Profile metabolit ak aktivite anti-aje nan diri Koji fèrmante ak Aspergillus Oryzae ak Aspergillus Cristatus: yon etid konparatif
May 09, 2023
Résumé:Dirikoji, itilize kòm yon starter pou maksimize benefis fèmantasyon, pwodui pwodwi final versatile depann sou mikwòb yo inoculum yo itilize. Isit la, nou te fè pwofil metabolit yokonpare dirikojifèrmante ak de fongis filaman enpòtan,Aspergillus oryzaeepiA. cristatus, pou 8 jou. Analiz miltivarye yo te montre modèl diferan nan metabolit prensipal ak segondè nan de lakoji. Koji diri a fèrmante akA. oryzae(RAO) te montreogmante -aktivite glikozidaz ak sa ki pi wo nan dérivés sik pase yon sèl la fèrmante akA. cristatus (RAC). RAC te montreamelyore -Glukozidaz aktivite ak ogmante kontni nan flavonoid aklizofosfolipid, konpare ak RAO. An jeneral, nan etap final la fèmantasyon (8 jou), laantioksidanaktivite ak efè anti-ajeyo te pi wo nan RAC pase nan RAO, ki koresponn ak the ogmantemetabolittankouflavonoidak auroglaucin dérivés nan RAC. Metabolomik konparatif sa aapwòch ka aplike nanoptimize pwodiksyon anak analiz de kontwòl kalitekojipwodwi yo.
Mo kle: diri koji; mikwòb; fèmantasyon eta solid;efè anti-aje; aktivite antioksidan
Klike la a pou w jwenn plis enfòmasyon sou efè anti-aje Cistanche
1. Entwodiksyon
Fermentation, ki gen yon istwa de milye ane, se de pli zan pli ke yo rekonèt kòm yon metòd pou amelyore nitrisyon ak byoaktivite nan pwodwi manje, anplis de trete ak prezève yo [1]. Diri koji fèt pa fèmantasyon eta solid lè l sèvi avèk grenn diri vapè ki vaksinen ak mikwo-òganis pou sekrete anzim epi pwodui metabolit benefisye. Nan dènye ane yo, plizyè tantativ pou kreye kondisyon fèmantasyon delika yo te mennen nan efikasite fèmantasyon avanse ak pi bon gou manje [2,3]. Akòz avantaj li yo, diri koji jwenn aplikasyon nan jaden endistriyèl tankou manje fèrmante ak bwason ak pwodui kosmetik [4-6].
Espès oksijèn reyaktif(ROS) yo pwodwi anba kondisyon of estrès oksidatifepi yo se pwodwi metabolis aerobic. Sa yoradikal gratiska pwovoke degradasyon nan biomolekil, sa ki lakòz domaj oksidatif, tankou enflamasyon ak akselerasyon nan pwosesis la aje po [7]. Pou devlope yon balans ant pwodiksyon ROS ak eliminasyon, ROS scavengers, ke yo rekonèt kòm antioksidan, jwe yon wòl enpòtan nan soulaje estrès oksidatif epi yo sitou jwenn nan sous natirèl [8]. Radikal lib sa yo patisipe nan pwosesis aje a, epi retire yo atravè konsomasyon antioksidan ki soti nan sous natirèl enpòtan anpil pou retade aje [9]. Nan dènye ane yo, anpil etid te rapòte ke diri koji ka amelyore aktivite antioksidan potansyèl matyè premyè pa amelyorasyon substrate fèmantasyon [10,11].
Matris ekstraselilè po a (ECM) konsiste de fib kolagen an ak elastin, ki ankouraje elastisite po a pou retabli epi kenbe fòm orijinal li ak eta [12]. Destriksyon nan ECM nan po a se yon endikatè nan aje. Li rive akòz regilasyon an nan kolagen-degrade matris metaloproteinase -1 (MMP-1), ke yo rele tou kolagenaz. Se poutèt sa, etid sou divès kalite fitochimik ki ka ralanti pwosesis aje po a lè yo ankouraje sentèz kolagen an ak elastin ak anpeche MMP -1 ap ogmante [13-16]. Seo et al. te montre ke bran diri fèrmante afekte kolagen po fibroblast, faktè enflamatwa (IL-a), ak MMP -1 [17]. Pakonsekan, divès konpoze yo te jwenn nan diri, tankou flavonoid ak asid fenolik gen aktivite antioksidan, epi fèrmante diri koji gen potansyèl pou amelyore fotoaging po pa radyasyon UV [18]. Aspergillus, yon chanpiyon fifilaman, se yon mikwòb inoculum tipik pou pwodwi anpil metabolit benefisye tankou sik senp, asid gra, ak asid amine ki soti nan koji nan pwovens Lazi. An patikilye, Aspergillus oryzae se mikwo-òganis ki pi komen yo itilize nan pwodiksyon koji akòz sekirite li yo ak divès kalite anzim, tankou amilaz, proteaz, ak peptidaz [19].
Aspergillus cristatus yo itilize nan fèmantasyon te, tankou te brik Fuzhuan, ki gen probyotik ak pwoteje kont UVB-induit photoaging [20,21]. Li te rapòte tou pou amelyore aktivite antioksidan divès lòt matyè premyè [22,23]. Kounye a, efò yo de pli zan pli dedye a amelyore kalite fèmantasyon fèmantasyon [4,24]. Etid anvan yo te montre yon etid metabolik konparatif nan Aspergillus ak Bacillus, lajman ki itilize nan diri koji [25]. Sepandan, gen yon mank de enfòmasyon sou diferans ki genyen metabolomik ant menm jenera yo men diferan espès fongis. Pou chwazi pi bon mikwòb ki ka prezante nan mache a pou sante ak aplikasyon nutraceutical ak cosmeceutical, gen yon bezwen pou yon konpreyansyon konplè sou metabolis nan diferan mikwòb inoculum lè w konpare byoaktivite yo ak metabolit yo.
Nan etid sa a, nou profile metabolites diri koji fèrmante ak diferan Aspergillus spp. (A. cristatus ak A. oryzae) an tèm de metabolomik yo konpare metabolis nan de fongis yo fifilaman. Nou te mezire tou aktivite anzim, aktivite antioksidan, ak ekspresyon RNA nan faktè anti-aje po (kolagen, elastin, ak MMP-1) pou konpare de koji yo. Anplis de sa, nou te fè analiz korelasyon yo sijere potansyèl metabolit kandida ki kontribye nan aktivite antioksidan ak efè anti-aje po. Yon analiz konplè sou MS ki baze sou pwofil metabolit pou konpare de inoculum koji yo te etabli yon relasyon ant aktivite anzim, metabolom, ak byoaktivite. Isit la, nou prezante yon plan nan eta a metabolik an jeneral, ki gen rapò ak byoaktivite yo nan de diferan inoculum koji yo.
2. Rezilta yo
2.1. Profiling metabolik pou Rice Koji fèrmante ak diferan Aspergillus spp.
Diferan metabolom nan echantiyon diri koji vaksinen ak A. cristatus oswa A. oryzae yo te konpare lè l sèvi avèk analiz miltivarye dapre seri done GC-MS ak LC-MS. Konplo nòt analiz prensipal eleman (PCA) yo te jwenn nan UHPLC–LTQ–Orbitrap MS/MS ak GC–TOF–MS revele yon divèjans total de 40.9 pousan (PC1, 22.01 pousan; PC2, 18.89 pousan) ak 52.88 pousan (PC1, 34.70 pousan; PC2, 18.18 pousan), respektivman (Figi 1A, B). Tou de rezilta PCA te endike ke pwen an kòmanse nan fèmantasyon an te rasanble, men kidonk distenge pa fongis inokulasyon diferan dapre diferan tan fèmantasyon. Analiz pasyèl pi piti kare diskriminan (PLS-DA) elisid modèl estatistik menm ak distribisyon metabolit la nan PCA (Figi Siplemantè S1A, B).
Jan yo montre nan PCA yo jwenn nan analiz UHPLC-LTQ-Orbitrap-MS/MS (Figi 1A), gen diferans enpòtan nan uityèm jou a, epi tou de echantiyon uit jou yo te sibi yon analiz òtogonal pasyèl pi piti kare diskriminan (OPLS). -DA), ki te montre yon separasyon klè pa OPLS eleman 1, kontablite pou 86.11 pousan nan divèjans nan done (Siplemantè Figi S1C). 31 metabolit yo te chwazi nan done UHPLC-LTQ-Orbitrap-MS/MS, ki konsidere kòm yon gwo kontribitè nan diferans ki genyen nan kojis diri wityèm jou fèrmante ak de mikwòb inoculum diferan ki baze sou enpòtans varyab yo nan valè pwojeksyon (VIP> 1). .{{10}}) ak p-valè (p <0.05) nan analiz OPLS-DA (Tablo Siplemantè S1). Metabolit sa yo enkli 2 asid karboksilik, 5 asid fenolik, 7 flavonoid, 2 asid gra chèn long, 11 lisofosfolipid, ak anc4 idrokinon. Yo te idantifye metabolit yo pwovizwaman lè yo konpare literati pibliye (pwa molekilè, fòmil molekilè, tan retansyon, modèl fragman mas, ak absorbans UV) ak done ki sòti nan yon bibliyotèk nan kay la.
Figi 1. Analiz prensipal eleman (PCA) plot nòt ki soti nan (A) UHPLC-LTO-Orbitrap-MS/MS ak (B) GC-TOF-MSdata ansanm nan diri koi fèrmante ak Aspergillus cristatus oswa A. oryzne.(senbòl plen , A. cristatus; senbòl ki pa ranpli, A. oryzne, O, 0 jou; , , 2 jou; V, V, 4 jou; 6 jou; , 8 jou).
2.1.1. Metabolom tanporèl pou Rice Koji ak diferan Aspergillus spp. InoculationSelon tan fèmantasyon
Chemen metabolik diri koji ki depann sou diferan mikwòb inokulasyon yo te reprezante pa yon kat chalè pou visualize modèl chanjman metabolit yo an akò ak tan fèmantasyon (Figi 2). Koulè sou yon gradyan ble-wouj reprezante abondans relatif nòmal nòmal chak metabolit anba chak kondisyon eksperimantal. Tandans yo nan pifò metabolit nan diri koji fèrmante ak A. cristatus (RAC) ak A. oryzaeRAO) te montre yon modèl piti piti ogmante ak tan fèmantasyon. Metabolit ki asosye ak metabolis idrat kabòn sitou reprezante yon modèl ogmante eksepte pou glikoz, ksiloz, sikwoz, ak maltoz, ki se sik. Anplis de sa, flavonoid asid fenolik, ak kontni idrokinon yo te amelyore ak tan fèmantasyon, eksepte pou asid ferulik. Pami asid gra yo, pifò metabolit yo te montre yon modèl ogmante pandan y ap asid pimelik te montre yon diminisyon. Lysophospholipids te pwezante modèles disparate ak tan fermentation diferan ak fongis inoculation.
Figi 2. Scheme nan chemen metabolik la ak nivo relatif metabolit nan diri koji fèrmante ak Aspergillus cristatus oswa A. oryzae. Yo te adapte chemen an nan baz done Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) epi li te modifye. Kare ki gen koulè yo reprezante chanjman pli (ble a wouj) nòmalize pa mwayèn tout valè pou chak metabolit.
2.1.2. Disparisyon relatif nan nivo a nan metabolit diskriminan nan Rice Koji fèrmante pa A. cristatus oswa A. oryzae
Jan yo montre nan Figi 2, sa ki nan metabolit prensipal ak segondè montre diferan modèl an akò ak fongis inokulasyon diferan. Nan ka glikoz ki se sant metabolis idrat kabòn, modèl A. cristatus koji te montre yon diminisyon, tandiske A. one koji te montre diminye modèl nan pwen fèmantasyon inisyal la men piti piti ogmante jiska pwen fèmantasyon final la. Anplis de sa, alkòl sik yo te pi wo nan RAO pase nan RAC. Patikilyèman, dérivés auroglaucin yo te amelyore siyifikativman sèlman nan RAC paske yo se yon konpoze pigman inik ki te pwodwi pa A. cristatus. Anplis de sa, pifò flavonoid yo te ogmante anpil nan RAC konpare ak RAO, eksepte pou 3,8-dimethylherbacetin. Pami asid fenolik yo, asid ferulik ak asid benzoik te ogmante nan tou de echantiyon yo, men asid dihydroxybenzoic, asid caffeoylquinic ak asid vanilik yo te ogmante sèlman nan RAC. Lysophospholipid yo te ogmante nan RAC, men yo te obsève tandans kontras nan RAO. Asid gra te montre pi gwo modèl nan ogmante RAO pase nan AC
2.2. Konparezon nan pwodiksyon anzimatik ak byoaktivite nan diri Koji fèrmante ak diferan mikwo-òganis
Pou konpare fenotip RAC ak RAO, nou evalye aktivite anzim ak efè anti-aje sou selil po yo, aktivite antioksidan, kontni flavonoid total (TFC), ak kontni fenolik total (IPC) (Figi 3). Pwodiksyon anzim nan tou de koji a ogmante ak tan fèmantasyon, eksepte pou a-amylase nan RAO. Enteresan, kontni a-glukozidaz la te de fwa pi wo nan RAO pase nan RAC ak 1 0.12 ak 3.52 inite respektivman; Kontrèman, kontni B-glucosidase te parèt pi wo nan RAC pase nan RAO ak 19.{{20}}5 inite ak 5.49 inite respektivman an akò ak tan fèmantasyon. Fenotip fonksyonèl tou de koji a (aktivite antioksidan ak faktè anti-aje po) te endike ke koji diri a ak A. cristatus te gen pi wo aktivite antioksidan nan ABTS, DPPH, ak FRAP nan tan fèmantasyon final la (8 jou) ak 1.{ {24}}5, 0.40, 0.66 TEAC (kapasite antioksidan ekivalan Trolox) respektivman. Anplis de sa, kontni an nan flavonoid te pi wo nan RAC pase RAO ak 0.07 NE (ekivalan naringin) ak 0.01 NE respektivman. Lè nou konsidere ke kontni an nan fenol total te pi wo nan RAO pase RAC ak 0.32 EGA (ekivalan asid galik) ak 0.28 EGArespectively. Rezilta yo nan faktè anti-aje po (elastin, kolagen an, ak MMP-1) endike chapo nan fen fèmantasyon an. Nivo ekspresyon ACRNA ak 7.77 ak 13.76 ak pi ba nivo ekspresyon RNA MMP-1 relatif ak 2.35 konpare ak B-aktin. Pandan se tan, RAO te montre yon ogmantasyon gradyèl nan ekspresyon RNA nan elastin ak kolagen apre fèmantasyon.
Figi 3. Konparezon pwodiksyon anzim (A), po foumi-aje faktè (B) ak aktivite antioksidan, total flavonoid kontni), ak total fenolik kontni (IPC) (C) nan diri koji fèrmante ak diferan Aspergillus spp. (koulè nwa, A. cristatus koulè blan, A. oryzne). Aktivite anzimatik yo se aktivite a-amilaz, aktivite B-glukozidaz, ak aktivite a-glukozidaz (A). Nivo ekspresyon mRNA relatif la mezire pou sa ki annapre yo: kolagen an (COL1A1), elastin (ELN), ak metaloproteinaz matris -1 (MMP-1) (B). Aktivite antioksidan ki dekri yo se ABTS, DPPH radikal scavenging, FRAP, totalMavonoid kontni, ak total fenolik kontni (C). Diferans enpòtan ant diferan mikwòb vaksinasyon yo te idantifye pa tès t (* p < {{10}}.05, ** p < 0.01).
Pou detèmine metabolit ki potansyèlman kontribye nan byoaktivite, yo te fè yon analiz korelasyon ant metabolit fèrmante koji ak byoaktivite (Supplement.tary Figi S2). An jeneral, kat jeyografik koyefisyan korelasyon Pearson a te montre RAC pi wo korelasyon ak byoaktivite pase RAO. Nan RAC, asid òganik, flavonoid, lisofosfolipid, asid gra, idrokinon, dérivés sik te montre yon gwo korelasyon pozitif ak byoaktivite. Pou RAO, asid òganik, flavonoid ak asid gra, ak dérivés sik endike yon korelasyon pozitif ak byoaktivite. Metabolit yo ki te gen yon valè koyefisyan korelasyon Pearson ki pi wo pase 0.5 yo reprezante nan yon kat jeyografik rezo (Figi 4) Nan tou de pwodwi koji yo, asid òganik, asid gra, flavonoid, ak dérivés sik yo te kontribitè potansyèl nan byoaktivite. . Ekspresyon RNA nan elastin te asosye ak metabolit nan RAC, tandiske ekspresyon RNA nan kolagen an te asosye ak metabolit nan RAO. Anplis de sa, TFC te montre yon korelasyon ak RAC. Anplis de sa, lisofosfolipid ak idrokinòn te kontribitè aktivite antioksidan fò nan RAC
Figi 4, Metabolit yo ki gen yon valè koyefisyan korelasyon Pearson ki pi wo pase 0.5 yo reprezante pa yon kat jeyografik rezo nan diri koji fèrmante ak (A) Aspergillus cristatus oswa (B) A. oryzne. Senbòl bwat yo reprezante byoaktivite (koulè gri, aktivite antioksidan TPC ak TFC; koulè nwa, efè anti-aje po sou selil) ak senbòl ki gen koulè yo endike metabolit yo (menm seri yo te distenge pa diferan koulè ak fòm: o, hydroquinone: , òganik asid:, asid gra, flavonoid;, lizofosfolipid; o, sik ak dérivés sik; enkoni).
Mande plis:
Imèl:wallence.suen@wecistanche.com whatsapp: plis 86 15292862950
