltd. -amilaza, pepsin, pankreatin, monosaharidni standardi i referentni standardi masnih kiselina kratkog lanca nabavljeni su od Sigma-Aldrich. Bikovske žučne soli dobivene su od Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd. Svi ostali kemijski reagensi korišteni u ovom eksperimentu bili su analitičkog stupnja.

2.2 Instrumenti i oprema

Agilent 1260 Infinity Ⅱ HPLC sustav (SAD); Wyatt Optilab T-rEX višekutni detektor raspršenja laserskog svjetla, ViscoStar Ⅲ viskozimetar, detektor diferencijalnog indeksa loma DAWN HELEOS za HPSEC-MALLS analizu (SAD); 752 UV-Vis spektrofotometar (Shanghai Spectrum Instruments); Mettler Toledo pB-10 pH metar (Švicarska); Agilent 7890B-7000D GC-trostruki kvadrupolni maseni spektrometar (SAD); Thermo Dionex ICS-5000+ visokoučinkoviti kromatografski sustav anionske izmjene (SAD); Thermo Nicolet iS 50 FT-IR spektrometar (SAD); Labconco Freezone12 sušilica za zamrzavanje (SAD); Hangzhou Deju HC-3018 rashladna centrifuga velike brzine; Shanghai Longyue LAT-3T-N anaerobni inkubator; Suzhou Peiying TH2-D termostatski inkubator za mućkanje.

 

2.3 Eksperimentalni postupci

2.3.1 Karakterizacija fizikalno-kemijskih svojstava

2.3.1.1 Analiza sastava monosaharida

Točno odvažite 2,0 mg liofiliziranog CDPS praška u kromatografsku bočicu, dodajte 1 mL 2 mol/L otopine trifluorooctene kiseline i hidrolizirajte na 121 stupanj tijekom 2 sata. Osušite hidroliziranu smjesu pod strujom dušika, više puta isperite bezvodnim metanolom 2-3 puta, ostatke otopite u sterilnoj ultra čistoj vodi i prenesite otopinu za detekciju ionskom kromatografijom.

Odvajanje monosaharida provedeno je na koloni Dionex CarboPac PA20 (150 mm × 3,0 mm, 10 μm) spojenoj s elektrokemijskim detektorom; volumen injekcije=5 μL. Mobilna faza A: ultračista voda; Mobilna faza B: 0,1 mol/L NaOH; Mobilna faza C: 0,1 mol/L NaOH + 0.2 mol/L CH3COONa; brzina protoka=0.5 mL/min; temperatura stupca=30 stupanj . Postupci gradijentnog eluiranja primijenjeni su kako je opisano u izvornom istraživačkom radu.

2.3.1.2 Određivanje molekularne težine putem HPSEC-MALLS

Dvije tandemske kolone za gel filtraciju (OHpak SB-805HQ 8,0 mm×300 mm + OHpak SB-803HQ 8,0 mm×300 mm) korištene su za analizu distribucije molekularne mase. Mobilna faza: 0,1 mol/L otopina NaNO3, brzina protoka 0,6 mL/min, temperatura kolone 40 stupnjeva. Uzorci CDPS-a pripremljeni su kao otopine od 1 mg/mL s mobilnom fazom, filtrirani 3 puta kroz mikroporozne membrane i ubrizgano je 200 μL filtrata za detekciju. Za prikupljanje podataka i izračun molekularne težine primijenjen je softver ASTRA.

2.3.1.3 Infracrvena spektroskopija Fourierove transformacije (FT-IR)

Liofilizirani CDPS prah pomiješan je s KBr prahom u masenom omjeru 1:100 i potpuno samljeven u fini homogenat. Smjesa je prešana u prozirne tanke kuglice, a infracrveni spektri su prikupljeni u rasponu valnog broja od 4000–400 cm⁻¹ sa 64 skeniranja i rezolucijom od 4 cm⁻¹.

2.3.1.4 Kvantifikacija ukupnog šećera i reducirajućeg šećera

Ukupni sadržaj ugljikohidrata mjeren je metodom fenol-sumporna kiselina; reducirajuća koncentracija šećera određena je korištenjem protokola DNS kolorimetrijskog kompleta.

2.3.2 In vitro simulirana gastrointestinalna probava

Modificirani statički INFOGEST digestivni protokol na koji se poziva BRODKORB et al. [8] usvojen je za simulaciju probave CDPS-a u ustima, želucu i tankom crijevu.

2.3.2.1 Simulirana oralna probava

Pomiješajte 10 mg/mL CDPS otopine s prethodno inkubiranom simuliranom tekućinom sline (SSF) u volumenskom omjeru 1:1. Nadopunite -amilazu i CaCl₂ kako biste postigli konačne koncentracije od 75 U/mL odnosno 1,5 mmol/L. Podesite pH oralnog probavnog sustava na 7,0, inkubirajte na 37 stupnjeva uz stalno mućkanje 0 minuta i 2 minute odvojeno kako biste oponašali vrijeme zadržavanja u ustima. Zaustavite probavu kuhanjem smjese 5 minuta, centrifugirajte na 8000 okretaja u minuti 20 minuta, sakupite supernatante, dijalizirajte s dijaliznim vrećicama s ograničenom molekularnom težinom od 3500 Da i osušite smrzavanjem kako biste dobili oralno probavljene CDPS uzorke (CDPS-S-0, CDPS-S-2).

2.3.2.2 Simulirana želučana probava

Pomiješajte smjese nakon oralne probave s prethodno inkubiranom simuliranom želučanom tekućinom (SGF) u volumnom omjeru 1:1. Dodajte pepsin i CaCl₂ do konačne koncentracije od 2000 U/mL i 0,15 mmol/L, podesite pH na 3,0 i inkubirajte na 37 stupnjeva 0 h i 2 h. Prekinite reakcije, centrifugirajte, dijalizirajte i liofilizirajte kako biste pripremili uzorke želučane probave (CDPS-G-0, CDPS-G-2).

2.3.2.3 Simulirana probava tankog crijeva

Pomiješajte supernatant želučane probave s prethodno inkubiranom simuliranom crijevnom tekućinom (SIF) u omjeru 1:1 (v/v). Dodajte volovske žučne soli, pankreatin i CaCl₂ do konačnih koncentracija od 10 mmol/L, 100 U/mL i 0,6 mmol/L, podesite pH na 7,0 i inkubirajte na 37 stupnjeva 0 h i 2 h. Postupci naknadne obrade u skladu s oralnom/želučanom probavom daju CDPS probavljen u crijevima (CDPS-I-0, CDPS-I-2).

2.3.3 In vitro ljudska fekalna fermentacija

Protokol fermentacije modificiran je u odnosu na metodu koju su objavili LI et al. [9].

2.3.3.1 Priprema fekalnog inokuluma

Svježi fekalni uzorci prikupljeni su od 4 zdrava odrasla dobrovoljca (2 muškarca, 2 žene, u dobi od 20 do 30 godina) s redovitom uravnoteženom prehranom, bez povijesti gastrointestinalnih poremećaja i bez uzimanja antibiotika u posljednja 3 mjeseca. Jednake mase svih fekalnih uzoraka brzo su pomiješane, otopljene u sterilnom 0,1 mol/L PBS puferu (pH 6,8) kako bi se pripremio 10% (w/v) homogenat, filtrirane kroz četiri sloja sterilne gaze kako bi se dobio ujednačeni fekalni inokulum.

Formula bazalnog medija fermentacije (po litri destilirane vode): 2,0 g peptona, 2,0 g ekstrakta kvasca, 2,0 g NaHCO₃, 0,5 g L-cisteina, 0,5 g žučnih soli, 0,1 g NaCl, 0,04 g K₂HPO₄, 0,02 g hemina, 0,01 g KH₂PO₄, 0,01 g CaCl₂·2H₂O, 0,01 g MgSO₄·7H₂O, 2 mL Tween-80, 1 mL 1% otopine resazurina, 10 μL vitamina K. Prije upotrebe sterilizirajte medij na 121 stupanj 20 minuta.

Otopite CDPS i inulin pozitivne kontrole (LUN) u bazalnom mediju do konačne koncentracije od 10 mg/mL. Postavljene su tri pokusne skupine: prazna skupina (medij bez polisaharida), LUN pozitivna kontrolna skupina, CDPS tretirana skupina. Sve pripremljene podloge sterilizirajte na 121 stupanj 15 minuta i prenesite u anaerobni inkubator za fermentaciju.

2.3.3.2 Anaerobni proces fermentacije

Pomiješajte medij i fekalni inokulum u omjeru volumena 9:1 u epruvetama za anaerobnu kulturu, inkubirajte u anaerobnim uvjetima na 37 stupnjeva uz mućkanje na 200 o/min ukupno 48 h. Prikupite alikvote fermentacijske juhe u 0 h, 3 h, 6 h, 12 h, 24 h i 48 h, odmah pohranite uzorke na -80 stupnjeva za kasniju detekciju indeksa.

2.3.4 Mjerenje pH vrijednosti fermentacijske smjese

pH vrijednost fermentacijske tekućine iz slijepe, LUN i CDPS skupine u svakoj vremenskoj točki uzorkovanja (0, 3, 6, 12, 24, 48 h) testirana je pomoću pB-10 pH metra.

2.3.5 Kvantifikacija masnih kiselina kratkog lanca (SCFA)

GC-MS je korišten za detekciju koncentracija octene kiseline, propionske kiseline, maslačne kiseline, valerijanske kiseline, kapronske kiseline, izomaslačne kiseline i izovalerijanske kiseline u fermentacijskoj smjesi sakupljenoj nakon 0 h, 24 h i 48 h. Ukupna koncentracija SCFA izračunata je kao zbroj pojedinačnih sadržaja SCFA. Za prethodnu obradu uzorka: pomiješajte 100 μL fermentacijskog supernatanta s 50 μL 50% (v/v) sumporne kiseline i 200 μL etera koji sadrži 0,4 ug/mL 2-metilvalerijanske kiseline kao interni standard. Gornji sloj etera ubrizgan je u GC-MS sustav opremljen FFAP kapilarnom kolonom (0,25 mm × 30 m, 0,25 μm). Svi su uzorci analizirani u biološkim triplikatima.

2.3.6 Analiza sekvenciranja crijevne mikrobiote

Prikupite bakterijske pelete centrifugiranjem fermentacijske smjese (0, 24, 48 h, 8000 o/min, 15 min). Ekstrahirajte ukupnu mikrobnu genomsku DNK pomoću TIANamp Stool DNA Kita. Pojačajte V3-V4 hipervarijabilnu regiju bakterijskog 16s rRNA gena s parom univerzalnih početnica 338F_806R. Pročišćeni PCR amplikoni kvantificirani su putem QuantiFluorTM-ST sustava za detekciju plave fluorescencije, konstruirani u biblioteke za sekvenciranje i podvrgnuti sekvencioniranju na uparenom kraju na platformi Illumina MiSeq. Neobrađeni podaci sekvenciranja obrađeni su, grupirani u OTU-ove i označeni u odnosu na mikrobne referentne baze podataka kako bi se analizirao sastav zajednice na taksonomskim razinama vrste i roda u Blank, LUN i CDPS grupama.

2.3.7 Statistička analiza

Svi eksperimenti su provedeni u tri biološka ponavljanja, a podaci su izraženi kao srednja vrijednost ± standardna devijacija. Statistička značajnost definirana je kao P < 0,05. Vizualizacija podataka i statistička analiza dovršene su programima Excel 2020, Origin 2018 i GraphPad Prism 9.

 

3. Rezultati i rasprava

3.1 Fizikalno-kemijske promjene tijekom in vitro gastrointestinalne probave

3.1.1 Osnovna fizikalno-kemijska svojstva CDPS-a

Ukupni sadržaj ugljikohidrata polisaharida Tubular Cistanche (CDPS) ekstrahiranog u našoj tvornici doseže 68,75%, s osnovnim redukcijskim sadržajem šećera od 0,17 ± 0,01 mg/mL. Ionska kromatografija potvrđuje da se CDPS pretežno sastoji od glukoze i ramnoze, zajedno čineći preko 90% ukupnog sastava monosaharida, što razlikuje polisaharide Tubular Cistanche od ostalih biljnih polisaharida i podupire njegovu jedinstvenu aktivnost regulacije crijeva kao TCM biljke za ravnotežu crijeva. Prosječna molekularna težina sirovog CDPS-a je 113,93 ± 11,18 kDa.

3.1.2 Dinamičke varijacije molekularne težine kroz faze probave

Oralna probava jedva mijenja molekularnu težinu CDPS-a (110,13 ± 2,80 kDa → 116,73 ± 4,47 kDa), što dokazuje da je CDPS stabilan u neutralnom oralnom okruženju s -amilazom. Nakon ulaska u želučanu tekućinu (pH 3,0), molekularna težina CDPS-a naglo pada na 42,39–44,19 kDa, budući da želučana kiselina djelomično hidrolizira terminalne glikozidne veze kako bi oslobodila slobodne monosaharide, potvrđujući CDPS-ovo svojstvo osjetljivosti na kiseline. U simuliranoj probavi u tankom crijevu, molekularna težina lagano raste s 49,61 ± 3,18 kDa na 64,94 ± 3,36 kDa, što se pripisuje ionima soli u crijevnoj tekućini koji pokreću blagu koprecipitaciju između fragmenata polisaharida i probavnih nečistoća [10]. FT-IR spektri potvrđuju da kemijski kosturi jezgre polisaharida ostaju netaknuti tijekom probave; događa se samo manja djelomična hidroliza bez potpune razgradnje makromolekula CDPS-a, što znači da većina CDPS-a dospijeva u debelo crijevo netaknuta kako bi djelovala kao prebiotički supstrat za crijevnu floru.

3.1.3 Fluktuacije reducirajućeg sadržaja šećera

Smanjene razine šećera ostaju gotovo nepromijenjene tijekom oralne probave, lagano rastu pod kiselom hidrolizom želučanog soka i dalje se povećavaju u crijevnoj tekućini zbog fragmentacije polimera izazvane žučnim solima. Općenito, probava u probavnom sustavu pokreće samo blagu djelomičnu degradaciju CDPS-a, stvarajući međuproizvode koji smanjuju šećer u tragovima dok zadržava većinu polisaharidnih lanaca visoke molekularne težine za fermentaciju u debelom crijevu - ovo svojstvo čini ekstrakt Tubular Cistanche idealnim kao sporo fermentirajuća TCM biljka za trajnu potporu crijevima, izbjegavajući brzo stvaranje plinova i crijevnu iritaciju uobičajenu za brzu fermentaciju vlakna.

3.1.4 Analiza spektralnih karakteristika FT-IR

FT-IR skeniranje identificira tipične vrhove apsorpcije polisaharida koji su dosljedni u svim fazama probave: široka hidroksilna vibracija istezanja na 3436 cm⁻¹, metil CH rastezanje na 2938 cm⁻¹, karbonilni C=O signali koji ukazuju na ostatke uronske kiseline na 1628 cm⁻¹ i 1510 cm⁻¹, CH savijanje vibracija na 1415 cm⁻¹, vibracija acetil OC na 1261 cm⁻¹, i istaknuta apsorpcija piranozidne glikozidne veze na 1078 cm⁻¹ [12,13]. Stabilno zadržavanje svih karakterističnih vrhova pokazuje da se osnovna struktura ugljikohidrata CDPS-a odupire potpunoj razgradnji u gornjem dijelu probavnog trakta, omogućujući ciljanu dostavu u debelo crijevo za modulaciju crijevne mikrobiote.

3.2 Fizikalno-kemijska dinamika tijekom in vitro fermentacije u debelom crijevu

3.2.1 Kontinuirana konzumacija reducirajućih šećera od strane crijevne mikrobiote

Ugljikohidratno aktivni enzimi koje izlučuju bakterije debelog crijeva ključni su katalizatori za razgradnju neprobavljivog CDPS-a. Redukcijski šećeri djeluju kao intermedijarni metaboliti koji odražavaju učinkovitost fermentacije polisaharida [14]. Unutar prvih 6 sati fermentacije, reducirajuće koncentracije šećera u CDPS skupinama drastično padaju, što ukazuje da se crijevni mikrobi brzo prilagođavaju i koriste fragmente šećera dobivene iz CDPS-a kao primarne izvore ugljika. Smanjenje razine šećera nastavlja postupno opadati od 6 do 48 sati, što dokazuje stalnu mikrobnu potrošnju CDPS-a tijekom cijelog ciklusa fermentacije. Ovo potvrđuje CDPS iz našeg ekstrakta Tubular Cistanche kao visokokvalitetni ugljični supstrat za poticanje rasta korisnih crijevnih bakterija, što je ključna prednost naše vlasničke formule Cistanche za ublažavanje zatvora.

3.2.2 Progresivna degradacija CDPS makromolekularnih lanaca

Kako fermentacija napreduje, područja vrhova HPSEC kromatograma CDPS visoke molekularne težine kontinuirano se smanjuju, što odgovara dosljednoj razgradnji polimera u oligosaharide i monosaharide niske molekularne težine. Što dulje traje fermentacija, fekalna mikrobiota temeljitije razgrađuje CDPS, stvarajući male fragmente koji se lako mogu fermentirati i koji pokreću sintezu SCFA.

3.2.3 Postupno zakiseljavanje fermentacijske smjese

Akumulacija SCFA snižava pH crijeva, što zauzvrat selektivno preoblikuje strukturu mikrobne zajednice [18]. Prazna skupina održava stabilan pH oko 7,0 tijekom fermentacije, dok i CDPS i inulinska skupina pokazuju značajno smanjenje pH vrijednosti. Inulin (referentno vlakno brze fermentacije) brzo zakiseli juhu unutar 12 h i zastane na pH 4,7, dok CDPS predstavlja sporije, blaže zakiseljavanje: pH naglo opada u prvih 6 h, blago se vraća između 6-12 h i stabilizira se na pH 5,3 od 12-48 h.

Ovo svojstvo spore fermentacije glavna je prednost polisaharida Tubular Cistanche u usporedbi s uobičajenim prebiotičkim vlaknima. Brzo fermentirana vlakna hrane samo proksimalne mikrobe debelog crijeva i lako izazivaju nadutost, upalu crijevne barijere, dok sporo fermentirajući CDPS dolazi do distalnog debelog crijeva kako bi ravnomjerno hranio floru u cijelom debelom crijevu [20]. Za zapadnjačke potrošače koji traže nježne prirodne laksative, naš dodatak prehrani Cistanche bogat CDPS-om pruža postupnu, ugodnu regulaciju crijeva bez gastrointestinalne nelagode.

 

3.3 Profili proizvodnje SCFA stimulirani CDPS fermentacijom

Neprobavljeni CDPS ulazi u debelo crijevo, mikrobni enzimi ga hidroliziraju u monosaharide i podvrgavaju se anaerobnoj fermentaciji da bi se stvorili metaboliti kritični za SCFA koji hrane epitelne stanice debelog crijeva i jačaju integritet crijevne barijere [21]. U vremenskim točkama fermentacije od 24 i 48 sati, CDPS i inulinske skupine proizvode drastično veće ukupne SCFA, octenu kiselinu, propionsku kiselinu, maslačnu kiselinu, valerijansku kiselinu i kaproinsku kiselinu nego prazna skupina. U međuvremenu, štetne masne kiseline razgranatog lanca (izomaslačna kiselina, izovalerijanska kiselina) značajno su potisnute u skupinama liječenim polisaharidima, što pokazuje dvostruku funkciju CDPS-a u jačanju korisnih SCFA dok inhibira toksične mikrobne metabolite [22].

Sastav SCFA usko je povezan s CDPS-ovim jedinstvenim profilom monosaharida glukoza-ramnoza: fermentacija glukoze daje obilje propionske kiseline (regulira metabolizam lipida u jetri), dok ramnoza potiče unakrsno hranjenje između crijevnih komenzala kako bi se potaknula proizvodnja maslačne kiseline (primarni izvor energije za kolonocite, protuupalno, podupire popravak crijevne barijere) [23,24]. Ovaj profil metabolita objašnjava zašto naš ekstrakt Tubular Cistanche djeluje kao višeciljana TCM biljka za zatvor, upalu crijeva i oslabljeni crijevni imunitet.

 

3.4 Modulacijski učinci CDPS-a na sastav crijevne mikrobiote

3.4.1 Analiza glavne koordinate PCoA

Početni 0 h PCoA dijagrami pokazuju potpuno preklapanje između slijepog uzorka, CDPS i inulinskih skupina, potvrđujući jedinstvene osnovne mikrobne zajednice i eliminirajući početnu interferenciju flore. Nakon 24 h i 48 h fermentacije pojavljuje se jasna razlika između skupina s praznim uzorkom i skupina s dodatkom polisaharida, potvrđujući da CDPS ima snažne selektivne regulatorne učinke na strukturu crijevne mikrobiote.

3.4.2 Promjene mikrobne zajednice na razini roda

Nakon 48 h fermentacije, Firmicutes ostaje dominantna vrsta u svim skupinama. Prazna skupina sadrži 65,17% Firmicutes i 15,56% patogenih Pseudomonadota (Proteobacteria). Nasuprot tome, liječenje CDPS-om preoblikuje distribuciju na razini vrste: Firmicutes (63,70%), Pseudomonadota (9,82%), Bacteroidota (18,26%), Actinomycetota (8,02%). CDPS značajno povećava relativnu brojnost Bacteroidota, vrste bogate glikozidnim hidrolazama specijaliziranim za složenu razgradnju polisaharida, koje unakrsno hrane druge komenzalne bakterije sa SCFA intermedijerima [26]. Kiselo crijevno okruženje stvoreno SCFA-ima dobivenim iz CDPS-a dodatno ubrzava proliferaciju korisnih vrsta koje su tolerantne na kiseline, uključujući Bacteroidota i Actinomycetota [27].

3.4.3 Varijacije brojnosti mikroba na razini roda

U taksonomskoj rezoluciji roda, dodatak CDPS-a dovodi do jasnih korisnih pomaka:

Rodovi probiotika (Bifidobakterija, Blautia, Megasfera, Bakteroidi) pokazuju izrazito povećanu relativnu brojnost;

Oportunistički patogeni rodEscherichia-Shigella(koji sadrži sojeve E. coli i Shigella koji uzrokuju proljev) je drastično potisnut;

ProupalniFaecalibacteriumrazine umjereno opadaju.

Bakteroidiučinkovito razgrađuje CDPS u octenu i propionsku kiselinu, pojačavajući ukupni učinak SCFA [28].Bifidobakterija, zlatni probiotik za crijeva, snižava kolesterol u serumu, sprječava crijevne poremećaje i jača sustavni imunitet [29]. Natjecateljska inhibicijaEscherichia-Shigellaprobioticima stimuliranim CDPS-om uspostavlja uravnoteženu mikroekologiju i smanjuje rizik od crijevnih infekcija [30]. Zajedno, CDPS pokazuje istaknutu prebiotičku aktivnost selektivnim obogaćivanjem funkcionalnih korisnih bakterija i suzbijanjem patogenih sojeva, postavljajući znanstvene temelje za naše tvorničke formule dodataka zdravlju crijeva Cistanche usmjerene na IBS, kronični zatvor i crijevnu disbiozu uobičajenu među europskim i američkim potrošačima.

3.5 Mehanizam dvosmjerne metaboličke interakcije između CDPS-a i crijevne mikrobiote

Preslušavanje između polisaharida Tubular Cistanche i crijevne mikrobiote slijedi dvosmjernu metaboličku petlju kojom upravljaju strukturne karakteristike CDPS-a:

Mikrobna razgradnja CDPS-a: Ljudskom probavnom traktu nedostaju enzimi za razgradnju složenih polisaharida. Nakon što preživi probavu u gornjem dijelu probavnog sustava, CDPS dospijeva u debelo crijevo, gdje se nalaze i probioticiBakteroidiiBifidobakterijaizlučuju specifične karbohidrazne komplekse za hidrolizaciju glikozidnih veza, cijepajući velike CDPS polimere u fermentabilne monosaharide i oligosaharide kao mikrobne izvore energije. Visok sadržaj CDPS ekstrakta našeg tubular Cistanche daje superiornu prebiotičku učinkovitost u usporedbi s običnim sortama Cistanche.

CDPS metaboliti preoblikuju crijevnu floru: Mikrobna fermentacija CDPS-a stvara visoke koncentracije octene, propionske, maslačne i kapronske kiseline, snižavajući intestinalni luminalni pH. Ovo slabo kiselo mikrookruženje selektivno pogoduje rastu korisnih bakterija otpornih na kiseline, dok inhibira proliferaciju pH-osjetljivih patogenih rodova kao što suEscherichia-Shigella.

Ovaj metabolički mehanizam zatvorene petlje odgovoran je za dvostruku funkcionalnost CDPS-a: ublažavanje zatvora omekšavanjem stolice putem povećanog izlučivanja crijevne vode, popravak upale crijevne sluznice putem antioksidativnih i protuupalnih metabolita i održavanje dugoročne mikroekološke ravnoteže crijeva - temeljne terapeutske zasluge Cistanche kao multifunkcionalne TCM biljke za crijevnu disfunkciju.

 

4. Zaključak

Ovo istraživanje konstruiralo je standardiziranu in vitro gastrointestinalnu probavu i modele ljudske fekalne fermentacije kako bi se sustavno istražila probavna stabilnost CDPS-a, karakteristike fermentacije i metabolički putovi koji reguliraju crijevnu mikrobiotu. Eksperimentalni rezultati potvrđuju da CDPS ekstrahiran iz visokokvalitetne Hotan Tubular Cistanche (osnovne sirovine naše tvornice) pokazuje blagu osjetljivost na kiseline tijekom gornjeg probavnog tranzita, sa samo djelomičnom makromolekularnom hidrolizom koja se događa prije nego što stigne do debelog crijeva. Tijekom fermentacije u debelom crijevu, crijevna mikrobiota kontinuirano razgrađuje CDPS, popraćeno smanjenjem molekularne težine, stalnim smanjenjem potrošnje šećera, značajnim smanjenjem pH i masivnom proizvodnjom ravnolančanih SCFA (octena, propionska, maslačna, valerijanska, kaproinska kiselina). CDPS selektivno potiče proliferaciju probiotičkih rodova uključujućiBifidobakterijaiBlautia, dok učinkovito suzbija patogeneEscherichia-Shigella.

Ukratko, polisaharidi Tubular Cistanche pokazuju izvanredan prebiotski potencijal modulacijom sastava crijevne mikrobiote i poticanjem korisnog metabolizma kratkolančanih masnih kiselina. Ova studija pruža čvrste znanstvene dokaze koji podupiru razvoj funkcionalnih prehrambenih aditiva temeljenih na CDPS-u, dodataka crijevima bez recepta i formula prirodnih laksativa proizvedenih u Chengdu Wecistanche Bio-Tech Co., Ltd. Ekstrakt Tubular Cistanche naše tvornice visoke čistoće, s višim sadržajem polisaharida i feniletanoidnih glikozida od uobičajenih Cistanche proizvoda, isporučuje standardizirana, moćna TCM biljna rješenja za Zapad potrošačima koji pate od kroničnog zatvora, neravnoteže crijevne flore i slabe probavne funkcije, u skladu sa standardima sigurnosti hrane SAD-a i EU-a i organskih certifikata za globalnu veleprodajnu i OEM suradnju robnih marki.

 

Reference

[1] Zhao HT, Xin GX, Guo Y. Napredak istraživanja o Cistanches Herba kao lijeku i hrani homolognoj tradicionalnoj kineskoj medicini [J]. Kineski tradicionalni i biljni lijekovi, 2025., 56(09): 3316-3329. [2] Xu WA, Yang DY, Wu JY, et al. Napredak istraživanja o glavnim kemijskim komponentama i biološkim aktivnostima Roucongronga (Cistanches Herba) [J]. Kineski arhiv tradicionalne kineske medicine, 2024., 42(10): 163-170. [3] Bi CL, Zhong PS, Tian Y M. Napredak istraživanja o Cistanches deserticola YC Ma kao ljekovitoj i jestivoj biljci: Farmakološki učinci aktivnih komponenti i čimbenici koji utječu na njezinu kvalitetu [J]. Znanost o hrani, 2026, 47(02): 307-321. [4] Lai Y, Wang Y, Liu C, et al. Značajke in vitro fermentacije i prebiotička aktivnost biljnih polisaharida: pregled [J]. Frontiers in Nutrition, 2025, 12: 1687766. [5] Zhang FB, Hu SC, Xie H C. In vitro simulacija probavnih karakteristika intracelularnih polisaharida Agaricus bitorquis u crijevnom traktu djece [J]. Prehrambena i fermentacijska industrija, 2022., 48(02): 122-130. [6] Liang LH, Li H, Guan Y J. Antioksidativna aktivnost egzopolisaharida iz Antrodia camphorata i njegova svojstva probave in vitro [J]. Prehrambena i fermentacijska industrija, 2022., 48(21): 82-89. [7] Xiaozhen W, Xia L, Luyao Z. Nedavni napredak u polisaharidima biljnog podrijetla s prebiotičkim potencijalom za zdravlje crijeva ciljanjem na crijevnu mikrobiotu: pregled [J]. Kritički osvrti u znanosti o hrani i prehrani, 2023., 64(33): 31-50. [8] André B, Lotti E, Marie A. INFOGEST statička in vitro simulacija gastrointestinalne probave hrane [J]. Nature Protocols, 2019, 14(4): 991-1014. [9] Li X, Guo R, Wu X, et al. Dinamička probava polisaharida sjemena tamarinde: Neprobavljivost u gastrointestinalnim simulacijama i promjene crijevne mikrobiote in vitro [J]. Carbohydrate Polymers, 2020, 239: 116194. [10] Zhao Y, Li J, Li H. In vitro simulirana probava i mikrobne karakteristike u fermentaciji u debelom crijevu polisaharida iz Lentinus edodes [J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2025, 308: 142644. [11] Huang F, Hong R, Yi Y. In vitro probava i fermentacija mikrobiote ljudskog crijeva polisaharida longan pulpe pod utjecajem fermentacije Lactobacillus fermentum [J]. Međunarodni časopis za biološke makromolekule, 2020., 147: 363-368. [12] Wang Y, Zheng D, Ji S. Ispravak "Strukturne karakterizacije polisaharida Cistanche tubulosa i njihovih učinaka protiv nealkoholnog steatohepatitisa putem regulacije crijevne mikrobiote" [Carbohydrate Polymers 371 (2026) 124495] [J]. Carbohydrate Polymers, 2026, 374: 124726. [13] Luo XJ, Liu JY, Yang JH. Structural Characterization of Cistanche deserticola Polysaccharides and Its Protective Effect on High Glucose-Induced HK-2 Cell Injury [J]. Znanost o hrani, 2025., 46(11): 208-216. [14] Xin J, He L, Li Y. Sanguinarine klorid hidrat ublažava simptome kolitisa kod miševa regulacijom intestinalnog mikrobioma i metabolizma kratkolančanih masnih kiselina [J]. Biochimica et Biophysica Acta-Molecular Basis of Disease, 2024, 1871(2): 167579. [15] Xueting G, Yujing F, Yunyao J. Simulirana probava i in vitro fermentacija polisaharida iz ostataka korijena lotosa (Nelumbo nucifera Gaertn.) pomoću mikrobiote ljudskog crijeva [J]. Food Research International, 2022, 155: 111074. [16] Chengxiao Y, Shokouh A, Sihuan S. Struktura i karakteristike fermentacije pet polisaharida sekvencijalno ekstrahiranih iz pulpe šećerne repe različitim metodama [J]. Food Hydrocolloids, 2022, 126. [17] Xia C, Xu X, Zhang R. Učinci molekularne težine na simuliranu probavu i fekalnu fermentaciju polisaharida iz longanove pulpe in vitro [J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2025: 141711. [18] Yang B, Zhang X, Zhu J. Učinak metoda ekstrakcije polisaharida iz Tricholoma mongolicum Imai na probavu i fekalnu fermentaciju in vitro [J]. Food Chemistry: X, 2024, 24: 101725. [19] Nester K, Plazinski W. Konformacijska svojstva inulina, levana i arabinana proučavana simulacijama molekularne dinamike [J]. Carbohydrate Polymers, 2020, 240: 116266. [20] Abdur R, Ahmed KA, Ubaidur R. Nedavni napredak u terapijskoj primjeni kratkolančanih masnih kiselina (SCFA): ažurirani pregled [J]. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2021., 62(22): 21. [21] Ning C, Bu W, Jia L J. Istraživanje antioksidativnih, hipoglikemijskih i modulacijskih učinaka crijevne mikrobiote probiotičkog fermentiranog mlijeka obogaćenog polisaharidima cikorije korištenjem in vitro modela probave i fermentacije [J]. Prehrambena i fermentacijska industrija, 2026, 52(01): 84-94. [22] Li J, Li S, Cheng L. Probavna i fermentacijska svojstva pektinskih polisaharida gloga i imunostimulacijski učinci proizvoda fermentacije [J]. Food Chemistry: X, 2025, 31: 103098. [23] Wang L, Li C, Huang Q. In vitro probavljivost i prebiotički potencijal novog polisaharida iz ploda Rosa roxburghii Tratt [J]. Journal of Functional Foods, 2019, 52: 408-417. [24] Gao X, Zhao X, Huang J. Komparativna studija o in vitro fermentacijskim karakteristikama triju polisaharida biljnog podrijetla s različitim strukturnim sastavima [J]. Foods, 2026, 15(1): 137. [25] Yanan C, Shenglan T, Yi C. Strukturalna karakterizacija i in vitro fermentacijska svojstva polisaharida iz Polygonatum cyrtonema [J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2024, 258: 128877. [26] Fang Y, Zhang Q, Yu C. In vitro probava i fekalna fermentacija egzopolisaharida Tremella fuciformis iz submerzne fermentacije dobivene bazidiosporama [J]. Food Research International, 2024, 196: 115019. [27] Sun Z, Zhou Y, Ma X. Dinamičke promjene u strukturnim značajkama i imunomodulacijskim aktivnostima Dendrobium officinale polisaharida tijekom fekalne fermentacije [J]. Bioactive Carbohydrates and Dietary Fibre, 2026, 35: 100522. [28] Pedro F, MCD, Douwe V S. Interakcije unakrsnog hranjenja između ljudskih crijevnih komenzala koji pripadaju rodovima Bacteroides i Bifidobacterium kada se uzgajaju na prehrambenim glikanima [J]. Izvješća o istraživanju mikrobioma, 2022., 1(2): 12. [29] Zhang X, Aweya JJ, Huang ZX. In vitro fermentacija sulfatiranih polisaharida Gracilaria lemaneiformis i njenih agarooligosaharida ljudskim fekalnim inokulama i njezin utjecaj na mikrobiotu [J]. Carbohydrate Polymers, 2020, 234: 115894. [30] Rossum TV, Haiß A, Knoll RL. Bifidobacterium and Lactobacillus Probiotics and Gut Dysbiosis in Neterm Infants: The PRIMAL Randomized Clinical Trial [J]. JAMA Pediatrics, 2024. [31] Qianqian S, Yikun W, Lixing H. Pregled odnosa među polisaharidima, crijevnom mikrobiotom i ljudskim zdravljem [J]. Food Research International, 2020., 140: 109858.

Marketinški dodatni primjerak (za neovisnu promociju web-mjesta, odvojeno od akademskog teksta)

Zašto odabrati naš ekstrakt tubularne cistanhe za formulacije dodataka prehrani za zdravlje crijeva?

Kao najveći svjetski integrirani proizvođač Tubular Cistanche sa sjedištem u Xinjiang Hotanu, Chengdu Wecistanche Bio-Tech isporučuje vrhunske standardizirane sirovine Cistanche isključivo iz Tubular Cistanche (Cistanche tubulosa) - vrhunska TCM biljka za zatvor, neravnotežu crijevne flore i slab imunitet, koja se može pohvaliti znatno višim sadržajem polisaharida, ehinakozida i akteozida od običnih pustinjskih vrsta cistanche.

Naš puni industrijski lanac pokriva uzgoj sjemena, organski uzgoj, skladištenje svježeg bilja, GMP ekstrakciju i gotovu proizvodnju kapsula, s neovisnim patentima za istraživanje i razvoj tehnologije ekstrakcije membranskim odvajanjem za zaključavanje maksimalne CDPS aktivnosti. Naš vodeći Cistanche dodatak za ublažavanje zatvora formuliran je s ekstraktom tubular Cistanche s visokim CDPS-om (40% feniletanoidnih glikozida, 10% ehinakozida, 4% akteozida), osmišljenim za zapadnjačke korisnike koji preferiraju blagu potporu probavnom traktu TCM-a bez lijekova.

Sve sirovine i gotovi proizvodi posjeduju globalne autoritativne certifikate: USDA NOP Organic, IFANCA Halal, Kosher, HACCP i China High-Tech Enterprise kvalifikacije, u potpunosti u skladu s regulatornim standardima dodataka prehrani EU i SAD. Podržavamo veleprodaju rasutog ekstrakta u prahu, OEM kapsula privatne robne marke, razvoj prilagođene formule za zdravlje crijeva, protiv umora i linije proizvoda za njegu kože, uz profesionalnu tehničku dokumentaciju i podatke o istraživanju (ova studija metabolizma crijevne mikrobiote CDPS) kako bismo podržali znanstvene marketinške kampanje vašeg brenda usmjerene na tržišta prirodnog zdravlja u Sjevernoj Americi, Europi i jugoistočnoj Aziji. Posjetite našu službenu web stranicu kako biste vidjeli punu tvorničku snagu i katalog proizvoda: Profil tvrtke: https://www.xjcistanche.com/about-us Dodatak prehrani za ublažavanje zatvora Cistanche: https://www.xjcistanche.com/cistanche-health-products/cistanche-dietary-supplement-constipation.html