Erforschung des Alterungsmechanismus von getrockneten Mandarinenschalen auf der Grundlage einer umfassenden gezielten Metabolomik-Technologie und einer Hochdurchsatz-Sequenzierungstechnologie
Chenpi ist die getrocknete und reife Fruchtschale von Citrus reticulata Blanco und seinen Kultursorten aus der Familie der Rutaceae. Sie hat die Wirkung, das Qi zu regulieren und die Milz zu stärken, Feuchtigkeit auszutrocknen und Schleim aufzulösen, und ist ein typischer Vertreter der alten traditionellen chinesischen Medizin. Der Name Chenpi taucht erstmals in der "Dietary Therapy Materia Medica" auf, und in der Literatur wird erwähnt, dass die Alterungszeit variiert. Im "Lei Gong Pao Zhi Lun" heißt es: "Die älteste ist die wunderbarste"; in der "Daily Materia Medica" heißt es, dass "gealterte Mandarinenschalen noch besser sind". In dem Buch "Erläuterung der medizinischen Eigenschaften des Lei Gong-Kanonenbrennens" heißt es: "Wenn man sie sammelt und lange reifen lässt, werden viele Pflaumenblüten den Sommer durchlaufen und das starke Qi wird vollständig beseitigt, die Temperatur wird mäßig sein, ohne die Gefahr von Trockenheit und Zerstreuung, und das Qi wird ohne die Gefahr von scharfen Schnitten fließen: "Chenpi sollte jedes zweite Jahr gealtert werden; Der "Yitang Sanshi" berichtet: "Die neue Orangenschale hat eine starke Aura und erfordert eine umfangreiche Produktion. Es dauert zwei bis drei Jahre, bis sie als hochwertig gilt.
Die Alterung der traditionellen chinesischen Medizin bezieht sich auf die Umwandlung der chinesischen Medizin von einer neuen Droge in eine gealterte Medizin nach angemessenen Lagermethoden, was zu Veränderungen in ihrer Leistung und Wirksamkeit führt, um den klinischen Bedürfnissen der traditionellen chinesischen Medizin besser gerecht zu werden. Im Laufe der Geschichte hat es immer wieder Diskussionen über die Alterung der traditionellen chinesischen Medizin gegeben. Im "Shennong Bencao Jing" heißt es: "Es gibt wahre und falsche Arzneimittel sowie neue und alte Arzneimittel, und jedes hat seine eigene Methode", was darauf hindeutet, dass "neu" und "alt" jeweils ihre eigenen Merkmale und Wirkungsregeln haben. In diesem Jing werden Orangenschalen beschrieben, aber es wird nicht erwähnt, ob sie gealtert sind. In den "Annotations on the Classic of Materia Medica of Shennong" wurden zunächst sechs wichtige gealterte Arzneimittel vorgeschlagen: "Alle Wolfsbeeren, Zitrusfrüchte, Orangenschalen, Pinellia ternata, Ephedra und Wuzhuyu, die eine langfristige Alterung erfordern, sind gut. In späteren Generationen erweiterten die Mediziner den Anwendungsbereich der traditionellen chinesischen Medizin weiter. Im Kompendium der Materia Medica heißt es: "Rhabarber, Holzdiebe, Katzenminze, Korianderblüten, Johannisbrotblüten usw. sind ebenfalls für eine lange Reifung geeignet, nicht nur für die sechs Arten; Bis zur Qing-Dynastie hieß es in dem Buch "Bencao Congxin": "Es ist am besten, gealterte Kräuter zu verwenden, entweder um ihre Kraft zu reduzieren oder um ihre Feuerenergie zu entfernen." Es enthält fast 40 Geschmacksrichtungen von gealterten Kräutern. Heutzutage betont auch die traditionelle chinesische Medizin, dass bestimmte chinesische Arzneimittel für eine optimale Anwendung gealtert werden sollten. Es wird deutlich, dass die Alterung der traditionellen chinesischen Medizin auf der Zusammenfassung der klinischen Praxis beruht. In der Literatur gibt es jedoch keine ausführliche Erklärung des Alterungsmechanismus.

Es gibt viele Forschungsberichte über den Alterungsmechanismus der traditionellen chinesischen Medizin, wie z. B. Wu Zhu Yu, Qi Ai Ye, Ma Huang, Chen Pi usw., die sich hauptsächlich auf den Vergleich der chemischen Zusammensetzung und der pharmakologischen Wirkungen bei unterschiedlichen Alterungszeiten konzentrieren. Die Qualität der Forschung ist nicht tiefgreifend, und die Schlussfolgerungen sind uneinheitlich. Das Forschungsteam nahm die Idee der Alterung und der qualitätsbezogenen Mikroorganismen in Flue-Cured-Tabak, Tee und Baijiu als Referenz. Frühere Untersuchungen ergaben, dass das Wachstum und der Stoffwechsel von Mikroorganismen, die sich während der Alterung an der Mandarinenschale festsetzen, eng mit den Veränderungen der Flavonoide und anderer Wirkstoffe zusammenhängen. Es wurde angenommen, dass der Stoffwechsel von Aspergillus niger, dem dominierenden Mikroorganismus auf der Mandarinenschale, die Zunahme der Flavonoide fördert. Liu untersuchte den Mechanismus des mikrobiellen Stoffwechsels und der Umwandlung von Wirkstoffen in gealterten Mandarinenschalen, und die Ergebnisse zeigten, dass Mikroorganismen am Alterungsprozess von Mandarinenschalen beteiligt sind und Verbindungen in Mandarinenschalen umwandeln können, um den Gehalt an Wirkstoffen zu erhöhen. Darüber hinaus variiert die Vielfalt der Bakterien und Pilze auf der Oberfläche von gealterten Mandarinenschalen mit den verschiedenen Alterungszeiten. Es wird vermutet, dass Mikroorganismen während des Alterungsprozesses der Mandarinenschale Veränderungen in der pharmakologischen Wirkstoffbasis verursachen können. Zahlreiche Studien haben die Korrelation zwischen Mikroorganismen und chemischen Komponenten während des Alterungsprozesses von Mandarinenschalen bestätigt, aber es gibt keinen Bericht über die Gesamtanalyse der Interaktion zwischen anhaftenden Mikroorganismen und Sekundärmetaboliten in Mandarinenschalen auf der Grundlage von Metabolomics und Hochdurchsatzsequenzierung. In diesem Artikel wird zum ersten Mal die UPLC-ESI-MS/MS-Metabolomics-Technologie eingesetzt, um die Sekundärmetaboliten von gealterten Mandarinenschalen nach 1 Jahr und 3 Jahren Lagerung zu analysieren und die Sekundärmetaboliten, die gemeinsamen Metaboliten und die unterschiedlichen Metaboliten in den Proben der Vergleichsgruppe umfassend aufzudecken; Basierend auf der Hochdurchsatz-Sequenzierungstechnologie wurden die Struktur der Gemeinschaft und die Veränderungen der anhaftenden Mikroorganismen in der Vergleichsgruppe umfassend aufgedeckt und die unterschiedlichen Mikroorganismen untersucht; Durchführung einer Korrelationsanalyse zwischen den unterschiedlichen Metaboliten, die durch Metabolomics nachgewiesen wurden, und den unterschiedlichen Mikroorganismen, die durch den Hochdurchsatz-Sequenzierungsvergleich identifiziert wurden. Die Forschungsergebnisse bieten eine theoretische Grundlage für die eingehende Untersuchung des Alterungsmechanismus von Mandarinenschalen.

Sammlung der Proben. Bei den in diesem Versuch verwendeten Proben handelt es sich um standardmäßig gelagerte Mandarinenschalen desselben Ursprungs, derselben Charge und verschiedener Lagerjahre. Bei der Standardlagerung handelt es sich um eine In-situ-Lagerung am Herkunftsort mit regelmäßiger saisonaler Kontrolle und Aufzeichnung der Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen. Dies ist eine gute Methode für die Rückverfolgbarkeit und Sammlung von Proben, die den Einfluss von ungenauen Umgebungs- und Jahresdaten vermeiden kann.

Analyse von Sekundärmetaboliten. Die Metabolomics-Technologie kann die chemische Gesamtzusammensetzung der traditionellen chinesischen Medizin umfassend und wissenschaftlich analysieren und wurde bei der Qualitätsbewertung von Sorten der chinesischen Medizin, wie Ginseng, Scutellaria baicalensis, Angelica dahurica, Paeonia lactiflora und Paeonia lactiflora, weithin eingesetzt. In diesem Artikel werden umfangreiche zielgerichtete Metabolomics-Techniken eingesetzt, um Sekundärmetaboliten in gealterten Mandarinenschalen nach 1 Jahr und 3 Jahren Lagerung umfassend zu erfassen. PCA-Analyse, OPLS-DA-Analyse und Heatmap-Analyse können Proben aus verschiedenen Jahren eindeutig unterscheiden. Durch die Integration der Retentionszeit der Verbindungen und der charakteristischen Ionen (Q1 und Q3) konnten insgesamt 386 Sekundärmetaboliten aus der Datenbank abgerufen werden, darunter 79 Phenolsäuren, 143 Flavonoide, 4 Anthrachinone, 17 Lignane und Cumarine, 3 Tannine, 47 Alkaloide, 6 Terpene und 87 andere Klassen. Im Vergleich zu den herkömmlichen Verfahren der Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) und der Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie (LC-MS) hat sie den Vorteil, dass sie eine große Anzahl von Verbindungen identifizieren und das Gesamtspektrum der Sekundärmetaboliten in getrockneten Mandarinenschalen widerspiegeln kann. Um die Genauigkeit des relativen Gehalts jeder Verbindung zu gewährleisten, wurden in diesem Experiment Metaboliten-Massenspektrometrie-Analysedaten von verschiedenen Proben erhalten, die Peakfläche aller Substanz-Massenspektrometrie-Peaks integriert und die Massenspektrometrie-Peaks desselben Metaboliten in verschiedenen Proben integriert und korrigiert. Dieses Experiment bezieht sich auf die Planungsmethoden von klinischen und pharmakologischen Experimenten. Ein Jahr Lagerung von getrockneten Mandarinenschalen wurde als Kontrollgruppe verwendet, und drei Jahre Lagerung von getrockneten Mandarinenschalenproben wurden als Versuchsgruppe verwendet. Differenzielle Metaboliten mit einer Fold Change ≥ 2 oder Fold Change ≤ 0,5 und VIP ≥ 1 wurden ausgewählt. Wenn der Unterschied bei den Metaboliten zwischen den Gruppen mehr als das 2-fache oder weniger als das 0,5-fache beträgt und VIP ≥ 1 ist, wird der Unterschied als signifikant angesehen. Im Ergebnis wurden insgesamt 79 differentielle Metaboliten untersucht, von denen die Verbindungen mit hochregulierten Unterschieden und hohem relativen Gehalt als qualitätsbezogene Metaboliten von getrockneten Mandarinenschalen angesehen werden können. Unter den 20 wichtigsten Verbindungen mit unterschiedlichen Veränderungen in den Sekundärmetaboliten von gealterten Mandarinenschalen nach 1 Jahr und 3 Jahren Alterung sind die hochregulierten Verbindungen: 3,5-Dihydroxy-3-methylvaleriansäure, 5,7-Dihydroxy-1(3H)-isobenzofuran-on, Sinapin, p-Hydroxybenzoylweinsäure, 3 ', 4', 7-Trihydroxyflavon, Catechin, Limonin, Dihydrobaibei-Alkaloid B, Quercetin-O-Rutinosin-Hexose und C-Hexosyl-Aureosin-O-Sinapyrylhexose. Unter ihnen haben Catechin, Limonin, 3 ', 4', 7-Trihydroxyflavone antibakterielle, entzündungshemmende, antioxidative, krebshemmende und andere Wirkungen, die alle als potenzielle Qualitätsbewertungen verwendet werden können. Ikonische Verbindungen. Die Behandlung von Krankheiten mit traditioneller chinesischer Medizin zeichnet sich durch eine Vielzahl von Komponenten, Zielen und Wegen aus. Der Schlüssel zur Qualitätsbewertung und -kontrolle der traditionellen chinesischen Medizin liegt darin, wie man aus den zahlreichen Komponenten die Zielkomponenten für die Behandlung von Krankheiten heraussucht. Methoden wie die Vorhersage von Daten über kleine Moleküle, die medizinische Serumchemie und die Metabolomik von Pflanzen werden häufig eingesetzt. Die Ergebnisse dieses Experiments zeigen, dass unter der Voraussetzung einer angemessenen Gruppierung die Verwendung der UPLC-ESI-MS/MS-Technologie für eine breit angelegte Metabolomik effizient nach Metaboliten suchen kann, die mit der Qualität von getrockneten Mandarinenschalen zusammenhängen. Allerdings muss die Aktivität der gescreenten Verbindungen noch weiter überprüft werden, indem sie mit den traditionellen Funktionen der getrockneten Mandarinenschalen kombiniert werden.
Der Alterungsmechanismus von Mandarinenschalen. Traditionell wird angenommen, dass gealterte Mandarinenschalen gut sind. Es wurde jedoch weithin berichtet, dass während des Alterungsprozesses von Mandarinenschalen die metabolische Umwandlung von Mikroorganismen die chemischen Komponenten in der Schale beeinflusst, wodurch die Akkumulation von Wirkstoffen gefördert und das Ziel einer guten gealterten Mandarinenschale erreicht wird. Dieses Ergebnis steht im Einklang mit dem berichteten Anstieg des Gesamtflavonoidgehalts in gealterten Mandarinenschalen. In diesem Artikel wird eine Korrelationsanalyse zwischen den durch Metabolomics nachgewiesenen unterschiedlichen Metaboliten und den durch Hochdurchsatz-Sequenzierung identifizierten unterschiedlichen Mikroorganismen durchgeführt. Die Ergebnisse bestätigen auch, dass dominante Bakteriengattungen wie Aspergillus, Penicillium und Penicillium die Wirkstoffe in getrockneten Mandarinenschalen erheblich beeinflussen können, was mit Literaturberichten übereinstimmt. Die Voruntersuchungen der Forschungsgruppe ergaben, dass sich während des Alterungsprozesses von getrockneten Mandarinenschalen die vorherrschenden mikrobiellen Gruppen, die sich an der Oberfläche festsetzen, ständig weiterentwickeln. Mit zunehmender Reifezeit verlagern sich die dominierenden Mikroorganismen von Zasmidium, Cladosporium, Symmetrospora und Fusarium zu Cladosporium, Aureobasidium, Aspergillus und Xeromyces. Xeromyces bisporus, ein Mikroorganismus, der sich zwischen Proben, die 1 Jahr und 3 Jahre gelagert wurden, unterscheidet, ist eine Art, die gegenüber Trockenschimmel toleranter ist. Mikroorganismen, die unter Bedingungen mit geringer Wasseraktivität überleben können, können sich an Lebensumgebungen mit extrem niedriger Wasseraktivität (0,61) anpassen, was mit dem extrem trockenen Zustand der gealterten Mandarinenschale übereinstimmt. Gleichzeitig zeigten die Versuchsergebnisse, dass unterschiedliche Mikroorganismen wie Fusarium, Aspergillus und Fusarium gleichzeitig den relativen Gehalt an verschiedenen Wirkstoffen und Aromakomponenten wie Hesperidin, Vanillinsäure, Puerarin und Säurekomponenten beeinflussen können. Daher zeigt eine umfassende Beurteilung, dass die unterschiedlichen Mikroorganismen in den Proben getrockneter Mandarinenschalen die relative Zunahme von Wirkstoffen wie Hesperidin und anderen Flavonoiden fördern und gleichzeitig die relative Zunahme oder Abnahme von Aromakomponenten verändern können, um den Geruch von getrockneten Mandarinenschalen zu regulieren. Daher könnte die wissenschaftliche Aussage "gealterte Mandarinenschalen sind gut" eng mit dem Einfluss unterschiedlicher Mikroorganismen auf den relativen Gehalt an sekundären Metaboliten verbunden sein.