背景:全谷物是指完整的或虽经研磨、粉碎、压片等工艺却仍保留了与天然完整谷粒所具备的胚乳、胚芽和麸皮比例一致的谷物,其摄入水平与健康关系的研究越来越多地得到证实。2016年中国营养学会在健康循证基础上重新制定了膳食指南,指出在食物多样、谷类为主的基础上建议每天摄入全谷物和杂豆类(50g～150g)。与精制谷物相比,全谷物富含膳食纤维、蛋白质、植物活性物质等。但是哪些指标可作为用以评价全谷物(食品)营养及质量的特征标识尚缺少充足的研究。相比较而言,全麦的标记物是较早得到证实的。烷基间苯二酚(Alkylresorcinols,ARs)是一种1,3-二羟基-5-烷基苯衍生物,主要存在于小麦、黑麦等麦类的麸皮中,由于其被人体摄入后,也可在血浆中定量测定,因而可作为评估全麦消费水平的生物标志物。研究发现ARs还具有一定的抗肿瘤活性,可抗高脂肪饮食中发生肥胖和氧化应激。我国粮食行业标准中已将ARs作为判断全麦质量的标记物,但是检测方法为较粗糙的分光光度法,尚缺少准确有效的ARs分型定量测定技术,以及不同麦类谷物中ARs的特点描述、含量水平及其与加工水平之间的关系。为了推动我国全谷物及全谷物食品的定义和质量标准工作,探讨以ARs为标记物,研究麦类食品主食人群全谷物摄入对健康影响,有必要针对谷物中ARs含量以及人体血液中ARs水平建立有效的检测技术并积累基础数据。目的:本研究旨在(1)建立高效准确的麦类谷物中ARs的测定方法,探讨不同谷物ARs分型特征及含量水平;(2)探讨不同品种和不同加工精度下小麦粉ARs含量差异;(3)研究建立血浆中ARs的测定方法,并初步探讨用于评价全麦粉摄入的检测效力。方法:1.麦类谷物中烷基间苯二酚检测方法的建立及应用根据ARs的结构,采用高效液相色谱-荧光法测定,以小麦和黑小麦为主要研究对象,采用析因设计探讨提取试剂(丙酮、乙醇、乙酸乙酯)、提取方法(超声30 min,60 min,室温振荡过夜)、样品状态(颗粒、粉末)对ARs测定的影响,通过对比色谱条件和适宜荧光波长建立ARs检测条件,在完成方法学评价基础上对部分市售谷物ARs水平进行测定。2.不用品种、不同加工水平小麦粉中ARs及营养成分含量的测定在小麦主产区采集不同品种的小麦样品,其中一部分直接碾压制成全麦粉,另一部分按照标准分别加工为特一粉和(或)麦芯粉,共16组。采用所建液相荧光方法测定ARs的含量,采用相关国标方法测定小麦粉营养成分的含量,统计分析不同加工过程中各成分含量的变化规律以及ARs与营养成分的相关性。3.血浆中ARs检测方法的建立以及应用采用超高相液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS),利用SD大鼠(重约200g,雄性)禁食过夜的空腹血浆以及人血浆(健康成年人),建立血浆中ARs(C19:0,C21:0)的检测方法,根据麦类谷物中ARs的液相分离条件确定色谱柱、流动相,对比3种样品前处理方法确定最佳的前处理条件。为了验证检测方法的有效性,对20对人血浆样本(来源于无全谷物饮食习惯的20名志愿者,年龄在18-25岁之间,BMI<24kg/m2,无神经、内分泌和胃肠道等疾病)包括基线水平空腹血浆样品和一次性进食后(不限制进食量)的血浆样本进行ARs含量测定。结果:1.方法建立结果及市售谷物检测结果本研究建立的方法可同时在线分析ARs的五种同系物:AR C17:0、C19:0、C21:0、C23:0、C25:0。粉碎样品经乙醇超声提取30min作为最佳提取条件,在Waters CORTES-C18色谱柱上用乙醇:乙腈(30:70,v:v)等度洗脱,以发射波长296nm,激发波长272nm进行荧光检测,可有效分离出ARs 5个同系物组分,标准曲线回归方程相关系数R2≥0.9999,线性范围0.050～10.0μg/mL,检出限和定量限在ppm级水平;精密度实验相对标准偏差<5%(n=6),三水平加标回收率94.5%～104%(n=6)。对市售不同种类的谷物进行检测,市售全谷物小麦和黑小麦粉中ARs以ARC21:0、C19:0为主;其他谷物如燕麦、穇子中的ARs的含量很低,青稞中不同来源的ARs总量差异较大,以ARC25:0为主;藜麦中ARs总量较高,但是ARs同系物类型更加复杂。2.不用品种、不同加工水平小麦粉中ARs及营养成分含量的测定16组小麦ARs总量范围为46.7～70.5 mg/100g,以AR C19:0,C21:0的含量较高。特一粉中ARs总量为1.06～3.32 mg/100g,损失率在94.9%～98.4%之间;麦芯粉ARs总量0.619～3.03mg/100g,损失率95.4%～98.9%之间。采用偏相关分析显示,可利用碳水化合物含量与ARs含量变化高度负相关,总膳食纤维、维生素、总矿质元素量与不同加工的小麦粉中ARs含量变化高度正相关(P<0.05)。3.血浆中ARs检测方法的建立以及应用结果本研究建立的方法可有效的测定血浆中的ARC19:0、C21:0,血浆样品经丙酮提取,以异丙醇醇:乙腈(30:70,v:v)为流动相,Waters CORTES UPLC-C18色谱柱分离。标准曲线回归方程相关系数R2≥0.999,线性范围2.00～400μg/L,检出限(LOD)为0.104μg/L,定量限(LOQ)为0.312μg/L;该方法的精密度实验相对标准偏差(RSD%)<15%(n=6),大鼠血浆中三水平加标回收率为85.2%～110%(n=6),人血浆中三水平加标回收率为90.3%～115%(n=6)。对血浆ARsC19:0、C21:0的基线含量检测中,全为阴性结果,ARC19:0、C21:0均未检出。在一次性摄入全麦后,20个血浆样本检测数据中有16个呈现阳性结果,不同个体总量范围差异较大,血浆ARs含量范围为5.47～124 μg/L。结论:本研究建立了麦类谷物中ARs的液相色谱-荧光测定方法,能够有效定量分析ARs的五种同系物,具有简便易于操作、准确灵敏的特点。该方法非常适用于小麦、黑小麦、青稞等麦类谷物ARs的检测。检测市售的全谷物小麦或黑小麦粉中ARs,发现产品中ARs含量会受到全谷物加工工艺的影响。尽管青稞中ARs总量较低,但AR C25:0比例较高,故可以作为青稞中ARs的特征组分。藜麦ARs总含量高但ARs组分与小麦和黑小麦中ARs组分不同,相对来说更加复杂,因此ARs作为藜麦的标记物其分析技术有待于进一步研究。对13组不同加工精度的小麦粉中ARs以及营养成分检测发现,随着加工精度的增加ARs含量迅速降低,总膳食纤维、维生素、总矿物质元素量等营养成分含量也均大幅降低,而可利用碳水化合物含量上升。本研究建立了检测大鼠和人体血浆中AR C19:0、C21:0含量的UPLC-MS/MS方法,可以对血浆中ARC19:0,C21:0进行有效的定量分析。摄入全谷物后的受试者血浆中AR C19:0、C 21:0水平显著增加,说明所建方法可用于判断全麦食品的摄入状况,但以ARs为标记物探讨全麦摄入与血浆ARs的剂量反应关系还需要进一步研究。