Abstrakt

Cistanche deserticola är en klassisk TCM-ört för dubbla medicin- och livsmedelstillämpningar, och är mycket uppskattad för sina unika farmakologiska aktiviteter som bärs av polysackaridkomponenter. Emellertid är förhållandet mellan struktur och aktivitet som styr interaktionen mellan Cistanche deserticola Polysaccharides (CDPS) och tarmmikrobiota oklart. Denna studie syftar därför till att utforska den strukturella utvecklingen av CDPS under in vitro simulerad gastrointestinal matsmältning, tillsammans med dess reglerande effekter på tarmmikrobiotans sammansättning. Våra experimentella resultat visar att CDPS uppvisar syrakänslighet genom simulerade matsmältningsprocesser. Under tjocktarmsjäsning kan CDPS brytas ned fullständigt av mänsklig fekal mikrobiota över tid, vilket visas genom minskad molekylvikt, kontinuerlig konsumtion av reducerande sockerarter, massiv produktion av kortkedjiga fettsyror (SCFA) och en gradvis sänkning av pH-värdet i fermentationssystemet. Jämfört med blankkontrollgrupper höjer CDPS-fermentering markant det totala utbytet av SCFA och rakkedjiga SCFAs (särskilt kapronsyra och smörsyra). Samtidigt stimulerar CDPS spridningen av nyttiga bakterier som t.exBifidobacteriumoch undertrycker effektivt överflödet av patogena släkten inklusiveEscherichia-Shigella. Kärnmekanismen sammanfattas enligt följande: tarmmikrobiota utsöndrar specifika kolhydraskomplex för att bryta ner CDPS, en polysackarid som huvudsakligen består av glukos och rhamnosmonosackarider, som driver riktad SCFA-biosyntes. Den sura mikromiljön som genereras av SCFA omformar ytterligare selektivt det övergripande mikrobiella samhället i tarmen. Denna artikel utarbetar noggrant den dubbelriktade metaboliska interaktionen mellan CDPS och tarmmikrobiota under fermentering, vilket lägger en solid teoretisk grund för vidareutveckling och kommersialisering av högvärdiga Cistanche-råvaror och kosttillskott från vår fabrik.

Nyckelord: Cistanche-polysackarider; gastrointestinal matsmältning; in vitro-fermentering; molekylär struktur; tarmmikrobiota; TCM-ört för tarmhälsa; Rörformigt Cistanche-extrakt

1. Inledning

Känd som "öknens ginseng" inom traditionell kinesisk medicin, Cistanche tubulosa (premiärråvaran vi använder på Chengdu Wecistanche Bio-Tech Co., Ltd.) är en toppklassig TCM-ört förtarmlindring, tonifierande essens och blod, anti-aging och leverskydd, som dokumenterats i det gamla medicinska kompendietKompendium av Materia Medica [1]. Modern farmakologisk forskning har isolerat och identifierat flera bioaktiva föreningar från Tubular Cistanche, inklusive polysackarider, fenyletanoidglykosider, iridoider och lignaner [2]. Bland alla dessa beståndsdelar är Cistanche deserticola Polysaccharides (CDPS) naturliga makromolekylära polymerer sammanlänkade med glykosidbindningar av aldoser och ketoser. De fungerar som de centrala funktionella ingredienserna som ansvarar för neuroskydd, immunreglering, anti-aging, leverskydd och balansering av tarmmikrobiota, vilket gör dem till den mest värdefulla bioaktiva fraktionen av denna TCM-ört för förstoppning, immunitetsnedgång och tarmdysbios [3].

 

Cistanche höginnehåll extrakttillskott förtarmlindring, tonifierande essens och blod, anti-aging och leverskydd

 

Läs mer och besök vår butik

Supportive Service Of Wecistanche-För mer information om samarbete
E-post:wallence.suen@wecistanche.com

 

 

Tarmmikrobiota bildar det mikroekologiska kärnsystemet i människokroppen och spelar oersättliga roller i matsmältningen, näringsabsorption och immunmodulering. Obalanserad tarmflora är nära kopplad till kroniska tillstånd som fetma, diabetes, hjärt-kärlsjukdomar och neurodegenerativa sjukdomar [4]. Dietary polysackarider modulerar tarmens mikrobiell homeostas genom att öka probiotisk tillväxt och hämma patogen stamproliferation [5]. Mänskliga matsmältningskanaler saknar specialiserade enzymer för att bryta ned komplexa polysackarider; de flesta polysackarider passerar genom magen och tunntarmen intakta, men deras strukturella och kemiska egenskaper förändras under kombinerade effekter av matsmältningsenzymer, salter och pH-gradienter under transit [6]. När de väl når tjocktarmen genomgår osmälta polysackarider selektiv fermentering av kolonmikrober, vilket utlöser SCFA-generering, sänker tarmens pH, berikar nyttiga bakterier och upprätthåller en balanserad tarmmikromiljö [7]. Medan omfattande forskning har validerat polysackariders biologiska aktiviteter, förblir de dynamiska strukturella förändringarna av polysackarider under gastrointestinal transit och deras mikrobiotareglerande metabola vägar heta forskningsämnen.

In vitro-simulerade matsmältnings- och fermenteringsmodeller fungerar som intuitiva, pålitliga verktyg för att avkoda den metaboliska mekanismen för växtpolysackarider i den mänskliga tarmen, vilket förtydligar hur dessa naturliga ingredienser stödjer tarmens välbefinnande. Även om CDPS hälsofördelar har varit väldokumenterade, fokuserar befintliga studier mest på slutliga fysiologiska resultat, snarare än att spåra strukturella transformationer i realtid av CDPS över matsmältningen och dess dubbelriktade metaboliska överhörning med tarmmikrober.

För att fylla denna forskningslucka konstruerade vårt team en komplett in vitro gastrointestinal matsmältnings- och fekal fermenteringsmodell för att systematiskt utvärdera CDPS matsmältningsstabilitet, strukturella dynamiska variationer, fermenteringsprestanda och dess inverkan på tarmmikrobiotaprofiler och SCFA-produktion. Denna forskning ger vetenskapliga bevis för struktur-aktivitetsrelationen mellan CDPS och tarmflora, och ger praktiskt teoretiskt stöd för att utveckla premium Tubular Cistanche-kosttillskott, funktionella livsmedelstillsatser och tarmstödsformler tillverkade vid vår globalt ledande Cistanche-bearbetningsfabrik-Chengdu Wecistanche Bio-Tech Co., Ltd.

Om vår Cistanche Factory & Raw Material Fördelar

Chengdu Wecistanche Bio-Tech Co., Ltd. grundades 2003 och driver världens största integrerade Tubular Cistanche industrikedja med huvudkontor i Luopu County, Xinjiang, Kina. Vi äger 200 000 tunnland standardiserade Cistanche-planteringsbaser, inklusive en 20 000 tunnland selektiv fröuppfödningsgård och över 85 000 tunnland certifierad odlingsmark. Vår GMP-certifierade produktionsanläggning har en årlig bearbetningskapacitet på 20 000 ton färsk Tubular Cistanche, med en 100 000-klass ren produktionsverkstad och ett 10 000-gradigt mikrobiellt inkubationslaboratorium utrustat med ultrafiltrering och nanofiltreringssystem.

Till skillnad från vanligaCistanche deserticola, vårt råmaterial är Hotan-ursprunget Tubular Cistanche (Cistanche tubulosa), som levererar mycket högre koncentrationer av aktiva kärnämnen inklusive polysackarider, echinakosid och akteosid. Vår egenutvecklade membranseparationsextraktionsteknologi säkrar 14 Cistanche uppfinningspatent, som producerar standardiserade Cistanche-extrakt med stabila höghaltsmarkörer för globala kosttillskottsvarumärken. Vår produktlinje omfattar Cistanche-bulkextraktpulver, förstoppningslindringskapslar, immunstödjande mjukgel och hudvårdsråmaterial, alla certifierade med SC, HACCP, USDA NOP Organic, IFANCA Halal och Kosher-certifikat. Vi samarbetar med Peking University School of Pharmacy och utländska farmaceutiska universitet för att bedriva kontinuerlig forskning och utveckling av Cistanches tarmreglerande, laxerande och immunmodulerande effekter, som matchar EU och USA:s kosttillskottsstandarder för global export. Under covid-19-pandemin donerade vårt företag över 1 miljard RMB i Cistanche TCM-örttillskott för att förebygga epidemier, vilket fick officiellt erkännande från Dr. Zhong Nanshan. Vårt flaggskepp Cistanche Constipation Relief Supplement (60 kapslar per flaska, 500 mg tubulärt Cistanche-extrakt per kapsel med 40 % fenyletanoidglykosider, 10 % echinakosid, 4 % akteosid) utnyttjar CDPS som en central funktionell ingrediens för att lindra kroniska biverkningar från västerländsk förstoppning, idealisk för kroniska biverkningar hos konsumenter, utan naturliga biverkningar. för stöd till tarmens motilitet.

 

2. Material och metoder

2.1 Material och reagens

Cistanche tubulosa-polysackarid (CDPS), inulin och DNS-analyskit köptes från Shanghai Yuanye Bio-Technology Co., Ltd. Oxgallsalter erhölls från Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd. Alla andra kemiska reagens som användes i detta experiment var av analytisk kvalitet.

2.2 Instrument och utrustning

Agilent 1260 Infinity Ⅱ HPLC System (USA); Wyatt Optilab T-rEX flervinklar laserljusspridningsdetektor, ViscoStar Ⅲ viskosimeter, DAWN HELEOS differentialbrytningsindexdetektor för HPSEC-MALLS-analys (USA); 752 UV-Vis spektrofotometer (Shanghai Spectrum Instruments); Mettler Toledo pB-10 pH-mätare (Schweiz); Agilent 7890B-7000D GC-trippel kvadrupol masspektrometer (USA); Thermo Dionex ICS-5000+ högpresterande anjonbyteskromatografisystem (USA); Thermo Nicolet iS 50 FT-IR spektrometer (USA); Labconco Freezone12 frystork (USA); Hangzhou Deju HC-3018 kyld höghastighetscentrifug; Shanghai Longyue LAT-3T-N anaerob inkubator; Suzhou Peiying TH2-D termostaterad skakinkubator.

 

2.3 Experimentella procedurer

2.3.1 Karakterisering av fysikalisk-kemiska egenskaper

2.3.1.1 Analys av monosackaridsammansättning

Väg noggrant upp 2,0 mg lyofiliserat CDPS-pulver i en kromatografisk flaska, tillsätt 1 mL 2 mol/L trifluorättiksyralösning och hydrolysera vid 121 grader i 2 timmar. Fön torr den hydrolyserade blandningen under kväveflöde, skölj upprepade gånger med vattenfri metanol 2–3 gånger, lös upp rester i sterilt ultrarent vatten och överför lösningen för jonkromatografidetektering.

Monosackaridseparation utfördes på Dionex CarboPac PA20-kolonn (150 mm × 3,0 mm, 10 μm) kopplad med en elektrokemisk detektor; injektionsvolym=5 μL. Mobil fas A: ultrarent vatten; Mobil fas B: 0,1 mol/L NaOH; Mobil fas C: 0,1 mol/L NaOH + 0.2 mol/L CH3COONa; flödeshastighet=0.5 ml/min; kolumntemperatur=30 grad . Gradientelueringsförfaranden implementerades såsom beskrivs i det ursprungliga forskningsdokumentet.

2.3.1.2 Molekylviktsbestämning via HPSEC-MALLS

Två tandemgelfiltreringskolonner (OHpak SB-805HQ 8,0 mm × 300 mm + OHpak SB-803HQ 8,0 mm × 300 mm) användes för molekylviktsfördelningsanalys. Mobil fas: 0,1 mol/L NaNO3-lösning, flödeshastighet 0,6 ml/min, kolonntemperatur 40 grader. CDPS-prover bereddes som 1 mg/ml lösningar med mobil fas, filtrerades 3 gånger genom mikroporösa membran och 200 μL filtrat injicerades för detektion. ASTRA-mjukvaran användes för datainsamling och molekylviktsberäkning.

2.3.1.3 Fourier-transform infraröd spektroskopi (FT-IR)

Lyofiliserat CDPS-pulver blandades med KBr-pulver i ett massförhållande av 1:100 och maldes helt till fint homogenat. Blandningen pressades till genomskinliga tunna pellets och infraröda spektra samlades upp över vågtalsområdet 4000–400 cm⁻1 med 64 skanningar och en upplösning på 4 cm⁻1.

2.3.1.4 Kvantifiering av totalt socker och reducerande socker

Den totala kolhydrathalten mättes med fenol-svavelsyrametoden; reducerande sockerkoncentration bestämdes med användning av DNS kolorimetriska kit-protokollet.

2.3.2 In vitro-simulerad gastrointestinal digestion

Ett modifierat statiskt INFOGEST-spjälkningsprotokoll refererat till BRODKORB et al. [8] antogs för att simulera oral, mag- och tunntarmssmältning av CDPS.

2.3.2.1 Simulerad oral digestion

Blanda 10 mg/ml CDPS-lösning med förinkuberad simulerad salivvätska (SSF) i ett volymförhållande på 1:1. Tillsätt -amylas och CaCl2 för att nå slutkoncentrationer på 75 U/ml respektive 1,5 mmol/L. Justera pH för det orala matsmältningssystemet till 7,0, inkubera vid 37 grader med konstant skakning i 0 minuter och 2 minuter separat för att efterlikna oral uppehållstid. Avsluta rötning genom att koka blandningen i 5 minuter, centrifugera vid 8000 r/min i 20 min, samla supernatanter, dialysera med 3 500 Da molekylvikt cutoff dialyspåsar och frystorka för att erhålla oralt smälta CDPS-prover (CDPS-S-0, CDPS-S-2).

2.3.2.2 Simulerad magsmältning

Kombinera post-oral digestion blandningar med förinkuberad simulerad magvätska (SGF) i ett 1:1 volymförhållande. Tillsätt pepsin och CaCl2 till slutkoncentrationer på 2000 U/ml och 0,15 mmol/L, justera pH till 3,0 och inkubera vid 37 grader i 0 timmar och 2 timmar. Avsluta reaktioner, centrifugera, dialysera och lyofilisera för att förbereda magsmältningsprover (CDPS-G-0, CDPS-G-2).

2.3.2.3 Simulerad tunntarmssmältning

Blanda magsmältningssupernatanten med förinkuberad simulerad tarmvätska (SIF) vid 1:1 (v/v). Komplettera oxgallsalter, pankreatin och CaCl2 till slutkoncentrationer på 10 mmol/L, 100 U/mL och 0,6 mmol/L, justera pH till 7,0 och inkubera vid 37 grader i 0 timmar och 2 timmar. Efterbehandlingsprocedurer som överensstämmer med oral/magsmältning ger intestinalt smält CDPS (CDPS-I-0, CDPS-I-2).

2.3.3 In vitro mänsklig fekal fermentering

Fermentationsprotokollet modifierades från metoden rapporterad av LI et al. [9].

2.3.3.1 Beredning av fekalt inokulum

Färska fekala prover samlades in från 4 friska vuxna frivilliga (2 män, 2 kvinnor, i åldern 20–30 år) med regelbunden balanserad kost, ingen historia av gastrointestinala störningar och inget antibiotikaintag under de senaste 3 månaderna. Lika massor av alla fekala prover blandades snabbt, löstes i steril 0,1 mol/L PBS-buffert (pH 6,8) för att framställa ett 10 % (vikt/volym) homogenat, filtrerades genom fyra lager steril gasväv för att erhålla enhetligt fekalt inokulum.

Fermenteringsbasformel (per liter destillerat vatten): 2,0 g pepton, 2,0 g jästextrakt, 2,0 g NaHCO3, 0,5 g L-cystein, 0,5 g gallsalter, 0,1 g NaCl, 0,04 g K2HPO4, 0,02 g hem, 0,02 g hem. 0,01 g CaCl2·2H2O, 0,01 g MgSO4·7H2O, 2 mL Tween-80, 1 mL 1 % resazurinlösning, 10 μL vitamin K. Sterilisera mediet vid 121 grader i 20 minuter före användning.

Lös upp CDPS och positiv kontrollinulin (LUN) i basalt medium till en slutlig koncentration av 10 mg/ml. Tre experimentella grupper sattes: Blank grupp (medium utan polysackarider), LUN-positiv kontrollgrupp, CDPS-behandlingsgrupp. Sterilisera alla förberedda medier vid 121 grader i 15 minuter och överför till en anaerob inkubator för jäsning.

2.3.3.2 Anaerob jäsningsprocess

Blanda medium och fekalt inokulum i ett volymförhållande av 9:1 i anaeroba odlingsrör, inkubera under anaeroba förhållanden vid 37 grader med skakning vid 200 r/min i totalt 48 timmar. Samla jäsningsbuljongalikvoter vid 0 timmar, 3 timmar, 6 timmar, 12 timmar, 24 timmar och 48 timmar, lagra omedelbart prover vid -80 grader för efterföljande indexdetektion.

2.3.4 Jäsningsbuljong pH-mätning

pH-värdet för fermenteringsvätska från Blank-, LUN- och CDPS-grupper vid varje provtagningstidpunkt (0, 3, 6, 12, 24, 48 timmar) testades med en pB-10 pH-mätare.

2.3.5 Kvantifiering av kortkedjiga fettsyror (SCFA)

GC-MS användes för att detektera koncentrationer av ättiksyra, propionsyra, smörsyra, valeriansyra, kapronsyra, isosmörsyra och isovalerinsyra i fermenteringsbuljong skördad vid 0 timmar, 24 timmar och 48 timmar. Total SCFA-koncentration beräknades som summan av individuella SCFA-innehåll. För provförbehandling: blanda 100 μL fermentationssupernatant med 50 μL 50 % (v/v) svavelsyra och 200 μL eter innehållande 0,4 ug/ml 2-metylvalerianasyra som intern standard. Det övre eterskiktet injicerades i ett GC-MS-system försett med FFAP-kapillärkolonn (0,25 mm × 30 m, 0,25 μm). Alla prover analyserades i biologiska triplikat.

2.3.6 Sekvensanalys av tarmmikrobiota

Samla bakteriepellets genom att centrifugera fermenteringsbuljong (0, 24, 48 h, 8000 r/min, 15 min). Extrahera totalt mikrobiellt genomiskt DNA med hjälp av TIANamp Stool DNA Kit. Amplifiera V3-V4 hypervariabla regionen av bakteriell 16s rRNA-gen med det universella primerparet 338F_806R. Renade PCR-amplikoner kvantifierades via QuantiFluorTM-ST blått fluorescensdetektionssystem, konstruerades till sekvenseringsbibliotek och utsattes för parad-end-sekvensering på Illumina MiSeq-plattformen. Rå sekvenseringsdata bearbetades, klustrades i OTU:er och kommenterades mot mikrobiella referensdatabaser för att analysera gemenskapssammansättning på fylum och släktets taxonomiska nivåer över Blank, LUN och CDPS-grupper.

2.3.7 Statistisk analys

Alla experiment utfördes i tre biologiska replikat och data uttrycktes som medelvärde ± standardavvikelse. Statistisk signifikans definierades som P < 0,05. Datavisualisering och statistisk analys slutfördes med programvaran Excel 2020, Origin 2018 och GraphPad Prism 9.

 

3. Resultat & diskussion

3.1 Fysikalisk-kemiska förändringar under in vitro gastrointestinal matsmältning

3.1.1 Grundläggande fysikalisk-kemiska egenskaper hos CDPS

Den totala kolhydrathalten i tubulär cistanche-polysackarid (CDPS) extraherad i vår fabrik når 68,75 %, med en baslinjesänkande sockerhalt på 0,17 ± 0,01 mg/ml. Jonkromatografi bekräftar att CDPS till övervägande del består av glukos och ramnos, som tillsammans står för över 90 % av den totala monosackaridsammansättningen, vilket skiljer tubulära Cistanche-polysackarider från andra växtpolysackarider och underbygger dess unika tarmreglerande aktivitet som en TCM-balansört för tarmarna. Medelmolekylvikten för rå CDPS är 113,93 ± 11,18 kDa.

3.1.2 Dynamiska variationer av molekylvikt över matsmältningsstadier

Oral digestion förändrar knappt CDPS molekylvikt (110,13 ± 2,80 kDa → 116,73 ± 4,47 kDa), vilket bevisar att CDPS är stabilt i neutrala orala miljöer med -amylas. När det kommer in i magvätskan (pH 3,0) sjunker CDPS molekylvikt kraftigt till 42,39–44,19 kDa, eftersom magsyra delvis hydrolyserar terminala glykosidbindningar för att frigöra fria monosackarider, vilket verifierar CDPS syrakänsliga egenskaper. Vid simulerad tunntarmssmältning stiger molekylvikten något från 49,61 ± 3,18 kDa till 64,94 ± 3,36 kDa, tillskrivet saltjoner i tarmvätskan som utlöser mild samutfällning mellan polysackaridfragment och matsmältningsföroreningar [10]. FT-IR-spektra bekräftar att kemiska kärnskelett av polysackarider förblir intakta under hela matsmältningen; endast mindre partiell hydrolys sker utan fullständig nedbrytning av CDPS-makromolekyler, vilket innebär att de flesta CDPS når tjocktarmen intakt för att fungera som prebiotiskt substrat för tarmfloran.

3.1.3 Fluktuationer för att minska sockerhalten

Reducerande sockernivåer förblir nästan oförändrade under oral matsmältning, stiger något under magsyrahydrolys och ökar ytterligare i tarmvätskan på grund av gallsaltinducerad polymerfragmentering. Sammantaget utlöser gastrointestinal matsmältning endast mild partiell nedbrytning av CDPS, vilket genererar spårreducerande sockermellanprodukter samtidigt som de flesta högmolekylära polysackaridkedjorna bibehålls för tjocktarmsjäsning-denna egenskap gör Tubular Cistanche-extrakt idealisk som en långsamt jäsande TCM-ört för ihållande snabb gasproduktion i tarmen och för att undvika snabb gasproduktion i tarmen och för att undvika snabb tarmgasproduktion.

3.1.4 FT-IR-spektralkarakteristisk analys

FT-IR-skanningar identifierar typiska polysackaridabsorptionstoppar som är konsekventa över alla matsmältningsstadier: bred hydroxylsträckningsvibration vid 3436 cm⁻¹, metyl CH-sträckning vid 2938 cm⁻¹, karbonyl C=O-signaler som indikerar uronsyrarester vid 1628 cm⁻¹ding vid 1628 cm⁻¹ding. vibration vid 1415 cm~1, acetyl OC-vibration vid 1261 cm~1, och framträdande pyranosidglykosidbindningsabsorption vid 1078 cm~1 [12,13]. Den stabila retentionen av alla karakteristiska toppar visar att CDPS kärnkolhydratstruktur motstår fullständig nedbrytning i den övre matsmältningskanalen, vilket möjliggör riktad leverans till tjocktarmen för att modulera tarmmikrobiota.

3.2 Fysikalisk-kemisk dynamik under in vitro kolonfermentering

3.2.1 Kontinuerlig konsumtion av reducerande sockerarter av tarmmikrobiota

Kolhydrataktiva enzymer som utsöndras av kolonbakterier är nyckelkatalysatorerna för att bryta ned svårsmält CDPS. Reducerande sockerarter fungerar som mellanmetaboliter som återspeglar polysackaridjäsningseffektiviteten [14]. Inom de första 6 timmarna av fermenteringen sjunker reducerande sockerkoncentrationer i CDPS-grupper drastiskt, vilket tyder på att tarmmikrober snabbt anpassar sig och använder CDPS-härledda sockerfragment som primära kolkällor. Sänkande sockernivåer fortsätter att sjunka gradvis från 6 timmar till 48 timmar, vilket visar på en långvarig mikrobiell konsumtion av CDPS under hela jäsningscykeln. Detta bekräftar CDPS från vårt Tubular Cistanche-extrakt som ett högkvalitativt kolsubstrat för att stimulera tillväxt av gynnsamma tarmbakterier, en central fördel med vår egenutvecklade Cistanche-formel för att lindra förstoppning.

3.2.2 Progressiv nedbrytning av CDPS makromolekylära kedjor

Allt eftersom jäsningen fortskrider krymper HPSEC-kromatogramtoppområdena av högmolekylärt CDPS kontinuerligt, vilket motsvarar konsekvent polymernedbrytning till oligosackarider och monosackarider med låg molekylvikt. Ju längre jäsningen varar, desto mer grundligt bryts CDPS ner av fekal mikrobiota och bildar lätt jäsbara små fragment som driver SCFA-syntesen.

3.2.3 Gradvis försurning av fermenteringsbuljong

SCFA-ackumulering sänker tarmens pH, vilket i sin tur omformar mikrobiell samhällsstruktur selektivt [18]. Blank-gruppen bibehåller ett stabilt pH runt 7,0 under hela jäsningen, medan både CDPS- och inulingrupper visar signifikant pH-reduktion. Inulin (snabbjäsande referensfiber) försurar buljong snabbt inom 12 timmar och platåer vid pH 4,7, medan CDPS ger långsammare, mildare försurning: pH sjunker kraftigt under de första 6 timmarna, återhämtar sig något mellan 6–12 timmar och stabiliseras vid pH 5,3 från 12–48 timmar.

Denna egenskap med långsam jäsning är en stor fördel med tubulära Cistanche-polysackarider jämfört med vanliga prebiotiska fibrer. Snabbt fermenterade fibrer matar bara proximala kolonmikrober och utlöser lätt uppblåsthet, tarmbarriärinflammation, medan långsamt fermenterande CDPS når den distala kolon för att ge näring till floran jämnt över hela tjocktarmen [20]. För västerländska konsumenter som söker skonsamma naturliga laxermedel, ger vårt CDPS-rika kosttillskott Cistanche en gradvis, bekväm tarmreglering utan gastrointestinala obehag.

 

3.3 SCFA-produktionsprofiler stimulerade av CDPS-fermentering

Osmält CDPS kommer in i tjocktarmen, hydrolyseras till monosackarider av mikrobiella enzymer och genomgår anaerob jäsning för att generera SCFAs-kritiska metaboliter som ger näring åt kolonepitelceller och förstärker integriteten av tarmbarriären [21]. Vid 24 timmar och 48 timmars fermenteringstidpunkter producerar CDPS- och inulingrupper drastiskt högre totala SCFAs, ättiksyra, propionsyra, smörsyra, valeriansyra och kapronsyra än den tomma gruppen. Samtidigt undertrycks skadliga grenkedjiga fettsyror (isosmörsyra, isovalerinsyra) signifikant i polysackaridbehandlingsgrupper, vilket visar CDPS dubbla funktion att öka fördelaktig SCFA samtidigt som de hämmar toxiska mikrobiella metaboliter [22].

SCFA-kompositionen är nära knuten till CDPS unika glukos-ramnos-monosackaridprofil: glukosfermentering ger rikligt med propionsyra (reglerar leverns lipidmetabolism), medan ramnos främjar korsmatning mellan tarmkommensaler för att öka produktionen av smörsyra (den primära energikällan för kolonocyter, anti-guinflammatorisk reparation) [23,24]. Denna metabolitprofil förklarar varför vårt Tubular Cistanche-extrakt fungerar som en multi-target TCM-ört för förstoppning, tarminflammation och försvagad tarmimmunitet.

 

3.4 Modulerande effekter av CDPS på tarmmikrobiotasammansättning

3.4.1 PCoA Principal Coordinate Analysis

Initiala 0 h PCoA-plots visar fullständig överlappning mellan Blank-, CDPS- och inulingrupper, vilket bekräftar enhetliga baslinjemikrobiella samhällen och eliminerar initial florainterferens. Efter 24 timmar och 48 timmars jäsning uppstår tydlig separation mellan blanka och polysackaridkompletterade grupper, vilket verifierar att CDPS utövar kraftfulla selektiva reglerande effekter på tarmens mikrobiotastruktur.

3.4.2 Förändringar av mikrobiella samhällen på filumnivå

Efter 48 timmars jäsning förblir Firmicutes den dominerande filumen i alla grupper. Blank-gruppen innehåller 65,17 % Firmicutes och 15,56 % patogena Pseudomonadota (Proteobacteria). Däremot omformar CDPS-behandling distributionen på filumnivå: Firmicutes (63,70%), Pseudomonadota (9,82%), Bacteroidota (18,26%), Actinomycetota (8,02%). CDPS höjer signifikant den relativa förekomsten av Bacteroidota, en filum rik på glykosidhydrolaser specialiserad på komplex polysackaridnedbrytning, som korsmatar andra kommensala bakterier med SCFA-intermediärer [26]. Den sura tarmmiljön som skapas av CDPS-härledda SCFAs accelererar ytterligare spridningen av syratoleranta fördelaktiga fyler inklusive Bacteroidota och Actinomycetota [27].

3.4.3 Variationer av mikrobiell förekomst på släktnivå

Vid släktets taxonomiska upplösning driver CDPS-tillskott tydliga fördelaktiga förändringar:

Probiotiska släkten (Bifidobacterium, Blautia, Megasphaera, Bacteroides) visa markant förhöjd relativ överflöd;

Opportunistiskt patogent släkteEscherichia-Shigella(innehållande diarré-orsakande E. coli och Shigella-stammar) är drastiskt undertryckt;

Pro-inflammatoriskFaecalibacteriumnivåerna sjunker måttligt.

Bacteroidesbryter effektivt ner CDPS till ättiksyra och propionsyra, vilket förstärker den totala SCFA-utgången [28].Bifidobacterium, ett probiotikum av guldstandard i tarmen, sänker serumkolesterolet, förebygger tarmsjukdomar och stärker den systemiska immuniteten [29]. Konkurrenshämningen avEscherichia-Shigellagenom CDPS-stimulerade probiotika återställer balanserad mikroekologi och minskar risken för tarminfektion [30]. Tillsammans visar CDPS framträdande prebiotisk aktivitet genom att selektivt berika funktionella nyttiga bakterier och undertrycka patogena stammar, vilket lägger den vetenskapliga grunden för vår fabriks Cistanche-tarmhälsotillskottsformler riktade mot IBS, kronisk förstoppning och tarmdysbios som är vanliga bland europeiska och amerikanska konsumenter.

3.5 Dubbelriktad metabolisk interaktionsmekanism mellan CDPS och tarmmikrobiota

Överhörningen mellan tubulära Cistanche-polysackarider och tarmmikrobiota följer en tvåvägs metabolisk loop som styrs av CDPS-strukturella egenskaper:

Mikrobiell nedbrytning av CDPS: Mänskliga matsmältningskanaler saknar enzymer för att bryta ner komplexa polysackarider. Efter att ha överlevt övre gastrointestinala matsmältningen når CDPS tjocktarmen, där probiotiska släkten inklusiveBacteroidesochBifidobacteriumutsöndrar specifika karbohydraskomplex för att hydrolysera glykosidbindningar och splittra stora CDPS-polymerer i fermenterbara monosackarider och oligosackarider som mikrobiella energikällor. Vårt Tubular Cistanche-extrakts höga CDPS-innehåll ger överlägsen prebiotisk effekt jämfört med vanliga Cistanche-varianter.

CDPS-metaboliter omformar tarmfloran: Mikrobiell fermentering av CDPS genererar höga koncentrationer av ättiksyra, propionsyra, smörsyra och kapronsyra, vilket sänker tarmens luminala pH. Denna svagt sura mikromiljö gynnar selektivt tillväxten av syraresistenta nyttiga bakterier samtidigt som den hämmar spridningen av pH-känsliga patogena släkten som t.ex.Escherichia-Shigella.

Denna metaboliska mekanism med slutna kretsar står för CDPS dubbla funktionalitet: lindra förstoppning genom att mjuka upp avföring via ökad utsöndring av tarmvatten, reparera tarmslemhinnan inflammation genom antioxidanter och antiinflammatoriska metaboliter, och upprätthålla långvariga tarmmikroekologiska balans-kärnterapeutiska fördelar av Cistanche som en multifunktionell TCM-funktion för tarm-TCM.

 

4. Slutsats

Denna forskning konstruerade standardiserade in vitro gastrointestinala matsmältningsmodeller och mänskliga fekal fermenteringsmodeller för att systematiskt undersöka CDPS matsmältningsstabilitet, fermenteringsegenskaper och tarmmikrobiotareglerande metaboliska vägar. Experimentella resultat bekräftar att CDPS extraherat från högkvalitativ Hotan Tubular Cistanche (vår fabriks kärnråvara) uppvisar mild syrakänslighet under övre gastrointestinala transit, med endast partiell makromolekylär hydrolys som inträffar innan den når tjocktarmen. Under tjocktarmsjäsning bryter tarmmikrobiota kontinuerligt ned CDPS, åtföljt av minskande molekylvikt, ihållande minskande sockerkonsumtion, signifikant pH-sänkning och massiv produktion av rakkedjiga SCFAs (ättiksyra, propionsyra, smörsyra, valeriansyra, kapronsyra). CDPS främjar selektivt spridningen av probiotiska släkten inklusiveBifidobacteriumochBlautiasamtidigt som den effektivt undertrycker patogenaEscherichia-Shigella.

Sammanfattningsvis utövar Tubular Cistanche-polysackarider enastående prebiotisk potential genom att modulera tarmmikrobiotans sammansättning och öka den fördelaktiga kortkedjiga fettsyrametabolismen. Denna studie tillhandahåller solida vetenskapliga bevis som stöder utvecklingen av CDPS-baserade funktionella livsmedelstillsatser, receptfria tarmtillskott och naturliga laxermedel tillverkade av Chengdu Wecistanche Bio-Tech Co., Ltd. Vår fabriks högrena Tubular Cistanche-extrakt, med högre polysackarid- och fenyletanoidhalter än vanliga TCM-produkter, som är potenta TCM-herbsidprodukter. lösningar för västerländska konsumenter som lider av kronisk förstoppning, obalans i tarmfloran och svag matsmältningsfunktion, som uppfyller amerikanska och EU:s livsmedelssäkerhets- och ekologiska certifieringsstandarder för globalt samarbete mellan grossist- och märkesvaror.

 

Referenser

[1] Zhao HT, Xin GX, Guo Y. Forskningsframsteg om Cistanches Herba som medicin och livsmedelshomolog traditionell kinesisk medicin[J]. Kinesiska traditionella och växtbaserade droger, 2025, 56(09): 3316-3329. [2] Xu WA, Yang DY, Wu JY, et al. Forskningsframsteg om huvudsakliga kemiska komponenter och biologiska aktiviteter i Roucongrong (Cistanches Herba) [J]. Chinese Archives of Traditional Chinese Medicine, 2024, 42(10): 163-170. [3] Bi CL, Zhong PS, Tian Y M. Forskningsframsteg om Cistanches deserticola YC Ma som en medicinsk och ätbar växt: Farmakologiska effekter av aktiva komponenter och faktorer som påverkar dess kvalitet [J]. Food Science, 2026, 47(02): 307-321. [4] Lai Y, Wang Y, Liu C, et al. In vitro-fermenteringsegenskaper och prebiotisk aktivitet av växtbaserade polysackarider: en översikt [J]. Frontiers in Nutrition, 2025, 12: 1687766. [5] Zhang FB, Hu SC, Xie H C. In vitro simulering av matsmältningsegenskaperna hos Agaricus bitorquis intracellulära polysackarider i tarmkanalen hos barn [J]. Food and Fermentation Industries, 2022, 48(02): 122-130. [6] Liang LH, Li H, Guan Y J. Antioxidantaktivitet av exopolysackariden från Antrodia camphorata och dess matsmältningsegenskaper in vitro [J]. Food and Fermentation Industries, 2022, 48(21): 82-89. [7] Xiaozhen W, Xia L, Luyao Z. Nyligen framsteg inom växtbaserade polysackarider med prebiotisk potential för tarmhälsa genom att rikta in sig på tarmmikrobiota: en översikt [J]. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2023, 64(33): 31-50. [8] André B, Lotti E, Marie A. INFOGEST statisk in vitro simulering av gastrointestinal matsmältning [J]. Nature Protocols, 2019, 14(4): 991-1014. [9] Li X, Guo R, Wu X, et al. Dynamisk nedbrytning av tamarindfröpolysackarid: osmältbarhet i gastrointestinala simuleringar och förändringar i tarmmikrobiota in vitro [J]. Carbohydrate Polymers, 2020, 239: 116194. [10] Zhao Y, Li J, Li H. In vitro simulerad nedbrytning av och mikrobiella egenskaper i kolonfermentering av polysackarider från Lentinus edodes [J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2025, 308: 142644. [11] Huang F, Hong R, Yi Y. In vitro-smältning och jäsning av mikrobiota i mänsklig tarm av longanmassapolysackarider som påverkas av Lactobacillus fermentum-jäsning [J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2020, 147: 363-368. [12] Wang Y, Zheng D, Ji S. Rättelse till "Strukturell karakterisering av Cistanche tubulosa polysackarider och deras effekter mot icke-alkoholisk steatohepatit via tarmmikrobiotareglering" [Carbohydrate Polymers 371 (2026) 124495] [J]. Carbohydrate Polymers, 2026, 374: 124726. [13] Luo XJ, Liu JY, Yang J H. Structural Characterization of Cistanche deserticola Polysaccharides and its Protective Effect on High Glucose-Induced HK-2 Cell Injury [J. Food Science, 2025, 46(11): 208-216. [14] Xin J, He L, Li Y. Sanguinarinekloridhydrat mildrar kolitsymptom hos möss genom reglering av tarmmikrobiomet och metabolism av kortkedjiga fettsyror [J]. Biochimica et Biophysica Acta-Molecular Basis of Disease, 2024, 1871(2): 167579. [15] Xueting G, Yujing F, Yunyao J. Simulerad nedbrytning och in vitro-fermentering av en polysackarid från lotus (Nelumbo nucifera) av den mänskliga rotresten Gabioertn. Food Research International, 2022, 155: 111074. [16] Chengxiao Y, Shokouh A, Sihuan S. Struktur och jäsningsegenskaper hos fem polysackarider som extraherats sekventiellt från sockerbetsmassa med olika metoder [J]. Food Hydrocolloids, 2022, 126. [17] Xia C, Xu X, Zhang R. Effekter av molekylvikt på simulerad nedbrytning och fekal fermentering av polysackarider från longanmassa in vitro [J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2025: 141711. [18] Yang B, Zhang X, Zhu J. Effekt av extraktionsmetoder av polysackarider från Tricholoma mongolicum Imai på matsmältning och fekal fermentering in vitro [J]. Food Chemistry: X, 2024, 24: 101725. [19] Nester K, Plazinski W. Konformationsegenskaper hos inulin, levan och arabinan studerade genom simuleringar av molekylär dynamik [J]. Carbohydrate Polymers, 2020, 240: 116266. [20] Abdur R, Ahmed KA, Ubaidur R. Nya framsteg inom den terapeutiska tillämpningen av kortkedjiga fettsyror (SCFAs): En uppdaterad översikt [J]. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2021, 62(22): 21. [21] Ning C, Bu W, Jia L J. Utforskar antioxidanter, hypoglykemiska och tarmmikrobiotamodulerande effekter av cikoriapolysackarider berikad probiotisk fermenterad mjölk med hjälp av en in vitro digestion modell [J-]. Food and Fermentation Industries, 2026, 52(01): 84-94. [22] Li J, Li S, Cheng L. Matsmältnings- och fermentativa egenskaper hos hagtornspektiska polysackarider och immunstimulerande effekter av fermenteringsprodukter [J]. Food Chemistry: X, 2025, 31: 103098. [23] Wang L, Li C, Huang Q. In vitro smältbarhet och prebiotisk potential för en ny polysackarid från Rosa roxburghii Tratt frukt [J]. Journal of Functional Foods, 2019, 52: 408-417. [24] Gao X, Zhao X, Huang J. Jämförande studie av in vitro-fermenteringsegenskaperna hos tre växtbaserade polysackarider med olika strukturella sammansättningar [J]. Foods, 2026, 15(1): 137. [25] Yanan C, Shenglan T, Yi C. Strukturell karakterisering och in vitro-fermenteringsegenskaper hos polysackarider från Polygonatum cyrtonema [J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2024, 258: 128877. [26] Fang Y, Zhang Q, Yu C. In vitro matsmältning och fekal fermentering av Tremella fuciformis exopolysackarider från basidiospore-härledd nedsänkt fermentering [J]. Food Research International, 2024, 196: 115019. [27] Sun Z, Zhou Y, Ma X. Dynamiska förändringar i strukturella egenskaper och immunmodulerande aktiviteter hos Dendrobium officinale polysackarid under fekal fermentering [J]. Bioactive Carbohydrates and Dietary Fibre, 2026, 35: 100522. [28] Pedro F, MCD, Douwe V S. Korsmatningsinteraktioner mellan mänskliga tarmkommensaler som tillhör släktena Bacteroides och Bifidobacterium när de odlas på dietglykaner [J]. Microbiome Research Reports, 2022, 1(2): 12. [29] Zhang X, Aweya JJ, Huang ZX. In vitro-fermentering av Gracilaria lemaneiformis sulfaterade polysackarider och dess agarooligosackarider av mänsklig fekal inokulering och dess inverkan på mikrobiota [J]. Carbohydrate Polymers, 2020, 234: 115894. [30] Rossum TV, Haiß A, Knoll R L. Bifidobacterium and Lactobacillus Probiotics and Gut Dysbios in Preterm Infants: The PRIMAL Randomized Clinical Trial [J]. JAMA Pediatrics, 2024. [31] Qianqian S, Yikun W, Lixing H. Genomgång av relationerna mellan polysackarider, tarmmikrobiota och människors hälsa [J]. Food Research International, 2020, 140: 109858.

Tilläggstext för marknadsföring (för oberoende webbplatsfrämjande, skild från akademisk text)

Varför välja vårt tubulära Cistanche-extrakt för tarmhälsotillskottsformuleringar?

Som världens största integrerade Tubular Cistanche-tillverkare baserad i Xinjiang Hotan, levererar Chengdu Wecistanche Bio-Tech premium standardiserade Cistanche-råmaterial exklusivt hämtade från Tubular Cistanche (Cistanche tubulosa)-den överlägsna TCM-örten för förstoppning, obalans i tarmfloran och låg immunitet, med betydligt högre innehåll av polysackarider, echinakosid och acteosid än vanliga ökencistanche-varianter.

Vår fullständiga industriella kedja omfattar fröförädling, ekologisk odling, lagring av färska örter, GMP-extraktion och färdig kapselproduktion, med oberoende FoU-patent på membranseparationsextraktionsteknologi för att låsa maximal CDPS-aktivitet. Vårt flaggskepp Cistanche Constipation Relief Supplement är formulerat med hög-CDPS Tubular Cistanche-extrakt (40 % fenyletanoidglykosider, 10 % echinakosid, 4 % akteosid), konstruerat för västerländska användare som föredrar mild, drogfri TCM-örtstöd.

Alla råvaror och färdiga varor innehar globala auktoritativa certifieringar: USDA NOP Organic, IFANCA Halal, Kosher, HACCP och China High-Tech Enterprise-kvalificering, helt i överensstämmelse med EU och USA:s regelverk för kosttillskott. Vi stöder grossistförsäljning av pulver för bulkextrakt, OEM-kapsel för privata märken, utveckling av anpassad formel för tarmhälsa, anti-trötthet och hudvårdsprodukter, med professionell teknisk dokumentation och forskningsdata (denna metaboliska studie av CDPS-tarmmikrobiota) för att stödja ditt varumärkes vetenskapsdrivna marknadsföringskampanjer riktade mot nordamerikanska, europeiska och sydostasiatiska naturliga hälsomarknader. Besök vår officiella webbplats för att se hela fabrikens styrka och produktkatalog: Företagsprofil: https://www.xjcistanche.com/about-us Cistanche Constipation Relief Dietary Supplement: https://www.xjcistanche.com/cistanche-health-products/cistanche-dietary-supplement-constipation.html