CN115192620A - 麒麟果发酵物用于制备改善新陈代谢状态组合物的用途 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种麒麟果发酵物用于制备改善新陈代谢状态组合物的用途,其中麒麟果发酵物是将麒麟果的果实的水萃物经由酵母菌、乳酸杆菌及醋酸菌发酵而制得。
Description
技术领域
本发明涉及一种麒麟果发酵物,特别是关于麒麟果发酵物用于制备改善新陈代谢状态的组合物的用途。
背景技术
麒麟果是仙人掌科(Cactaceae)的一种巨型仙人掌「霸王花」的果实,学名为Hylocereus megalanthus,又名燕窝果、黄龙果。
麒麟果的外观为黄色皮,内部果肉为白色,并且果肉之中散布有黑色种子。相较于其他火龙果品种而言,其果实尺吋较小,黑色种子尺吋较大。
又由于相较于其他火龙果品种,麒麟果的果实长得非常慢,从开花至结出果实需要的时间约一般火龙果的3~5倍久,故而农民种植意愿较低。
因为现代人生活作息与饮食与往日不同,常造成新陈代谢症候的状态产生不平衡,亦称为新陈代谢症侯群。所谓新陈代谢症候群是指腰围过粗、血压过高、血糖过高、三酸甘油脂过高或高密度胆固醇过高等五项状态中符合三项或以上的群体。其中,肥胖者比一般体重者罹患新陈代谢症候高出三倍。
发明内容
为了进一步提升麒麟果的价值,发明人继续研究开发麒麟果相关产品及其用途。
有鉴于此,本发明提供一种麒麟果发酵物的用途,其是用于制备改善新陈代谢状态的组合物,且麒麟果发酵物是由麒麟果的果实水萃取物经由酵母菌、乳酸杆菌及醋酸菌依序发酵而制得。
在一实施例中,麒麟果发酵物中至少包括肌醇、苯乳酸、酪醇及4-羟苯乳酸。在一实施例中,麒麟果发酵物中至少包括890ppm的肌醇。
在一实施例中,麒麟果发酵物可以抑制Naa10p基因的表现量。
在一实施例中,麒麟果发酵物可以提升棕色脂肪细胞内粒腺体活性。在一实施例中,麒麟果发酵物可以提升骨骼肌细胞内粒腺体活性。
在一实施例中,麒麟果发酵物可以促进骨骼肌细胞增生。
在一实施例中,麒麟果发酵物可以降低胰岛素阻抗。
在一实施例中,麒麟果发酵物可以降低血液中醣化终产物含量、三酸甘油脂含量、血管硬化指数及肝损伤指标其中至少一种或其组合。
在一实施例中,麒麟果发酵物的有效用量为6mL/天。
综上所述,根据本发明任一实施例的麒麟果发酵物,其可用于制备改善新陈代谢状态的组合物。换言之,前述的组合物在有效用量为6mL/天下具有下列一种或多种功能:抑制Naa10p基因的表现量、提升棕色脂肪细胞内粒腺体活性、提升骨骼肌细胞内粒腺体活性、促进骨骼肌细胞增生、降低胰岛素阻抗、降低血液中醣化终产物含量、降低三酸甘油脂含量、降低血管硬化指数及降低肝损伤指标等。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述,但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1是麒麟果发酵物促进Naa10p基因表现结果图。
图2是麒麟果发酵物促进骨骼细胞粒腺体活性实验结果图。
图3是麒麟果发酵物促进棕色脂肪细胞粒腺体活性实验结果图。
图4是麒麟果发酵物人体实验中醣化终产物含量实验结果图。
图5是麒麟果发酵物人体实验中胰岛素阻抗实验结果图。
图6是麒麟果发酵物人体实验中胰岛素阻抗实验结果图。
图7是麒麟果发酵物人体实验中三酸甘油脂含量实验结果图。
图8是麒麟果发酵物人体实验中极低密度脂蛋白胆固醇含量实验结果图。
图9是麒麟果发酵物人体实验中血管硬化指数实验结果图。
图10是麒麟果发酵物人体实验中肝损伤指标实验结果图。
图11是麒麟果发酵物中生物活性物质TCI-GHU-01的指纹图谱。
图12是麒麟果发酵物中生物活性物质TCI-GHU-04的指纹图谱。
图13是麒麟果发酵物中生物活性物质TCI-GHU-03的指纹图谱。
图14是麒麟果发酵物中生物活性物质TCI-GHU-02的指纹图谱。
图15是麒麟果发酵物总多酚含量实验结果图。
图16是麒麟水萃取物的指纹图谱。
图17是麒麟发酵物的指纹图谱。
图18是生物活性物质TCI-GHU-01促进骨骼肌细胞增生实验结果图。
图19是生物活性物质TCI-GHU-01促进骨骼肌细胞粒腺体活性实验结果图。
其中,附图标记:
TCI-GHU-01:生物活性物质TCI-GHU-01
TCI-GHU-02:生物活性物质TCI-GHU-02
TCI-GHU-03:生物活性物质TCI-GHU-03
TCI-GHU-04:生物活性物质TCI-GHU-04
具体实施方式
关于本文中所使用的浓度符号「%」及「wt%」通常是指重量百分浓度,而浓度符号「vol%」通常是指体积百分浓度。
关于本文中所使用的「麒麟果」是指麒麟果的果实,学名为Hylocereusmegalanthus。
在一些实施例中,麒麟果发酵物是由麒麟果的水萃取物经由酵母菌、乳酸杆菌及醋酸菌依序发酵而制得。
在一些实施例中,麒麟果为全果实,全果实包括果皮、果肉及种子。在一些实施例中,麒麟果采用产地为秘鲁的麒麟果全果实。
在一些实施例中,麒麟果可包含原始、经干燥、冷冻或以其他物理方式加工以利于处理的全果实,可进一步包含完整、剁碎、切丁、碾磨、研磨或以其他方式经加工以影响原物料的大小及实体完整性的果实。
在一些实施例中,水萃取物是以麒麟果与水依1:15的比例提取而得。在一些实施例中,水萃取物是以麒麟果与水同时进行混合打碎后提取而得。在一实施例中,水萃取物是以麒麟果与水混加打碎后再加热至95℃持续60分钟提取而得。在一实施例中,水萃取物是以麒麟果与水混加打碎后添加10%的葡萄糖后,再加热至95±5℃持续60分钟提取而得。在一实施例中,水萃取物的白利糖度大于或等于9.0Brix°。
在一些实施例中,水萃取物降温后依序加入酵母菌、乳酸杆菌及醋酸菌进行三阶段发酵而制得麒麟果发酵物。在一些实施例中,水萃取物不另滤除其内部的固形物(即麒麟果)直接加入菌种进行发酵,以利用菌种进一步提取固形物中的活性成分。
在一实施例中,酵母菌可以是啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)。举例而言,采用中国台湾财团法人食品工业发展研究所寄存编号BCRC20271(国际寄存编号ATCC26602)菌株的啤酒酵母或其他市售啤酒酵母。
在一实施例中,乳酸菌可以是为胚芽乳酸杆菌(Lactobacillus plantarum)或植物乳杆菌。举例而言,采用中国台湾财团法人食品工业发展研究所寄存编号BCRC910760(国际寄存DSM32451)菌株的胚芽乳酸杆菌TCI378。
在一实施例中,采用中国台湾财团法人食品工业发展研究所寄存编号BCRC11688(国际寄存ATCC15973)菌株的醋酸菌Acetobacter aceti。
在一些实施例中,三阶段发酵程序为水萃取物内加入0.05wt%~0.15wt%的酵母菌并且于室温下静置发酵24小时形成初发酵液,而后加入0.025%~0.01wt%的乳酸杆菌并且于室温下静置发酵24小时形成次发酵液,最后再加入4%~6wt%的醋酸菌并且于室温下静置发酵120小时后形成植物发酵原液。在一些实施例中,水萃取物内加入0.1wt%的酵母菌并且于室温下静置发酵24小时形成初发酵液,而后加入0.05wt%的乳酸杆菌并且于室温下静置发酵24小时形成次发酵液,最后再加入5wt%的醋酸菌并且于室温下静置发酵120小时后形成植物发酵原液。
于此,酵母菌、乳酸杆菌、醋酸菌的发酵顺序无法前后对调或调整。透过先添加酵母菌可以使水萃取物发酵以产生酒精,酒精有利提取出麒麟果内不同的有效成份。再透过添加乳酸杆菌可以使得初发酵物内的葡萄糖被进一步消耗而降低糖度并且产生乳酸,以降低PH值,较低的PH值有利于进一步提取麒麟果内其他不同有效成分。最后,透过添加醋酸菌可以使得次发酵物内的酒精被消耗,并且再进一步再降低葡萄糖的含量。
在一些实施例中,完成三阶段发酵程序后再以筛网过筛以制得滤液。在一些实施例中,过筛后的滤液再进行减压浓缩以制得浓缩液,减压浓缩可以协助去除残余的酒精以确保浓缩液内酒精的残留。于此,减压浓缩于55~65℃下进行。
在一些实施例中,减压浓缩后再加水调整回原始减压浓缩前的总重以制得原始麒麟果发酵物。在一些实施例中,加水调整后再添加60%的异麦芽寡糖以制得麒麟果发酵物。在一些实施例中,原始麒麟果发酵物添加异麦芽寡糖至pH值达到3.4±1以及白利糖度38±2Brix°以制得麒麟果发酵物。
在一些实施例中,以植物发酵原液为麒麟果发酵物。在一些实施例中,以滤液为麒麟果发酵物。在一些实施例中,以浓缩液为麒麟果发酵物。在一些实施例中,以原始麒麟果发酵物为麒麟果发酵物。
在一些实施例中,本发明提供一种麒麟果发酵物的用途,其是用于制备改善新陈代谢状态的组合物。
在一些实施例中,麒麟果发酵物中至少包括肌醇、苯乳酸、酪醇及4-羟苯乳酸。在一些实施例中,麒麟果发酵物中至少包括890ppm的该肌醇。
在一些实施例中,麒麟果发酵物可以抑制Naa10p基因的表现量。研究显示肥胖症与Naa10p基因的表达过量有关,意即借由抑制脂肪组织中的Naa10p酶活性可以有效抑制体重过重,而降低罹患新陈代谢症候的机率。
在一些实施例中,改善新陈代谢状态是经由提升棕色脂肪细胞内粒腺体活性、提升骨骼肌细胞内粒腺体活性、促进骨骼肌细胞增生、降低胰岛素阻抗、降低血液中醣化终产物含量、三酸甘油脂含量、血管硬化指数及肝损伤指标等上述至少一种功效,以达到改善新陈代谢状态的功效。
在一实施例中,改善皮肤状态的组合物为食品、饮品或营养补充剂,且麒麟果发酵物有效剂量为6mL/日。换言之,食用、饮品或营养补充剂包含特定含量的麒麟果发酵物。在一些实施例中,食品可为一般食品、保健食品、膳食补充品或食品添加物(food additive)。
上述保健食品(food for special health use,FoSHU)也可称为功能(性)食品(functional food),是指加工成使得供给营养之外而且有效地表现出生物体调节功能的高效果的食品。在此“功能(性)”是指对人体的结构和功能调节营养素或者对生理学作用等保健用途获得有用的效果。本发明的食品可以通过本领域常用的方法制备,在上述制备时,可以通过添加本领域通常添加的原料和成分来制备。另外,上述食品的剂型只要被认为是食品的剂型就可以不受限制地制备。本发明的食品用组合物可以以多种形式的剂型制备,并且与一般药品不同,以食品为原料,因而具有没有因长期服用药品而可能产生的副作用等的优点,具有优异的可携带性使得本发明的食品可以作为用于增强免疫增强效果的辅助剂来摄入。
在一些实施例中,前述的食品可利用熟习此技艺者所详知的技术而被制造成适合于口服的剂型。在一些实施例中,一般食品可为但不限于:饮料(beverages)、发酵食品(fermented foods)、烘培产品(bakery products)或调味料。
上述组合物可以进一步包含生理学上可接受的载体,并且载体的种类没有特别限制,并且可以使用本技术领域中常用的任何载体。
另外,上述组合物可以包含通常用于食品中而可提高气味、味道、视觉等的附加成分。例如,可以包含0.1-5重量%的维生素A、C、D、E、B1、B2、B6、B12、烟碱酸(niacin)、生物素(biotin)、叶酸(folate)、泛酸(panthotenic acid)等。另外,可以包含锌(Zn)、铁(Fe)、钙(Ca)、铬(Cr)、镁(Mg)、锰(Mn)、铜(Cu)、铬(Cr)等的矿物质。另外,可以包含赖氨酸、色氨酸、半胱氨酸、缬氨酸等的氨基酸。
另外,上述组合物可以包含氧化防止剂(丁基羟基茴香醚(BHA)、丁基羟基甲苯(BHT)等)、着色剂(焦油色素等)、香料(香兰素、内酯类等)、成色剂(亚硝酸钠、亚硝酸钠等)、防腐剂(山梨酸钾、苯甲酸钠、水杨酸、脱氢乙酸钠等)、漂白剂(亚硫酸钠)、调味料(MSG谷氨酸钠等)、甜味料(甘素(dulcin)、甜蜜素(cyclamate)、糖精(saccharin)、钠等)、膨胀剂(明矾、D-酒石酸氢钾等)、强化剂、乳化剂、增稠剂(糊料)、皮膜剂、胶基础剂、泡沫抑制剂、溶剂、改良剂等的食品添加物(food additives)。上述添加物可以根据食品的种类择一或多进行添加以适当的量。
在一些实施例中,能借由习知方法于原料制备时添加任一实施例的麒麟果发酵物(即作为食品添加物),或是于食品的制作过程中添加任一实施例的麒麟果发酵物(即作为食品添加物),而与任一种可食性材料配制成供人类与非人类动物摄食的食用产品。
在一些实施例中,前述的组合物可为医药品。换言之,此医药品包含有有效含量的麒麟果发酵物。
在一些实施例中,前述的医药品可利用熟习此技艺者所详知的技术而被制造成一适合于经肠道或口服的投药剂型。这些投药剂型包括,但不限于:锭剂(tablet)、片剂(troche)、口含锭(lozenge)、丸剂(pill)、胶囊(capsule)、分散性粉末(dispersiblepowder)或细颗粒(granule)、溶液、悬浮液(suspension)、乳剂(emulsion)、糖浆(syrup)、酏剂(elixir)、浓浆(slurry)以及类似之物。
在一些实施例中,前述的医药品可利用熟习此技艺者所详知的技术而被制造成一适合于非经肠地道(parenterally)或局部地(topically)投药的剂型,这些投药剂型包括,但不限于:注射品(injection)、无菌的粉末(sterile powder)、外部制剂(externalpreparation)以及类似之物。在一些实施例中,该医药品可以一选自于由下列所构成的群组中的非经肠道途径(parenteral routes)来投药:皮下注射(subcutaneous injection)、表皮内注射(intraepidermal injection)、皮内注射(intradermal injection)以及病灶内注射(intralesional injection)。
在一些实施例中,医药品可进一步包含有被广泛地使用于药物制造技术的医药上可接受的载剂(pharmaceutically acceptable carrier)。例如,医药上可接受的载剂可包含下列的试剂中一种或多种:溶剂(solvent)、缓冲液(buffer)、乳化剂(emulsifier)、悬浮剂(suspending agent)、分解剂(decomposer)、崩解剂(disintegrating agent)、分散剂(dispersing agent)、黏结剂(binding agent)、赋形剂(excipient)、安定剂(stabilizingagent)、螯合剂(chelating agent)、稀释剂(diluent)、胶凝剂(gelling agent)、防腐剂(preservative)、润湿剂(wetting agent)、润滑剂(lubricant)、吸收延迟剂(absorptiondelaying agent)、脂质体(liposome)以及类似之物。有关这些试剂的选用与数量是落在熟习此项技术的人士的专业素养与例行技术范畴内。
在一些实施例中,医药上可接受的载剂包含有一选自于由下列所构成的群组中的溶剂:水、生理盐水(normal saline)、磷酸盐缓冲生理盐水(phosphate buffered saline,PBS)、含有醇的水性溶液(aqueous solution containing alcohol)。
例一:麒麟果发酵物的制备
原料:麒麟果(学名:Hylocereus megalanthus)的果实,系采用产地为秘鲁的风干麒麟果的全果实。
接着,将麒麟果及水依1:15的比例混合搅打成为水萃取物01,并加入相对于水萃取物的总重为10%的葡萄糖,以形成待发酵基液。于此,待发酵基液的白利糖度大于9。
将待发酵基液加热至95℃,并于加热达到95℃后持续加热60分钟以得到水萃取物02。并且,水萃取物02的温度降温至小于38℃后,即进行后续发酵程序。
于水萃取物02中加入0.1wt%的啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)并静置培养24小时以形成初发酵液。于此,啤酒酵母是采用中国台湾财团法人食品工业发展研究所寄存编号BCRC20271的啤酒酵母。
接下来于初发酵液内添加0.05wt%的胚芽乳酸菌(Lactobacillus plantarum)并静置培养24小时以形成次发酵液。于此,胚芽乳酸菌采用中国台湾财团法人食品工业发展研究所寄存编号BCRC 910760的TCI378菌株。
接着,在次发酵液内加入5wt%的醋酸菌静置发酵120小时以形成植物发酵原液。于此,醋酸菌是采用中国台湾财团法人食品工业发展研究所寄存编号BCRC11688的醋酸菌。植物发酵原液的白利糖度小于3,且其酸碱值(pH值)为3.4±1。
将植物发酵原液以孔径200目数的筛网进行过滤得到过滤液,将过滤液于60℃下及150巴下进行减压浓缩程序得到浓缩液,浓缩液后再加水调整回原始减压浓缩前的总重得到原始麒麟果发酵物,添加相对于原始麒麟果发酵物为60%的异麦芽寡糖后以得到麒麟果发酵物。
例二:Naa10p基因表现量实验
材料:
实验细胞株:采用小鼠骨髓基质细胞(后续简称OP9细胞),OP9细胞购自美国典型培养物保存中心(American Type Culture Collection,)的OP9细胞株(ATCCCRL-2749TM)。
培养基01(前脂肪细胞扩增培养基):Alpha培养基(采购自Gibco公司)并混合20%的胎牛血清(采购自Gibco公司)及1%青霉素-链霉素(采购自Gibco公司)。
培养基02(分化培养基):Alpha培养基(采购自Gibco公司)并混合20%胎牛血清(采购自Gibco公司)及1%青霉素-链霉素(采购自Gibco公司)。
试剂:RNA萃取试剂套组(购自Geneaid公司,中国台湾,Lot No.FC24015-G)、KAPACYBR FAST qPCR试剂组(购自KAPA Biosystems)。
检测仪器:ABI StepOnePlusTM实时PCR系统(Real-Time PCR system,购自ThermoFisher Scientific公司,美国)。
测试流程:
首先,取24孔培养盘将每孔接种8×104个细胞及500μL的培养基01并于二氧化碳箱于37℃下培养7天,期间每三天更换一次培养基01。7天后以显微镜观察细胞内油滴的形成状态,确保细胞已完成分化后将分化完成的细胞分为三组:实验组、空白与对照组。其中,每组别进行三重复并取其平均值为结果。
空白组:仅添加培养基,然后在37℃下培养6小时。
对照组:添加例一制得的水萃取物02(浓度0.25vol%),然后在37℃下培养6小时。
实验组:添加例一制得的麒麟果发酵物(浓度0.25vol%),然后在37℃下培养6小时。
将培养后的实验组及空白组的细胞去除上清液之后,以1X DPBS缓冲液清洗一次,再加入0.6mL的RB Buffer(附于RNA萃取试剂套组)以裂解细胞膜形成细胞裂解溶液。
接着,使用RNA萃取试剂套组分别收集三组细胞裂解溶液内的RNA。接着,每组取1000奈克(ng)所萃取出的RNA为模板,借由 III反转录酶(购自Invitrogene公司,美国)以引子黏合进行反转录作用产生相应的cDNA。后续利用ABI StepOnePlusTMReal-Time PCR system(Thermo Fisher Scientific公司,美国),以及KAPA SYBR FASTqPCR Kits将三组反转录后产物分别以下表一的组合引子进行定量实时反转录聚合酶连锁反应(quantitative real-time reverse transcription polymerase chain reaction)以观察空白组、对照组及实验组的基因的表现量。定量实时反转录聚合酶连锁反应的仪器设定条件为95℃反应1秒,60℃反应20秒,总共40个循环,并使用2-ΔCt方法进行基因表达的相对定量。于此,借由cDNA进行定量实时反转录聚合酶连锁反应可间接定量各基因的mRNA表现量,进而推断各基因编码的蛋白质的表现量,如图1所示。
表一
于此,使用2-ΔΔCT方法测定目标基因的相对表现量。所谓相对表现量定义为一目标基因相对于控制组的相应基因的RNA表现量的倍数。该方法以GAPDH基因的循环阈值(CT)作为内部对照的参考基因的循环阈值,按照以下公式计算倍数变化:ΔCT=实验组或控制组的目标基因的CT-内部对照的CTΔΔCT=实验组的ΔCT-控制组的ΔCT倍数变化=2-ΔΔCt平均值。
所得结果利用Excel软件进行student t-test以决定两个样本群体之间是否在统计上具有显著差异,如图1所示,其中「*」代表p值小于0.05,「**」代表p值小于0.01,以及「***」代表p值小于0.001。当「*」越多时,代表统计上相对于空白组的差异越显著。其中「#」代表p值小于0.05,「##」代表p值小于0.01,以及「###」代表p值小于0.001。当「#」越多时,代表统计上相对于对照组的差异越显著。
参考图1。将空白组的Naa10p基因的表现量视为1时,对照组相对于空白组的Naa10p基因的表现量为2.78,而实验组相对于空白组的Naa10p基因的表现量为0.59,也就是说,相较于空白组,对照组反而促进了Naa10p基因的表现量,而实验组的Naa10p基因的表现量则显著地的被抑制。
可知,麒麟果发酵物能够有效的抑制Naa10p基因的表现量,而降低罹患新陈代谢症候的机率。麒麟果发酵物相对于水萃取物能够显著有效的抑制Naa10p基因的表现量。
例三:骨骼肌细胞内粒腺体活性实验
粒腺体是细胞进行氧化代谢与提供能量的重要胞器,粒腺体活性愈高代表细胞新陈代谢效率愈佳。
材料:
实验细胞株:采用小鼠肌母细胞C2C12(后续简称C2C12细胞),C2C12细胞购自美国典型培养物保存中心(American Type Culture Collection,)的C2C12细胞株(ATCC CRL-1772TM)。
培养基:采用Dulbecco’s modified Eagle’s medium培养基,采购自Gibco公司,美国,型号Gat.11965-092。添加10%胎牛血清,采购自Gibco公司,美国,型号Gat.10437-028。添加1%抗生素,采购自Gibco公司,美国,型号Gat.15240-062。
试剂:10倍DPBS缓冲液(购自Gibco公司,型号Gat.14200-075)、台盼蓝死细胞染色剂(购自Lonza,型号Cat.17-942E)、胰蛋白酶:10X Trypsin-EDTA(购自Gibco)、MitoScreen流式细胞仪粒腺体膜电位检测试剂盒(BD;Cat.BDB551302)包括:JC-1染料,10X Assay缓冲液。
测试流程:
首先,取6孔培养盘将每孔接种1×105个细胞于37℃下培养24小时。将培养完成的细胞分为三组:实验组、空白与对照组。
空白组:仅添加培养基,并于37℃下培养24小时。
对照组:额外添加例一制得的水萃取物02(浓度0.5vol%),并于37℃下培养24小时。
实验组:额外添加例一制得的麒麟果发酵物(浓度0.5vol%),并于37℃下培养24小时。
移除培养盘中的实验培养基并以1mL的1X PBS溶液润洗2次。再将200μL胰蛋白酶加至每孔中并在暗处反应5分钟。完成反应后,添加细胞培养基终止反应。将各孔中的细胞与细胞培养基收集至个别对应的1.5mL离心管内,并将含有细胞与细胞培养基的离心管以400xg离心5分钟。于离心后移除上清液,再以1X DPBS溶液冲洗细胞后,将含有细胞的离心管以400xg再次离心5分钟。于再次离心后移除各离心管中的上清液并加入100μL的JC-1工作试剂至各离心管并在避光处理下静置15分钟。15分钟后,将各离心管以400xg离心5分钟。于离心后,移除各离心管中的上清液,再以以1X的Assay缓冲液溶液冲洗细胞再以400xg离心5分钟,此步骤重复二次。于第二次离心后,移除各离心管中的上清液、以200μL的1X DPBS溶液(添加2%FBS)回溶各离心管中以重新悬浮细胞,以得到待测细胞液。最后,以流式细胞仪量测各孔的待检测细胞液的荧光讯号(激发光:488nm;散射光:527nm&590nm),换算出细胞粒线体的膜电位,以进行粒线体活性分析。
参考图2。将空白组所测得的粒腺体活性视为100%时,对照组相对于空白组的粒腺体活性为110.54%,而实验组相对于空白组的粒腺体活性为190.23%。相较于空白组而言,对照组可观察到粒腺体活性微幅提升,但并未达到统计学上的显著差异。进一步可观察到,不论相较于空白组或对照组,实验组的粒腺体活性显著地的提升达80%以上。
可知,麒麟果发酵物能够有效提升骨骼肌细胞的粒腺体活性,从而提升肌肉的新陈代谢效率。
例四:棕色脂肪细胞粒腺体活性实验
棕色脂肪含有高密度的粒腺体,研究认为其能帮助由脂肪转化为能量。本次实验针对棕色脂肪细胞进行染色,以观察其内粒腺体活性。
材料:
实验细胞株:采用小鼠骨髓基质细胞(后续简称OP9细胞),OP9细胞购自美国典型培养物保存中心(American Type Culture Collection,)的OP9细胞株(ATCCCRL-2749TM)。
培养基01(前脂肪细胞扩增培养基):Alpha培养基(采购自Gibco公司)并混合20%的胎牛血清(采购自Gibco公司)及1%青霉素-链霉素(采购自Gibco公司)。
培养基02(分化培养基):Alpha培养基(采购自Gibco公司)并混合20%胎牛血清(采购自Gibco公司)及1%青霉素-链霉素(采购自Gibco公司)。
试剂:10倍DPBS缓冲液(购自Gibco公司,型号Gat.14200-075)、台盼蓝死细胞染色剂(购自Lonza,型号Cat.17-942E)、胰蛋白酶:10X Trypsin-EDTA(购自Gibco)、MitoScreen流式细胞仪粒腺体膜电位检测试剂盒(BD;Cat.BDB551302)包括:JC-1染料,10X Assay缓冲液。
测试流程:
首先,取24孔培养盘将每孔接种2×104个细胞于37℃下培养1~2周,期间每三天更换一次培养基01。再以显微镜观察细胞内油滴的形成状态,油滴产生以及聚集,确保细胞已完成分化后将分化完成的细胞分为二组:实验组与空白组。
空白组:仅添加培养基,然后在37℃下培养24小时。
实验组:添加例一制得的麒麟果发酵物(浓度0.25vol%),然后在37℃下培养24小时。
移除培养盘中的实验培养基并以1mL的1X PBS溶液润洗2次。再将200μL胰蛋白酶加至每孔中并反应5分钟。完成反应后,添加细胞培养基终止反应。将各孔中的细胞与细胞培养基收集至个别对应的1.5mL离心管内,并将含有细胞与细胞培养基的离心管以400xg离心5分钟。于离心后移除上清液,再以1X DPBS溶液冲洗细胞后,将含有细胞的离心管以400xg再次离心5分钟。于再次离心后移除各离心管中的上清液并加入100μL的JC-1工作试剂至各离心管并在避光处理下静置15分钟。15分钟后,将各离心管以400xg离心5分钟。于离心后,移除各离心管中的上清液,再以以1X的Assay缓冲液溶液冲洗细胞再以400xg离心5分钟,此步骤重复二次。于第二次离心后,移除各离心管中的上清液、以200μL的1X DPBS溶液(添加2%FBS)回溶各离心管中以重新悬浮细胞,以得到待测细胞液。最后,以摄影机拍摄待检测细胞液的荧光讯号图片,以观察粒线体活性。
参考图3。图片中,明显集中呈圆形或椭圆(蓝色)光点为细胞核,分散于细胞核外围无具体形状的(荧光绿色)小光点则为活性的粒线体,意即小光点愈多则粒线体活性愈高。其中,空白组明显可见细胞核周围仅有数量不多的小光点,可知其粒腺体活性较低。进一步可观察到,相较于空白组,实验组的细胞核周围环绕数量众多的小光点,可知粒腺体活性显著较空白组更高。
可知,麒麟果发酵物能够有效提升棕色脂肪细胞的粒腺体活性,从而提升脂肪的新陈代谢效率。
例五:麒麟果发酵物的人体试验
受试者:7位受试者(年龄介于25到75的成年人)。
测试项目:采取受试者的血液样本委由立人医事检验所进行血液中醣化终产物AGEs含量、胰岛素阻抗检测、三酸甘油脂含量、极低密度脂蛋白胆固醇含量VLDL、血管硬化指数及肝损伤指标ALT。
测试方式:
令7位受试者每日饮用6mL例一所制得的麒麟果发酵物,并连续饮用8周。于饮用前(即第0周,又称对照组)及饮用8周后(即第8周,又称为实验组),分别抽取各受试者饮用前及饮用后的血液样本进行检测。
其中,各组之间的统计学显著差异是借由学生t-试验来统计分析。在如图5到图10中,其中「*」代表p值小于0.05,「**」代表p值小于0.01,以及「***」代表p值小于0.001。当「*」越多时,代表统计上相对于对照组的差异越显著。
测试结果:
请参考图4,经过八周的每日饮用麒麟果发酵物后,7位受试者中有5位受试者的血液中醣化终产物AGEs含量明显减少,意即受试者改善人数比例达71.4%。7位受试者的平均血液中醣化终产物AGEs含量由2.7U/mL下降为2.0U/mL。意即,每日饮用6mL麒麟果发酵物可以有效降低人体血液中的醣化终产物,具有明显的抗醣化效果。
请参阅图5,经过八周的每日饮用麒麟果发酵物后,7位受试者的胰岛素阻抗值由2.08下降到1.47。意即,每日饮用6mL麒麟果发酵物可以有效降低胰岛素阻抗达29.3%。
请参阅图6,7位受试者中有3位本身具有轻微胰岛素阻抗症状,意即该3位受试者的原始胰岛素阻抗值大于1.9。受试者的细胞对胰岛素的作用不敏感,导致血中的葡萄糖无法进入细胞。一般而言,若胰岛素阻抗值越高,罹患糖尿病、心血管疾病的风险则越高。该3位受试者经过八周的每日饮用麒麟果发酵物后,3位受试者的平均胰岛素阻抗值由2.99下降到1.54。意即,每日饮用6mL麒麟果发酵物可以使得已有胰岛素阻抗过高者大幅有效降低胰岛素阻抗达48.5%。
请参考图7,7位受试者的平均血液中三酸甘油脂含量由109.0mg/dL下降为81.9mg/dL。意即,每日饮用6mL麒麟果发酵物可以有效降低人体血液中的三酸甘油脂含量达24.9%。
请参考图8,7位受试者的平均血液中极低密度脂蛋白胆固醇含量由16.5mg/dL下降为8.1mg/dL。意即,每日饮用6mL麒麟果发酵物可以有效降低人体血液中的极低密度脂蛋白胆固醇含量达50.9%。
请参考图9,7位受试者的平均血液的血管硬化指数由3.3T.CHO/HDL下降为3.0T.CHO/HDL。意即,每日饮用6mL麒麟果发酵物可以有效降低血管硬化指数达9.1%。
请参考图10,7位受试者的平均血液的肝损伤指针由17.6IU/L下降为12.7IU/L。意即,每日饮用6mL麒麟果发酵物可以有效降低血肝损伤指标达27.8%。其中,7位受试者中有6位受试者所测得的肝损伤指标明显减少,意即受试者改善人数比例达85.7%。
上述醣化终产物AGEs含量、胰岛素阻抗检测、三酸甘油脂含量、极低密度脂蛋白胆固醇含量VLDL、血管硬化指数及肝损伤指标ALT皆为判读是否为新陈代谢症侯群高危险群的常用指针项目。
例六:麒麟果发酵物成分分析
天然植物的萃取物通常包含多种成分,非属纯物质。因不同的生物活性物质在不同的溶剂中溶解度具有差异性,本试验利用相互不相溶的溶剂,将麒麟果发酵物中的某一特定成分转移到另一溶剂中。
仪器设备与材料:
1、核磁共振光谱仪(Nuclear Magnetic Resonance Spectrometer,NMR)。1D与2D光谱使用Ascend 400MHz,Bruker Co.,Germany,以δ表示化学位移(chemical shift),单位为ppm。
2、高解析液相层析质谱仪:串连超高效液相层析仪(Ultimate 3000HPLC)与高分辨率轨道式离子阱质谱仪(Q-EXACTIVE System with Ion Max Source)测定,单位为m/z。
4、高效能液相层析仪(High Performance Liquid Chromatography,HPLC):高效液相层析仪(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)系Agilent 1200系列:脱气装置系Agilent真空脱气装置1322A;冲提溶剂输送系Agilent四元帮浦G1311A;可变波长侦测器系(Multiple Wavelength Detector,MWD)Agilent G1314B;光二极管数组侦测器(Diode Array Detector,DAD)系Agilent 1260Infinity DAD VL G1315D,侦测波长为210nm,280nm,320nm,365nm(Agilent Germany)。
6、管柱层析(Column Chromatography)依填充材料分为:大孔树脂管柱层析Diaion HP-20(Mitsubishi Chemical Co.,Japan)、正相硅胶管柱层析Merck Kieselgel60(40-63um,Art.9385)、逆相硅胶管柱层析MerckRP-18(40-63um,Art.0250)。
7、薄层色层分析(Thin-Layer Chromatography)采用TLC aluminium sheets(Silica gel 60F254,0.25mm,Merck,Germany)及TLC aluminium sheets(RP-18F254-S,0.25mm,Merck,Germany)。
8、紫外光灯(UV Lamp):UVP UVGL-25,波长为254nm及365nm。
9、采用溶剂(solvent)及其来源说明:正丁醇(n-butanol)、正己烷(n-hexane)、乙酸乙酯(ethyl acetate)、丙酮(acetone)、甲醇(methanol)、乙醇(ethanol)、乙腈(acetonitrile)(采购至默克中国台湾)、氯仿-d1(deuteration degree 99.5%)、甲醇-d4(deuteration degree 99.5%)、重水deuterium oxide(deuteration degree>99.8%)、Dimethyl sulfoxide-d6(deuteration degree>99.9%)(默克中国台湾)。
测试流程:
首先,取麒麟果发酵物10公升(L)经由正丁醇与水等体积比液相分配的方式进行分离,分别取得正丁醇层萃取液与第一水层萃取液。其中,将正丁醇层萃取液经减压浓缩干燥可得正丁醇层萃取物(BuF)21.3克。将第一水层萃取液经减压浓缩干燥可得第一水层萃取物(WF)213.5克。
再取第一水层萃取物100克(g)以大孔树树管柱层析进行初步分离,依序以纯水、纯水-甲醇等体积比、甲醇为冲提液进行冲提后,首先以纯水冲提时间120分钟,流速每分钟30毫升,取得WF1分离部,再以纯水-甲醇等体积比冲提时间90分钟,流速每分钟30毫升,取得WF2分离部,再以甲醇冲提时间90分钟,流速每分钟30毫升,取得WF3分离部。
将WF1分离部以中压液相层析仪(逆向)进行分离,冲提液由水至甲醇进行线性冲提,冲提时间100分钟,流速每分钟10毫升。后续利用薄层色层分析,合并相似结果的冲提物,得到5个次分离部,分别为WF1-1次分离部、WF1-2次分离部、WF1-3次分离部、WF1-4次分离部及WF1-5次分离部。
其中,WF1-1次分离部经由正相硅胶管柱层析(乙酸乙酯/甲醇=1/1)进行纯化,得到生物活性物质TCI-GHU-01。将生物活性物质TCI-GHU-01经氢-核磁共振光谱分析鉴定得到生物活性物质TCI-GHU-01的指纹图谱,如图11所示。并分析其化学结构后,确认生物活性物质TCI-GHU-01为肌醇(myo-Inositol),其结构如下所示:
其中,WF1-2次分离部经由中压液相层析仪(逆向)(甲醇/水=3/17)进行纯化,得到生物活性物质TCI-GHU-04。将生物活性物质TCI-GHU-04经氢-核磁共振光谱分析鉴定得到生物活性物质TCI-GHU-04的指纹图谱,如图12所示。并分析其化学结构后,确认生物活性物质TCI-GHU-04为4-羟基-3-苯乳酸(4-Hydroxy-3-phenyllactic acid),其结构如下所示:
其中,WF1-3次分离部经由中压液相层析仪(逆向)(甲醇/水=1/4)进行纯化,得到生物活性物质TCI-GHU-03。将生物活性物质TCI-GHU-03经氢-核磁共振光谱分析鉴定得到生物活性物质TCI-GHU-03的指纹图谱,如图13所示。并分析其化学结构后,确认生物活性物质TCI-GHU-03为酪醇(Tyrosol),其结构如下所示:
其中,WF1-4次分离部经由逆向HPLC(甲醇/水=3/7)进行纯化,得到生物活性物质TCI-GHU-02。将生物活性物质TCI-GHU-02经氢-核磁共振光谱分析鉴定得到生物活性物质TCI-GHU-02的指纹图谱,如图14所示。并分析其化学结构后,确认生物活性物质TCI-GHU-02为3-苯乳酸(3-Phenyllactic acid),其结构如下所示:
例七:麒麟果发酵物总多酚含量实验
材料:福林酚试剂(Folin-Ciocalteu's phenol reagent,购自Merck,料号:1.09001.0100)、没食子酸(Gallic acid,购自Sigma,料号:G7384)、无水碳酸钠(Sodiumcarbonate anhydrous,购自Sigma,料号:31432)。
测试流程:秤取10.0mg的没食子酸置于10mL容量瓶中,然后以水定量至10mL,以得到没食子酸的储备溶液(stock solution)。将没食子酸的储备溶液稀释10倍,即100μL没食子酸的储备溶液加900μL的水,以得到100μg/mL没食子酸的初始溶液(即含1000ppm的没食子酸)。然后,依据下表二配置0μg/mL、20μg/mL、40μg/mL、60μg/mL、80μg/mL、及100μg/mL的没食子酸的标准溶液,并分别取100μL的各浓度的标准溶液至玻璃试管中。加入500μL的福林酚试剂至各玻璃试管内与标准溶液混合均匀并静置3分钟后,再加入400μL的7.5%碳酸钠混合均匀后反应30分钟以得到标准反应溶液。取200μL的标准反应溶液至96孔板中,并测量其在750nm下的吸光值,以获得标准曲线。
表二
准备待测样本。其中,实验组样本是以例一的麒麟果发酵物。对照组01样本是例一制得的水萃取物02。对照组02样本是依例一水萃取物02相同制法,将原料改为白火龙果果实(学名Hylocereus undatus)。对照组03样本是依例一水萃取物02相同制法,将原料改为红火龙果果实(学名Hylocereus polyrhizus)。
将各组样本以水稀释20倍后各取100μL到玻璃试管中。接着,加入500μL的福林酚试剂至玻璃试管中与样本混合均匀并静置3分钟后,再加入400μL的7.5%碳酸钠混合均匀后反应30分钟以得到待测反应溶液。将装有待测反应溶液的玻璃试管进行震荡以确保无气泡后,取200μL的待测反应溶液至96孔板中,并测量待测反应溶液于750nm下的吸光值,接着,各样本对应的待测反应溶液的吸光值先除以样本的糖度,再利用标准曲线以内插法换算成总多酚含量。上述实验步骤各进行三重复。
如图15所示,对照组01的总多酚含量为20μg/mL、对照组02的总多酚含量为62.5μg/mL、对照组03的总多酚含量为68.3μg/mL及实验组的总多酚含量为121μg/mL。与全部对照组相较之下,实验组的总多酚含量有显著的提升。尤其是相较于对照组01,实验组的总多酚含量相较于未发酵前提升了六倍。于此,可推断出麒麟果水萃取物透过微生物发酵后会大量释出总多酚,并能提升抗氧化活性,可有效减少自由基累积并降低发炎反应。
例八:麒麟果发酵物与水萃取物分析实验
于此,利用高效液相色谱法(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)来对例一所制得的麒麟果发酵物与例一所制得的水萃取物02中的生物活性物质进行定量与定性的分析。
测试流程:
使用的溶剂为甲醇与水,并在甲醇与水各自添加0.1%甲酸,设定流速为1ml/min,设定冲提条件为0分钟时甲醇:水为2:98,10分钟时甲醇:水为2:98,40分钟时甲醇:水为70:30,50分钟时甲醇:水为100:0,60分钟时甲醇:水为100:0。
测试结果:
同时参考图16及图17。图16为水萃取物的指纹图谱。图17为麒麟果发酵物的指纹图谱。在图17中,在时间为16分钟附近解析出生物活性物质TCI-GHU-01的波峰,在时间为18到20分钟附近依序解析出生物活性物质TCI-GHU-04、生物活性物质TCI-GHU-03及生物活性物质TCI-GHU-02的波峰。
然而,在图16中并未见对应的波峰。换言之,当水萃取物经过三阶段发酵程序而形成麒麟果发酵物,其对应的成分比例产生变化。
例九:骨骼肌细胞增生试验
肌肉组织较多的人,其基础代谢率也会较高。一般而言,1公斤(kg)肌肉的基础代谢量是13卡(kcal)。也就是说,肌肉若增加1公斤,自动消耗的热量就会增加13卡。
材料:
实验细胞株:采用小鼠肌母细胞C2C12(后续简称C2C12细胞),C2C12细胞购自美国典型培养物保存中心(American Type Culture Collection,)的C2C12细胞株(ATCC CRL-1772TM)。
培养基:采用Dulbecco’s modified Eagle’s medium培养基,采购自Gibco公司,美国,型号Gat.11965-092。添加10%的FBS胎牛血清,采购自Gibco公司,美国,型号Gat.10437-028。添加1%抗生素,采购自Gibco公司,美国,型号Gat.15240-062。
试剂:10倍DPBS缓冲液(购自Gibco公司,型号Gat.14200-075)、台盼蓝死细胞染色剂(购自Lonza,型号Cat.17-942E)、胰蛋白酶:10X Trypsin-EDTA(购自Gibco,型号Cat.15400-054)、细胞增殖Click-iTTMPlus EdU套组(Invitrogen;Cat.C10632)。
首先,取6孔培养盘将每孔接种1×105个细胞于37℃下培养24小时。将培养完成的细胞分为三组:实验组、空白与对照组。
空白组:仅添加培养基,并于37℃下培养24小时。
对照组:额外另添加10%的FBS胎牛血清,并于37℃下培养24小时,以作为阳性对照组。
实验组:额外添加例六制得的生物活性物质TCI-GHU-01,添加量为100nM,并于37℃下培养24小时。
接着,依据细胞增殖套组加入指定试剂EdU后接续培养2小时。然后,移除培养基并以0.5%的胰蛋白酶获取细胞于离心管中,再以1X DPBS溶液冲洗细胞后,将含有细胞的离心管以400xg再次离心5分钟。于离心后移除各离心管中的上清液并加入100μL的细胞增殖套组内的工作试剂(Click-iTTMFixative(Component D))至各离心管并在避光处理下静置15分钟。15分钟后,以1X DPBS溶液冲洗细胞后,再次以400xg离心5分钟。于离心后,于离心后移除各离心管中的上清液并加入100μL的细胞增殖套组内的工作试剂(Click-iTTMSaponin-based permeabilization)至各离心管并在避光处理下静置15分钟。于各离心管内添加0.5mL的细胞增殖套组内的反应试剂并在避光处理下静置30分钟。以细胞增殖套组内的工作试剂(Click-iTTMSaponin-based permeabilization)清洗细胞并去除上清以,再以500μL工作试剂回溶,以得到待测细胞液。最后,以流式细胞仪量测各孔的待检测细胞液的荧光讯号(激发光:488nm;散射光:530/30nm),换算出细胞数量。
所得结果利用Excel软件进行student t-test以决定两个样本群体之间是否在统计上具有显著差异,如图18所示,其中「*」代表p值小于0.05,「**」代表p值小于0.01,以及「***」代表p值小于0.001。当「*」越多时,代表统计上相对于空白组的差异越显著。
参考图18。将空白组所测得的骨骼肌细胞数量视为100%时,对照组相对于空白组的骨骼肌细胞数量为168.7%,而实验组相对于空白组的骨骼肌细胞数量为148.2%。相较于空白组而言,实验组具有统计学上的显著差异。其中,实验组的骨骼肌细胞数量显著地的提升达48.2%。
可知,麒麟果发酵物能够有效促进骨骼肌细胞的生长,从而提升个体的新陈代谢效率。
例十:活性物质对骨骼肌细胞内粒腺体活性实验
肌肉组织效能愈高则其基础代谢率也会较高。本次实验针对骨骼肌细胞进行染色,以观察其内粒腺体活性。
材料:同上例三所示。
测试流程:
首先,取6孔培养盘将每孔接种1×105个细胞于37℃下培养24小时。将培养完成的细胞分为二组:实验组与空白组。
空白组:仅添加培养基,并于37℃下培养24小时。
实验组:额外添加例六制得的生物活性物质TCI-GHU-01,添加量为100nM,并于37℃下培养24小时。
后续步骤同上例三所示。最后,以摄影机拍摄待检测细胞液的荧光讯号图片,以观察粒线体活性。
参考图19。图片中,明显集中呈圆形或椭圆暗点为细胞核,分散于细胞核外围无具体形状的(荧光红或绿色)小光点则为活性的粒线体,意即小光点愈密集则粒线体活性愈高。其中,空白组明显可见细胞核周围仅有数量不多的小光点,可知其粒腺体活性较低。进一步可观察到,相较于空白组,实验组的细胞核周围环绕数量众多的小光点,可知粒腺体活性显著较空白组更高。
综上所述,根据本发明任一实施例的麒麟果发酵物,其可用于制备改善皮肤状态的组合物。换言之,前述的组合物在有效用量为6mL/天下具有下列一种或多种功能:抑制Naa10p基因的表现量、提升棕色脂肪细胞内粒腺体活性、提升骨骼肌细胞内粒腺体活性、促进骨骼肌细胞增生、降低胰岛素阻抗、降低血液中醣化终产物含量、降低三酸甘油脂含量、降低血管硬化指数及降低肝损伤指标等。
虽然本发明的技术内容已经以较佳实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何熟习此技艺者,在不脱离本发明的精神所作些许之更动与润饰,皆应涵盖于本发明的范畴内,因此本发明的保护范围当视后附的专利范围所界定者为准。
当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
序列表
<110> 大江生医股份有限公司
<120> 麒麟果发酵物用于制备改善新陈代谢状态组合物的用途
<130> na
<150> US63/174,548
<151> 2021-04-14
<160> 2
<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> Naa10p-F
<400> 1
cagcactgca accttctctg 20
<210> 2
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> Naa10p -R
<400> 2
cacatcgtct gggtcctctt 20
Claims (10)
1.一种麒麟果发酵物的用途,其是用于制备改善新陈代谢状态的组合物,其特征在于,该麒麟果发酵物由一麒麟果Hylocereus megalanthus的果实的水萃取物经一酵母菌、一乳酸杆菌及一醋酸菌依序发酵而制得。
2.根据权利要求1所述的用途,其特征在于,该麒麟果发酵物中至少包括肌醇、苯乳酸、酪醇及4-羟苯乳酸。
3.根据权利要求2所述的用途,其特征在于,该麒麟果发酵物中至少包括890ppm的该肌醇。
4.根据权利要求1所述的用途,其特征在于,该麒麟果发酵物可以抑制Naa10p基因的表现量。
5.根据权利要求1所述的用途,其特征在于,该麒麟果发酵物可以提升棕色脂肪细胞内粒腺体活性。
6.根据权利要求1所述的用途,其特征在于,该麒麟果发酵物可以提升骨骼肌细胞内粒腺体活性。
7.根据权利要求1所述的用途,其特征在于,该麒麟果发酵物可以促进骨骼肌细胞增生。
8.根据权利要求1所述的用途,其特征在于,该麒麟果发酵物可以降低胰岛素阻抗。
9.根据权利要求8所述的用途,其特征在于,该麒麟果发酵物可以降低血液中醣化终产物含量、三酸甘油脂含量、血管硬化指数及肝损伤指标其中至少一种或其组合。
10.根据权利要求8或9所述的用途,其特征在于,该麒麟果发酵物的有效用量为6mL/天。
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