Aspergillus Oryzae va Aspergillus Cristatus bilan fermentlangan guruch Kojining metabolit profilini yaratish va qarishga qarshi faolligi: qiyosiy tadqiqot

Annotatsiya:Guruchkoji, fermentatsiya foydasini maksimal darajada oshirish uchun boshlang'ich sifatida ishlatiladi, ishlatiladigan emlash mikroblariga qarab ko'p qirrali yakuniy mahsulotlar ishlab chiqaradi. Bu erda biz metabolit profilini o'tkazdikguruchni solishtiringkojiikkita muhim filamentli zamburug'lar bilan fermentlangan,Aspergillus oryzaevaA. kritatus, 8 kun davomida. Ko'p o'lchovli tahlillar ikkalasida birlamchi va ikkilamchi metabolitlarning alohida naqshlarini ko'rsatdikoji. Guruch koji bilan achitilganA. oryzae(RAO) ko'rsatdiortdi -glyukozidaza faolligi va shakar hosilalarining tarkibi fermentlanganidan yuqoriA. kritatus (RAC). RAC ko'rsatdirivojlangan -glyukozidaza faolligi va flavonoidlarning ortib borayotgan tarkibi valizofosfolipidlar, RAO bilan solishtirganda. Umuman olganda, fermentatsiyaning yakuniy bosqichida (8 kun),antioksidantfaoliyat va qarishga qarshi ta'sirRACda RAOga qaraganda yuqori bo'lgan, th ga to'g'ri keladie oshdimetabolitlarikabiflavonoidlarva RACda auroglaucin hosilalari. Bu qiyosiy metabolikyondashuvni qo‘llash mumkinishlab chiqarishni optimallashtirishva sifat nazorati tahlillarikojimahsulotlar.

Kalit so'zlar: guruch koji; mikrob; qattiq holatda fermentatsiya;qarishga qarshi ta'sir; antioksidant faollik

Cistanche Anti-aging effekti haqida ko'proq ma'lumot olish uchun shu yerni bosing

1.Kirish

Ming yillik tarixga ega bo'lgan fermentatsiya oziq-ovqat mahsulotlarini qayta ishlash va saqlashdan tashqari, oziq-ovqat va bioaktivligini oshirish usuli sifatida tobora ko'proq e'tirof etilmoqda [1]. Guruch koji fermentlarni ajratish va foydali metabolitlarni ishlab chiqarish uchun mikroorganizmlar bilan emlangan bug'langan guruch donalari yordamida qattiq holatdagi fermentatsiya orqali tayyorlanadi. So'nggi yillarda nozik fermentatsiya sharoitlarini yaratishga qaratilgan turli urinishlar fermentatsiya samaradorligini oshirishga va oziq-ovqat ta'mini yaxshilashga olib keldi [2,3]. O'zining afzalliklari tufayli guruch koji fermentlangan oziq-ovqat va ichimliklar va kosmetika kabi sanoat sohalarida qo'llaniladi [4-6].

Reaktiv kislorod turlari(ROS) o sharoitda hosil bo'ladif oksidlovchi stressva aerob metabolizmining yon mahsulotidir. Bularerkin radikallarbiomolekulalarning degradatsiyasini keltirib chiqarishi mumkin, bu yallig'lanish va terining qarish jarayonining tezlashishi kabi oksidlovchi shikastlanishlarga olib keladi [7]. ROS ishlab chiqarish va yo'q qilish o'rtasidagi muvozanatni rivojlantirish uchun antioksidantlar sifatida tanilgan ROS tozalash vositalari oksidlovchi stressni yumshatishda muhim rol o'ynaydi va asosan tabiiy manbalardan olinadi [8]. Ushbu erkin radikallar qarish jarayonida ishtirok etadi va ularni tabiiy manbalardan antioksidantlarni qabul qilish orqali tozalash qarishni kechiktirishda juda muhimdir [9]. So'nggi yillarda ko'plab tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, guruch koji fermentatsiya substratini yaxshilash orqali xom ashyoning potentsial antioksidant faolligini oshirishi mumkin [10,11].

Terining hujayradan tashqari matritsasi (ECM) kollagen va elastin tolalaridan iborat bo'lib, terining elastikligini ta'minlaydi va uning asl shakli va holatini saqlab qoladi [12]. Dermal ECMning yo'q qilinishi qarish ko'rsatkichidir. Bu kollagenni buzuvchi matritsa metalloproteinaz-1 (MMP-1), shuningdek, kollagenaza deb ham ataladigan regulyatsiya tufayli yuzaga keladi. Shu sababli, kollagen va elastin sintezini rag'batlantirish va MMP-1 ni inhibe qilish orqali terining qarish jarayonini sekinlashtiradigan turli xil fitokimyoviy moddalarni o'rganish ko'paymoqda [13-16]. Seo va boshqalar. fermentlangan guruch kepagi teri fibroblast kollageni, yallig'lanish omili (IL-a) va MMP -1 [17] ga ta'sir qilishini ko'rsatdi. Shunday qilib, guruchda mavjud bo'lgan flavonoidlar va fenolik kislotalar kabi turli xil birikmalar antioksidant faollikka ega va fermentlangan guruch koji ultrabinafsha nurlanishi bilan terining qarishini yaxshilash potentsialiga ega [18]. Aspergillus, filamentli qo'ziqorin, Osiyodagi kojidan oddiy shakar, yog 'kislotalari va aminokislotalar kabi ko'plab foydali metabolitlarni ishlab chiqarish uchun odatiy mikrob hisoblanadi. Xususan, Aspergillus oryzae xavfsizligi ta'minlanganligi va amilaza, proteaza va peptidaza kabi turli fermentlar tufayli koji ishlab chiqarishda ishlatiladigan eng keng tarqalgan mikroorganizmdir [19].

Aspergillus cristatus probiyotiklarga ega va UVB ta'siridan foto qarishdan himoya qiluvchi Fuzhuan g'isht choyi kabi choy fermentatsiyasida ishlatiladi [20,21]. Shuningdek, u boshqa turli xil xom ashyolarning antioksidant faolligini oshirishi haqida xabar berilgan [22,23]. Hozirgi vaqtda fermentatsiya boshlanuvchilarining sifatini yaxshilashga qaratilgan sa'y-harakatlar tobora ortib bormoqda [4,24]. Oldingi tadqiqotlar guruch koji [25] da keng qo'llaniladigan Aspergillus va Bacillusning qiyosiy metabolik tadqiqotini ko'rsatdi. Shu bilan birga, qo'ziqorinlarning bir xil avlodlari, ammo turli xil turlari o'rtasidagi metabolik farqlar haqida ma'lumot kam. Sog'liqni saqlash bozoriga ozuqaviy va kosmetsevtik dasturlar bilan kiritilishi mumkin bo'lgan optimal mikroblarni tanlash uchun turli xil emlash mikroblarining bioaktivligi va metabolitlarini taqqoslash orqali metabolizmini har tomonlama tushunish kerak.

Ushbu tadqiqotda biz turli xil Aspergillus spp bilan fermentlangan guruch koji metabolitlarini aniqladik. (A. cristatus va A. oryzae) ikki filamentli zamburug'larning metabolizmini solishtirish uchun metabolomika nuqtai nazaridan. Ikkala kojini solishtirish uchun biz ferment faolligini, antioksidant faollikni va terining qarishga qarshi omillarining (kollagen, elastin va MMP-1) RNK ifodasini o'lchadik. Bundan tashqari, biz antioksidant faollikka va terining qarishga qarshi ta'siriga hissa qo'shadigan potentsial nomzod metabolitlarini taklif qilish uchun korrelyatsiya tahlilini o'tkazdik. Ikki koji inokulumini solishtirish uchun MS asosidagi metabolit profilini keng qamrovli tahlil qilish ferment faolligi, metabolomlar va bioaktivliklar o'rtasidagi munosabatni o'rnatdi. Bu erda biz ikki xil koji inokulumlarining bioaktivligi bilan bog'liq bo'lgan umumiy metabolik holatning rejasini taqdim etamiz.

2. Natijalar

2.1. Turli Aspergillus spp bilan fermentlangan guruch Koji uchun metabolik profil.

A. cristatus yoki A. oryzae bilan emlangan guruch koji namunalarining turli metabolomlari GC-MS va LC-MS ma'lumotlar to'plamlariga muvofiq ko'p o'lchovli tahlil yordamida taqqoslandi. UHPLC-LTQ-Orbitrap MS/MS va GC-TOF-MS-dan olingan asosiy komponent tahlili (PCA) ballari grafigi umumiy dispersiyani 40,9 foiz (PC1, 22,01 foiz; PC2, 18,89 foiz) va 52,88 foiz (PC1, 34,70 foiz ; PC2, 18,18 foiz ), mos ravishda (1A,B-rasm). Ikkala PCA natijalari fermentatsiyaning boshlang'ich nuqtasi yig'ilganligini ko'rsatdi, ammo shuning uchun turli fermentatsiya vaqtlariga ko'ra turli emlash zamburug'lari bilan ajralib turadi. Qisman eng kichik kvadratchalar diskriminant tahlili (PLS-DA) PCAda metabolitlarning tarqalishi bilan bir xil statistik naqshlarni aniqladi (qo'shimcha rasm S1A, B).

UHPLC-LTQ-Orbitrap-MS/MS tahlillaridan (1A-rasm) olingan PCAda ko'rsatilganidek, sakkizinchi kunda sezilarli farqlar mavjud va har ikki sakkiz kunlik namunalar ortogonal qisman eng kichik kvadrat diskriminant tahliliga (OPLS) o'tkazildi. -DA), bu OPLS 1-komponenti bo'yicha aniq ajratishni ko'rsatdi, bu ma'lumotlardagi tafovutning 86,11 foizini tashkil qiladi (Qo'shimcha rasm S1C). 31 ta metabolit UHPLC-LTQ-Orbitrap-MS/MS maʼlumotlaridan tanlab olingan boʻlib, ular proyeksiya qiymatlaridagi oʻzgaruvchan ahamiyati (VIP > 1) asosida ikki xil emlash mikroblari bilan fermentlangan sakkizinchi kunlik guruch kojilaridagi nomuvofiqlikka asosiy hissa qoʻshuvchi hisoblanadi. .{{10}}) va p-qiymatlari (p <0,05) OPLS-DA tahlilidan (Qo'shimcha jadval S1). Ushbu metabolitlarga 2 ta karboksilik kislota, 5 ta fenolik kislota, 7 ta flavonoid, 2 ta uzun zanjirli yog 'kislotalari, 11 ta lizofosfolipidlar va anc4 gidroxinonlar kiradi. Metabolitlar e'lon qilingan adabiyotlar (molekulyar og'irlik, molekulyar formula, ushlab turish vaqti, massa bo'laklari naqshlari va UV absorbanslari) va ichki kutubxona ma'lumotlarini solishtirish orqali oldindan aniqlandi.

Shakl 1. Aspergillus cristatus yoki A. oryzne bilan fermentlangan guruch koisining (A) UHPLC-LTO-Orbitrap-MS/MS va (B) GC-TOF-MSdata to'plamlaridan olingan asosiy komponentlar tahlili (PCA) grafigi (to'ldirilgan belgilar). , A. cristatus; toʻldirilmagan belgilar, A. oryzne, O, 0 kun; , , 2 kun; V, V, 4 kun; 6 kun; , 8 kun).

2.1.1. Turli Aspergillus spp bilan Rays Koji uchun vaqtinchalik metabolomalar. Fermentatsiya vaqtiga ko'ra emlash

Turli xil emlash mikroblariga bog'liq bo'lgan guruch koji metabolik yo'llari fermentatsiya vaqtlariga muvofiq metabolitlarning o'zgarishi naqshlarini ko'rish uchun issiqlik xaritasi bilan ifodalangan (2-rasm). Ko'kdan qizil ranggacha bo'lgan rang har bir eksperimental sharoitda har bir metabolitning o'rtacha normallashtirilgan nisbiy ko'pligini ifodalaydi. A. cristatus (RAC) va A. oryzaeRAO) bilan fermentlangan guruch kojidagi ko'pgina metabolitlarning tendentsiyalari fermentatsiya vaqti bilan asta-sekin o'sib borayotgan naqshni ko'rsatdi. Uglevod almashinuvi bilan bog'liq bo'lgan metabolitlar asosan shakar bo'lgan glyukoza, ksiloza, saxaroza va maltozadan tashqari ortib borayotgan naqshni ifodalaydi. Bundan tashqari, fenolik kislota flavonoidlari va gidroxinon tarkibi, ferul kislotasidan tashqari, fermentatsiya vaqti bilan kuchaytirildi. Yog 'kislotalari orasida ko'pchilik metabolitlar o'sish sur'atini ko'rsatdi, pimelik kislota esa pasaydi. Lizofosfolipidlar turli xil fermentatsiya vaqtlari va emlash zamburug'lari bilan har xil naqshlarni taqdim etdi.

Shakl 2. Aspergillus cristatus yoki A. oryzae bilan fermentlangan guruch kojidagi metabolik yo'l va metabolitlarning nisbiy darajalari sxemasi. Yo'l Kioto Genlar va Genomlar Entsiklopediyasi (KEGG) ma'lumotlar bazasidan moslashtirilgan va o'zgartirilgan. Rangli kvadratlar har bir metabolit uchun barcha qiymatlarning o'rtacha qiymati bilan normallashtirilgan burma o'zgarishlarini (ko'kdan qizilgacha) ifodalaydi.

2.1.2. Guruchdagi diskriminant metabolitlar darajasidagi nisbiy nomutanosiblik A tomonidan fermentlangan Koji. cristatus yoki A. oryzae

2-rasmda ko'rsatilganidek, birlamchi va ikkilamchi metabolitlarning tarkibi turli xil emlash zamburug'lariga mos ravishda turli xil naqshlarni ko'rsatdi. Uglevod almashinuvining markazi bo‘lgan glyukoza holatida A. cristatus koji naqshlari pasaygan, A. bir koji esa dastlabki fermentatsiya nuqtasida pasayish naqshlarini ko‘rsatgan, lekin oxirgi fermentatsiya nuqtasiga qadar asta-sekin o‘sgan. Bundan tashqari, shakar spirtlari RAOda RACga qaraganda yuqori edi. Xususan, auroglaucin hosilalari faqat RACda sezilarli darajada oshirildi, chunki ular A. cristatus tomonidan ishlab chiqarilgan noyob pigment birikmasi. Bundan tashqari, 3,8-dimetilherbatsetindan tashqari, ko'pchilik flavonoidlar RACda RAOga nisbatan sezilarli darajada oshdi. Fenolik kislotalar orasida ferul kislotasi va benzoy kislotasi ikkala namunada ham ko'paygan, ammo dihidroksibenzoy kislotasi, kofeoilkin kislotasi va vanil kislotasi faqat RACda ko'paygan. RACda lizofosfolipidlar ko'paydi, ammo RAOda kontrast tendentsiya kuzatildi. Yog 'kislotalari AC ga qaraganda ko'proq RAO ko'rsatkichlarini ko'rsatdi

2.2. Turli mikroorganizmlar bilan fermentlangan Koji guruchida fermentativ ishlab chiqarish va bioaktivlikni taqqoslash

RAC va RAO fenotiplarini solishtirish uchun biz ferment faolligini va teri hujayralariga qarishga qarshi ta'sirini, antioksidant faollikni, umumiy flavonoid tarkibini (TFC) va umumiy fenolik tarkibni (IPC) baholadik (3-rasm). Ikkala koji fermenti ishlab chiqarish fermentatsiya vaqti bilan ortdi, RAOdagi a-amilaza bundan mustasno. Qizig'i shundaki, a-glyukozidaza tarkibi RAOda mos ravishda 10.12 va 3,52 birlik bilan RACga qaraganda ikki baravar yuqori edi; farqli o'laroq, B-glyukosidaza tarkibi fermentatsiya vaqtlariga mos ravishda 19.{{20}}5 birlik va 5,49 birlik bilan RAOga qaraganda RACda yuqoriroq edi. Ikkala koji (antioksidant faollik va terining qarishga qarshi omili) funktsional fenotipi shuni ko'rsatdiki, A. cristatusli guruch koji oxirgi fermentatsiya vaqtida (8 kun) 1.{ bilan ABTS, DPPH va FRAPda yuqori antioksidant faollikka ega. {24}}5, 0.40, mos ravishda 0,66 TEAC (Trolox ekvivalenti antioksidant quvvati). Bundan tashqari, flavonoidning tarkibi RACda RAOga qaraganda 0,07 NE (naringin ekvivalenti) va 0,01 NE dan yuqori edi. Holbuki, umumiy fenol miqdori RAOda 0,32 EGA (ekvivalent gallik kislota) va 0,28 EGA bilan RACga qaraganda yuqori edi. Terining qarishiga qarshi omillar (elastin, kollagen va MMP-1) natijalari fermentatsiya tugashini ko'rsatdi. ACRNA ifoda darajasi 7,77 va 13,76 va nisbiy MMP-1 RNK ifoda darajasi B-aktin bilan solishtirganda 2,35 bilan past. Shu bilan birga, RAO fermentatsiyadan keyin elastin va kollagenning RNK ifodasini bosqichma-bosqich oshirishni ko'rsatdi.

Shakl 3. Turli Aspergillus spp bilan fermentlangan guruchli koji tarkibidagi ferment ishlab chiqarish (A), terining qarish omili (B) va antioksidant faollik, umumiy flavonoidlar miqdori va umumiy fenolik tarkibni (IPC) (C) taqqoslash. (qora rang, A. cristatus oq rang, A. oryzne). Enzimatik faollik a-amilaza faolligi, B-glyukozidaza faolligi va a-glyukozidaza faolligi (A) hisoblanadi. Nisbiy mRNK ifoda darajasi quyidagilar uchun o'lchanadi: kollagen (COL1A1), elastin (ELN) va matritsa metalloproteinaz-1 (MMP-1) ​​(B). Tasvirlangan antioksidant faolliklar ABTS, DPPH radikalini tozalash, FRAP, umumiy Mavonoid tarkibi va umumiy fenolik tarkib (C). Turli xil emlash mikroblari o'rtasidagi sezilarli farqlar t-testi bilan aniqlangan (* p < {{0}}.05, ** p <0.01).

Bioaktivlikka potentsial hissa qo'shadigan metabolitlarni aniqlash uchun fermentlangan koji metabolitlari va bioaktivlik o'rtasidagi korrelyatsiya tahlili o'tkazildi (Qo'shimcha S2-rasm). Umuman olganda, Pearsonning korrelyatsiya koeffitsienti xaritasi RAC ning RAOga qaraganda bioaktivlik bilan yuqori korrelyatsiyasini ko'rsatdi. RACda organik kislotalar, flavonoidlar, lizofosfolipidlar, yog 'kislotalari, gidroxinon, shakar hosilalari bioaktivlik bilan yuqori ijobiy korrelyatsiyani ko'rsatdi. RAO uchun organik kislotalar, flavonoidlar va yog 'kislotalari va shakar hosilalari bioaktivlik bilan ijobiy korrelyatsiyani ko'rsatdi. Pearson korrelyatsiya koeffitsienti qiymati 0.5 dan yuqori bo'lgan metabolitlar tarmoq xaritasida keltirilgan (4-rasm) Ikkala koji mahsulotlarida ham organik kislotalar, yog' kislotalari, flavonoidlar va shakar hosilalari bioaktivlikning potentsial hissasi bo'lgan. . Elastinning RNK ifodasi RAC metabolitlari bilan, kollagenning RNK ifodasi esa RAO metabolitlari bilan bog'liq edi. Bundan tashqari, TFC RAC bilan korrelyatsiyani ko'rsatdi. Bundan tashqari, lizofosfolipidlar va gidroxinon RACga kuchli antioksidant faollik hissa qo'shgan.

4-rasm, Pearson korrelyatsiya koeffitsienti qiymati 0.5 dan yuqori bo'lgan metabolitlar (A) Aspergillus cristatus yoki (B) A. oryzne bilan fermentlangan guruch kojidagi tarmoq xaritasi bilan ifodalanadi. Qutidagi belgilar bioaktivlikni ifodalaydi (kulrang rang, antioksidant faollik TPC va TFC; qora rang, terining hujayraga qarishga qarshi ta'siri) va rangli belgilar metabolitlarni ko'rsatadi (bir xil seriyalar turli rang va shakl bilan ajralib turadi: o, gidroxinon: , organik kislotalar: , yog 'kislotalari, flavonoidlar;, lizofosfolipidlar; o, shakar va shakar hosilalari; noma'lum).

Ko'proq so'rang:

E-mail:wallence.suen@wecistanche.com whatsapp: plus 86 15292862950