Αποτελέσματα και συζήτηση: Βελτιστοποίηση ενός παράγοντα, προφίλ πτητικών αρωμάτων και μεταβολομική του Cistanche Musalais

 

 

 

2 Αποτελέσματα και ανάλυση

 

2.1 Πειράματα ενός παράγοντα για τον Cistanche Musalais

Τα αποτελέσματα ενός παράγοντα φαίνονται στο Σχήμα 2. Τα διαλυτά στερεά αντανακλούν κυρίως τα συνολικά υπολειμματικά σάκχαρα και άλλες διαλυτές ουσίες που απομένουν μετά τη ζύμωση. The higher the initial sugar level, the higher the final residual soluble solids. At the same initial sugar and Cistanche addition level, soluble solids at 25℃were slightly lower than at 22℃and 28℃. Yeast fermentation activity is higher at 25℃, consuming more sugars; Ωστόσο, λόγω της υψηλής βασικής τιμής σακχάρου, αυτή η κατανάλωση ενδέχεται να μην μειώσει σημαντικά το σύνολο, προκαλώντας μόνο μικρές διαφορές. Οι ράβδοι σφάλματος επικαλύπτονται μεταξύ των ομάδων προσθήκης Cistanche 3%, 5% και 7%, χωρίς σημαντικές διαφορές, υποδεικνύοντας ότι το επίπεδο προσθήκης Cistanche έχει αμελητέα επίδραση στα συνολικά διαλυτά στερεά, τα οποία επηρεάζονται κυρίως από την αρχική ζάχαρη.

 

Cistanche-msalais

 

 

Στοιχεία καταχώρισης Cistanche Musalais

Υποστήριξη της Wecistanche-Ο μεγαλύτερος εξαγωγέας σιτανίσι στην Κίνα:
Διεύθυνση ηλεκτρονικού ταχυδρομείου:wallence.suen@wecistanche.com

 

 

Η περιεκτικότητα σε αλκοόλ είναι ο πιο άμεσος δείκτης της αποτελεσματικότητας της ζύμωσης. Η αιθανόλη είναι το κύριο προϊόν της ζύμωσης του σακχάρου μαγιάς [10]. Η ομάδα 32 βαθμών Bx έδειξε σημαντικά υψηλότερη περιεκτικότητα σε αλκοόλ από τις ομάδες 26 βαθμών Bx και 29 βαθμών Bx, καθώς η υψηλότερη αρχική ζάχαρη παρέχει περισσότερο ζυμώσιμο υπόστρωμα για την παραγωγή περισσότερης αλκοόλης. Κάτω από τους 25 βαθμούς, η περιεκτικότητα σε αλκοόλ έφτασε στο μέγιστο σε όλους σχεδόν τους αρχικούς συνδυασμούς προσθήκης ζάχαρης και Cistanche, σύμφωνα με τους LI et al. [11]. Η πολύ χαμηλή θερμοκρασία (22 βαθμοί ) καταστέλλει τη μαγιά, επιβραδύνοντας ή ατελώς ολοκληρώνοντας τη ζύμωση. πολύ υψηλό (28 βαθμοί ) μπορεί να προκαλέσει πρόωρη πτώση της ζύμης ή περισσότερα υποπροϊόντα, μειώνοντας επίσης την τελική απόδοση αιθανόλης. Στους 25 βαθμούς, η προσθήκη 7% Cistanche πέτυχε την υψηλότερη περιεκτικότητα σε αλκοόλ, υποδηλώνοντας ότι ορισμένα συστατικά Cistanche μπορεί να προάγουν την ανάπτυξη της ζύμης και τη ζυμωτική ισχύ.

Η ολική οξύτητα επηρεάζει την αίσθηση του στόματος και τη σταθερότητα. Τα οξέα προέρχονται από τις πρώτες ύλες και τον μικροβιακό μεταβολισμό κατά τη ζύμωση. Η υπερβολική οξύτητα προκαλεί έντονες, ξιδιώδεις νότες και θα πρέπει να ελέγχεται σε χαμηλότερα επίπεδα [12]. Η ολική οξύτητα στους 22 βαθμούς ήταν σημαντικά υψηλότερη από ό,τι στους 25 βαθμούς και 28 βαθμούς, επειδή οι 22 βαθμοί δεν είναι βέλτιστοι για βακτήρια γαλακτικού οξέος (LAB). Οι χαμηλές θερμοκρασίες αναστέλλουν έντονα την ανάπτυξη και το μεταβολισμό των LAB, καθιστώντας τη μηλογαλακτική ζύμωση (MLF) πολύ αργή, ατελή ή ακόμη και μη έναρξη. Συνεπώς, το μηλικό οξύ παραμένει μη μετατρεπόμενο, αυξάνοντας τη μετρούμενη ολική οξύτητα. Αντίθετα, οι 25–28 μοίρες είναι ένα ευνοϊκό εύρος για MLF. Τα LAB είναι πολύ ενεργά εδώ και μπορούν γρήγορα και πλήρως να μετατρέψουν το μηλικό οξύ σε γαλακτικό οξύ [13], με αποτέλεσμα χαμηλότερη ολική οξύτητα. Οι επιδράσεις της αρχικής προσθήκης ζάχαρης και Cistanche στην ολική οξύτητα ήταν λιγότερο συνεπείς συνολικά. Ωστόσο, η συνθήκη 25 βαθμών με 7% προσθήκη συνήθως απέδωσε μια μέτρια οξύτητα. Η πολύ χαμηλή οξύτητα οδηγεί σε επίπεδο ουρανίσκο. Το πολύ υψηλό δίνει ευκρίνεια - το μέτρο είναι το καλύτερο.

Τα ολικά φλαβονοειδή και οι ολικές πολυφαινόλες μετρούν άμεσα τα λειτουργικά συστατικά και την αντιοξειδωτική ικανότητα, που προέρχονται κυρίως από το προστιθέμενο Cistanche. Το επίπεδο προσθήκης Cistanche είχε τη μεγαλύτερη επιρροή: στις περισσότερες αρχικές θερμοκρασίες και ζάχαρη, η ομάδα 7% είχε την υψηλότερη περιεκτικότητα σε φλαβονοειδή και πολυφαινόλες, ακολουθούμενη από 5% και 3%. Αυτό δείχνει ότι η αύξηση του Cistanche είναι ο πιο αποτελεσματικός τρόπος για τη βελτίωση της λειτουργικότητας του προϊόντος. Η απόδοση στους 25 βαθμούς ήταν ανώτερη για αυτούς τους δείκτες. Υψηλότερη θερμοκρασία (28 βαθμοί ) μπορεί να προκαλέσει μερική αποικοδόμηση/οξείδωση των ευαίσθητων στη θερμότητα ενεργών ουσιών. χαμηλότερη θερμοκρασία (22 βαθμοί ) μπορεί να εμποδίσει την πλήρη εξαγωγή από τη μήτρα. Για να μεγιστοποιηθεί η αξία για την υγεία (συνολικά φλαβονοειδή και πολυφαινόλες), μια προσθήκη 7% Cistanche σε ήπια ζύμωση 25 μοιρών είναι το κλειδί για την προστασία και την αποτελεσματική εξαγωγή αυτών των συστατικών.

Συνοπτικά, οι βέλτιστες συνθήκες σε όλες τις θεραπείες ήταν: αρχική ζάχαρη 32 βαθμοί Bx, 25 βαθμοί ζύμωσης και προσθήκη 7% Cistanche. Αυτό εξισορροπεί την αποτελεσματικότητα της ζύμωσης, την ποιότητα του προϊόντος και τη λειτουργικότητα. Αυτό διαφέρει από τους ABUDUREHEMAN et al. [14]. TANG et al. [15] που βρέθηκαν βασικά λειτουργικά μικρόβια στα παραδοσιακά Musalais περιλαμβάνουν Blautia, Leuconostoc, Lactiplantibacillus, Rhodococcus και Thermoascus. Το Thermoascus οδηγεί τη σύνθεση βασικών μεταβολιτών (γλυκίνη, ακεταμίδιο, μονακολίνη Κ, κ.λπ.). Μια ανοιχτή ζύμωση με υψηλή περιεκτικότητα σε ζάχαρη εισάγει πολλαπλές πηγές άνθρακα, ενεργοποιεί τον δευτερογενή μεταβολισμό και το επίπεδο σακχάρου επηρεάζει άμεσα τις φαινολικές βιοσυνθετικές οδούς (οδός σικιμικού εμπλουτισμένου με KEGG). Ο Wen Xiaoli [16] παρατήρησε ότι οι οδοί φαινυλοπροπανοειδών (shikimate) προάγουν τη συσσώρευση φαινολικών πρόδρομων ουσιών. Ένα περιβάλλον υψηλής περιεκτικότητας σε σάκχαρα (32 βαθμοί Bx) προάγει τους οσμωτικούς ζυμομύκητες (π.χ. Saccharomyces) και καταστέλλει τους ρύπους. Ενώ το παραδοσιακό Musalais βασίζεται στο Thermoascus για τη σύνθεση φαινολών [15], στο Cistanche η μαγιά Musalais μπορεί να χρησιμοποιήσει άμεσα φαινολικές πρόδρομες ουσίες από το Cistanche για την αποτελεσματική παραγωγή φαινολικών [17]. Επομένως, οι βέλτιστες συνθήκες είναι 32 μοίρες Bx, 25 μοίρες και 7% Cistanche. Κάτω από αυτά, τα διαλυτά στερεά ήταν (21,9 ± 1,1), αλκοόλη (12,6 ± 0,6)% vol, ολική οξύτητα (3,82 ± 0,19) g/L, ολικά φλαβονοειδή (0,80 ± 0,01) g/L και πολυφαινόλες (0,60 ± 0,60 g/L)

2.2 Πτητικές γευστικές ενώσεις στο Cistanche Musalais

Ο βελτιωμένος διαδικτυακός Συμπληρωματικός Πίνακας 1 παραθέτει αντιπροσωπευτικά συστατικά αρώματος και σχετικά περιεχόμενα στο Cistanche Musalais έναντι του Musalais ελέγχου. Συνολικά, εντοπίστηκαν 38 αρωματικές ενώσεις: 24 εστέρες, 6 αλκοόλες, 2 κετόνες, 2 αλδεΰδες και άλλες.

Οι εστέρες είναι κύριοι συνεισφέροντες στα φρουτώδη και οινικά αρώματα, όπως ο οξικός αιθυλεστέρας, ο οξικός ισοαμυλεστέρας και ο φαινυλοξικός ισοαμυλεστέρας. Ο οξικός αιθυλεστέρας (φρουτώδες, γλυκός) ήταν πολύ υψηλότερος στην ομάδα Β (7% Cistanche) σε 6,418% έναντι της ομάδας Α (μάρτυρας) στο 2,417%. Οξαλικός διαιθυλεστέρας (αρωματικός) ανιχνεύθηκε μόνο στην ομάδα Β (0,521%). Οι εστέρες σχηματίζονται από οργανικά οξέα και αλκοόλες μέσω εστερασών [18]. Το Cistanche μπορεί να παρέχει ουσίες που προάγουν τη δραστηριότητα εστεράσης ή ένζυμα που συμμετέχουν στις αντιδράσεις. Η προσθήκη του μπορεί να προάγει την ανάπτυξη ζυμομυκήτων που παράγουν εστέρα ενώ καταστέλλει τους παραγωγούς μη εστέρες. Σε σχέση με το Α, το Β έδειξε επτά νέους εστέρες: ακρυλικό 2-αιθυλεξυλεστέρα, βενζοϋλομυρμηκικό αιθυλεστέρα, σαλικυλικό αιθυλεστέρα, βαλερικό εξύλιο, μυριστικό αιθυλεστέρα, παλμιτολεϊκό αιθυλεστέρα και ελαϊκό αιθυλεστέρα. Αυτά πιθανότατα προέκυψαν ως συγκεκριμένα λιπαρά ή αρωματικά οξέα από το Cistanche που χρησίμευαν ως υποστρώματα για μικροβιακή εστεροποίηση. Ορισμένα δραστικά συστατικά (π.χ. φαινυλαιθανοειδείς γλυκοσίδες, PhGs) μπορεί να διασπαστούν σε σάκχαρα και αγλυκόνες. οι αγλυκόνες είναι ασταθείς και μετασχηματίζονται περαιτέρω μικροβιακά ή μη σε λιπαρά οξέα που αντιδρούν με αλκοόλες για να σχηματίσουν εστέρες [19]. Ο φαινυλοξικός ισοαμυλεστέρας είναι βασική πηγή μελωδών και λουλουδιών με χαμηλό κατώφλι. Ο παλμιτικός αιθυλεστέρας και ο οκτανοϊκός αιθυλεστέρας σχηματίζουν σύνθετα φρουτώδη-λιπαρά αρώματα [20]. Οι χαμηλού μοριακούς εστέρες και οι αλδεΰδες είναι κρίσιμα δευτερεύοντα αρωματικά προϊόντα που σχηματίζονται κατά τη ζύμωση [21] και ενισχύουν τη φρουτώδη ποσότητα του Musalais.

Οι αλκοόλες όπως η ισοβουτανόλη και η ισοαμυλική αλκοόλη είναι οι κύριοι συνεισφέροντες στη γεύση. Η αιθανόλη, η ισοαμυλική αλκοόλη και η ισοβουτανόλη ήταν όλες χαμηλότερες στην ομάδα Β από την Α. Η μείωση της αιθανόλης συνόδευε την αύξηση των εστέρων, υποδεικνύοντας ότι η ροή του άνθρακα μετατοπίστηκε από τη συσσώρευση αλκοόλης στη βιοσύνθεση εστέρα - μια ευνοϊκή κατεύθυνση. Οι ανώτερες αλκοόλες προέρχονται κυρίως από τον καταβολισμό αμινοξέων διακλαδισμένης αλυσίδας (βαλίνη, λευκίνη, ισολευκίνη) μέσω της οδού Ehrlich [22]. Η μείωσή τους μπορεί να υποδεικνύει ότι το Cistanche κατέστειλε την υπερανάπτυξη των σχετικών στελεχών ή τη ρύθμιση της ροής αμινοξέων. Ενώ μέτρια υψηλότερες αλκοόλες μπορούν να προσθέσουν άρωμα/σώμα, πολλές έχουν χαμηλά κατώφλια και μερικές έχουν πικρή γεύση. Η ισοβουτανόλη έχει έντονη πικράδα [23]. Έτσι, οι χαμηλότερες υψηλότερες αλκοόλες στο Cistanche Musalais μπορεί να βελτιώσουν την άνεση στο ποτό.

Αλδεΰδες, κετόνες και άλλες ενώσεις ανιχνεύθηκαν επίσης αλλά σε μικρότερη ποικιλομορφία και σχετική αφθονία. Η ομάδα Β έδειξε 2,5-διυδροξυακετοφαινόνη (γλυκιά, λουλουδάτη), που απουσίαζε στο Α, πιθανώς να προέρχεται από μικροβιακή αποικοδόμηση των Cistanche PhGs (π.χ. εχινακοσίδη, ακτεοσίδη).

Το GC–MS υποδεικνύει ότι η προσθήκη Cistanche άλλαξε σημαντικά το πτητικό προφίλ. Ο οξικός αιθυλεστέρας (φρουτώδες, γλυκός) και ο παλμιτικός αιθυλεστέρας (φρουτώδης-λιπαρός) ήταν οι κύριοι συνεισφέροντες στην ενισχυμένη φρουτώδες, σε 6,42% και 3,75% στο Cistanche Musalais έναντι. 2.42% και 1,18% στο παραδοσιακό. Η ισοβουτανόλη (πικρή) έπεσε από 3,98% σε 2,11%, μειώνοντας την πικρία και βελτιώνοντας την ισορροπία. Νέες αρωματικές ενώσεις όπως η 2,5-διυδροξυακετοφαινόνη πιθανότατα προέρχονται από μικροβιακή αποικοδόμηση των PhGs, διαφοροποιώντας το άρωμα. Συνολικά, η προσθήκη Cistanche οδήγησε τη ζύμωση προς την παραγωγή πιο επιθυμητών εστέρων αρώματος.

2.3 Μεταβολομική του Cistanche Musalais

 

2.3.1 Μη πτητικές μεταβολίτες

Το UPLC–MS/MS με τοπική βιβλιοθήκη συν δημόσιες βάσεις δεδομένων εντόπισε 11 κατηγορίες ενώσεων. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 3-α, τα οργανικά ετεροκυκλικά ήταν πιο άφθονα (28,1% του προσδιορισμένου περιεχομένου), ακολουθούμενα από οργανικά οξέα και παράγωγα (18,6%), λιπίδια και μόρια που μοιάζουν με λιπίδια (13,8%), βενζενοειδή (12,3%), οργανικές ενώσεις οξυγόνου (9,06%) και ενώσεις πολυκετυλίου (9,06%). αλκαλοειδή και παράγωγα (4,2%), οργανικές ενώσεις αζώτου (3,3%), νουκλεοσίδια/νουκλεοτίδια και ανάλογα (1,9%) και άλλα (0,8%).

Οι οργανικοί ετερόκυκλοι είναι σημαντικοί για τη γεύση του κρασιού. Μεταξύ των συστατικών του φρούτου-κασιού, τα φουράνια και οι πυραζίνες είναι βασικά αρωματικά [24]. Οι πυραζίνες έχουν χαμηλά κατώφλια και έντονες οσμές. Τα φουράνια είναι λιπόφιλα χαμηλού σημείου βρασμού, εξαιρετικά πτητικά, κρίσιμα για το σχηματισμό γεύσης και δυνητικά ευεργετικά για την υγεία [25]. Τα οργανικά οξέα και τα παράγωγα είναι απαραίτητα για το κρασί. Τα επίπεδα και οι τύποι τους επηρεάζουν έντονα τη γεύση, το χρώμα και τη σταθερότητα [26]. Τα οργανικά οξέα προέρχονται από τον κύκλο του τρικαρβοξυλικού οξέος (TCA): η γλυκόζη σχηματίζει πυροσταφυλικό ενζυματικά. Το πυροσταφυλικό μετατρέπεται σε ακετυλο-CoA από την πυροσταφυλική αφυδρογονάση, στη συνέχεια σε ενδιάμεσα TCA (κιτρικό, μηλικό, ηλεκτρικό). Επιπρόσθετα, εντοπίσαμε τριγωνελίνη (υπολιπιδαιμική και υπογλυκαιμική) και κροκίνη (αντικαρκινική, αντιφλεγμονώδης, αντιοξειδωτική, ηπατοπροστατευτική/χολερετική και αντιδιαβητική δράση).

 

2.3.2 PCA και OPLS-DA για μη πτητικούς μεταβολίτες

Το Σχήμα 3-β δείχνει τις βαθμολογίες PCA για τον έλεγχο (Α) και το 7% Cistanche (Β) με βάση όλους τους αναγνωρισμένους μεταβολίτες. Δύο κύρια στοιχεία εξηγούν το ~57,8% της συνολικής διακύμανσης (PC1 42.8%, PC2 15.2%), υποδεικνύοντας ότι συλλαμβάνουν τις περισσότερες πρωτότυπες πληροφορίες και αντιπροσωπεύουν βασικά χαρακτηριστικά μεταξύ των θεραπειών [27]. Δείγματα ομαδοποιημένα εντός ομάδων. Τα Α και Β διαχωρίστηκαν ευδιάκριτα, υποδεικνύοντας σημαντικές μεταβολομικές διαφορές λόγω της προσθήκης Cistanche και της καλής σταθερότητας του συστήματος/ αξιοπιστίας δεδομένων.

Το Σχήμα 3-ε δείχνει το OPLS-DA που διακρίνει περαιτέρω ομάδες και εξετάζει διαφορικούς μεταβολίτες. Όλοι οι πόντοι έπεσαν εντός του διαστήματος εμπιστοσύνης 95%. Τα Α και Β διαχωρίστηκαν σαφώς, υποδεικνύοντας ουσιαστικές διαφορές στη σύνθεση και την αφθονία των μη πτητικών μεταβολιτών. Οι μεταβλητές και οι ετικέτες κλάσεων χωρίστηκαν και προβλήθηκαν για διάκριση, υποστηρίζοντας την αξιοπιστία [28]. Το Σχήμα 3-γ δείχνει μια γραφική παράσταση βαθμολογίας PLS-DA που αντιμετωπίζει τις αναγνωρισμένες μη πτητικές ως εξαρτημένες μεταβλητές και τις θεραπείες ως ανεξάρτητες μεταβλητές, αποκαλύπτοντας ένα παρόμοιο μοτίβο με το PCA με πιο αυστηρή ομαδοποίηση. Στη δοκιμή μετάθεσης (200 φορές), οι μετρήσεις του μοντέλου ήταν R2Y=1 και Q2=0.866. Μετά από 200 μεταθέσεις, τα R2 και Q2 τέμνουν τον θετικό άξονα y με τιμές της αριστερής πλευράς μικρότερες από τη δεξιά πλευρά, υποδεικνύοντας την εγκυρότητα. Στο PLS-DA, οι τιμές VIP χρησιμοποιήθηκαν για τη διάκριση της συνεισφοράς των μεταβολιτών στις θεραπείες [30]. Οι φορτώσεις S-plot εντόπισαν χαρακτηριστικά με μεγάλες διαφορές μεταξύ ομάδων. μεγαλύτερη απόσταση δείχνει μεγαλύτερη σημασία. Το OPLS-DA διέκρινε αποτελεσματικά τα δύο κρασιά, παρέχοντας μια ισχυρή βάση για την κατάντη επιλογή μεταβολιτών.

 

2.3.3 Ιεραρχική ομαδοποίηση βασικών διαφορικών μεταβολιτών

Με βάση το OPLS-DA με VIP > 1 και P < 0,05, εντοπίστηκαν 230 διαφορικές ενώσεις: 125 ρυθμισμένες προς τα πάνω και 64 μειωμένες. Λόγω του μεγάλου αριθμού, τα κορυφαία 50 σε αφθονία χρησιμοποιήθηκαν για ιεραρχική ομαδοποίηση. Ο χάρτης θερμότητας (Εικόνα 3-ζ) δείχνει κάθε σειρά ως μεταβολίτη και κάθε στήλη ως δείγμα [31]. το κόκκινο δείχνει υψηλότερη έκφραση, το μπλε χαμηλότερο. Τα τρία αντίγραφα ανά ομάδα εμφάνισαν παρόμοια χρώματα, υποδεικνύοντας καλή αναπαραγωγιμότητα και σταθερές τάσεις. Το σχήμα 3-g υποδηλώνει ότι ο χυμός σταφυλιού υπό μικροβιακή δράση παράγει αμινοξέα, γλυκόζη, οργανικά οξέα, τερπένια, κ.λπ. Tang et al. [15] περιέγραψε λεπτομερώς τη φυσική διαδοχή των μικροβιακών κοινοτήτων (π.χ. Aspergillus, Gluconobacter, ζυμομύκητες) και τις αντίστοιχες μεταβολές του μεταβολίτη κατά τη διάρκεια της ζύμωσης Musalais. Η ομάδα Α ευθυγραμμίστηκε με αυτήν την εγγενή μικροβιακή ισορροπία. Το Cistanche, ωστόσο, δεν είναι αδρανές. τα βιοενεργά του (π.χ. PhGs) μπορεί να έχουν αντιμικροβιακά αποτελέσματα [32], διαταράσσοντας την υπάρχουσα ισορροπία. Τα ισομερή mogroside (π.χ. ισομερή mogrol), κροκίνη B, andrographolide, κ.λπ., ήταν υψηλότερα στο B (7%) και χαμηλότερα στο A, πιθανότατα επειδή η ισχυρή αντιοξειδωτική ικανότητα του Cistanche (πλούσιο σε PhGs) παρείχε ένα αντιοξειδωτικό περιβάλλον που μείωσε την οξειδωτική αποικοδόμηση αυτών των μορίων. Η L(+)-ορνιθίνη, η L(+)-κιτρουλίνη και η βιταμίνη Β7 (βιοτίνη) ήταν χαμηλότερα στο Β αλλά υψηλότερα στο Α, υποδηλώνοντας ότι ο εξωτερικός παράγοντας (Cistanche) διατάραξε την αρχική μικροβιακή ισορροπία, κατέστειλε ορισμένα λειτουργικά στελέχη και άλλαξε τις κύριες μεταβολικές κατευθύνσεις. Αυτό υποδεικνύει πιθανά λειτουργικά οφέλη του Cistanche Musalais σε σύγκριση με τα παραδοσιακά Musalais.

 

2.3.4 Λειτουργικά εξαρτήματα

Η μη στοχευμένη μεταβολομική όχι μόνο διευκρίνισε τους μηχανισμούς σχηματισμού γεύσης, αλλά επίσης εντόπισε εμπλουτισμένα βιοενεργά συστατικά, παρέχοντας μια άμεση χημική βάση για την ανάπτυξη του προϊόντος. Η τριγωνελίνη ρυθμίστηκε σημαντικά προς τα πάνω στην πειραματική ομάδα, με τεκμηριωμένα υπογλυκαιμικά, υπολιπιδαιμικά και νευροπροστατευτικά αποτελέσματα [33]. Η κροκίνη, ένα ισχυρό υδατοδιαλυτό αντιοξειδωτικό, αυξήθηκε επίσης σημαντικά, γνωστό για τις αντιφλεγμονώδεις, αγχολυτικές και πιθανές αντικαρκινικές δραστηριότητες. Κάτω από τη βέλτιστη διαδικασία (7% στους 25 βαθμούς), τα συνολικά φλαβονοειδή και τα ολικά φαινολικά έφτασαν τα 0,80 g/L και 0,60 g/L, αντίστοιχα, ενισχύοντας σημαντικά την αντιοξειδωτική ικανότητα έναντι του παραδοσιακού προϊόντος. Αυτοί οι εμπλουτισμοί προέρχονται από το Cistanche (π.χ. PhGs, πολυσακχαρίτες) [4-5] και μπορεί επίσης να αντικατοπτρίζουν τον μικροβιακό βιομετασχηματισμό και τον εμπλουτισμό κατά τη διάρκεια της ζύμωσης.

 

2.3.5 Διάγραμμα ηφαιστείων βασικών διαφορικών μεταβολιτών

Η πλοκή του ηφαιστείου απεικονίζει αλλαγές στην αφθονία των μεταβολιτών. Χρησιμοποιώντας VIP Μεγαλύτερο ή ίσο με 1 και P < 0,05, αναγνωρίστηκαν 230 διαφορικές ενώσεις: 125 ρυθμισμένες προς τα πάνω και 64 ρυθμισμένες προς τα κάτω (Εικόνα 3-ε). Ο άξονας x είναι αλλαγή log2 φορές και ο άξονας y είναι −log10 P. Σημαντικά ρυθμισμένοι μεταβολίτες με FC μεγαλύτερο ή ίσο με 1 και P < 0,05 είναι κόκκινοι. σημαντικά μειωμένη ρύθμιση με FC Λιγότερο ή ίσο με 1 και P < 0,05 είναι μπλε. τα μη σημαντικά είναι γκρι. Οι κορυφαίοι 20 με τις πιο έντονες αλλαγές κάτω από P < 0,05 και VIP > 1 παρατίθενται στον Συμπληρωματικό Πίνακα 2. Η μεγαλύτερη ανοδική ρύθμιση ήταν ένα παράγωγο γλυκοσίδης (Log2FC=2.60; FC=6.06), ένας γλυκοζίτης που προέρχεται από φαινυλαιθανοειδές γλυκοζίτη, που προέρχεται έντονα από γλυκοζίτη που προέρχεται έντονα από C. Το Cistanche είναι πλούσιο σε PhGs όπως η εχινακοσίδη και η ακτεοσίδη. κατά τη διάρκεια της ζύμωσης αυτά τα πρωτότυπα μπορεί να υποστούν υδρόλυση, μεταφορά γλυκοζυλίου ή αναδιάταξη για να δημιουργήσουν τέτοια νέα γλυκοσιδικά παράγωγα. Οι διαφορικοί μεταβολίτες περιελάμβαναν πολλαπλά αμινοξέα και παράγωγα-π.χ., (E)-N5-(1-αμινοαιθυλιδενο)-L-ορνιθίνη (Log2FC=1.76, επάνω), τριγωνελοξαζολιδίνη (Log2FC=1.80, επάνω) και αιθυλεστέρας μεθειονίνης (Log2FC down, 1-41}). al. [15], ο οποίος σημείωσε ότι η βιοσύνθεση αμινοξέων σε περιβάλλοντα με υψηλή περιεκτικότητα σε σάκχαρα στηρίζει τον σχηματισμό γεύσης. Η προσθήκη Cistanche μπορεί να παρέχει επιπλέον άζωτο ή πρόδρομες ουσίες, όχι μόνο αυξάνοντας τη ροή μέσω των μονοπατιών αμινοξέων αλλά κατευθύνοντας προς συγκεκριμένες μετατροπές που αποδίδουν χαρακτηριστικές ενώσεις γεύσης που προέρχονται από αμινοξέα.

 

2.3.6 Εμπλουτισμός οδού KEGG

Ο εμπλουτισμός KEGG βασικών διαφορικών μεταβολιτών (Εικόνα 3-i) τόνισε τις κορυφαίες 20 οδούς: μεταφορείς ABC, βιοσύνθεση αμινοξέων, βιοσύνθεση αργινίνης, μεταβολισμός πουρίνης, βιοσύνθεση αμινοακυλ-tRNA, μεταβολισμός D-αμινοξέος, μεταβολισμός τρυπτοφάνης, μεταβολισμός αργινίνης, οδός προγενίνης Βιοσύνθεση αλκαλοειδών τροπανίου/πιπεριδίνης/πυριδίνης, μεταβολισμός κυανοαμινοξέων, βιοσύνθεση φλαβονοειδών, μεταβολισμός 2-οξοκαρβοξυλικού οξέος, βιοσύνθεση γλυκοζινολικών, βιοσύνθεση φλαβονών και φλαβονόλης, μεταβολισμός καφεΐνης, μεταβολισμός λυσίνης αποικοδόμηση άλατος βιταμινών και γλουλανίνης μεταβολισμός Β6. Χρώματα: μπλε για μεταβολισμό. πορτοκαλί για επεξεργασία περιβαλλοντικών πληροφοριών. πράσινο για την επεξεργασία γενετικών πληροφοριών. Μεταξύ αυτών, σημαντικοί ήταν οι μεταφορείς ABC, η βιοσύνθεση αμινοξέων, η βιοσύνθεση αργινίνης, ο μεταβολισμός πουρίνης, η βιοσύνθεση αμινοακυλο-tRNA και ο μεταβολισμός D-αμινοξέων, με πλήθος εμπλουτισμένων ενώσεων 138, 128, 23, 101 και 52, αντίστοιχα. Οι μεταφορείς ABC μεσολαβούν στη μεταφορά διαμεμβρανικής πυρήνα σε μικροβιακές μεμβράνες, οδηγούμενοι από την υδρόλυση ATP για τη μετακίνηση των υποστρωμάτων (σάκχαρα, αμινοξέα, αντιβιοτικά), επηρεάζοντας άμεσα την απόκτηση θρεπτικών ουσιών και την περιβαλλοντική προσαρμογή [34]. Το Gluconobacter απορροφά αποτελεσματικά την αιθανόλη και οδηγεί την οξική ζύμωση μέσω μεταφορέων ABC [35]. Η βιοσύνθεση αμινοακυλ-tRNA είναι ένα βασικό βήμα περιορισμού του ρυθμού στη μετάφραση. Ο μεταβολισμός των αμινοξέων διαδραματίζει κρίσιμους ρόλους στη ζύμωση φρούτων και κρασιών. τα προϊόντα της μπορούν να μετατραπούν σε χαρακτηριστικές αρωματικές ενώσεις όπως η γερανιόλη, καθιστώντας την μια βασική οδό για το σχηματισμό αρώματος [36].

 

3 Συμπεράσματα

Χρησιμοποιώντας κόκκινα σταφύλια Hotan καιCistanche, η βέλτιστη διεργασία για το Cistanche Musalais ορίστηκε ως αρχική ζάχαρη 32 βαθμών Bx, θερμοκρασία ζύμωσης 25 βαθμών και προσθήκη 7% Cistanche, απόδοση αλκοόλης (12,6 ± 0,6)% vol, συνολική οξύτητα (3,82 ± 0,19) g/L, ολικά φλαβονοειδή (0,801 g/pol) (0,60 ± 0,00) g/L. Το GC-MS αναγνώρισε 38 αρωματικές ενώσεις (24 εστέρες, 6 αλκοόλες, 2 κετόνες, 2 αλδεΰδες, άλλες). Σε σχέση με τα παραδοσιακά Musalais, οι βασικοί εστέρες ήταν σημαντικά υψηλότεροι με το Cistanche, π.χ. οξικός αιθυλεστέρας (6,42% έναντι. 2.42%) και παλμιτικός αιθυλεστέρας (3,75% έναντι. 1.18%), ενώ οι υψηλότερες αλκοόλες όπως η ισοβουτανόλη ήταν χαμηλότερες (2,11% έναντι. 3.98%). Η Metabolomics εντόπισε 230 σημαντικά διαφορετικούς μεταβολίτες (VIP μεγαλύτερο ή ίσο με 1, P < 0,05): 125 ρυθμισμένοι προς τα πάνω (π.χ. ισομερή mogrol, κροκίνη Β) και 64 μειωμένοι (π.χ. L(+)-ορνιθίνη, L(+)-κιτρουλίνη). Ο εμπλουτισμός KEGG έδειξε πρωτογενή ομαδοποίηση σε μεταφορείς ABC και οδούς βιοσύνθεσης αμινοξέων. Λειτουργικά ενεργά συστατικά όπως η τριγωνελίνη, η κροκίνη, τα φλαβονοειδή και οι πολυφαινόλες εμπλουτίστηκαν σημαντικά στο Cistanche Musalais, υποδηλώνοντας πιθανά οφέλη για την υγεία. Η βιοσύνθεση αμινοξέων παίζει σημαντικό ρόλο στη διαμόρφωση της χαρακτηριστικής γεύσης. Για βαθύτερη απόδοση βασικών αρωματικών ουσιών, η μελλοντική εργασία θα πρέπει να περιλαμβάνει αέρια χρωματογραφία-οσφρηση (GC–O) για τον προσδιορισμό της δραστηριότητας/συμβολής της οσμής (π.χ. παράγοντες FD) άφθονων πτητικών και στοχευμένη ποσοτική MS (π.χ. MRM) για την απόλυτη ποσοτικοποίηση της τριγωνελίνης, της κροκίνης, κ.λπ., για καλύτερη αξιολόγηση της υγείας.

Προέλευση εξωτερικών πόρων φάσματος/μεταβολίτη που χρησιμοποιούνται για την ταυτοποίηση μεταβολιτών (σύμφωνα με τις βάσεις δεδομένων που αναφέρονται στις Μέθοδοι 1.3.8.3):

Βάση δεδομένων ανθρώπινου μεταβολισμού (HMDB 5.0): https://hmdb.ca/ - μια ολοκληρωμένη, ελεύθερα διαθέσιμη βάση δεδομένων με 220.945 καταχωρήσεις μεταβολιτών, συμπεριλαμβανομένων χημικών, κλινικών και βιοχημικών δεδομένων. υποστηρίζει αναζητήσεις κειμένου, ακολουθίας, δομής, MS και NMR. συνδεδεμένο με τα KEGG, PubChem, MetaCyc, ChEBI, PDB, UniProt και GenBank. Συναφείς βάσεις δεδομένων: DrugBank, T3DB, SMPDB, FooDB.

ΧΑΡΤΕΣ ΛΕΙΠΙΔΩΝ: https://www.lipidmaps.org/ - ένας δωρεάν πόρος λιπιδομικής ανοιχτής πρόσβασης. Το LMSD υπερβαίνει πλέον τις 50.000 επιμελημένες δομές λιπιδίων με λεπτομερή ταξινόμηση, διασταυρώσεις και προέλευση. παρέχει ανάλυση MS, σχεδίαση δομών, φασματικές βάσεις δεδομένων, μονοπάτια και εργαλεία ονοματολογίας/ταξινόμησης.

mzCloud – Προηγμένη βάση δεδομένων φάσματος μάζας: https://www.mzcloud.org/ - υποστηρίζει αναζητήσεις φάσματος, δομής, υποδομής, δέντρου και m/z. Τρέχουσα κλίμακα: 32.330 ενώσεις, 51.002 δέντρα και 16.531.567 φάσματα (+ αυξήσεις το 2024). Βελτιστοποιημένο για προγράμματα περιήγησης επιτραπέζιου υπολογιστή Firefox/Chrome. Πνευματικά δικαιώματα © 2013–2025 HighChem LLC.

 

Αναφορές

[18] Fan GS, Wu QH, Liu PX, et al. Πρόοδος της έρευνας σχετικά με το ρόλο της λιπάσης στη σύνθεση εστέρων στο Baijiu. Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology. 2021;21(1):351–360.
[19] Xue J, Wang YA, Jia XH, et al. Ταξινόμηση και πρόοδος της έρευνας σε φαινυλαιθανοειδείς γλυκοσίδες. Journal of Pharmaceutical Research. 2018;37(5):282–290.
[20] Liu CY, Zhao XQ, Kong LR, et al. Επίδραση του κονιάκ μουριάς στα πτητικά συστατικά γεύσης και στην ποιότητα των αποξηραμένων στον αέρα λουκάνικων. Επιστήμη Τροφίμων. 2023;44(6):244–253.
[21] Ren YT, Qiao ML, Sun ZY, et al. Νόμος σχηματισμού ανώτερων αλκοολών κατά τη ζύμωση του Baijiu με ελαφριά γεύση. Βιομηχανίες Τροφίμων και Ζύμωσης. 2023;49(4):38–44.
[22] Cao WY, Shu N, Yang YM, et al. Ολοκληρωμένη αξιολόγηση εννέα ποικιλιών σταφυλιού με βάση θεμελιώδεις φυσικούς και χημικούς δείκτες, χρώμα και πτητικές ενώσεις. Έκθεση Έρευνας. 2023;13(2):121–144.
[23] Zhou R, Yuan Q, Jin XY, et al. Ανάλυση των αρωματικών συστατικών του παλαιωμένου Baijiu με έντονη σάλτσα-γεύση. China Brewing. 2020;39(7):137–143.
[24] Luo Y, Kong LH, Xue RQ, et al. Πίκρα στα αλκοολούχα ποτά: τα προφίλ της αντίληψης, των συστατικών και των συντελεστών. Τάσεις στην Επιστήμη και την Τεχνολογία Τροφίμων. 2020;96:222–232.
[25] Huang YH, Kao TH, Chen BH. Ανάπτυξη μιας μεθόδου GC–MS/MS σε συνδυασμό με το βέλος HS–SPME για τη μελέτη σχηματισμού φουρανίου και 10 παραγώγων σε συστήματα μοντέλων και εμπορικά τρόφιμα. Χημεία Τροφίμων. 2022;395:133572.
[26] Robles A, Fabjanowicz M, Chmiel T, et al. Προσδιορισμός και ταυτοποίηση οργανικών οξέων σε δείγματα κρασιού: προβλήματα και προκλήσεις. TrAC Trends in Analytical Chemistry. 2019;120:115630.
[27] Shao SX, Xu MT, Lin YP, et al. Διαφορική ανάλυση των αρωματικών συστατικών του τσαγιού Huangguanyin oolong από διαφορετικές γεωγραφικές προελεύσεις χρησιμοποιώντας ηλεκτρονική μύτη και HS–SPME–GC–MS. Επιστήμη Τροφίμων. 2023;44(4):232–239.
[28] Ni RJ, Zhan P, Tian HL. Επιδράσεις του χρόνου τηγανίσματος σε πτητικές γευστικές ενώσεις στο τηγανισμένο πιπεριέλαιο όπως αναλύονται με GC-IMS και στατιστικές πολλαπλών μεταβλητών. Επιστήμη Τροφίμων. 2022;43(6):279–286.
[29] Jin WG, Liu JX, Sun HY, et al. Χαρακτηρισμός πτητικών οργανικών ενώσεων γιγαντιαίου ελαίου σαλαμάνδρας νοθευμένου με φυστικέλαιο με GC-IMS και χημειομετρικά. Επιστήμη Τροφίμων. 2023;44(10):368–376.
[30] Zhang Y, Tong XY, Chen BJ, et al. HS–GC–IMS για δακτυλικά αποτυπώματα και παραλλαγές γεύσης στο περικάρπιο Citrus reticulata κατά την αποθήκευση με διαφορετική ζύμωση Aspergillus niger. Χημεία Τροφίμων. 2023;18:100653.
[31] Lu YA, Liu SJ, Lin LM, et al. Οι διαφορικοί μεταβολίτες του Prunella vulgaris αυξάνονται σε διαφορετικά στάδια με βάση το UPLC–MS/MS. China Journal of Chinese Materia Medica. 2024;49(10):2734–2744.
[32] Chen L, Jiang XQ, Yuan T, et al. Επίδραση και μηχανισμοί της κινεζικής ιατρικής και των ενεργών συστατικών της στην ενίσχυση των αντιβακτηριακών δράσεων των αντιβιοτικών: Μια ανασκόπηση. Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae. 2025;31(11):305–313.
[33] Yang SQ, Liu W, Song MR, et al. Επιδράσεις της τριγωνελίνης στην εισβολή και μετανάστευση κυττάρων νεφρικού καρκινώματος μέσω σηματοδότησης NF-κB/MMP-9. Chinese Journal of Geriatrics. 2024;44(8):1998–2004.