Abstracto

En el marco de la actual iniciativa "China saludable", los alimentos funcionales desarrollados a partir de medicamentos mongoles medicinales y comestibles muestran un potencial sustancial. Sin embargo, la industrialización todavía se ve limitada por una baja biodisponibilidad, propiedades sensoriales subóptimas y posibles riesgos de seguridad. La fermentación microbiana, como estrategia de biotransformación eficiente, puede alterar las barreras de las paredes celulares de las plantas mediante reacciones catalizadas por enzimas y remodelación microecológica, mejorando así la eficacia y reduciendo la toxicidad. Este artículo proporciona un análisis en profundidad de los mecanismos de transformación y las funciones fisiológicas de los medicamentos mongoles fermentados, resume tecnologías industriales clave como el control de consorcios de múltiples cepas, la fabricación inteligente habilitada por gemelos digitales y el control de calidad y seguridad "tridimensional", y explica sistemáticamente los beneficios para la salud de los medicamentos mongoles fermentados en términos de antioxidación, modulación inmune y protección del microecosistema intestinal. El objetivo es brindar apoyo teórico y práctico para la estandarización, la utilización de valor agregado y el desarrollo global de los recursos étnicos medicinales y comestibles de China.

 

0. Antecedentes: Por qué es importante lo "medicinal-comestible" para el desarrollo de alimentos funcionales

El concepto de "homología medicinal y comestible" ha estado arraigado en la práctica de preservación de la salud y en la cultura dietética china durante miles de años. Su origen teórico se remonta a la idea dialéctica deHuangdi Neijing Taisu-“cuando se toma en ayunas es alimento; cuando lo toma el paciente es medicamento” [1]. En el marco regulatorio actual, las "sustancias medicinales comestibles" se refieren específicamente a "sustancias que son tanto alimentos como materiales medicinales tradicionales chinos", según lo define la Comisión Nacional de Salud (NHC) basándose en su uso histórico.

En cuatro lotes de anuncios, el NHC ha incluido106sustancias medicinales comestibles (p. ej., Codonopsis, Astragalus, Dendrobium officinale), lo que indica la transición en curso de materiales medicinales tradicionales a ingredientes alimentarios funcionales. El fortalecimiento de las normas y la estandarización por parte del NHC indica además que el campo está pasando del marketing de conceptos iniciales a la investigación basada en evidencia.

La medicina mongol es un componente importante de la medicina étnica de China. Tiene un sistema teórico distintivo centrado en las "Tres Raíces" (Heyi, Xila, Badagan) e incluyemás de 2.200recursos medicinales [2]. Existe una clara superposición entre los recursos medicinales de Mongolia y la lista nacional de medicamentos y comestibles. Por ejemplo, dentro de los renombrados "Diez medicamentos de Mongolia", el regaliz, el astrágalo, la baya de goji y el cistanche se han incorporado al directorio medicinal-comestible; El espino amarillo, como representante clásico de doble atributo, es particularmente valioso para el desarrollo funcional [3]. Los datos registrados en un proyecto de repositorio de logros científicos y tecnológicos de Mongolia Interior indican que entre 735 plantas medicinales, hay 109 plantas medicinales comestibles, 140 alimentos medicinales comestibles y 233 fórmulas medicinales mongoles de uso común [4]. Estas cifras respaldan la opinión de que los recursos medicinales de Mongolia contienen ricos materiales medicinales y comestibles con fundamentos de uso tradicional y potencial de alimento funcional moderno.

 

Fábrica de extracto de Cistanche en China Introducción

 

1. El principal cuello de botella: la biodisponibilidad (y por qué la fermentación es una solución práctica)

Ya sea en materiales medicinales y comestibles convencionales o en recursos de la medicina mongol, un cuello de botella científico común esbaja biodisponibilidad. Aunque las matrices vegetales contienen flavonoides, polisacáridos y saponinas, muchas existen como estructuras estructuralmente complejas.formas encuadernadas(p. ej., glucósidos). Sus efectos de alta polaridad y peso molecular limitan el transporte transmembrana en el entorno gastrointestinal, impidiendo la expresión completa de los efectos sobre la salud [5].

La fermentación microbiana, como enfoque de bioprocesamiento seguro y controlable, proporciona una vía factible para abordar este problema. Los microbios de calidad alimentaria, como las bacterias del ácido láctico, secretan sistemas enzimáticos que incluyen-glucosidasaycelulasa, que puede hidrolizar saponinas conjugadas y glucósidos flavonoides enagliconas, aumentando significativamente la biodisponibilidad [6]. Mientras tanto, la fermentación produce ácidos grasos de cadena corta, bacteriocinas, exopolisacáridos, derivados fenólicos, etc., que pueden conferir nuevas funciones para la salud y degradar factores antinutricionales y componentes tóxicos, mejorando la seguridad [7].

Un ejemplo clásico eskumis(mongol: "策格"; leche de yegua fermentada), un producto lácteo fermentado tradicional elaborado mediante bacterias del ácido láctico y cofermentación de levadura. En la medicina mongol se utiliza como medio central de la "terapia koumiss", que representa una integración del pensamiento medicinal-comestible y la tecnología de fermentación. Los estudios modernos sugieren que puede modular la microbiota intestinal y mejorar el metabolismo de los lípidos [8].

En los últimos años, múltiples estudios han demostrado que la fermentación puede aumentar los componentes activos y los efectos sobre la salud en los medicamentos mongoles medicinales y comestibles:

El espino amarillo fermentado con bacterias del ácido láctico muestra un aumento de polifenoles totales y flavonoides totales con una mayor actividad antioxidante [9].

Cistanche fermentado conLactiplantibacillus plantarummuestra un marcado aumento de ácidos y flavonoides totales y una reducción de los marcadores de fatiga [10].

Astrágalo fermentado conbacilo subtilisproduce polisacáridos degradados en oligosacáridos con actividad inmunomoduladora significativamente mejorada [11].

Sin embargo, la integración sistemática sigue siendo limitada. Las revisiones existentes a menudo se centran en: (i) los principios generales de la fermentación y el procesamiento de la medicina tradicional china, pero no abordan suficientemente la especificidad de la medicina étnica; (ii) desarrollo de productos fermentados y análisis de componentes sin un vínculo sistemático entre mecanismo y fisiología; o (iii) farmacología/química de Mongolia sin posicionar la fermentación como un método central que permita el desarrollo de alimentos funcionales. Los marcos integrales que integran "espectro de recursos-mecanismo de fermentación-función de salud-fabricación inteligente" todavía son raros.

La teoría mongola de las "Tres Raíces" explica las actividades de la vida normal mediante el equilibrio dinámico entre Heyi (Qi/"viento"), Xila ("calor") y Badagan ("frío") [12]. La investigación moderna sugiere vínculos científicos profundos entre este marco y la regulación ecológica microbiana-intestinal: Heyi se alinea con la función nerviosa autónoma y la regulación de la motilidad gastrointestinal; Algunos estudiosos plantean la hipótesis de que las moléculas de señalización gaseosas endógenas son la base material de Heyi [13]. Xila se relaciona con el metabolismo y las respuestas inflamatorias; Badagan se asocia con la integridad de la barrera de la mucosa intestinal y la función inmune. La fermentación microbiana regula esencialmente la red "microbiota intestinal-inmunidad-metabolismo" del huésped a través de la liberación de agliconas mediada por enzimas, la producción de SCFA y postbióticos, conceptualmente alineados con el énfasis de la medicina mongol en el reequilibrio de las Tres Raíces.

Por lo tanto, este artículo tiene como objetivo: (1) mapear los recursos medicinales y comestibles de la medicina mongol; (2) analizar los mecanismos de fermentación; (3) resumir la evidencia de los efectos antioxidantes, inmunomoduladores y protectores del ecosistema intestinal; y (4) revisar los sistemas tecnológicos y los desafíos industriales para el desarrollo de alimentos funcionales de medicina fermentada de Mongolia.

 

1. Distribución de especies y prácticas dietéticas tradicionales de medicamentos mongoles comestibles

1.1 Espectro de recursos con doble identidad: tanto "medicinal-comestible" como "medicina mongol"

En el marco medicinal-comestible, ciertos materiales funcionan como complemento nutricional e intervención preventiva. Con la expansión continua del directorio del NHC y las actualizaciones dinámicas, el desarrollo moderno de recursos de medicina étnica ha entrado en una ventana de políticas.

El nicho ecológico único de la medicina mongol produce recursos de germoplasma altamente tolerantes al estrés con metabolitos secundarios bioactivos enriquecidos. La detección y el mapeo sistemáticos de especies que tienen tanto estatus medicinal-comestible nacional como estatus medicinal tradicional de Mongolia es la base material central para el desarrollo de alimentos funcionales específicos, evitando la homogeneización y construyendo una competitividad diferenciada. El espectro de recursos de doble identidad se resume en la Tabla 1 (como se menciona en el texto original).

Muchas plantas medicinales de Mongolia incluidas en el directorio nacional de medicamentos y comestibles conservan los tradicionales perfiles de seguridad suaves y proporcionan excelentes sustratos ricos en macromoléculas unidas para la ingeniería de fermentación. El espino amarillo es a la vez una sustancia medicinal y comestible del NHC y una medicina mongol de uso común (nombre mongol: 其察日嘎纳) [14], rica en flavonoides característicos (p. ej., derivados de quercetina y kaempferol), polifenoles y vitamina C [15]. Los extractos de espino amarillo muestran potencial para mejorar los trastornos metabólicos, acelerar la reparación de tejidos y modular la microecología intestinal [16].

Cistanche forma parte de las "Diez medicinas de Mongolia", está catalogada como medicinal-comestible y se la conoce como "ginseng del desierto". Sus activos característicos incluyen glucósidos feniletanoides (p. ej., equinacósido y acteósido) y polisacáridos, que contribuyen a la antifatiga, la neuroprotección y la modulación del microambiente inmunológico a través de una sinergia de múltiples objetivos [17,18]. El astrágalo, la baya de goji, el Platycodon y el regaliz también son "Diez medicamentos de Mongolia" y están incluidos en el directorio medicinal-comestible. Estos recursos son ricos en polisacáridos estructurales y saponinas, lo que ofrece amplias oportunidades para la disociación, transformación y bioconversión de alto valor impulsadas por enzimas durante la fermentación [19].

Más allá de los recursos vegetales, algunas matrices de origen animal desempeñan funciones únicas en la terapia dietética de Mongolia y sirven como excelentes modelos naturales para estudiar la cofermentación de múltiples cepas. El koumiss, si bien es un producto lácteo fermentado tradicional, tiene una gran importancia terapéutica y para la salud en la "terapia koumiss" de Mongolia y actúa como un medio medicinal-comestible culturalmente distintivo [20]. Proporciona proteínas de alta calidad y ácidos grasos insaturados y contiene un microecosistema robusto de bacterias del ácido láctico y levaduras tolerantes [21,22]. La combinación de estos medios microecológicos con materiales comestibles medicinales mongoles de origen vegetal para construir sistemas de cofermentación se está convirtiendo en una vía de innovación central en el desarrollo de productos funcionales modernos.

1.2 Prácticas de dietoterapia en la sabiduría alimentaria tradicional de Mongolia

1.2.1 Sinergia microbiana en Koumiss y los mecanismos de terapia dietética tradicional

El kumiss es un producto lácteo fermentado tradicional transmitido desde hace más de mil años entre los pueblos nómadas del norte. No es sólo un alimento básico sino también un ejemplo representativo de la doble orientación de la medicina mongola de "terapia alimentaria" y "terapia médica". En la teoría tradicional, la terapia koumiss se utiliza para regular el bazo y el estómago, promover la digestión, mejorar el sistema inmunológico y aliviar enfermedades metabólicas crónicas [23,24]. Los estudios indican que el sabor y las funciones únicos del koumiss se derivan de una compleja red de simbiosis microbiana dominada por bacterias del ácido láctico y levaduras. Durante la fermentación, la lactosa, las proteínas y los lípidos se degradan eficientemente, liberando péptidos bioactivos, metabolitos funcionales y ácidos orgánicos [25]. Los enfoques multiómicos (metatranscriptómica, metagenómica, metabolómica) han revelado redes metabólicas a nivel molecular y mecanismos reguladores que subyacen a la terapia koumiss [26,27].

 

Cuadro 1. Lista de variedades con doble identidad como medicina mongol tanto medicinal como alimentaria

nombre chino	Nombre(s) de la medicina mongol/alias en la medicina mongol	Estado en la lista oficial de "homología entre medicamentos y alimentos"	Principales componentes activos/características.
espino amarillo	Nombre común de la medicina mongol:[ilegible]; Material medicinal Dao-di "Diez sabores mongoles"	Sustancia con homología entre medicamentos y alimentos anunciada por la Comisión Nacional de Salud (NHC)	Rico en vitamina C; rico en polifenoles; contiene fibra dietética
Cistanche desertícola	Material medicinal Dao-di "Diez sabores mongoles"	Sustancia con homología entre medicamentos y alimentos anunciada por el NHC	polisacáridos; glucósidos feniletanoides
Astrágalo (Huangqi)	Material medicinal Dao-di "Diez sabores mongoles"	Sustancia con homología entre medicamentos y alimentos anunciada por el NHC	Rico en astragalósidos; polisacáridos de astrágalo
Baya de Goji (Lycium barbarum)	Material medicinal Dao-di "Diez sabores mongoles"	Sustancia con homología entre medicamentos y alimentos anunciada por el NHC	Rico en polisacáridos de Lycium barbarum; betaína
Raíz de Platicodon (Jiegeng)	Material medicinal Dao-di de los "Diez Sabores de Mongolia"; Nombre de la medicina mongol:[ilegible](seco)	Sustancia con homología entre medicamentos y alimentos anunciada por el NHC	Contiene platicodina/platicósidos, etc.

 

(B) Materiales medicinales Dao-di de los "Diez sabores de Mongolia" (extracto)

Artículo (chino)	Descripción / uso en la medicina mongol.	Estado de homología entre medicamentos y alimentos	Principales componentes/características
Regaliz (Gancao)	Material medicinal Dao-di de los "Diez Sabores de Mongolia"; Nombre de la medicina mongol:Xihe‑Rier‑Eji‑Bu‑si (transliteración como se muestra)	Sustancia con homología entre medicamentos y alimentos anunciada por el NHC	Contiene ácido glicirrícico; flavonoides
Cebolleta (puerro de Mongolia) -Shacong (mongol "Ji")	Partes aéreas utilizadas en la medicina mongol; Nombre de la medicina mongol:Hu‑mu‑le (transliteración como se muestra)	Planta de homología entre medicamentos y alimentos muy consumida entre el público	Rico en compuestos de azufre; flavonoides
Leche de yegua fermentada (productos Airag / Suutei) -Suanmajiu	"Material medicinal mongol de homología entre medicamentos y alimentos"; Nombre de la medicina mongol:ce‑ge (transliteración como se muestra)	Considerado tanto un alimento como un material medicinal.	Producto lácteo fermentado tradicional; flora probiótica única
Alforfón (Qiaomai)	Gachas medicinales de terapia alimentaria comúnmente utilizadas en la medicina mongol	Cultivo común en todo el mundo	Rico en flavonoides; fibra dietética
Leche de yegua (Maniu)	A menudo se utiliza en la terapia dietética de Mongolia/papilla medicinal.	comida común	Materia prima básica para la producción de leche de yegua fermentada.

 

 

1.2.2 La combinación medicinal-comestible de Allium mongolicum (沙葱)

En la práctica dietética de los pastizales, la terapia dietética mongola enfatiza el emparejamiento de plantas locales.Allium mongolicum Regeles una especie representativa con doble identidad como verdura silvestre nutritiva y material medicinal clásico de Mongolia. Tradicionalmente se utiliza como condimento combinado con carnes; sus compuestos volátiles pueden optimizar el aroma y mejorar la calidad de la carne [28]. Los estudios modernos muestran que sus partes aéreas contienen flavonoides, polifenoles y ácidos grasos insaturados [29]. Los registros de la literatura y la farmacopea indican efectos que incluyen la presión arterial y la regulación de lípidos, actividades antiinflamatorias, inmunomoduladoras y antioxidantes [30]. Sus fracciones de flavonoides/polifenoles pueden regular el ciclo celular y suprimir la expresión de genes relacionados con la apoptosis en las células inmunitarias [31]. Los extractos también pueden mejorar la motilidad gastrointestinal, la digestión y el estreñimiento [32]. Esto demuestra naturalmente la transición del "ajuste del sabor" a la "intervención metabólica dirigida", lo que refleja la sabiduría mongol de "la medicina dentro de los alimentos".

1.2.3 Otras combinaciones clásicas de medicamentos y comestibles de Mongolia

Además del koumiss y Allium mongolicum, el regaliz, el astrágalo y el cistanche son importantes en la terapia dietética de Mongolia. El regaliz a menudo se decocta y se combina con alimentos para aliviar la deficiencia y la tos asociadas con el exceso de Heyi [33]. El astrágalo se suele guisar con cordero para "tonificar el qi" y aumentar la fuerza. Cistanche aparece en combinaciones de terapia dietética como la "Decocción de Cistanche de diez ingredientes", utilizada para tratar los trastornos Heyi del vaso principal [34]. La baya de Goji se usa ampliamente para nutrir la esencia de los riñones, apoyar la visión y calmar la mente, con potencial hipolipemiante [35,36]. Estas combinaciones tradicionales ofrecen orientación para la selección de materias primas y el diseño de formulaciones en procesos de fermentación modernos.

1.3 Fermentación tradicional versus fermentación controlada moderna

La fermentación tradicional de Mongolia es principalmente espontánea y depende de la microbiota ambiental silvestre en sistemas abiertos, por ejemplo, el koumiss elaborado en bolsas de cuero o barriles de madera donde las bacterias del ácido láctico y las levaduras experimentan una sucesión natural [37]. Si bien esto preserva la diversidad microbiana y el sabor único, tiene limitaciones inherentes: ciclos largos, estructura comunitaria incontrolable, gran variabilidad entre lotes y riesgo de contaminación. La fermentación controlada moderna selecciona cepas de alta actividad, crea cultivos mixtos puros o definidos y controla con precisión la temperatura/pH/oxígeno disuelto, lo que permite la estandarización y la eficiencia [38]. Sin embargo, la fermentación de cultivos puros también puede simplificar las capas de sabor y perder la sinergia tradicional. Las tendencias actuales avanzan hacia el "fortalecimiento direccional": retener microbios funcionales clave mientras se utiliza la selección de cepas y el control de procesos modernos para unificar el sabor tradicional con la eficiencia moderna.

1.4 De la terapia dietética tradicional a los alimentos funcionales de precisión modernos

Pasar de una terapia dietética basada en la experiencia a alimentos funcionales modernos requiere mejoras sustanciales en la fabricación y un control estable de la matriz. La producción está pasando del procesamiento doméstico/de taller a la biofabricación moderna de alto rendimiento. Se aplican métodos de fabricación ecológicos, como la extracción con fluidos supercríticos y la extracción asistida por ultrasonidos, para un enriquecimiento eficiente de los activos fermentados [39]. Los sistemas de administración avanzados (microencapsulación, nanoemulsiones, liposomas) protegen los componentes propensos a la oxidación, volátiles o sensibles al calor (polifenoles, ácidos grasos insaturados específicos, componentes postbióticos), mejorando la estabilidad durante el procesamiento y la vida útil y enmascarando sabores "medicinales" indeseables [40-42]. Los sistemas de administración intestinal sensibles al pH o degradables por enzimas pueden proteger pequeñas moléculas/péptidos a través del ácido gástrico y permitir una liberación dirigida [43]. Con datos de nutrigenómica y metabolómica, se están desarrollando alimentos funcionales para necesidades metabólicas personalizadas (p. ej., poblaciones con dislipidemia y desregulación inmune) [44]. La toma de huellas dactilares por cromatografía multidimensional y espectrometría de masas respalda la coherencia de la eficacia en la producción a escala [45]. La evaluación de la seguridad está cambiando hacia evaluaciones de biocompatibilidad de sistemas y exámenes toxicológicos de alto rendimiento in vitro de múltiples objetivos [46], creando redes de control de calidad alineadas internacionalmente para una utilización con valor agregado.

 

2. Mecanismos de fermentación microbiana de medicamentos mongoles comestibles

2.1 Cepas comunes y sistemas de fermentación característicos

El núcleo del empoderamiento de la fermentación es aprovechar los sistemas enzimáticos y las vías metabólicas de cepas específicas. En iniciadores bacterianos,bacterias del ácido láctico (LAB)Se utilizan ampliamente debido a la tolerancia intestinal y la producción de enzimas. Cepas típicas comoLactiplantibacillus plantarum, Lacticaseibacillus casei, Lacticaseibacillus rhamnosus, yLactobacillus acidófilopuede secretar -glucosidasa, -ramnosidasa, tanasa y esterasas cuando se procesan sustratos ricos en polifenoles/saponinas/flavonoides [47]. Estas enzimas pueden hidrolizar los componentes de la pared celular y los enlaces glicosídicos. Cepas comoLactobacillus helveticuscon una fuerte capacidad proteolítica puede descomponer las proteínas en péptidos bioactivos con funciones antihipertensivas o inmunomoduladoras [48].

Levaduras (p. ej.,Saccharomyces cerevisiae, Kluyveromyces marxianus) son insustituibles para remodelar el aroma y generar metabolitos secundarios. Pueden utilizar azúcares libres para producir ésteres y etanol bajos y aportar vitaminas, nucleótidos y aminoácidos [49]. En las cofermentaciones de LAB y levadura, ambas forman simbiosis estables [50]: la respiración de la levadura reduce el oxígeno disuelto (lo que favorece las condiciones de bajo oxígeno de las LAB), mientras que los ácidos orgánicos de las LAB reducen el pH para inhibir los contaminantes y pueden estimular la liberación de enzimas de la levadura. Este acoplamiento bioquímico mejora tanto la liberación activa como la síntesis de sabor.

Diferentes materiales requieren diferentes estrategias:

Koumiss: fermentación líquida de leche de yegua mediante simbiosis LAB-levadura; tradicional de 7 a 14 días; arrancadores compuestos modernos (p. ej.,L. caseiZhang,helveticus H9, L plantarum P8, S. cerevisiaeQH2-2) a 20-22 grados con fermentación continua [51].

Espino amarillo: jugo/pulpa como sustrato, inoculado con BAL para enriquecer polifenoles [52].

Cistanche: hidrolizado enzimático como sustrato, fermentación líquida profunda conL plantarumLZU-J-Q21; enzimólisis-fermentación acoplada para convertir glucósidos feniletanoides macromoleculares en pequeños derivados más bioactivos [53].

Astrágalo: extracto acuoso fermentado conhelveticus, L plantarum, etc. para promover la conversión de glucósido de isoflavona → aglicona [54].

Si bien los principios básicos se superponen con la fermentación general de la medicina tradicional china, la fermentación de la medicina mongol tiene características distintivas en las fuentes de cepas, los portadores de procesos y los sustratos. Las fuentes de cepas a menudo provienen de productos lácteos fermentados tradicionales de Mongolia Interior (koumiss) con cepas únicas comohelveticus. Los portadores del proceso incluyen los "métodos a base de leche" de Mongolia (fermentación en matrices lácteas), que permiten la conversión simultánea en péptidos y ácidos grasos funcionales. Los sustratos como el espino amarillo, Cistanche y Allium mongolicum tienen perfiles químicos característicos distintos de los materiales medicinales chinos convencionales.

 

Fig. 1 Diagrama esquemático de la biotransformación y los mecanismos multidimensionales de mejora de la eficacia de los componentes de la medicina mongol por homología de alimentos y medicamentos fermentados por microorganismos

 

2.2 Mecanismos de biotransformación

La modificación impulsada por la fermentación es un sistema complejo que involucra la alteración física de la pared celular, reacciones bioquímicas de múltiples fases y respuestas de barrera biológica. Las vías principales incluyen: (1) mejora de la eficacia mediada por enzimas, (2) desintoxicación impulsada por la degradación, (3) generación metabólica de nuevos activos y (4) remodelación del microambiente. El texto original se refiere a estos mecanismos como se muestra en la Fig. 1.

Se destacan dos vías características adicionales:

En sistemas basados ​​en lácteos como el koumiss,helveticusLos sistemas de proteasas pueden hidrolizar las proteínas de la leche en péptidos inhibidores de la ECA [R].

Los sustratos característicos de Mongolia Interior proporcionan objetivos catalíticos únicos para las enzimas microbianas.

2.2.1 Hidrólisis enzimática y biodisponibilidad mejorada

Las glicosidasas microbianas impulsan modificaciones estructurales de los activos unidos. Muchos flavonoides/saponinas existen como glucósidos polares, lo que limita el transporte epitelial [55]. La fermentación puede promover la degradación del tejido vegetal y liberar fenólicos/terpenoides intracelulares [56]; Las /-glicosidasas pueden escindir restos de azúcar para producir glucósidos más pequeños y lipófilos o agliconas libres [57]. Los ejemplos incluyen cambios en los glucósidos de isoflavonas de astrágalo duranteBacillus subtilis nattofermentación [58], hidrólisis probiótica de isoflavonas de Pueraria [59] y conversión/enriquecimiento de activos de Platycodon duranteL. rhamnosusfermentación [60]. Sin embargo, muchos estudios siguen siendo comparaciones de criterios de valoración y carecen de parametrización cinética durante el proceso de fermentación.

2.2.2 Desintoxicación y mejora de la seguridad

La fermentación puede neutralizar o transformar componentes tóxicos inherentes y factores antinutricionales [61]. La desintoxicación puede ocurrir mediante degradación enzimática directa o mediante remodelación estructural inducida por metabolitos de la fermentación [55]. Por ejemplo,bacilo nattoLa fermentación redujo los ácidos ginkgólicos tóxicos en las semillas de ginkgo [62]. La fermentación LAB de verdolaga degradó ~30% de ácido oxálico, mejorando la biodisponibilidad mineral [63]. Sin embargo, la investigación a menudo se centra en la reducción de la concentración final; Los productos intermedios y nuevos metabolitos tóxicos potenciales requieren un seguimiento dinámico.

2.2.3 Generación de nuevos metabolitos funcionales

La fermentación no es sólo liberación sino también "neoformación": los microbios sintetizan nuevos derivados activos mediante la eliminación de hidroxilos, la metilación, la acetilación o la isomerización [64]. Los microbios también secretan EPS, SCFA, bacteriocinas y péptidos inmunomoduladores, formando una matriz posbiótica [55]. Se necesita más investigación sobre la estabilidad en el entorno gastrointestinal y la transformación secundaria por parte de la microbiota intestinal.

2.2.4 Remodelación del microambiente para una liberación mejorada

Las enzimas que degradan la pared celular (celulasa/hemicelulasa/pectinasa) rompen las estructuras de las plantas y liberan activos [65]. La acumulación de ácidos orgánicos reduce el pH, influyendo en la disociación y solubilidad de ácidos débiles como polifenoles/flavonoides y reduciendo la oxidación, mejorando la extracción y la estabilidad [66]. Los datos de seguimiento dinámico clínico en humanos siguen siendo limitados.

 

3. Beneficios para la salud de los medicamentos mongoles fermentados y comestibles representativos y la sinergia multiobjetivo

3.1 Progreso de la investigación por materiales representativos

3.1.1 Espino amarillo fermentado

El espino amarillo es rico en flavonoides, polifenoles, vitaminas y ácidos orgánicos, pero el alto contenido de ácidos málico/cítrico hace que su consumo sea difícil, lo que limita la descamación. La fermentación mixta LAB o LAB-levadura mejora la transformación del valor [67]. Enzimas como la tanasa/esterasa pueden romper los enlaces éster de polifenol, liberando agliconas como la isorhamnetina y la quercetina [68]. Los estudios informan sobre un potencial de reducción de lípidos y de protección cardiovascular, posiblemente a través de la activación de PPAR y la regulación negativa de los genes de lipogénesis (SREBP-1c, PPAR-, ACC, SCD1) [16,69], y protección antioxidante a través de la translocación nuclear de Nrf2 y la regulación positiva de HO-1/SOD [70,71].

3.1.2 Cistanche fermentado (Cistanche deserticola Ma)

Cistanche se conoce como "ginseng del desierto". Sus activos clave son los glucósidos feniletanoides (equinacósido/actósido) y los polisacáridos [72]. Los glucósidos feniletanoides grandes se hidrolizan lentamente en el intestino de los mamíferos, lo que reduce la biodisponibilidad sistémica. A través de la fermentación por probióticos intestinales, la -glucosidasa y la -ramnosidasa pueden producir derivados más pequeños como el hidroxitirosol y el ácido 3-hidroxifenilpropiónico [73].

En modelos de neurodegeneración y relacionados con antidepresivos, Cistanche fermentado muestra sinergia de múltiples objetivos: los metabolitos transformados (incluidas las vías relacionadas con los equinacósidos) pueden cruzar la barrera hematoencefálica, regular positivamente el BDNF y activar las vías AMPAR-Akt/ERK-mTOR [74]. Para el estreñimiento, los metabolitos más los polisacáridos modificados pueden actuar sobre las células intersticiales de Cajal a través de la señalización SCF/C-kit y la regulación del metabolismo de los ácidos biliares para aliviar el estreñimiento funcional, lo que refleja una intervención multieje del "metabolismo neuro-intestino" [75].

3.1.3 Astrágalo fermentado

Los polisacáridos del astrágalo pueden ser difíciles de digerir debido a su alto peso molecular y estructuras densas. Sistemas enzimáticos (p. ej., debacteroides) puede cortar enlaces glicosídicos y generar oligosacáridos [76,77], exponiendo epítopos activos. Los oligosacáridos modificados pueden interactuar con TLR4 y activar las vías MAPK y JAK/STAT, promoviendo la liberación equilibrada de citoquinas (TNF-, IL-6, IFN-) y la mejora inmune [78–80]. La fermentación también puede convertir el astragalósido IV en cicloastragenol con una mejor absorción y mecanismos antiinflamatorios/relacionados con la cardioprotección [81,82]. Se ha informado que las fórmulas fermentadas de astrágalo-Pueraria mejoran los marcadores de resistencia a la insulina en modelos HepG2 [83].

3.1.4 Kumis

Koumiss es a la vez medio de fermentación y portador funcional. Su ecosistema incluye LAB (p. ej.,helveticus, L. casei) y levaduras tolerantes a los ácidos (p. ej.,K. marxiano). Una proteólisis intensa puede liberar péptidos inhibidores de la ECA, como VPP e IPP [84–86]. Los estudios sugieren que la ingesta a largo plazo puede reducir la actividad de la ECA y favorecer la presión arterial y la salud endotelial [87]. Para el metabolismo de los lípidos, la actividad de la hidrolasa de las sales biliares puede mejorar la excreción de ácidos biliares, reduciendo el CT y el LDL-C séricos [88,89]. Los EPS y los ácidos orgánicos pueden modular el equilibrio GALT, Th1/Th2, promover la sIgA y fortalecer las barreras inmunes e intestinales [90,91].

3.2 Diferencias y sinergias entre cuatro categorías

La comparación de espino amarillo fermentado, Cistanche, Astragalus y koumiss (Tabla 2 en el texto original) sugiere:

Puntos en común: conversión enzimática de macromoléculas unidas → agliconas/oligosacáridos de bajo peso molecular; modulación de señalización citoprotectora; efectos positivos sobre la microecología intestinal.

Diferencias: el espino amarillo enfatiza el hígado/endotelio y el metabolismo de los lípidos; Cistanche enfatiza la intervención relacionada con el SNC a través de derivados de glucósidos feniletanoides; El astrágalo enfatiza la señalización inmune a través de TLR4; koumiss enfatiza los péptidos inhibidores de la ECA y la relevancia cardiovascular. Una formulación adecuada puede permitir la sinergia.

3.3 Integración mecanicista: cómo pueden funcionar los productos fermentados como biología de sistemas

Los efectos generales no provienen de un compuesto sino de "conversión dirigida de activos + regulación coordinada de vías de señalización + fortalecimiento de los sistemas de defensa". La fermentación expone epítopos activos y puede mejorar la afinidad del receptor y el potencial de múltiples objetivos.

A nivel de estrés oxidativo/inflamación, los activos fermentados pueden influir en la activación de Keap1-Nrf2-ARE (HO-1, regulación positiva de SOD) [92,93] e inhibir las cascadas inflamatorias impulsadas por NF-κB/NLRP3, reduciendo la liberación de TNF y IL-1 [94,95]. Los materiales fermentados también pueden activar AMPK, mejorando el metabolismo energético y la función mitocondrial y regulando el eje PPAR-/SREBP-1c para corregir el desequilibrio metabólico inducido por la dieta [96,97].

A nivel de microecología intestinal, los productos fermentados proporcionan microbios vivos, EPS y oligosacáridos como matrices combinadas de probióticos, prebióticos y posbióticos, lo que respalda a las comunidades productoras de AGCC [22,98]. El aumento de SCFA puede mejorar las proteínas de unión estrecha (ZO-1, ocludina, claudina-1), fortaleciendo la barrera intestinal [99]. A través de los ejes intestino-cerebro e intestino-hígado, los efectos pueden extenderse al equilibrio de los neurotransmisores (p. ej., 5-HT, GABA) y a la regulación de los ácidos biliares y el colesterol [21,100-102].

Tabla 2. Comparación de los principales productos de transformación, vías regulatorias y eficacia de cuatro medicamentos mongoles representativos de homología entre medicamentos fermentados y alimentos

Variedad	Productos básicos de transformación	Vías regulatorias clave	Poblaciones aplicables	Limitaciones de los modelos de investigación existentes
Espino amarillo fermentado	isohamnetina; quercetina; otras agliconas flavonoides libres	PPAR-/SREBP-1c; Nrf2/HO-1	Personas con hiperlipidemia; personas con síndrome metabólico	Basado principalmente en modelos animales con dietas altas en grasas; datos faltantes o insuficientes de ensayos clínicos en humanos
Cistanche deserticola fermentada	HT; 3-HPP; otros derivados acilados, etc.	BDNF/AMPAR-Akt/ERK-mTOR; SCF/kit C	Pacientes con enfermedades neurodegenerativas; pacientes con estreñimiento refractario	La mayoría de los datos relacionados con la permeabilidad y la BBB provienen de modelos in vitro; la validación in vivo es insuficiente
Leche de yegua fermentada (Airag)	PPV; PPI; EPS, etc.	inhibición de la ECA; BSH/metabolismo de ácidos biliares; Equilibrio inmunológico Th1/Th2	Personas con hipertensión; personas con hipercolesterolemia; personas con baja inmunidad	Evidencia causal débil de las interacciones microbiota-huésped
Astrágalo fermentado (Huangqi)	Astragalósido(s); polisacáridos de astrágalo cíclico	TLR4/MAPK/JAK-STAT; Keap1-Nrf2/ARE	Personas con baja inmunidad; pacientes con enfermedades inflamatorias	Los mecanismos de reconocimiento de los receptores de polisacáridos aún no están claros; falta de validación in vivo de la eficacia antitumoral

 

4. Desarrollo y aplicaciones de alimentos funcionales medicinales fermentados y comestibles de la medicina mongol

4.1 Principales tipos de productos

Los productos industriales son principalmente: (1) bebidas líquidas funcionales, (2) polvos/gránulos sólidos instantáneos y (3) formatos de snacks modernos.

Los productos líquidos incluyen jugos de plantas fermentados, productos lácteos probióticos y mezclas de frutas y verduras. Al ajustar los sustratos y las cepas, la fermentación puede enmascarar sabores indeseables y enriquecer aminoácidos libres, SCFA y ácidos orgánicos, mejorando la palatabilidad [103-105]. Por ejemplo,L plantarumLa fermentación del espino amarillo puede reducir la acidez severa al tiempo que aumenta los flavonoides/fenólicos totales y la actividad antioxidante [106].

Las formas sólidas/semisólidas se centran en la portabilidad y la estabilidad: gránulos en suspensión, polvos instantáneos, tabletas microencapsuladas [107-109]. Los productos de consumo más joven, como las gomitas y las barras sustitutivas de comidas, se han convertido en focos de investigación y desarrollo [110]. Un ejemplo es el polvo de koumiss microencapsulado mediante secado por aspersión, que logra un rendimiento de polvo de ~61 % y una supervivencia de ~63 % de BAL con buen almacenamiento y tolerancia IG [107].

4.2 Progreso tecnológico clave

La conversión industrial se basa en la integración de la biofabricación y el procesamiento inteligente. Los avances se centran en el control de la cofermentación de múltiples cepas, la ingeniería de separación/protección y el control digital de todo el proceso (arquitectura a la que se hace referencia en la Fig. 2 en el texto original).

Control inicial: el "acoplamiento bioquímico direccional de múltiples cepas" mejora la expresión de glicosidasas y tanasas [111,112]. Los biorreactores impulsados ​​por gemelos digitales que utilizan espectroscopía en línea y ML pueden monitorear y predecir biomasa, pH, OD y marcadores activos, pasando de la fabricación basada en la experiencia a la basada en datos [113].

Protección final: la separación por membrana (UF/NF) permite la clarificación y concentración no térmicas [114,115]. La microencapsulación con aislado de proteína de soja, maltodextrina o polisacáridos naturales con liofilización o secado por aspersión mejora la resistencia gástrica, la protección contra la oxidación, la estabilidad en almacenamiento y la liberación intestinal controlada [116,117].

4.3 Estándares de Calidad y Control de Seguridad "Tridimensional"

Debido a que los alimentos funcionales fermentados medicinales y comestibles de la medicina mongol tienen atributos dietéticos y objetivos de regulación funcional, el control de calidad y el control de calidad son más complejos que los alimentos comunes. La industria está construyendo un sistema de seguridad "tridimensional" que combina la seguridad biológica, el control de la contaminación química y la estandarización de procesos (Fig. 3 en el texto original).

Seguridad biológica: HACCP para prevenir patógenos (por ejemplo, Salmonella, Staphylococcus aureus) [118]; secuenciación del genoma completo de cepas iniciales para excluir plásmidos transferibles de resistencia a antibióticos o genes de toxinas; Monitoreo en línea de aminas biogénicas como histamina y tiramina en fermentaciones líquidas de múltiples cepas [119].

Control de contaminación química/exógena: abordar los residuos de pesticidas, metales pesados ​​y micotoxinas. Ciertos LAB yBacilopuede adsorber o biodegradar contaminantes durante la fermentación ("fermentar y desintoxicar") [120,121].

Control de calidad y estandarización de procesos: pasar de la cuantificación con un solo marcador a la cromatografía y la toma de huellas dactilares por EM [122,123]; definir umbrales de similitud para metabolitos característicos (péptidos, agliconas, ácidos orgánicos) para garantizar la coherencia de la eficacia entre lotes y la preparación regulatoria para los mercados globales.

Fig. 2 Arquitectura técnica de fabricación inteligente y transformación industrial de alimentos funcionales fermentados de la medicina mongol

 

5. Conclusión y perspectivas

La fermentación tiene un gran potencial para mejorar la biodisponibilidad y la seguridad de los medicamentos mongoles comestibles, pero aún quedan varios desafíos:

Los mecanismos son difíciles de desconvolucionar: las matrices complejas y la sucesión dinámica de múltiples cepas significan que el acoplamiento "cepa-componente-objetivo" y la cinética no están completamente aclaradas.

Cuellos de botella de ampliación: Los problemas de transferencia de oxígeno y transferencia de calor en reactores a escala de toneladas pueden causar variabilidad de lotes en los metabolitos secundarios.

El control sensorial es difícil: algunos materiales desarrollan fuertes olores desagradables o amargor; La remodelación inteligente del sabor sin perder activos es clave.

Las normas y los sistemas de seguridad están incompletos: La toxicología a largo plazo, los mecanismos de transporte y los riesgos de aminas biogénicas para matrices posbióticas complejas carecen de estándares de prueba unificados, lo que afecta el cumplimiento y la expansión internacional.

Las direcciones futuras incluyen:

Fabricación inteligente: gemelos digitales + ML (redes bayesianas, modelos SHAP interpretables) para pronóstico/control de procesos, con sensores hiperespectrales en línea para monitorear activos y puntos finales de sabor [124-126].

Nutrición de precisión: mapeo multiómico de la microecología intestinal y los ejes de órganos (intestino-cerebro, intestino-hígado) para desarrollar alimentos funcionales fermentados personalizados ricos en postbióticos para poblaciones específicas.

Seguridad ecológica en toda la cadena: seleccionar cepas con capacidad específica de desintoxicación/quelación para reducir residuos de pesticidas, metales pesados, micotoxinas y contaminantes emergentes; construir una red estandarizada entre "cultivo verde, fermentación inteligente, captura funcional y control de seguridad 3D".

Fig. 3 Arquitectura del sistema "tridimensional" de seguridad y calidad para alimentos funcionales de medicina mongol con homología de alimentos y medicamentos fermentados

 

Referencias

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