Proffilio Metabolit A Gweithgaredd Gwrth-Heneiddio O Reis Koji Wedi'i Eplesu Ag Aspergillus Oryzae Ac Aspergillus Cristatus: Astudiaeth Gymharol

Crynodeb:Reiskoji, a ddefnyddir fel man cychwyn ar gyfer gwneud y mwyaf o fuddion eplesu, yn cynhyrchu cynhyrchion terfynol amlbwrpas yn dibynnu ar y microbau inocwlwm a ddefnyddir. Yma, rydym yn perfformio proffilio metabolit icymharu reiskojiwedi'i eplesu â dwy ffwng ffilamentaidd bwysig,Aspergillus oryzaeaA cristatus, am 8 diwrnod. Dangosodd y dadansoddiadau aml-amrywedd batrymau gwahanol o fetabolion cynradd ac eilaidd yn y ddaukoji. Mae'r koji reis eplesu gydaA. oryzae(RAO) yn dangoscynyddu -gweithgaredd glwcosidase a chynnwys uwch o ddeilliadau siwgr na'r un sydd wedi'i eplesuA cristatus (RAC). Dangosodd RACgwellhau -gweithgaredd glwcosidase a mwy o gynnwys flavonoidau alysoffosffolipidau, o'i gymharu â RAO. Ar y cyfan, ar y cam eplesu terfynol (8 diwrnod), ygwrthocsidiolgweithgareddau ac effeithiau gwrth-heneiddioyn uwch yn RAC nag yn RAO, sy'n cyfateb i the cynyddumetabolionfelflavonoidaua deilliadau auroglaucin yn RAC. Mae hyn yn metabolomig cymharolgellir cymhwyso ymagwedd ynoptimeiddio cynhyrchua dadansoddiadau rheoli ansawdd okojicynnyrch.

Geiriau allweddol: koji reis; microb; eplesu cyflwr solet;effaith gwrth-heneiddio; gweithgaredd gwrthocsidiol

Cliciwch Yma I Gael Mwy o Wybodaeth Am Effaith Gwrth-heneiddio Cistanche

1. Rhagymadrodd

Mae eplesu, sydd â hanes o filoedd o flynyddoedd, yn cael ei gydnabod fwyfwy fel dull o wella maeth a bioactifedd cynhyrchion bwyd, yn ogystal â'u prosesu a'u cadw [1]. Mae reis koji yn cael ei wneud trwy eplesu cyflwr solet gan ddefnyddio grawn reis wedi'i stemio wedi'i frechu â micro-organebau i secretu ensymau ac yn cynhyrchu metabolion buddiol. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae ymdrechion amrywiol i greu amodau eplesu cain wedi arwain at effeithiolrwydd eplesu uwch a gwell blas bwyd [2,3]. Oherwydd ei fanteision, mae reis koji yn dod o hyd i gymwysiadau mewn meysydd diwydiannol fel bwydydd wedi'i eplesu a diodydd a cholur [4-6].

Rhywogaethau ocsigen adweithiol(ROS) yn cael eu cynhyrchu o dan amodau of straen ocsideiddiolac yn sgil-gynhyrchion metaboledd aerobig. Rhainradicalau rhyddyn gallu achosi diraddio biomoleciwlau, gan arwain at iawndal ocsideiddiol, megis llid a chyflymu'r broses heneiddio croen [7]. Er mwyn datblygu cydbwysedd rhwng cynhyrchu a dileu ROS, mae sborionwyr ROS, a elwir yn gwrthocsidyddion, yn chwarae rhan bwysig wrth liniaru straen ocsideiddiol ac fe'u ceir yn bennaf o ffynonellau naturiol [8]. Mae'r radicalau rhydd hyn yn rhan o'r broses heneiddio, ac mae eu chwilota trwy gymeriant gwrthocsidyddion o ffynonellau naturiol yn hanfodol i ohirio heneiddio [9]. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae llawer o astudiaethau wedi nodi y gall koji reis wella gweithgareddau gwrthocsidiol posibl deunyddiau crai trwy wella'r swbstrad eplesu [10,11].

Mae matrics allgellog y croen (ECM) yn cynnwys ffibrau colagen a elastin, sy'n hyrwyddo elastigedd y croen i adfer a chynnal ei siâp a'i gyflwr gwreiddiol [12]. Mae dinistrio'r ECM dermol yn arwydd o heneiddio. Mae'n digwydd oherwydd bod matrics metalloproteinase sy'n diraddio colagen-1 (MMP-1) yn cael ei wella, a elwir hefyd yn golagenas. Felly, mae astudiaethau o ffytogemegau amrywiol a all arafu'r broses heneiddio croen trwy ysgogi synthesis colagen ac elastin ac atal MMP-1 yn cynyddu [13-16]. Dyma et al. yn dangos bod bran reis wedi'i eplesu yn effeithio ar golagen ffibroblast y croen, ffactor llidiol (IL-a), a MMP-1 [17]. Felly, mae gan gyfansoddion amrywiol a geir mewn reis, fel flavonoidau ac asidau ffenolig, weithgaredd gwrthocsidiol, ac mae gan koji reis wedi'i eplesu y potensial i leddfu lluniad croen gan ymbelydredd UV [18]. Mae Aspergillus, ffwng ffilamentous, yn ficrob inocwlwm nodweddiadol ar gyfer cynhyrchu llawer o fetabolion buddiol fel siwgrau syml, asidau brasterog, ac asidau amino o koji yn Asia. Yn benodol, Aspergillus oryzae yw'r micro-organeb mwyaf cyffredin a ddefnyddir wrth gynhyrchu koji oherwydd ei ddiogelwch sicr ac amrywiol ensymau, megis amylas, proteas, a pheptase [19].

Defnyddir Aspergillus cristatus mewn eplesu te, fel te brics Fuzhuan, sydd â probiotegau ac sy'n amddiffyn rhag lluniadu a achosir gan UVB [20,21]. Adroddwyd hefyd ei fod yn gwella gweithgaredd gwrthocsidiol amrywiol ddeunyddiau crai eraill [22,23]. Ar hyn o bryd, mae ymdrechion yn cael eu neilltuo fwyfwy i wella ansawdd dechreuwyr eplesu [4,24]. Mae astudiaethau blaenorol wedi dangos astudiaeth metabolig gymharol o Aspergillus a Bacillus, a ddefnyddir yn eang mewn koji reis [25]. Fodd bynnag, mae prinder gwybodaeth am y gwahaniaethau metabolomig rhwng yr un genera ond gwahanol rywogaethau o ffyngau. Er mwyn dewis y microbau gorau posibl y gellir eu cyflwyno yn y farchnad ar gyfer iechyd gyda chymwysiadau maethlon a chosmeeutical, mae angen dealltwriaeth gynhwysfawr o fetaboledd gwahanol ficrobau inocwlwm trwy gymharu eu bioactifedd a'u metabolion.

Yn yr astudiaeth hon, gwnaethom broffilio metabolion koji reis wedi'i eplesu â gwahanol Aspergillus spp. (A. cristatus ac A. oryzae) o ran metabolomeg i gymharu metaboledd y ddau ffwng ffilamentous. Fe wnaethom hefyd fesur gweithgaredd ensymau, gweithgaredd gwrthocsidiol, a mynegiant RNA o ffactorau gwrth-heneiddio croen (colagen, elastin, a MMP-1) i gymharu'r ddau koji. Ar ben hynny, fe wnaethom gynnal dadansoddiad cydberthynas i awgrymu metabolion ymgeiswyr posibl sy'n cyfrannu at weithgaredd gwrthocsidiol ac effeithiau gwrth-heneiddio croen. Sefydlodd dadansoddiad cynhwysfawr o broffilio metabolion yn seiliedig ar MS ar gyfer cymharu'r ddau inocwlwm koji berthynas rhwng gweithgareddau ensymau, metabolomau, a bioactifeddau. Yma, rydyn ni'n cyflwyno glasbrint o'r cyflwr metabolig cyffredinol, sy'n cydberthyn â bioactifedd y ddau inocwlwm koji gwahanol.

2. Canlyniadau

2.1. Proffilio Metabolaidd ar gyfer Reis Koji Wedi'i Eplesu â Gwahanol Aspergillus spp.

Cymharwyd gwahanol fetabolomau o samplau koji reis wedi'u brechu ag A. cristatus neu A. oryzae gan ddefnyddio dadansoddiad aml-amrywedd yn ôl setiau data GC-MS ac LC-MS. Datgelodd plot sgôr y prif ddadansoddiad cydran (PCA) a gafwyd o UHPLC-LTQ-Orbitrap MS/MS a GC-TOF-MS gyfanswm amrywiad o 40.9 y cant (PC1, 22.01 y cant; PC2, 18.89 y cant) a 52.88 y cant (PC1, 34.70 y cant; PC2, 18.18 y cant ), yn y drefn honno (Ffigur 1A, B). Roedd y ddau ganlyniad PCA yn nodi bod man cychwyn yr eplesu wedi'i ymgynnull, ond o ganlyniad yn cael ei wahaniaethu gan wahanol ffyngau brechu yn ôl gwahanol amseroedd eplesu. Roedd dadansoddiad gwahaniaethol rhannol sgwariau lleiaf (PLS-DA) yn egluro patrymau ystadegol yr un fath â'r dosbarthiad metabolyn yn PCA (Ffigur Atodol S1A,B).

Fel y dangosir yn y PCA a gafwyd o ddadansoddiadau UHPLC-LTQ-Orbitrap-MS/MS (Ffigur 1A), mae gwahaniaethau sylweddol yn yr wythfed diwrnod, ac roedd y ddau sampl wyth diwrnod yn destun dadansoddiad gwahaniaethol rhannol sgwâr lleiaf orthogonol (OPLS). -DA), a ddangosodd wahaniad clir gan gydran 1 OPLS, gan gyfrif am 86.11 y cant o'r amrywiad mewn data (Ffigur Atodol S1C). Dewiswyd y 31 metabolion o ddata UHPLC-LTQ-Orbitrap-MS/MS, a ystyrir yn gyfrannwr mawr at yr anghysondeb mewn kojis reis wythfed diwrnod wedi'i eplesu â dau ficrob inocwlwm gwahanol yn seiliedig ar eu pwysigrwydd amrywiol mewn gwerthoedd taflunio (VIP> 1). .{{10}}) a gwerthoedd-p (p < 0.05) o ddadansoddiad OPLS-DA (Tabl Atodol S1). Roedd y metabolion hyn yn cynnwys 2 asid carbocsilig, 5 asid ffenolig, 7 flavonoid, 2 asid brasterog cadwyn hir, 11 lysoffosffolipidau, ac anc4 hydroquinones. Nodwyd y metabolion yn betrus trwy gymharu llenyddiaeth gyhoeddedig (pwysau moleciwlaidd, fformiwla foleciwlaidd, amser cadw, patrymau darnau màs, ac amsugnedd UV) a data o lyfrgell fewnol.

Ffigur 1. Plot sgôr dadansoddiad prif gydrannau (PCA) o setiau data (A) UHPLC-LTO-Orbitrap-MS/MS a (B) GC-TOF-MSdata o koi reis wedi'i eplesu ag Aspergillus cristatus neu A. oryzne. (symbolau wedi'u llenwi , A. cristatus; symbolau heb eu llenwi, A. oryzne, O, 0 diwrnod; , , 2 diwrnod; V, V, 4 diwrnod; 6 diwrnod; , , 8 diwrnod).

2.1.1. Metabolomau Amser ar gyfer Rice Koji gyda gwahanol Aspergillus spp. BrechuYn Ôl Amser Eplesu

Cynrychiolwyd llwybrau metabolaidd koji reis sy'n dibynnu ar wahanol ficrobau brechu gan fap gwres i ddelweddu patrymau newid metabolion yn unol ag amseroedd eplesu (Ffigur 2). Mae'r lliw ar raddiant glas-i-goch yn cynrychioli digonedd cymharol normaleiddio cymedrig pob metabolyn o dan bob cyflwr arbrofol. Roedd tueddiadau'r rhan fwyaf o fetabolion mewn koji reis wedi'i eplesu ag A. cristatus (RAC) ac A. oryzaeRAO) yn dangos patrwm cynyddol raddol gydag amser eplesu. Roedd y metabolion sy'n gysylltiedig â metaboledd carbohydrad yn bennaf yn cynrychioli patrwm cynyddol ac eithrio glwcos, xylose, swcros, a maltos, sef siwgrau. Yn ogystal, cafodd flavonoidau asid ffenolig, a chynnwys hydroquinone eu gwella gydag amser eplesu, ac eithrio asid ferulic. Ymhlith yr asidau brasterog, dangosodd y rhan fwyaf o fetabolion batrwm cynyddol tra bod asid pimelig yn dangos gostyngiad. Roedd lysophospholipids yn cyflwyno patrymau gwahanol gyda gwahanol amseroedd eplesu a ffyngau brechu.

Ffigur 2. Cynllun y llwybr metabolaidd a lefelau cymharol metabolion mewn koji reis wedi'i eplesu ag Aspergillus cristatus neu A. oryzae. Addaswyd y llwybr o gronfa ddata Gwyddoniadur Genynnau a Genomau Kyoto (KEGG) a'i addasu. Mae'r sgwariau lliw yn cynrychioli'r newidiadau plyg (glas i goch) wedi'u normaleiddio gan gyfartaledd yr holl werthoedd ar gyfer pob metabolyn.

2.1.2. Gwahaniaethau Cymharol yn Lefel y Metabolitau Gwahaniaethol mewn Rice Koji Wedi'i Eplesu ganA. cristatus neu A. oryzae

Fel y dangosir yn Ffigur 2, roedd cynnwys metabolion cynradd ac uwchradd yn arddangos patrymau gwahanol yn unol â gwahanol ffyngau brechu. Yn achos glwcos sy'n ganolbwynt metaboledd carbohydrad, dangosodd patrymau A. cristatus koji ostyngiad, tra bod A. un koji yn dangos patrymau gostyngol ar y pwynt eplesu cychwynnol ond cynyddodd yn raddol tan y pwynt eplesu terfynol. Ymhellach, roedd yr alcoholau siwgr yn uwch yn RAO nag yn RAC. Yn arbennig, roedd deilliadau auroglaucin wedi'u gwella'n sylweddol yn RAC yn unig oherwydd eu bod yn gyfansoddyn pigment unigryw a gynhyrchir gan A. cristatus. Yn ogystal, cynyddwyd y rhan fwyaf o flavonoidau yn sylweddol yn RAC o'i gymharu â RAO, ac eithrio 3,8-dimethylherbacetin. Ymhlith yr asidau ffenolig, cynyddwyd asid ferulic ac asid benzoic yn y ddau sampl, ond cynyddwyd asid dihydroxybenzoic, asid caffeoylquinic ac asid vanillic dim ond yn RAC. Cynyddodd lysophospholipids yn RAC, ond gwelwyd tuedd gyferbyniol yn RAO. Dangosodd asidau brasterog fwy o batrymau o gynnydd mewn RAO nag yn AC

2.2. Cymhariaeth o Gynhyrchu Ensymatig a Bioactifedd mewn Reis Koji Wedi'i Eplesu â Micro-organebau Gwahanol

Er mwyn cymharu ffenoteipiau RAC a RAO, fe wnaethom werthuso gweithgaredd ensymau ac effeithiau gwrth-heneiddio ar gelloedd croen, gweithgaredd gwrthocsidiol, cyfanswm cynnwys flavonoid (TFC), a chyfanswm cynnwys ffenolig (IPC) (Ffigur 3). Cynyddodd cynhyrchiant ensymau y ddau y koji gydag amser eplesu, ac eithrio amylas yn RAO. Yn ddiddorol, roedd y cynnwys a-glucosidase ddwywaith yn uwch yn RAO nag yn RAC gyda 10.12 a 3.52 uned yn y drefn honno; mewn cyferbyniad, roedd cynnwys B-glucosidase allan yn uwch yn RAC nag yn RAO gyda 19.{{20}}5 uned a5.49 uned yn y drefn honno yn unol ag amseroedd eplesu. Nododd ffenoteip swyddogaethol y koji (gweithgaredd gwrthocsidiol a ffactor gwrth-heneiddio croen) fod gan y koji reis ag A. cristatus weithgareddau gwrthocsidiol uwch yn ABTS, DPPH, a FRAP ar yr amser eplesu terfynol (8 diwrnod) gydag 1.{ {24}}5, 0.40, 0.66 TEAC (capasiti gwrthocsidiol cyfatebol Trolox) yn y drefn honno. Yn ogystal, roedd cynnwys flavonoid yn uwch yn RAC na RAO gyda 0.07 NE (cyfwerth naringin) a 0.01 NE yn y drefn honno. Tra roedd cynnwys cyfanswm ffenol yn uwch yn RAO na RAC gyda 0.32 EGA (asid galig cyfatebol) a 0.28 EGA yn y drefn honno. Roedd canlyniadau ffactorau gwrth-heneiddio croen (elastin, colagen, a MMP-1) yn nodi het ar derfyniad yr eplesiad. Lefel mynegiant ACRNA gyda 7.77 a 13.76 a lefel mynegiant RNA cymharol is MMP-1 gyda 2.35 o gymharu â B-actin. Yn y cyfamser, dangosodd RAO gynnydd graddol mewn mynegiant RNA o elastin a cholagen yn dilyn eplesu.

Ffigur 3. Cymhariaeth o gynhyrchu ensymau (A), ffactor gwrth-heneiddio croen (B) a gweithgaredd gwrthocsidiol, cyfanswm cynnwys flavonoid), a chyfanswm cynnwys ffenolig (IPC) (C) mewn koji reis wedi'i eplesu â gwahanol Aspergillus spp. (lliw du, lliw gwyn A. cristatus, A. oryzne). Y gweithgareddau ensymatig yw gweithgaredd a-amylas, gweithgaredd B-glucosidase, a gweithgaredd a-glucosidase (A). Mae lefel mynegiant cymharol mRNA yn cael ei fesur ar gyfer y canlynol: colagen (COL1A1), elastin (ELN), a matrics metalloproteinase-1 (MMP-1) ​​(B). Y gweithgareddau gwrthocsidiol a ddarlunnir yw ABTS, sborion radical DPPH, FRAP, cynnwys totalMavonoid, a chyfanswm cynnwys ffenolig (C). Nodwyd gwahaniaethau sylweddol rhwng gwahanol ficrobau brechu trwy brawf-t (* p < {{10}}.05, ** p < 0.01).

Er mwyn pennu'r metabolion a allai gyfrannu at fioactifedd, cynhaliwyd dadansoddiad cydberthynas rhwng metabolion koji wedi'i eplesu a bioactifeddau (Supplement.tary Ffigur S2). Yn gyffredinol, dangosodd map cyfernod cydberthynas Pearson yr RAC cydberthynas uwch â bioactivities na RAO. Yn RAC, asidau organig, flavonoids, lysophospholipids, asidau brasterog, hydroquinone, deilliadau siwgr yn dangos cydberthynas gadarnhaol uchel gyda bioactivities. Ar gyfer RAO, nododd asidau organig, flavonoidau ac asidau brasterog, a deilliadau siwgr gydberthynas gadarnhaol â bioactifeddau. Cynrychiolir y metabolion a oedd â gwerth cyfernod cydberthynas Pearson yn uwch na 0.5 ar fap rhwydwaith (Ffigur 4)Yn y ddau gynnyrch koji, roedd asidau organig, asidau brasterog, flavonoidau, a deilliadau siwgr yn gyfranwyr posibl o fioweithgareddau . Roedd mynegiant RNA o elastin yn gysylltiedig â metabolion RAC, tra bod mynegiant RNA o golagen yn gysylltiedig â metabolion RAO. Yn ogystal, dangosodd TFC gydberthynas â RAC. Ymhellach, roedd lysophospholipids a hydroquinone yn gyfranwyr gweithgaredd gwrthocsidiol cryf i RAC

Ffigur 4, Mae'r metabolion sydd â gwerth cyfernod cydberthynas Pearson yn uwch na 0.5 yn cael eu cynrychioli gan fap rhwydwaith mewn koji reis wedi'i eplesu ag (A) Aspergillus cristatus neu (B) A. oryzne. Mae'r symbolau blwch yn cynrychioli bioactivities (lliw llwyd, gweithgaredd gwrthocsidiol TPC a TFC; lliw du, effaith gwrth-heneiddio croen ar gell) ac mae'r symbolau lliw yn nodi'r metabolion (gwahaniaethwyd yr un gyfres gan wahanol liw a siâp: o, hydroquinone : , organig asidau: , asidau brasterog, flavonoidau;, lysoffospholipids; o, siwgr a deilliadau siwgr; anhysbys).

Gofynnwch am fwy:

E-bost:wallence.suen@wecistanche.com whatsapp: ynghyd â 86 15292862950