Περίληψη

Το Cistanche deserticola, γνωστό ως "Rou-Cong-Rong", είναι ένα πολύ γνωστό φαρμακευτικό και βρώσιμο ομόλογο βότανο που ανήκει στην οικογένεια Orobanchaceae. Αυτή η μελέτη αξιολόγησε συστηματικά τα προφίλ δραστικών συστατικών και την αντιοξειδωτική ικανότητα in vitro μεταξύ διαφορετικών τμημάτων ιστού (άνω, μεσαία, κάτω τμήματα) δύο ποικιλιών Cistanche που εξαρτώνται από τον ξενιστή, συγκεκριμένα του παρασιτισμένου από Haloxylon Cistanche (HC, Haloxylon ammodendron ξενιστής) και του Tamarix (TC-parasitized Tamarix, Cistanaixche). Όλες οι πρώτες ύλες συγκομίστηκαν από την κομητεία Cele, στην επαρχία Hotan, στο Xinjiang, στην Κίνα.

Σημαντικές διαφορές μεταξύ των ποικιλιών και των ιστών μεταξύ των φυτών παρατηρήθηκαν για τις βιοδραστικές ουσίες. Για το παρασιτισμένο με Tamarix Cistanche, τα περιεχόμενα σε ολικές πολυφαινόλες, ολικά φλαβονοειδή, ολικά σάκχαρα και βερμπασκοσίδη εμφάνισαν φθίνουσα κλίση: κάτω μέρος > μεσαίο τμήμα > άνω μέρος. Η ολική πολυφαινόλη (38,35 mg GAE/g DW) και το συνολικό φλαβονοειδές (35,61 mg RE/g DW) του κατώτερου τμήματος TC έφθασαν στο 2,47 και 10,95 φορές σε σύγκριση με τον κατώτερο ιστό HC, αντίστοιχα. Το ανώτερο τμήμα του παρασιτισμένου με Haloxylon Cistanche περιείχε την υψηλότερη συγκέντρωση εχινακοσίδης (92,93 mg/g DW) σε όλα τα δείγματα που δοκιμάστηκαν. Η συνολική περιεκτικότητα σε τριτερπενοειδή στους κατώτερους ιστούς και των δύο ποικιλιών ήταν στατιστικά υψηλότερη από τους μεσαίους και ανώτερους ιστούς (P<0.05), with HC lower part reaching peak value of 6.75 mg OAE/g DW.

Και οι δύο ποικιλίες διέθεταν αξιοσημείωτη αντιοξειδωτική απόδοση δέσμευσης ελεύθερων ριζών. Τα χαμηλότερα τμήματα παρείχαν ανώτερη αντιοξειδωτική ισχύ: Οι τιμές DPPH IC50 ήταν 7,15 mg/mL (χαμηλότερο HC) και 5,95 mg/mL (χαμηλότερες TC). Οι τιμές ABTS+ IC50 έφθασαν τα 5,19 mg/mL (χαμηλότερο HC) και 3,28 mg/mL (χαμηλότερο TC). Η ανάλυση συσχέτισης Pearson αποκάλυψε σημαντικά αρνητική συσχέτιση μεταξύ των αντιοξειδωτικών δεικτών IC50 και των επιπέδων περιεκτικότητας σε ολικές πολυφαινόλες, ολικά φλαβονοειδή, προανθοκυανιδίνες, ολικά σάκχαρα και βερμπασκοσίδη.

Τα πειραματικά ευρήματα επιβεβαιώνουν ότι τα ανώτερα τμήματα του παρασιτισμένου με Haloxylon Cistanche είναι πλούσια σε εχινακοσίδη. Τα χαμηλότερα τμήματα του παρασιτισμένου με Tamarix Cistanche συσσωρεύουν άφθονες πολυφαινόλες, φλαβονοειδή, σακχαρίτες και βερμπασκοσίδη. Αυτό το σύνολο δεδομένων παρέχει πρακτική θεωρητική υποστήριξη για τυποποίηση ποιοτικών προτύπων, ταξινόμηση πρώτων υλών και ανάπτυξη προϊόντων βαθιάς λειτουργικής διατροφής για το Cistanche deserticola που καλλιεργείται στο Xinjiang.

Λέξεις-κλειδιά: Cistanche deserticola; ποικιλία ξενιστή? τμήμα ιστού? βιοδραστικές ενώσεις; in-vitro αντιοξειδωτική δράση. φαρμακευτικό-βρώσιμο φυτό

1. Εισαγωγή

Cistanche deserticolaείναι ένα υποχρεωτικό μη φωτοσυνθετικό ριζοπαρασιτικό βότανο τεκμηριωμένο στην Κινεζική Φαρμακοποιία και το αποξηραμένο φολιδωτό χυμώδες στέλεχος του χρησιμεύει ως παραδοσιακή τονωτική πρώτη ύλη για βιομηχανίες συμπληρωμάτων διατροφής και βοτανοθεραπείας. Δύο εμπορικά σημαντικοί οικότυποι αναπτύσσονται ευρέως στις ζώνες της ερήμου Xinjiang: ο ένας παρασιτώνει τις ρίζες τουHaloxylon ammodendron(Chenopodiaceae, Haloxylon-ξενιστής Cistanche) και τα άλλα μολύνουν ριζικά συστήματαTamarix ramosissima(Tamaricaceae, Tamarix-οικοδεσπότης Cistanche) Google για....

Ως παρασιτικό είδος ανθεκτικό στο στρες, το Cistanche μπορεί να επιβιώσει σε αλμυρό-αλκαλικό έδαφος, στην έρημο στην κοίτη του ποταμού και σε άνυδρους αμμώδεις οικοτόπους. Η περιοχή Xinjiang Hotan αντιπροσωπεύει μια βασική βάση τεχνητής καλλιέργειας του Cistanche στην Κίνα. Η ετήσια παραγωγή τοπικού καλλιεργούμενου Cistanche υπερβαίνει τους 8 000 τόνους, καλύπτοντας πάνω από το 90 % της εγχώριας ζήτησης στην ηπειρωτική Κίνα.

Οι σύγχρονες φυτοχημικές έρευνες δείχνουν ότι οι φαινυλαιθανοειδείς γλυκοσίδες, οι πολυσακχαρίτες, τα τριτερπενοειδή, τα ιριδοειδή και οι πολυφαινολικές ουσίες αποτελούν τα κύρια βιοενεργά κλάσματα του Cistanche deserticola. Οι φαινυλαιθανοειδείς γλυκοσίδες (εχινακοσίδη και βερμπασκοσίδη ως αντιπροσωπευτικά μόρια-δείκτες) έχουν επικυρωθεί ότι ασκούν πολλαπλές βιολειτουργίες: αντιοξείδωση, ρύθμιση της μικροχλωρίδας του εντέρου, ηπατοπροστασία, νευροπροστατευτικές επιδράσεις, ανοσοτροποποίηση, αντικυτταρικό και βιοφλεγμονώδες μοντέλο της Google... Τα υδατοδιαλυτά εκχυλίσματα και τα κλάσματα γλυκοζίτη του Cistanche έχουν ενσωματωθεί σε συνθέσεις τσαγιού, στερεών ποτών και κρασιού βοτάνων ως λειτουργικά πρόσθετα τροφίμων. Η ζήτηση της αγοράς για υψηλής ποιότητας καλλιεργημένο Cistanche συνεχίζει να αυξάνεται χρόνο με το χρόνο.

Οι πόροι του άγριου Cistanche μειώνονται, περιοριζόμενοι από τη μείωση του πληθυσμού των άγριων φυτών ξενιστών. Η μεγάλης κλίμακας τεχνητή φυτεία έχει γίνει η κύρια οδός για την ικανοποίηση της βιομηχανικής κατανάλωσης πρώτων υλών. Ωστόσο, υπάρχει ευρέως ασυνέπεια ποιότητας μεταξύ των εμπορικών παρτίδων Cistanche. Το περιβάλλον ανάπτυξης, η κατάσταση των ορυκτών του εδάφους, η μικροβιακή κοινότητα της ριζόσφαιρας, ο τύπος του φυτού ξενιστή και τα διαφορετικά τμήματα ιστού από ένα μόνο σαρκώδες στέλεχος προκαλούν εξέχουσες διακυμάνσεις στη συγκέντρωση βιοδραστικών ουσιών. Αυτή η ποιοτική ετερογένεια δημιουργεί εμπόδια για την ομοιόμορφη ταξινόμηση, τον ποιοτικό έλεγχο και την κατάντη εκμετάλλευση προϊόντων των πρώτων υλών Cistanche.

Προηγούμενη βιβλιογραφία έχει αναφέρει παραλλαγή μεταξύ προέλευσης των συστατικών Cistanche. Ωστόσο, τα συστηματικά συγκριτικά δεδομένα που καλύπτουν δύο κύριες καλλιεργούμενες ποικιλίες Xinjiang σε τμήματα του ανώτερου-μεσαίου-κάτω στελέχους παραμένουν ανεπαρκή για βιομηχανική αναφορά. Σε αυτήν την ερευνητική εργασία, το παρασιτισμένο με Haloxylon Cistanche και το παρασιτισμένο με Tamarix Cistanche που συλλέχθηκαν από την κομητεία Cele (Hotan, Xinjiang) υιοθετήθηκαν ως υποκείμενα έρευνας. Ποσοτικοποιήσαμε πολλαπλές βασικές βιοενώσεις και αξιολογήσαμε την αντιοξειδωτική ικανότητα σάρωσης ελεύθερων ριζών DPPH και ABTS⁺ για κάθε τμήμα ιστού. Υπολογίστηκε περαιτέρω η συσχέτιση μεταξύ των χημικών συστατικών και της αντιοξειδωτικής απόδοσης. Τα αποτελέσματα σκοπεύουν να παράσχουν εμπειρική βάση για τη διαλογή πρώτων υλών, τη θέσπιση προδιαγραφών και την ανάπτυξη λειτουργικών προϊόντων υψηλής αξίας για το Cistanche deserticola που καλλιεργείται στο Xinjiang.

2. Υλικά και Μέθοδοι

2.1 Φυτικά υλικά, χημικά αντιδραστήρια και εργαστηριακά όργανα

Τα φρέσκα δείγματα Cistanche-ξενιστή Haloxylon και Cistanche-ξενιστής Tamarix προέρχονται από την κομητεία Cele, Hotan, Xinjiang, Κίνα. Επιλέχθηκαν άθικτα δείγματα χωρίς επιφανειακό μηχανικό τραυματισμό. Κάθε ολόκληρο σαρκώδες στέλεχος χωρίστηκε με το χέρι εξίσου σε τρία τμήματα: άνω τμήμα, μεσαίο τμήμα, κάτω τμήμα. Τα τμηματοποιημένα δείγματα λυοφιλοποιήθηκαν με λυοφιλοποιημένο κενό, κονιοποιήθηκαν, κοσκινίστηκαν μέσω κόσκινου 60 mesh, σφραγίστηκαν και διατηρήθηκαν σε ψυγείο 4 μοιρών για επακόλουθη χημική ανάλυση.

Αυθεντικά πρότυπα αναφοράς: γαλλικό οξύ, ρουτίνη, προανθοκυανιδίνη, ολεανολικό οξύ, D-γλυκόζη, βερμπασκοσίδη, εχινακοσίδη αγοράστηκαν από τη Shanghai Yuanye Bio-Technology Co., Ltd. Η μεθανόλη και το μυρμηκικό οξύ χρωματογραφικού βαθμού παρασχέθηκαν από την Sinopharm Ltd. χημικά ήταν εμπορικά διαθέσιμα εγχώρια προϊόντα.

Κύρια όργανα ανάλυσης: Mettler-Toledo PL203/01 ηλεκτρονικό αναλυτικό ισοζύγιο. Ψυκτικός φυγόκεντρος υψηλής ταχύτητας Eppendorf TGL‑16M. Θερμοστατικό υδατόλουτρο DK‑98‑1. Αναγνώστης μικροπλάκας Tecan M200. Υγρή χρωματογραφία υψηλής απόδοσης Agilent-1260 Infinity II (HPLC). FD‑1A‑50 κενού λυοφιλοποιητής. Φασματοφωτόμετρο Purkinje TU‑1810 UV‑Vis. συσκευή μπάνιου καθαρισμού με υπερήχους.

2.2 Πειραματικά αναλυτικά πρωτόκολλα

Όλα τα πειράματα εκχύλισης και ανίχνευσης υλοποιήθηκαν εις τριπλούν βιολογικά αντίγραφα. Οι μεθοδολογίες μέτρησης αναφέρθηκαν σε πρωτόκολλα που είχαν δημοσιευθεί προηγουμένως με μικρές προσαρμογές.

2.2.1 Προσδιορισμός ολικής περιεκτικότητας σε πολυφαινόλες

Η χρωματομετρική ανάλυση Folin-Ciocalteu εφαρμόστηκε για τον ποσοτικό προσδιορισμό της ολικής πολυφαινόλης. Εν συντομία, 0,3 g δείγματος σκόνης Cistanche αναμεμειγμένο με 30 mL διαλύματος αιθανόλης 70%. Η εξαγωγή με υπερήχους πραγματοποιήθηκε υπό ισχύ 250 W για 30 λεπτά. Μετά από φυγοκέντρηση σε 4 000 r/min για 10 λεπτά, το υπερκείμενο αραιώθηκε 10 φορές ως διάλυμα δείγματος εργασίας. Πάρτε 1,0 mL διάλυμα δείγματος, προσθέστε 5,0 mL απεσταγμένο νερό συν 1,0 mL αντιδραστήριο Folin-Ciocalteu. Μετά την ομογενοποίηση, προσθέστε 3,0 mL υδατικού διαλύματος ανθρακικού νατρίου 7,5%. Διατηρήστε το μείγμα αντίδρασης σε σκοτεινό περιβάλλον για 30 λεπτά. Καταγράψτε την ένδειξη απορρόφησης σε μήκος κύματος 760 nm. Τύπος υπολογισμού της καμπύλης βαθμονόμησης: \\(y{=0.018x-0,0079\\), \\(R^2=0.9969\\). Τα τελικά αποτελέσματα εκφράστηκαν ως χιλιοστόγραμμα ισοδύναμου γαλλικού οξέος ανά γραμμάριο δείγματος ξηρού βάρους (mg GAE/g DW).

2.2.2 Προσδιορισμός της συνολικής περιεκτικότητας σε φλαβονοειδή

Χρησιμοποιήθηκε χρωματομετρική μέθοδος νιτρώδους νατρίου-νιτρικού αργιλίου. 1.0 mL υγρού δείγματος αναμίχθηκε με 0,4 mL διαλύματος 5% NaNO2, επωάστηκε για 6 λεπτά. Προσθέστε 0,4 mL διαλύματος 10 % Al(NO3)3 και κρατήστε για άλλα 6 λεπτά. Στη συνέχεια εγχύστε 4,0 mL διαλύματος NaOH 4%, συμπληρώστε 70% αιθανόλη σε συνολικό όγκο 10 mL. Ξεκουραστείτε για 10 λεπτά πριν από τη φασματοφωτομετρική ανάγνωση στα 505 nm. Τυπική καμπύλη: \\(y=0.0069x-0,0024\\), \\(R^2=0.9991\\). Τα αποτελέσματα παρουσιάστηκαν ως mg ισοδύναμου ρουτίνης / g ξηρού βάρους (mg RE/g DW).

2.2.3 Προσδιορισμός της συνολικής περιεκτικότητας σε σάκχαρα

Υιοθετήθηκε η χρωματομετρική μέθοδος φαινόλης-θειικού οξέος. Το διάλυμα του δείγματος αραιώθηκε σε συγκέντρωση 0,1 mg/mL με απεσταγμένο νερό. Τραβήξτε 2,0 mL διαλύματος δείγματος, ενσωματώστε 1 mL αντιδραστηρίου φαινόλης, ρίξτε αργά 5,0 mL πυκνού θειικού οξέος. Ανακατέψτε με Vortex και θερμαίνετε σε υδατόλουτρο 100 μοιρών για 30 λεπτά. Ψύξτε σε θερμοκρασία περιβάλλοντος, μετρήστε την απορρόφηση σε μήκος κύματος 490 nm, το απεσταγμένο νερό ορίστηκε ως τυφλό σημείο αναφοράς. Καμπύλη βαθμονόμησης \\(y=0.0082x-0,002\\), \\(R^2=0.9993\\). Αποτελέσματα: mg ισοδύναμου δεξτρόζης ανά γραμμάριο ξηρού βάρους (mg DE/g DW).

2.2.4 Προσδιορισμός της συνολικής περιεκτικότητας σε τριτερπενοειδή

Διάλυμα δείγματος 0,4 mL μεταφέρθηκε σε δοκιμαστικό σωλήνα. Ο διαλύτης εξατμίστηκε σε λουτρό ζεστού νερού και στη συνέχεια ψύχθηκε. Προσθέστε μικτό αντιδραστήριο που περιέχει 0,4 mL διαλύματος βανιλίνης-παγόμορφου-οξικού οξέος 5 % και 1,6 mL υπερχλωρικού οξέος. Επωάστε 15 λεπτά σε υδατόλουτρο 60 μοιρών. Μετά την ψύξη, προσθέστε 5,0 mL οξικού αιθυλεστέρα, ομογενοποιήστε και αφήστε το για 15 λεπτά. Η απορρόφηση μετρήθηκε στα 560 nm. Τυπικός τύπος παλινδρόμησης \\(y{=0.048x{+0.00766\\), \\(R^2=0.9963\\). Έξοδος δεδομένων: mg ισοδύναμου ολεανολικού οξέος / g ξηρού βάρους (mg OAE/g DW).

2.2.5 Προσδιορισμός της περιεκτικότητας σε προανθοκυανιδίνη

Φασματοφωτομετρική διαδικασία βανιλίνης-υδροχλωρικού οξέος. Πάρτε 0,5 mL δείγματος διαλύματος. Προσθέστε 3,0 mL διαλύματος βανιλίνης-μεθανόλης 4 % και 1,5 mL πυκνού υδροχλωρικού οξέος. Αντιδράστε 10 λεπτά σε θερμοκρασία δωματίου. ανίχνευση τιμής απορρόφησης στα 500 nm. Τυπική καμπύλη: \\(y=0.422x+0.0812\\), \\(R^2=0.9993\\). Μονάδα: mg ισοδύναμου προανθοκυανιδίνης / g ξηρού βάρους (mg PCE/g DW).

2.2.6 Ποσοτικοποίηση HPLC εχινακοσίδης και βερμπασκοσίδης

Οι παράμετροι ανίχνευσης HPLC συμμορφώθηκαν με τη μονογραφία Cistanche της Κινεζικής Φαρμακοποιίας. Χρωματογραφική στήλη: Αναλυτική στήλη Alltima C18 (4,6 mm x 250 mm, 5 μm). Σύστημα κινητής φάσης: κινητή φάση Α (μεθανόλη), κινητή φάση Β (υδατικό διάλυμα μυρμηκικού οξέος 0,1%). Διαδικασία έκλουσης βαθμίδωσης: 0–17 min, 26,5 % A / 73,5 % B; 17–20 λεπτά, 29,5 % Α /70,5 % Β; 20–37 λεπτά, 29,5 % Α / 70,5 % Β. Η θερμοκρασία στήλης διατηρείται στους 25 βαθμούς. Ο ρυθμός ροής ορίστηκε ως 1,00 mL/min. Μήκος κύματος ανίχνευσης UV 330 nm; όγκος ένεσης 10 μL. Καμπύλη βαθμονόμησης εχινακοσίδης: \\(y{=17395.5x-11283,4\\), \\(R^2=0.9999\\). Καμπύλη βαθμονόμησης βερμπασκοσίδης: \\(y=13663.1x-15072.6\\), \\(R^2=0.9998\\).

2.2.7 In-vitro αξιολόγηση αντιοξειδωτικής δραστηριότητας

Σκόνη δείγματος 1,2 g εκχυλίστηκε με διαλύτη απόλυτης αιθανόλης. Εκχύλιση με υπερήχους 250 W για 40 λεπτά, φυγοκεντρήθηκε σε 4 500 r/min για 15 λεπτά. Το απόθεμα υπερκείμενου διαλύματος (40 mg/mL) αραιώθηκε σειριακά σε βαθμίδες συγκέντρωσης (3 mg/mL, 5 mg/mL, 10 mg/mL, 20 mg/mL, 30 mg/mL, 40 mg/mL) για αντιοξειδωτική δοκιμή.

Δοκιμασία δέσμευσης ελεύθερων ριζών DPPH: Σε μικροπλάκα 96 φρεατίων, διάλυμα δείγματος 50 μL αναμεμειγμένο με διάλυμα εργασίας DPPH 200 μL. Ομογενοποιήστε, επωάστε 30 λεπτά σε σκοτεινή κατάσταση, μετρήστε την τιμή απορρόφησης στα 517 nm. Τύπος ρυθμού σάρωσης ριζών DPPH:

\\(DPPH\\ radical\\ scavenging\\ rate(\\%)=\\left(1-\\frac{A_1-A_2}{A_0}\\right)×100\\) Όπου: \\(A_0\\)=απορρόφηση αιθανόλης συν διάλυμα DPPH; \\(A_1\\)=απορρόφηση διαλύματος δείγματος συν αντιδραστήριο DPPH. \\(A_2\\)=απορρόφηση απεσταγμένου νερού αναμεμειγμένου με διάλυμα δείγματος. Χρησιμοποιήθηκε μη γραμμική παλινδρόμηση για τον υπολογισμό της τιμής IC50 (ημι-ανασταλτική συγκέντρωση). Η χαμηλότερη τιμή IC50 αντιστοιχεί σε ισχυρότερη ικανότητα εξάλειψης ριζών.

Δοκιμασία σάρωσης κατιόντων ριζών ABTS+: Μητρικό υγρό ABTS (7 mmol/L) αναμεμιγμένο εξίσου με 2,45 mmol/L διάλυμα υπερθειικού καλίου, διατηρήθηκε στο σκοτάδι για 12–16 ώρες για να δημιουργηθεί μητρικό διάλυμα ρίζας ABTS+. Πριν από τη μέτρηση, αραιώστε το μητρικό διάλυμα με άνυδρη αιθανόλη μέχρις ότου η απορρόφηση φτάσει στο 0,7±0,20 σε μήκος κύματος 735 nm, αυτό ορίστηκε ως υγρό εργασίας ABTS+. Σε φρεάτιο μικροπλάκας: 50 μL διαλύματος δείγματος + 200 μL διαλύματος εργασίας ABTS⁺. Αντιδράστε 10 λεπτά σε θερμοκρασία περιβάλλοντος, καταγράψτε την απορρόφηση στα 735 nm. Τύπος υπολογισμού ρυθμού δέσμευσης ριζών ABTS⁺:

\\(ABTS^+ radical\\ scavenging\\ rate(\\%)=\\left(1-\\frac{A_1-A_2}{A_0}\\right)×100\\) Η τιμή IC₅₀ για τον καθαρισμό ριζών ABTS⁺ υπολογίστηκε ανάλογα.

2.3 Επεξεργασία στατιστικών δεδομένων

Όλα τα σύνολα δεδομένων εκφράστηκαν σε μορφή "μέση τιμή ± τυπική απόκλιση". Το λογισμικό GraphPad Prism 9.5 εφαρμόστηκε για την απεικόνιση γραφικής παράστασης. Για στατιστικούς υπολογισμούς χρησιμοποιήθηκε το SPSS Statistics 27. Πραγματοποιήθηκε μονόδρομη ανάλυση διακύμανσης (ANOVA) για να συγκριθεί το επίπεδο σημαντικότητας διαφοράς μεταξύ ομάδων. Π<0.05 was regarded as statistically significant difference threshold. Pearson correlation coefficient was calculated for correlation analysis between bio‑constituents and antioxidant IC₅₀ parameters.

3. Αποτελέσματα και Ανάλυση

3.1 Διακύμανση της ολικής περιεκτικότητας σε πολυφαινόλες

Η ολική πολυφαινόλη αντιπροσωπεύει ζωτικούς δευτερογενείς φαινολικούς μεταβολίτες με αντιοξειδωτικό δυναμικό. Σημαντική διαφορά μεταξύ της ποικιλίας υπήρχε μεταξύ των διαφορετικών τμημάτων ιστού για το Cistanche-ξενιστή Haloxylon (P<0.05). Upper segment of HC delivered highest total‑polyphenol value (27.90 mg GAE/g DW), middle segment exhibited lowest concentration (14.43 mg GAE/g DW). For Tamarix‑host Cistanche, statistical difference among three stem segments was not obvious. Generally speaking, TC accumulated higher total‑polyphenol level compared to HC. Total‑polyphenol value of TC upper, middle and lower tissues reached 1.36‑fold, 2.66‑fold and 2.47‑fold relative to corresponding HC tissue segments respectively.

3.2 Παραλλαγή της συνολικής περιεκτικότητας σε φλαβονοειδή

Η συγκέντρωση ολικών φλαβονοειδών έδειξε σημαντική βαθμίδα εξαρτώμενη από τον ιστό για το Tamarix-ξενιστή Cistanche (P<0.05). Lower‑segment total‑flavonoid content of TC reached 35.61 mg RE/g DW, which was 1.66‑fold of middle segment and 3.30‑fold of upper segment of TC. Total‑flavonoid readings of HC upper, middle, lower tissues were merely 3.25 mg RE/g DW, 1.99 mg RE/g DW and 2.52 mg RE/g DW respectively. Every tissue segment of Haloxylon‑host Cistanche was significantly inferior to counterpart Tamarix‑host Cistanche in flavonoid accumulation (P<0.05). Such divergence may be attributed to host‑plant species, soil‑microbiome composition and mineral‑element nutritional circumstance of planting field. Our observation is consistent with former research conclusion: basal root‑adjacent stem part of Cistanche accumulates more flavonoid and polyphenol compounds.

3.3 Διακύμανση της συνολικής περιεκτικότητας σε ζάχαρη

Η περιεκτικότητα σε ολική ζάχαρη έδειξε αξιοσημείωτη διαφορά τμήματος για το Cistanche του κεντρικού υπολογιστή Tamarix (P<0.05). Sugar content progressively increased from upper to lower tissue: upper 56.00 mg DE/g DW; middle 61.11 mg DE/g DW; lower 72.10 mg DE/g DW. In contrast, total‑sugar level of Haloxylon‑host Cistanche maintained narrow range of 14.16‑15.70 mg DE/g DW, without notable tissue‑to‑tissue distinction. Each HC segment had significantly lower total‑sugar concentration than matching TC tissue part (P<0.05). Extreme day‑night temperature difference in Hotan desert climate contributes to carbohydrate accumulation inside Tamarix‑host Cistanche tissues.

3.4 Διακύμανση της συνολικής περιεκτικότητας σε τριτερπενοειδή

Και για τις δύο ποικιλίες, η περιεκτικότητα σε ολικό τριτερπενοειδές χαμηλότερου τμήματος ήταν στατιστικά υψηλότερο από το μεσαίο και το ανώτερο τμήμα (P<0.05). HC lower‑part total‑triterpenoid attained maximum reading 6.75 mg OAE/g DW. TC‑lower triterpenoid concentration (4.59 mg OAE/g DW) was 1.18‑fold versus TC‑middle, 1.13‑fold versus TC‑upper. In general, Haloxylon‑host Cistanche possessed higher total‑triterpenoid pool compared with Tamarix‑host Cistanche (P<0.05).

3.5 Παραλλαγή της περιεκτικότητας σε προανθοκυανιδίνη

Η συγκέντρωση προανθοκυανιδίνης εμφάνισε σημαντικές ιστικές διαφορές και για τις δύο ποικιλίες (P<0.05). Ranking for Haloxylon‑host Cistanche: HC‑lower (0.546 mg PCE/g DW) > HC‑upper (0.423 mg PCE/g DW) > HC‑middle (0.233 mg PCE/g DW). Ranking for Tamarix‑host Cistanche: TC‑lower (0.498 mg PCE/g DW) > TC‑middle (0.447 mg PCE/g DW) > TC‑upper (0.352 mg PCE/g DW). Apart from middle segment, proanthocyanidin contents of HC upper & lower tissues were significantly higher than TC counterpart segments. However, absolute proanthocyanidin magnitude of Cistanche material remained low, matching visual observation: Cistanche stem cross‑section presents whitish color without deep pigmentation characteristic of high‑proanthocyanidin plant organs.

3.6 Παραλλαγή βερμπασκοσίδης (δείκτης φαινυλαιθανοειδούς γλυκοσίδης)

Το επίπεδο βερμπασκοσίδης του Tamarix-ξενιστή Cistanche ήταν σαφώς υψηλότερο από το Haloxylon-ξενιστή Cistanche (Ρ<0.05). Within single TC stem, verbascoside concentration gradient: TC‑lower (265.81 mg/g DW) > TC‑middle (168.39 mg/g DW) > TC‑upper (61.76 mg/g DW). For Haloxylon‑host Cistanche: HC‑lower (59.74 mg/g DW) > HC‑upper (55.06 mg/g DW) > HC‑middle (35.89 mg/g DW). Verbascoside predominantly accumulates at basal lower stem segments for both ecotypes.

3.7 Παραλλαγή εχινακοσίδης (δείκτης φαινυλαιθανοειδούς γλυκοζίτη)

Το πρότυπο κατανομής της εχινακοσίδης διέφερε δραστικά από τη βερμπασκοσίδη. Το ανώτερο τμήμα HC πέτυχε τη μέγιστη τιμή εχινακοσίδης 92,93 mg/g DW, που αντιπροσωπεύει την υψηλότερη ένδειξη μεταξύ όλων των μετρούμενων δειγμάτων. Η συγκέντρωση της εχινακοσίδης μειώθηκε σταδιακά από το πάνω προς το κάτω μέρος για το Cistanche του ξενιστή Haloxylon. Αντίθετα, το Cistanche του ξενιστή του Tamarix έδειξε αυξανόμενο επίπεδο εχινακοσίδης που μετακινήθηκε από τον ανώτερο προς τον βασικό κατώτερο ιστό. Εύρος περιεκτικότητας σε εχινακοσίδη δειγμάτων TC: 40,78-57,68 mg/g DW. Η περιεκτικότητα σε εχινακοσίδη στο ανώτερο τμήμα HC έφτασε 2,27 φορές, 2,11 φορές και 1,61 φορές σε σχέση με το TC-ανώτερο, το TC-μεσαίο, το TC-κάτω ξεχωριστά. Ωστόσο, οι συγκεντρώσεις HC-μεσαίου και HC-χαμηλότερου εχινακοσίδη ήταν σημαντικά χαμηλότερες από τις TC-μεσαίες και TC-κατώτερες τιμές (P<0.05). This divergent spatial‑accumulation feature of two major phenylethanoid glycosides is consistent with many previously‑reported Cistanche investigations. Nutrient translocation flow inside parasitic stem and host‑specific physiological traits are presumed to drive this phenomenon, yet precise molecular regulatory mechanism needs further exploration.

3.8 Αποτελέσματα in-vitro αντιοξειδωτικής δράσης

Η μικρότερη τιμή IC₅0 αντιστοιχεί σε ισχυρότερη αντιοξειδωτική απόδοση δέσμευσης ελεύθερων ριζών. Για τον προσδιορισμό καθαρισμού ριζών DPPH: Το Cistanche του ξενιστή Tamarix επέδειξε ανώτερη δραστηριότητα σε σχέση με το Cistanche του ξενιστή Haloxylon. IC50-DPPH του TC: TC-κάτω 5,95 mg/mL. TC-middle 6,57 mg/mL; TC-ανώτερο 9,94 mg/mL. Για HC: χαμηλότερο HC 7,15 mg/mL. HC-μέσο 10,32 mg/mL; HC-ανώτερο 12,14 mg/mL. Τα χαμηλότερα τμήματα και των δύο ποικιλιών παρείχαν βέλτιστη ικανότητα εξάλειψης ριζών DPPH.

Το τεστ καθαρισμού κατιόντων-ριζών ABTS+ δημιούργησε παρόμοια τάση. TC‑κατώτερο IC50‑ABTS⁺=3.28 mg/mL. TC-middle 3,53 mg/mL; TC-ανώτερο 5,98 mg/mL. HC‑χαμηλότερο 5,19 mg/mL; HC-μέσο 5,42 mg/mL; HC-ανώτερο 6,81 mg/mL. Τα κατώτερα τμήματα στελέχους κατείχαν την ισχυρότερη εξουδετερωτική ισχύ ABTS‑. Συνολική αλληλουχία αντιοξειδωτικής ικανότητας: Tamarix-ξενιστής Cistanche > Haloxylon-ξενιστής Cistanche. κάτω τμήμα > μεσαίο τμήμα > ανώτερο τμήμα για κάθε οικοτύπο.

3.9 Ανάλυση συσχέτισης μεταξύ των περιεχομένων σε βιοδραστική ένωση και του αντιοξειδωτικού IC50

Ο πίνακας συσχέτισης Pearson απέδειξε ότι η περιεκτικότητα σε ολική πολυφαινόλη, ολικό-φλαβονοειδές, προανθοκυανιδίνη, ολική ζάχαρη και βερμπασκοσίδη παρουσίασε αρνητική συσχέτιση με τις παραμέτρους IC50-DPPH και IC50-ABTS+. Αρνητικός συσχετισμός σημαίνει υψηλότερη συγκέντρωση αυτών των βιοουσιών που συνδέονται με χαμηλότερη τιμή IC50 (ισχυρότερη αντιοξειδωτική δράση). Το ολικό φλαβονοειδές έδειξε εξαιρετικά σημαντική θετική συσχέτιση με τη βερμπασκοσίδη (P<0.01); total‑polyphenol correlated positively with total‑sugar (P<0.05). The statistical outcome confirms polyphenols, flavonoids, saccharides and verbascoside jointly contribute to in‑vitro antioxidant performance of Cistanche deserticola raw material.

4. Συζήτηση

Το συγκριτικό μας πείραμα έδειξε ότι η ποικιλία φυτού-ξενιστή και το τμήμα ιστού βλαστού καθορίζουν από κοινού το δακτυλικό αποτύπωμα της χημικής σύστασης για την καλλιεργούμενη deserticola Xinjiang Cistanche. Το παρασιτισμένο με Tamarix Cistanche συσσωρεύει άφθονη ολική πολυφαινόλη, ολικό φλαβονοειδές, ολικό σάκχαρο και βερμπασκοσίδη μέσα στον βασικό ιστό του κατώτερου στελέχους του, η συγκέντρωση μειώνεται προς τα πάνω στο μεσαίο και άνω μέρος. Για το Cistanche-ξενιστή Haloxylon, ο ιστός του ανώτερου στελέχους συγκεντρώνει τη μέγιστη εχινακοσίδη. Ο ιστός του κατώτερου στελέχους περιέχει την υψηλότερη ολική ποσότητα τριτερπενοειδών και προανθοκυανιδίνης. Τα αποτελέσματα της κατανομής των ιστών μας ευθυγραμμίζονται με πολλές δημοσιευμένες μελέτες συστατικών Cistanche από διαφορετικές γεωγραφικές προελεύσεις.

Η ακραία ημερήσια διαφορά θερμοκρασίας της άνυδρης ζώνης της ερήμου Hotan διευκολύνει τη βιοσύνθεση και αποθήκευση υδατανθράκων, εξηγώντας εν μέρει την υψηλή περιεκτικότητα σε ολική ζάχαρη που μετρήθηκε σε δείγματα Cistanche του ξενιστή Tamarix. Οι δύο φαινυλαιθανοειδείς γλυκοσίδες (εχινακοσίδη, βερμπασκοσίδη) παρουσιάζουν αντίθετη τάση συσσώρευσης στο χώρο μέσα στο σαρκώδες στέλεχος: η εχινακοσίδη εμπλουτίζει το ανώτερο τμήμα για τον οικοτύπο ξενιστή Haloxylon, ο βερμπασκοσίδης συγκεντρώνει κυρίως το βασικό κάτω τμήμα και για τους δύο οικότυπους. Αυτό το ειδικό πρότυπο κατανομής μπορεί να σχετίζεται με τη μεταφορά θρεπτικών ουσιών από παρασιτικά φυτά και τη οδό βιοσύνθεσης του δευτερογενούς μεταβολίτη που διαμορφώνεται από φυσιολογικά σήματα φυτού-ξενιστή. Ο υποκείμενος ρυθμιστικός μηχανισμός απαιτεί περαιτέρω έρευνα μοριακής βιολογίας.

Από τη σκοπιά της βιομηχανικής εφαρμογής, εάν τα λειτουργικά προϊόντα-στόχοι επιδιώκουν υψηλή περιεκτικότητα σε εχινακοσίδη, το υλικό ανώτερου τμήματος του ξενιστή Haloxylon Cistanche θα πρέπει να επιλεγεί ως προτιμώμενη ακατέργαστη πρώτη ύλη. Εάν ο στόχος παραγωγής επικεντρώνεται σε συμπλήρωμα διατροφής με προσανατολισμό σε αντιοξειδωτικά πλούσια σε πολυφαινόλη-φλαβονοειδή, το χαμηλότερο τμήμα του Cistanche του ξενιστή Tamarix αποτελεί καλύτερη επιλογή. Τα μετρήσιμα κενά μεταξύ ιστών και μεταξύ των ποικιλιών συστατικών υποδεικνύουν ότι είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη ο τύπος ξενιστή και η θέση του τμήματος στελέχους κατά τη διαδικασία προμήθειας πρώτων υλών και διαβάθμισης ποιότητας για την παραγωγή συμπληρωμάτων διατροφής που σχετίζεται με το Cistanche.

Περιορισμοί της παρούσας έρευνας: αυτή η μελέτη πραγματοποίησε μόνο in-vitro χημικούς αντιοξειδωτικούς προσδιορισμούς. Η διαφορά φαρμακολογικής αποτελεσματικότητας in-vivo ζωικού μοντέλου μεταξύ διαφορετικών τμημάτων ιστού Cistanche χρειάζεται περαιτέρω επαλήθευση. Επιπλέον, περιβαλλοντικοί παράγοντες, όπως το έτος φύτευσης, η περίοδος συγκομιδής, η θρεπτική κατάσταση του εδάφους μπορούν επίσης να τροποποιήσουν το προφίλ των βιοσυστατικών. Η συνδυασμένη επιρροή πολλαπλών παραγόντων θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη στην έρευνα παρακολούθησης.

5. Συμπέρασμα

Συνοπτικά, ο τύπος φυτού-ξενιστή και το τμήμα ιστού στελέχους επιβάλλουν σημαντικές επιπτώσεις στο προφίλ βιοδραστικών συστατικών και στην αντιοξειδωτική ικανότητα in vitro για την τεχνητά καλλιεργούμενη γλυκαντζούρα που συλλέγεται από την κομητεία Cele, Xinjiang.

Το Tamarix-ξενιστής Cistanche περιέχει υψηλότερα επίπεδα ολικών πολυφαινολών, ολικών φλαβονοειδών, ολικών σακχάρων και βερμπασκοσίδη σε σύγκριση με το Cistanche-ξενιστή Haloxylon. Αυτές οι ουσίες φτάνουν τη μέγιστη συγκέντρωση στο κατώτερο τμήμα στελέχους και μειώνονται προς τα ανώτερα τμήματα.

Το ανώτερο τμήμα Cistanche του ξενιστή Haloxylon έχει την υψηλότερη περιεκτικότητα σε εχινακοσίδη, ενώ το κατώτερο τμήμα του συσσωρεύει μέγιστες ολικές τριτερπενοειδή ουσίες.

Τα τμήματα με χαμηλότερο στέλεχος και για τις δύο ποικιλίες παρέχουν ισχυρότερη αντιοξειδωτική δράση δέσμευσης ελεύθερων ριζών DPPH και ABTS⁺. Οι ολικές πολυφαινόλες, τα ολικά φλαβονοειδή, οι προανθοκυανιδίνες, τα ολικά σάκχαρα και η βερμπασκοσίδη συνδέονται θετικά με την αντιοξειδωτική ισχύ.

Αυτά τα πειραματικά ευρήματα παρέχουν πρακτική αναφορά για την ταξινόμηση των πρώτων υλών, τη σύνταξη προδιαγραφών ποιότητας και την ανάπτυξη λειτουργικών τροφίμων σε βάθος επεξεργασίας της καλλιεργούμενης από το Xinjiang Cistanche deserticola.

Αναφορές

[1] Επιτροπή Κινεζικής Φαρμακοποιίας. Φαρμακοποιία της Λαϊκής Δημοκρατίας της Κίνας (Τόμος Ⅰ)[M]. Πεκίνο: China Medical Science Press, 2020.

[2] Peng XY, Chen JR, Cui HY, et al. Ανάλυση πτητικών ουσιών σε Cistanche διαφορετικού ξενιστή από το Xinjiang με βάση το GC‑IMS[J]. Science and Technology of Food Industry, 2024,45(9):272-279.

[3] Niu YQ, Zhao Y, Yu XM, et al. Ανάλυση βιοδραστικής ουσίας και διαφοράς προέλευσης για Cistanche tubulosa στο Xinjiang[J]. Journal of Light Industry, 2022,37(6):25-33.

[4] Zhao Y, Yu XM, Wei YP, et al. Έρευνα λειτουργικών συστατικών και αντιοξειδωτικής δράσης για διαφορετικά μέρη ιστού του Cistanche tubulosa[J]. Science and Technology of Food Industry, 2022,43(11):318-325.

[5] Liu HM, Zhao Y, Yu XM, et al. Ποιοτική ανάλυση και ολοκληρωμένη αξιολόγηση του Cistanche deserticola που ζει στην έρημο που συλλέγεται από πολλές περιοχές παραγωγής της Κίνας[J]. Science and Technology of Food Industry, 2023,44(8):341-350.

[6] Feng D, Zhou SQ, Zhou YX, et al. Επίδραση των συνολικών γλυκοσιδών που εξάγονται από το Cistanche deserticola στον ενεργειακό μεταβολισμό της κυτταρικής σειράς όγκου HepG2[J]. Frontiers in Nutrition, 2023,10:1117364.