Abstract

Lo scopo di questo studio era di indagare i potenziali antiiperlipidemici e antiossidativi dell’estratto di cipolla (Allium cepa L.) fermentato con un nuovo Lactobacillus casei HD-010. In generale, l’estratto di cipolla fermentato è utilizzato per la sua attività antiossidativa (ORAC), l’effetto inibitorio sulla differenziazione degli adipociti, il contenuto di quercetina e le attività antiiperlipidemiche. Tuttavia, l’effetto dell’estratto di cipolla fermentata sull’iperlipidemia dopo la somministrazione orale con topi ApoE-deficienti non è stato ancora riportato. Per capire l’effetto dell’estratto di cipolla fermentata sull’iperlipidemia, abbiamo usato il benzafibrato (10 mg/kg, bw/giorno) come controllo positivo nel presente studio. Il siero è stato raccolto ogni settimana per analizzare i livelli di lipoproteine a bassa densità (LDL), lipoproteine ad alta densità (HDL), trigliceridi (TG) e colesterolo, l’attività della 3-idrossi-3-metilgutaryi-CoA (HMG-CoA) reduttasi e l’attività della proteina di trasporto degli esteri del colesterolo (CETP). Nel gruppo trattato con cipolla fermentata, il livello di HDL è stato significativamente aumentato mentre i livelli di TG e LDL sono stati significativamente diminuiti rispetto a quelli del gruppo di controllo. Inoltre, l’attività di inibizione della HMG-CoA reduttasi è stata aumentata del 20% nel gruppo trattato con cipolla fermentata a 100 mg/kg. L’attività CETP è stata osservata essere significativamente inibita nei gruppi trattati con cipolla fermentata rispetto a quella del gruppo di controllo. Questi risultati suggeriscono che la cipolla fermentata ha un effetto preventivo/terapeutico sulla malattia iperlipidemica. Potrebbe avere il potenziale per essere sviluppato come alimento funzionale.

1. Introduzione

Di recente, il modello di consumo alimentare è notevolmente cambiato dalla tradizionale assunzione di alimenti fermentati (Kimchi, fagioli di soia fermentati, ecc.) alla dieta occidentale contenente grassi (carne, grassi, ecc.) in Asia, compresa la Corea. Il modello di assunzione di cibo occidentalizzato è noto per aumentare i rischi di obesità, pressione alta, diabete e iperlipidemia. L’iperlipidemia è un fattore di rischio di malattie cardiovascolari. Il controllo dell’ipercolesterolemia è importante per prevenire l’iperlipidemia. Ridurre il livello di trigliceridi nel flusso sanguigno è uno dei trattamenti per i pazienti con malattie cardiovascolari attraverso l’induzione dei recettori LDL e la limitazione della secrezione VLDL con alcuni farmaci.

Ci sono diversi farmaci per ridurre i sintomi di iperlipidemia, come l’inibitore della HMG-CoA reduttasi (statine), l’attivatore PPAR-alfa (fibrato), l’inibitore CETP, i sequestranti degli acidi biliari e l’inibitore ACAT. Tuttavia, il trattamento a lungo termine con questi farmaci ha effetti collaterali. Pertanto, molti studi hanno cercato di aumentare l’efficacia dei farmaci.

Ridurre la concentrazione di colesterolo nel sangue è un importante problema di ricerca per lo sviluppo di alimenti e farmaci funzionali per diminuire il rischio di malattie cardiovascolari. I componenti naturali da piante o organismi sono potenziali candidati per diminuire il rischio di insorgenza di malattie. La cipolla (Allium cepa L.) è stata usata per diminuire i livelli di colesterolo nel sangue. In Asia, era tradizionalmente usata come medicina per i suoi effetti di riduzione della febbre, antiparassitari, disintossicanti e antinfiammatori intestinali. I principali composti della cipolla sono flavonoidi (quercetina, quercitrina e rutina) e composti solforati (allil propil disolfuro, diallil disolfuro) con effetti di miglioramento della salute. Un altro metodo per ridurre il colesterolo è l’uso di Lactobacillus per la fermentazione. Il Lactobacillus è stato studiato per il suo effetto di riduzione del colesterolo. Klaver et al. hanno riportato che il Lactobacillus può deconiugare l’acido biliare e inibire la funzione del colesterolo. Tuttavia, l’effetto dell’estratto di cipolla fermentata sull’iperlipidemia dopo la somministrazione orale con topi ApoE-deficienti non è stato ancora riportato. Pertanto, lo scopo di questo studio è stato focalizzato sui potenziali anti-iperlipidemici e antiossidativi della cipolla fermentata (Allium cepa L.) con un nuovo Lactobacillus casei HD-010 nel metabolismo dei lipidi.

2. Materiali e metodi

2.1. Selezione del ceppo batterico e condizioni di coltura

Dieci ceppi sono stati identificati dalla cipolla fermentata e il ceppo principale era Lactobacillus casei HD-010 (tabella 1). Abbiamo usato L. casei KCTC 2180 dalla Korean Collection for Type Cultures come controllo positivo. Il ceppo identificato L. casei HD-010 è stato coltivato a 30°C per 10 giorni per fermentare l’estratto di cipolla. L’estratto di cipolla è stato preparato con cipolla pulita tritata dopo il lavaggio con acqua bidistillata per tre volte. L’estratto di cipolla sterilizzato in autoclave a 121°C per 15 minuti è stato utilizzato per la fermentazione. Il mezzo di identificazione del ceppo è stato preparato usando il 5,5% di brodo MRS (Difco, Francia) con il 2,0% di agar (Difco, Francia). Il terreno di coltura liquido è stato preparato come il terreno di identificazione del ceppo senza il 2,0% di agar.

2.2. Preparazione dell’estratto di cipolla fermentato

Un fermentatore da 30 litri (Biostat C Plus, Sartorius, Svezia) è stato utilizzato per la fermentazione dell’estratto di cipolla con il 100% di estratto di cipolla in condizioni sterili. Dopo aver raffreddato l’estratto di cipolla, l’1% di HD-010 che è stato incubato a 37°C con agitazione (200 rpm) per 24 ore è stato inoculato nel fermentatore e coltivato a 37°C con agitazione (25 rpm) per 10 giorni. Dopo aver filtrato l’estratto di cipolla fermentata con un filtro (dimensione dei pori 0,2 μm), l’estratto è stato liofilizzato (PVTFD20RS, Ilshin Lab. Co. Ltd., Corea) e conservato a -80°C fino all’esecuzione dell’esperimento. Come controllo positivo, è stato usato L. casei KCTC 2180. È stato preparato con lo stesso metodo di L. casei HD-010.

2.3. Saggio della capacità di assorbimento dei radicali dell’ossigeno (ORAC)

Le capacità antiossidanti delle cipolle fermentate, strati di solventi organici, frazioni e sottofrazioni sono state determinate usando il saggio ORAC come descritto da Gillespie et al. Brevemente, i campioni o Trolox (0, 6.25, 12.5, 25, 50, e 100 μg/ml) sono stati mescolati con soluzione salina tampone fosfato (75 mmol/L, pH 7.4, Thermofisher scientific, Waltham, MA, USA). Dopo l’aggiunta di β-ficoeritrina (0,2 mmol/L) e 2,2′-azobis(2-amidinopropano) diidrocloruro (AAPH, 200 mmol/L, Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Osaka, Giappone) come generatori di radicali sono stati aggiunti ai pozzetti di una piastra a 96 pozzetti. La fluorescenza è stata misurata con un lettore ELISA a fluorescenza (VICTOR®, PerkinElmer, USA) ogni due minuti per sessanta minuti (lunghezza d’onda di eccitazione: 535 nm, lunghezza d’onda di emissione: 590 nm). L’equazione utilizzata per ottenere l’AUC (area sotto la curva) era la seguente:

dove f0 era la lettura di fluorescenza iniziale a 0 minuti e fi era la lettura di fluorescenza a i (da 1 a 60) minuti.

2.4. Coltura e differenziazione delle cellule di adipociti

Abbiamo acquistato linee cellulari 3T3-L1 dalla American Type Culture Collection (ATCC, USA). Le cellule di preadipociti 3T3-L1 sono state placcate in piastre da 96 pozzetti ad una densità di 1 × 104 cellule per pozzetto. E coltivate a 37°C con 5% CO2 in Dulbeco’s Modified Eagle Media (DMEM, Gibco, Invitrogen, USA) medium integrato con 10% di siero di vitello neonato (Gibco, Invitrogen, USA) e 100 U/ml penicillina-streptomicina (Gibco, Invitrogen, USA). Successivamente, le cellule preadipociti 3T3-L1 sono state coltivate in terreno di differenziazione (MDI) contenente 10% di siero fetale bovino (FBS, Gibco), 10 μg/ml di insulina (Sigma-Aldrich), 0,5 mM 3-isobutil-1-metilxantina (IBMX, Sigma-Aldrich), e 1 μM dexamethasone (Sigma-Aldrich). Due giorni dopo la stimolazione con induttore di differenziazione (MDI, tra cui 0,5 mM IBMX, 1 μM desametasone, e 10 μg / ml di insulina), il mezzo è stato commutato in DMEM contenente 10% FBS e 10 μg / ml di insulina. Due giorni dopo, il mezzo è stato cambiato di nuovo al 10% FBS/DMEM. Le cellule sono state coltivate in 10% FBS/DMEM ogni due giorni. La differenziazione completa è stata raggiunta entro il giorno 8. I campioni di estratto di cipolla sono stati aggiunti alla coltura di cellule 3T3-L1 a varie concentrazioni (6,25 ~ 100 μg/ml) quattro giorni dopo l’induzione del differenziamento.

Il contenuto lipidico intracellulare è stato misurato in piastre a 96 pozzetti usando il reagente di saggio AdipoRed™ (Cambrex, MA, USA). Il giorno 8, il mezzo di trattamento è stato rimosso e le cellule sono state fissate in una soluzione di formaldeide al 4% a temperatura ambiente (25°C) per 5 ore. Dopo il risciacquo delle cellule con PBS, ogni pozzetto è stato aggiunto con 200 μl di PBS e 5 μl di reagente AdipoRed. Dopo l’incubazione a temperatura ambiente per 10 minuti, le piastre sono state misurate con un lettore ELISA a fluorescenza (VICTOR®, PerkinElmer, USA) a una lunghezza d’onda di eccitazione di 485 nm e una lunghezza d’onda di emissione di 535 nm. I valori di ogni gruppo sono stati utilizzati per calcolare la concentrazione di inibizione efficace del 50% (EC50) per ridurre la differenziazione degli adipociti. Come controlli positivi, benzafibrato e simvastatina sono stati utilizzati.

2.5. Separazione e frazionamento dell’estratto di cipolla fermentata con L. casei HD-010

Estratti di cipolla fermentata liofilizzati sono stati risospesi in acqua distillata e partizionati con quattro diversi solventi organici (n-esano, CH2Cl2, acetato di etile e n-butanolo) e H2O residuo. Queste frazioni sono state sottoposte ad arricchimento per decompressione e liofilizzazione per rimuovere il solvente residuo. Gli strati di CH2Cl2 sono stati applicati in sequenza alla cromatografia su colonna aperta HP-20, gel di silice e RP-C18 nelle stesse condizioni della colonna (3,8 x 60 cm, 300 g) per ottenere il composto attivo dalle cipolle fermentate con L. casei HD-010 (LFAc).

2.6. Contenuto di quercetina

Il contenuto di quercetina negli estratti di cipolla fermentata è stato analizzato quantitativamente mediante HPLC analitico (sistema LC Shimadzu CBM-20A Network con pompa LC-6AD, rivelatore SPD-M20APDA, dotato di un campionatore automatico di liquidi della serie SIL-10AF). Una colonna Eclipse Plus-C18 (Agilent, 3,0 x 100 mm, 0,35 μm) è stata utilizzata alle seguenti condizioni: velocità di flusso, 1,0 ml/min; durata totale della corsa, 30 minuti; fase mobile 90% ACN più 0,02 M KH2PO4 (pH 2,0 con H3PO4); volume di iniezione dei campioni o STD, 20 μl; e lunghezza d’onda, 372 nm. La quercetina (Q4951) è stata usata come standard derivato comparativo (CAS No. 117-39-5, Sigma-Aldrich, USA)

2.7. Esperimenti sugli animali

I topi maschi ApoE-deficienti (cinque settimane di età) sono stati forniti da Central Laboratory Animal Inc. in Corea e alloggiati a 23 ± 0,5 ° C con 55 ± 7% di umidità e ciclo luce-buio (12 ore: 12 ore). Tutti gli animali sono stati acclimatati per almeno una settimana. Sono stati ingabbiati e alimentati con una dieta di controllo a basso contenuto di grassi e colesterolo D12336 (Central Laboratory Animal Inc., Seoul, Corea).

Tutti gli studi sugli animali sono stati eseguiti in una zona barriera priva di agenti patogeni presso la Kyungpook National University. Tutte le procedure utilizzate in questo studio sono state approvate dal Comitato per la cura e l’uso degli animali della Kyungpook National University (numero di approvazione IACUC: KNU2012-136).

Il gruppo di controllo è stato nutrito con una dieta ricca di grassi. Il gruppo di controllo positivo è stato alimentato con benzafibrato (10 mg/kg). L’estratto di cipolla fermentata è stato alimentato in tre gruppi con diverse quantità per somministrazione orale in 0,5 ml di soluzione salina (dose bassa, 25 mg/kg; dose media, 50 mg/kg; e dose alta, 100 mg/kg). Il gruppo di sola soluzione salina è stato usato come controllo negativo (N=10/gruppo). Il disegno dell’esperimento sugli animali di questo studio è mostrato nella figura 1.

Figura 1

Design dell’esperimento sugli animali.

2.7.1. Misurazione del contenuto lipidico

Il sangue è stato raccolto dal topo con il metodo di sanguinamento del seno retroorbitale usando il plesso venoso intraorbitale ogni settimana per sei settimane. I campioni di sangue sono stati incubati a temperatura ambiente per 30 minuti e centrifugati a 600 g per 10 minuti a 4°C. I campioni di siero sono stati preparati e conservati a -80°C fino al test. Le attività di inibizione della HMG-CoA reduttasi e della CETP sono state misurate utilizzando campioni di siero raccolti all’ultimo punto sperimentale (campioni della settimana). Le attività di inibizione dell’HMG-CoA reduttasi e della CETP sono state misurate utilizzando rispettivamente il kit di test dell’HMG-CoA reduttasi (Sigma, USA) e il kit di test della CETP (Biovision, USA). Il siero è stato misurato per il contenuto di colesterolo totale (TC), colesterolo LDL (LDL-C), colesterolo HDL (HDL-C), trigliceridi (TG) utilizzando il kit Asan (Asan medical company, Corea) e un analizzatore biochimico Beckman Coulter.

2.8. Analisi statistica

I risultati sono presentati come media ± deviazione standard (media ± SD). Le analisi statistiche dei dati sono state determinate utilizzando il test t di Student a due code.

3. Risultati e discussione

3.1. La cipolla fermentata mostra un’attività antiossidativa

Abbiamo studiato l’attività antiossidativa dell’estratto di cipolla fermentata con L. casei HD-010 (LFAc) mediante il saggio ORAC. LFAc aveva un valore ORAC più alto di Trolox, un controllo positivo (ORAC dell’estratto LFAc = 1,02).

Al fine di determinare quali frazioni degli estratti di cipolla fermentati con L. casei HD-010 contenevano ingredienti antiossidanti, abbiamo ulteriormente separato l’estratto utilizzando quattro diversi solventi organici come descritto nella sezione Materiali e metodi. Le frazioni LFAc-EtOAc hanno avuto il più alto valore ORAC (ORAC di LFAc-EtOAc = 1,12) (Figura 2), suggerendo che le frazioni EtOAc dell’estratto di cipolla fermentato con L. casei HD-010 (LFAc) contengono un componente antiossidante. Questo risultato suggerisce che l’estratto di cipolla fermentato con L, casei HD-010 (LFAc) ha attività antiossidativa.

Figura 2

Attività antiossidative di frazioni di estratto di cipolla fermentato con L. caseiHD-010 (LFAc) utilizzando solventi organici. I valori di capacità di assorbimento dei radicali dell’ossigeno (ORACPE) sono stati ottenuti nel saggio antiossidante utilizzando varie frazioni di solventi organici. Trolox è stato usato come controllo positivo (il valore ORAC era 1,00). I dati sono presentati come media ± SD (n = 3). #p<0.05 rispetto al gruppo di controllo (gruppo trattato con FO); ##p<0.05 rispetto al gruppo di controllo (gruppo trattato con AO); ###p<0.05 rispetto al gruppo trattato con LFAc; p<0.05 rispetto al gruppo di controllo positivo (L. casei KCTC 2180); p<0.05 rispetto al controllo positivo (gruppo trattato con Trolox); FO, cipolla fresca; AO, cipolla in autoclave; LFAc, cipolla fermentata con L. casei HD-010; Hx, n-esano; CH2Cl2, diclorometano; EtOAc, acetato di etile; BuOH, n-butanolo; L. casei KCTC 2180, cipolla fermentata con L. casei KCTC 2180.

3.2. Inibizione della differenziazione degli adipociti

La cipolla fermentata con L. casei HD-010 (LFAc) ha mostrato un effetto inibitorio sulla differenziazione degli adipociti rispetto alla cipolla fresca o alla cipolla autoclavata (> 20%). L’effetto inibitorio di LFAc è stato osservato specificamente nello strato CH2Cl2 (> 45%) (Figura 3). Come controllo positivo, il benzafibrato non ha avuto alcun effetto sulla differenziazione. Tuttavia, il trattamento con simvastatina ha mostrato più del 90% di inibizione della differenziazione. Pertanto, LFAc ha una funzione inibitoria bloccando l’attività della HMG-CoA reduttasi.

Figura 3

Inibizione del differenziamento degli adipociti della cipolla (Allium cepa L.) estratto fermentato con L. casei HD-010 (LFAc). I dati sono presentati come media ± SD (n = 3). p<0.05 contro FO, AO, LFAc, o LFAc-Hx gruppo trattato; #p<0.05 contro controllo positivo (benzafibrato gruppo trattato); ##p<0.01 contro controllo positivo (benzafibrato gruppo trattato). FO, cipolla fresca; AO, cipolla autoclave; LFAc, cipolla fermentata con L. casei HD-010; Hx, n-esano; CH2Cl2, diclorometano; EtOAc, acetato di etile; BuOH, n-butanolo.

3.3. Strati di diclorometano dell’estratto di cipolla fermentato con L. casei HD-010 (LFAc) hanno sia effetti inibitori della differenziazione degli adipociti che effetti antiossidativi

Al fine di purificare e identificare il composto attivo in LFAc per l’induzione dell’attività fisiologica, gli strati CH2Cl2 sono stati sottoposti a diverse procedure di isolamento (HP-20, gel di silice, e colonna aperta RP-C18). HLFAc-30 e SLFAc-4 frazioni con forti attività di inibizione della differenziazione degli adipociti sono state ottenute in sequenza (data non mostrata) dopo un ulteriore isolamento delle frazioni SLFAc-4 in una colonna aperta RP-C18.

Per studiare la funzione inibitoria dell’iperlipidemia dopo LFAc, la frazione MC è stata sottoposta a cromatografia aperta HP-20, gel di silice e RP-18. Effetti antiossidanti e di inibizione della differenziazione degli adipociti sono stati osservati per la frazione LFAc-HP3 da HP-20, la frazione LFAc-S4 da gel di silice, e LFAc-C3 da C1 (Tabella 2).

3.4. Contenuto di quercetina

La cromatografia su strato sottile (TLC) è stata utilizzata per separare i componenti dell’estratto di cipolla cruda (FO), dell’estratto di cipolla sterilizzata (AO) e dell’estratto di cipolla fermentata (LFAc). Il modello non era diverso tra i campioni e sono state trovate quattro macchie principali (dati non mostrati). La frazione LFAc-C4 ha mostrato il miglior effetto inibitorio sulla differenziazione degli adipociti ed è stata identificata una singola frazione efficace. La quercetina, uno dei principali componenti della cipolla, è stata identificata dalla frazione LFAc-C4. FO, AO, LFAc e LFAc_CH2Cl2 sono stati esaminati con HPLC. I contenuti di quercetina in queste frazioni erano FO, 3.90 ± 0.041 mg/ml; AO, 7.13 ± 0.009 mg/ml; LFAc, 2.89 ± 0.064 mg/ml; e LFAc_CH2Cl2, 20.53 ± 0.304 mg/ml. Il contenuto di quercetina non è stato alterato dalla procedura di fermentazione. Tuttavia, dopo la fermentazione con i probiotici, il contenuto di quercetina è stato aumentato di quasi 10 volte in LFAc-CH2Cl2 (Figura 4).

Figura 4

Quantità di contenuto di quercetina nell’estratto di cipolla (Allium cepa L.) con o senza fermentazione mediante analisi HPLC. I dati sono presentati come media ± SD (n = 3). FO, cipolla fresca; AO, cipolla in autoclave; LFAc, cipolla fermentata con L. casei HD-010; CH2Cl2, diclorometano.

3.5. Test sugli animali

3.5.1. Peso corporeo

L’effetto dell’estratto di cipolla fermentata sul peso corporeo è stato testato per sei settimane usando topi con una dieta ricca di grassi. Una diminuzione significativa del peso corporeo è stata osservata nel gruppo di alimentazione con estratto di cipolla fermentata. La fibra alimentare, i flavonoidi e i componenti sulfurei della cipolla hanno ridotto efficacemente il loro peso corporeo rispetto al gruppo con la sola dieta ricca di grassi (dati non mostrati). Questo risultato suggerisce che la somministrazione orale di estratto di cipolla fermentata non ha alcun effetto diretto sul peso corporeo, in linea con altri studi.

3.5.2. Misurazione del contenuto di lipidi nel siero

Il siero è stato raccolto ogni settimana per sei settimane e valutato per i cambiamenti nel contenuto di LDL-C, HDL-C, TG e TC. Alla fine dell’esperimento, il siero è stato testato per l’effetto di inibizione dell’HMG-CoA reductase e CETP. I gruppi di alimentazione con estratto di cipolla fermentata (basso, medio e alto) hanno mostrato riduzioni significative del livello di LDL-C a partire dalla quinta settimana. I gruppi di alimentazione con estratto di cipolla fermentata medio e alto hanno mostrato una continua diminuzione del peso corporeo (tabella 3). Inoltre, il livello di HDL-C è stato aumentato dalla prima settimana fino alla sesta settimana dopo la somministrazione (Tabella 4). Il gruppo di alimentazione con supernatante LSP-11 ha mostrato notevoli cambiamenti nei livelli di HDL-C e LDL-C alla terza e quinta settimana. Questi dati suggeriscono che l’estratto di cipolla fermentata potrebbe avere effetti sinergici sulle funzioni dei metaboliti secondari del Lactobacillus casei HD-010.

Trattamento Dose (mg/kg/giorno) Lipoproteine ad alta densità (HDL, mg/dl) 0 settimane 1 settimana 2 settimane 3 settimane 4 settimane 5 settimane 6 settimane Controllo 0 45.5±7.41 47.1±1.05 44.3±8.95 50.8±3.20 36.0±4.23 31.4±4.43 44.8±2.27 Basso 25 45.5±1.06 50.7±1.91 46.2±7.38 57.4±1.28 56.6±9.70 48.0±9.51 45.6±8.59 Medio 50 52.8±3.02 58.2±3.77 52.9±6.82## 65.3±0.92 58.6±4.10 51.8±3.41 56.2±7.73 Alto 100 56.6±8.96 64.2±6.00 55.4±6.81## 70.3±3.64 66.3±4.18 62.5±5.13 56.6±1.98 L. casei KCTC 2180 100 45.2±3.90 52.7±3.95 38.9±5.06 54.4±2.40 46.3±6.13 48.8±8.62 43.6±6.55 Benzafibrato 10 43.2±2.95 48.0±2.99 39.1±5.29 55.7±4.66 35.8±0.92 32.1±5.85 42.7±6.30

I dati sono presentati come media ± SD (10 animali per gruppo; sono stati effettuati tre esperimenti indipendenti). La significatività statistica tra i valori di controllo e trattati è stata determinata dal test t di Student a due code ed è data come un valore di p; p value < 0.05 e p value < 0.001 (contro il gruppo di controllo); #p value < 0.05 e ##p value < 0.001 (contro L. casei KCTC 2180 e benzafibrato gruppo trattato).

Tabella 4

Effetto della cipolla fermentata con L. casei HD-010 sul livello di lipoproteine ad alta densità nel siero in topi con deficit di ApoE. Tuttavia, tale diminuzione non era statisticamente significativa. In particolare, il gruppo alimentato con estratto di cipolla fermentata ha mostrato una diminuzione significativa del livello di TG alla prima, seconda, terza e quinta settimana (tabella 5). Il livello di TC è stato ridotto nel gruppo alimentato con estratto di cipolla fermentata dalla quinta settimana (Tabella 6). Tuttavia, il gruppo di controllo positivo che è stato alimentato con benzafibrato e surnatante di Lactobacillus non ha mostrato alcuna differenza significativa nel livello di TC, rispetto al gruppo di controllo.

Trattamento Dose (mg/kg/giorno) Trigliceridi (TG, mg/dl) 0 settimane 1 settimana 2 settimane 3 settimane 4 settimane 5 settimane 6 settimane Controllo 0 406.6±35.68 561.2±54.01 334.4±60.37 652.3±65.16 302.3±48.56 412.2±75.99 284.8±54.11 Basso 25 379.1±76.36 553.5±70.59 301.0±75.14 628.2±63.90 288.3±45.88 396.2±59.68 266.6±23.08 Medio 50 363.5±64.19 461.6±99.73 270.1±16.91 581.1±34.41 283.1±43.47 321.0±82.27 265.7±16.24 Alto 100 395.5±61.04 449.7±59.96 228.5±42.10 537.3±62.24 273.4±60.84 241.5±68.03 252.5±39.91 L. casei KCTC 2180 100 410.4±78.77 475.9±41.84 275.2±37.67 507.0±24.04 241.7±57.09 255.9±65.39 270.3±26.89 Benzafibrato 10 380.5±86.76 529.5±90.37 285.3±52.13 656.7±71.61 257.2±33.35 396.9±99.12 273.6±39.73

I dati sono presentati come media ± SD (10 animali per gruppo; sono stati effettuati tre esperimenti indipendenti). Significatività statistica tra i valori di controllo e trattati è stato determinato da test t di Student a due code ed è dato come un valore di p; p valore < 0.05 e p valore < 0.001.

Tabella 5

Effetto di cipolla fermentato con L. casei HD-010 sul livello di trigliceridi nel siero in topi ApoE-deficienti.

Trattamento Dose (mg/kg/giorno) Colesterolo totale (TC, mg/dl) 0 settimane 1 settimana 2 settimane 3 settimane 4 settimane 5 settimane 6 settimane Controllo 0 702.7±40.72 779.4±88.99 647.8±89.39 803.2±41.15 621.8±71.15 789.7±55.05 699.1±41.20 Basso 25 702.7±88.48 785.5±63.45 568.7±82.61 807.5±19.50 598.8±46.83 644.3±79.84 644.8±39.13 Medio 50 658.1±73.41 755.7±51.34 548.3±67.92 778.6±57.04 592.3±91.15 602.7±62.89 641.1±60.00 Alto 100 652.7±28.06 750.1±60.31 437.4±61.70 768.7±83.53# 575.9±20.40# 595.0±73.14 619.4±78.28 L. casei KCTC 2180 100 739.9±48.37 825.8±113.75 687.6±52.21 879.0±32.08 720.2±66.89 785.8±79.01 715.2±33.01 Benzafibrato 10 716.6±90.81 735.7±26.94 609.5±66.18 839.3±92.52 737.1±73.97 763.9±87.42 687.4±19.36

I dati rappresentano media ± SD (10 animali per gruppo; sono stati eseguiti tre esperimenti indipendenti). La significatività statistica tra i valori di controllo e trattati è stata determinata dal test t di Student a due code ed è data come un valore p; p value < 0.05 e p value < 0.001 (contro il gruppo di controllo); #p value < 0.05 e ##p value < 0.001 (contro L. casei KCTC 2180 e benzafibrato gruppo trattato).

Tabella 6

Effetto di cipolla fermentata con L. casei HD-010 sul livello di colesterolo totale del siero in topi ApoE-deficienti.

Abbiamo usato il modello di topi ApoE-deficienti per valutare l’efficienza dell’estratto di cipolla fermentata sulla riduzione dell’accumulo di lipidi, l’inibizione della HMG-CoA reduttasi e l’inibizione della CETP. La HMG-CoA reduttasi è coinvolta nella sintesi del colesterolo. È stata ridotta in seguito alla somministrazione di estratto di cipolla fermentata. Tuttavia, tale diminuzione non era statisticamente significativa (Figura 5). La proteina CETP funziona come un vettore per HDL e LDL nel corpo e la HMG-CoA reduttasi è coinvolta nella sintesi del colesterolo. Come mostrato nella Figura 5, l’attività CETP e la HMG-CoA reduttasi erano significativamente dopo la somministrazione di estratto di cipolla fermentata (Figura 5). Questi dati suggeriscono che l’estratto di cipolla fermentata può bloccare efficacemente l’assorbimento del grasso intestinale attraverso l’inibizione dell’attività CETP.

(a)

(b)

(a)
(b)

Figura 5

Effetto della cipolla fermentata con L. caseiHD-010 sul siero CETP e HMG- CoA reduttasi attività in topi ApoE-deficienti a sei settimane. I dati sono presentati come media ± SD (10 animali per gruppo; tre esperimenti indipendenti sono stati eseguiti). Significatività statistica tra i valori non trattati e trattati è stato determinato da due code Student’s t-test ed è dato come un valore di p; p valore < 0.05 e p valore < 0.001 (rispetto al gruppo di controllo); #p value < 0.05 e ##p value < 0.001 (rispetto al gruppo trattato con L. casei KCTC 2180 e benzafibrato).

L’iperlipidemia è un problema importante nella sanità. È coinvolta in molte gravi malattie cardiovascolari. Molti studi sperimentali e clinici hanno dimostrato che l’iperlipidemia può causare ipertensione, diabete e obesità.

Molti studi hanno riportato che i componenti della cipolla o il Lactobacillus possono abbassare il contenuto di lipidi nel sangue. La cipolla è una nota medicina tradizionale. È stata studiata per molti studi epidemiologici. Nei paesi asiatici, le piante di cipolla e aglio che contengono solfuro di diallile e quercetina sono usate per prevenire le malattie cardiovascolari. La cipolla contiene circa il 90% di acqua, 7 ~8% di zucchero (principalmente fruttosio), e quantità minori di vitamine. Il solfossido di S-metil-L-cisteina è uno dei componenti della cipolla. Può ridurre il contenuto di lipidi nel sangue. La quercetina ha un effetto simile nel ridurre la produzione e la sintesi dei lipidi nell’esperimento animale. Lactobacillus può anche ridurre il livello di colesterolo nel sangue. Molti studi hanno dimostrato che il Lactobacillus può inibire il riassorbimento degli acidi biliari e l’attacco del colesterolo alla parete cellulare. Tuttavia, l’estratto di cipolla fermentata non è stato ancora studiato bene. Pochi gruppi di ricerca hanno tentato di sviluppare un prodotto da bere a base di estratto di cipolla fermentato.

In questo studio, abbiamo cercato di identificare un batterio adeguato per la fermentazione della cipolla e determinare il suo effetto sul livello di lipidi nel sangue. I nostri dati suggeriscono che l’estratto di cipolla fermentata ha un effetto sul metabolismo dei lipidi per somministrazione orale.

4. Conclusioni

Il principale materiale attivo responsabile dell’effetto anti-iperlipidemia della cipolla fermentata era la quercetina. I nostri risultati suggeriscono che la cipolla fermentata ha un effetto preventivo/terapeutico sulla malattia iperlipidemica. Potrebbe avere il potenziale per essere sviluppato come alimento funzionale.

Data Availability

I dati sono collegati ai repository online di http://www.nodagi.net.

Conflitti di interesse

Gli autori dichiarano che non ci sono conflitti di interesse riguardo alla pubblicazione di questo articolo.

Contributi degli autori

Woong-Suk Yang e Jin-Chul Kim hanno contribuito ugualmente a questo lavoro.

Riconoscimenti

Il presente studio è stato in parte sostenuto da Nodaji Co. Ltd., (Pohang, Corea) nell’anno 2012.