黄精-筠姜-肉桂混合水提物抗衰老活性研究及其功能性食品开发

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衰老是伴随生命发生、发展过程中的一种活动,指机体从构成物质、组织结构到生理功能的丧失和退化过程。随着人口老龄化及衰老相关疾病发病率的不断增长,社会和经济负担不断加重。开展延缓衰老的功能性食品研究,降低衰老相关疾病发病率,对改善国民生活水平,提高生活质量具有重要意义。中药具有多成分、多靶点、多作用机制的特点,在食疗保健方面具有明显的优势。黄精来源于百合科草本植物黄精的根茎,含有丰富的营养成分、植物多糖、皂苷及黄酮类活性成分,具有抗氧化、延缓衰老、调节免疫力和抗疲劳等多种功能活性;筠姜为四川所特有的优质药用干姜,与其他地方所产的干姜相比,更具温补之效,并有促进血液循环和提高免疫力等功能。肉桂作为常用药食同源中药材,含有肉桂精油、油树脂、黄酮类、多糖、多酚等多种生理活性物质,具有较高的药用和食用价值。黄精、筠姜与肉桂均为药食同源原料,不仅广泛应用于医药领域,同时在保健食品领域占据重要地位。早在唐代孙思邈《千金方》“黄精膏”中就将三者配伍作为延缓衰老、美容养颜的养生膏方使用了。但目前对该配伍组合物的水提物提取工艺、抗衰老功能活性和功能性产品开发等方面鲜有研究,黄精-筠姜-肉桂组合物的应用缺乏理论基础和技术支撑。因此,本文以黄精-筠姜-肉桂混合水提物为研究对象,挑选优质黄精原材料,优化提取工艺,并对黄精-筠姜-肉桂混合水提物进行体外抗氧化及体内抗衰老活性研究,同时将黄精-筠姜-肉桂混合水提物应用于抗衰老功能性食品的研究开发,为其在功能性食品领域的应用提供理论基础和技术保障。(1)通过对不同产地的黄精进行营养及活性成分测定、体外抗氧化活性评价发现,四川产地黄精更符合后续实验设计要求且具有一定优势。(2)采用响应面法优化黄精-筠姜-肉桂混合水提物的提取工艺,并对黄精-筠姜-肉桂混合水提物进行体外抗氧化活性研究,结果表明,黄精-筠姜-肉桂混合水提物的最优水提条件为:料液比1∶8,提取时间1.5h,提取次数3次;体外抗氧化活性评价显示,黄精-筠姜-肉桂混合水提物的IC50分别为:DPPH 0.37mg·mL-1,ABTS+0.32mg·mL-1,超氧阴离子自由基0.48mg·mL-1,表明其具有较好的体外抗氧化活性。(3)基于网络药理学分析黄精-筠姜-肉桂混合水提物抗衰老作用机制,结果表明,神经活性配体-受体相互作用通路、c AMP信号通路、糖尿病并发症AGE-RAGE信号通路、PI3K-Akt信号通路、TNF信号通路等可能与黄精-筠姜-肉桂组合物抗衰老功能活性相关,并验证了关键成分Zingiberone、Shyobunone、Styrene、Alpha-Curcumene、quercetin、beta-sitosterol与关键靶点IL-1β、AGT、MAPK1、BCL2、TNF、MAPK3、NF-κB1、IL-6结合的可行性。(4)黄精-筠姜-肉桂混合水提物对衰老小鼠抗氧化生理机能的影响结果发现,该水提物能降低衰老模型小鼠肝组织中AGEs、IL-1β、TNF-α和IL-6的水平,提高免疫组织肝脏、肾脏和脾脏的器官指数,提高肝、脑组织中SOD、GSH-Px和T-AOC的活力及抗炎因子IL-10含量,降低肝、脑组织中NO活力和MDA含量。(5)对衰老模型小鼠肠道菌群生物多样性分析发现,黄精-筠姜-肉桂混合水提物可以显著提高衰老模型小鼠肠道菌群的Chao1、PD、ACE和Shannon指数;升高模型小鼠肠道菌群中拟杆菌门与厚壁杆菌门数量比值,降低乳杆菌科和乳杆菌属相对丰度,升高瘤胃菌科相对丰度。肠道菌群功能预测发现,衰老小鼠肠道菌群中参与脂肪酸的代谢与合成以及细菌感染等代谢通路的微生物丰度显著高于正常小鼠和黄精-筠姜-肉桂混合水提物饮食干预衰老小鼠。(6)基于黄精-筠姜-肉桂混合水提物的抗衰老活性,研究开发具有抗衰老功能活性的产品—黄精筠姜糕,通过正交实验优化得到黄精筠姜糕产品的最优配方为:以产品得率为基准,冰糖粉末0.1%、海藻酸钠0.05%、麦芽糊精4%、麦芽糖浆1.25%。并对最优配方所得产品色差、营养成分、活性成分等进行品质评价。
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