荞麦（buckwheat）泛指来源于蓼科（Polygonaceae）荞麦属（Fagopyrum）植物荞麦F.esculentum Moench、苦荞麦F.tataricum（L.）Gaertn或翅荞麦F.emarginatum Mtissner等的果实,在西周时期已有栽培,常根据食品的口感不同分为甜荞和苦荞两类,其中苦荞为F.tataricum的果实。苦荞在16世纪引入马铃薯等作物前是西南彝族地区的主要粮食。目前我国苦荞种植面积约40-60万公顷,已形成100多个农家品种,是边远山区农民的主要经济来源。已有研究表明,苦荞富含黄酮、氨基酸、脂肪酸等成分,具有抗氧化、降低血糖、血压和血脂等活性。然而,《备急千金要方》中记载荞麦“食之难消、久食动风”,李时珍认为苦荞“其味苦恶”“多食伤胃”。可见苦荞调节糖脂代谢活性与“食之难消”有密切关系,但其生物效应成分有多种观点,从而限制了建立针对性强,可控性好的品质评价指标和方法,妨碍苦荞品种优良选育和产品的良好监控,成为制约苦荞产业发展的核心问题。本研究工作为解决上述核心问题,采用体内外实验,考察苦荞及其黄酮成分对淀粉消化、糖脂代谢和肠道微生态的影响,明确苦荞发挥调节糖脂代谢生物效应的主要成分;在此基础上,拟定基于苦荞调节糖脂代谢生物效应的质量标准,完成不同苦荞资源品质评价工作。主要研究成果如下:1.苦荞通过其黄酮类成分抑制淀粉酶活性以及与淀粉复合等途径影响淀粉消化。根据黄酮在苦荞中的转化特点,比较了富含芦丁的苦荞提取物（REFE）、富含槲皮素的苦荞提取物（QEFE）,以及芦丁、槲皮素、山奈酚等黄酮类成分对α-淀粉酶、α-葡萄糖苷酶活性,和对淀粉消化速率、预测血糖指数（pGI）的影响。结果表明槲皮素抑制α-葡萄糖苷酶IC₅₀（半数抑制浓度）为0.006 mg/mL,活性高于阳性对照阿卡波糖。QEFE和REFE抑制α-淀粉酶活性无显著差异,但QEFE抑制α-葡萄糖苷酶活性显著高于REFE(IC₅₀分别为0.022、0.045 mg/mL)。苦荞粉中快速消化淀粉占总淀粉的29.69%,预测血糖指数显著低于玉米粉、小麦粉和大米粉。添加芦丁、槲皮素对小麦粉模拟消化过程影响不显著,然而将芦丁、槲皮素与小麦淀粉复合后,小麦淀粉消化速率显著下降。可见黄酮类成分通过抑制淀粉消化酶活性或与苦荞中淀粉形成复合物影响淀粉消化,是食用苦荞影响淀粉消化的作用途径。结果首次揭示了苦荞“食之难消”的科学内涵是苦荞中黄酮类成分抑制淀粉消化酶活性以及与淀粉形成复合物抑制淀粉消化。2.苦荞通过其所含的槲皮素达到调脂作用。实验比较了苦荞、芦丁、槲皮素对高脂饮食大鼠糖脂代谢的影响,从而明确苦荞调节糖脂代谢效应的功能性物质基础。结果表明高脂饮食大鼠12周内体重,血清甘油三酯、胆固醇等相对空白组未显著提高,而肝脏脂肪细胞则发生显著脂肪变性;血清中TNF-α和IL-6分别由16.53、27.40 pg/mL显著上升至18.71、30.14 pg/mL;粪便中乙酸浓度由806.10μg/g显著增加至1424.63μg/g,而丙酸、丁酸等则分别从306.11、470.04μg/g显著下降至211.66、152.84μg/g。相对高脂组大鼠,槲皮素处理能显著降低大鼠体重、TG、LDL、TNF-α、胰岛素水平以及改善口服糖耐量;苦荞粉（80-120目,含芦丁2.74%,槲皮素0.08%）显著增加了大鼠的体重,脂肪含量等,对其它糖脂代谢指标无显著影响。苦荞、芦丁、槲皮素具有减缓肝脏细胞脂变的趋势,但对粪便中短链脂肪酸无显著影响;高脂饮食显著改变大鼠肠道菌群结构,苦荞、芦丁、槲皮素处理均能重塑特定的肠道菌群,其中苦荞显著提高了高脂饮食大鼠肠道微生物多样性,具有调节机体健康效应的潜力;动物实验结果表明苦荞中的槲皮素是苦荞调脂功能物质基础。在此基础上,通过体外模拟肠道发酵实验,采用16S rDNA测序技术、气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）分析了REFE、QEFE、芦丁、槲皮素对正常人群粪便微生物体外模拟培养后的多样性及短链脂肪酸的影响。结果表明,苦荞提取物及黄酮类成分降低了Allisonella、Coprococcus₃和Catenibacterium等属的相对丰度。培养液中丙酸的含量从对照组的656.12μg/mL提高至处理组（苦荞提取物、芦丁、槲皮素组）的726.9-896.97μg/mL,而乙酸、丁酸等其他短链脂肪酸无显著变化。综上,苦荞调节糖脂代谢作用与苦荞影响淀粉消化和调节肠道微生态有关;结合文献报道,我们认为苦荞调脂的生物效应成分为槲皮素,首次提出槲皮素可作为苦荞调脂活性的控制指标。3.拟定苦荞调节糖脂代谢效应的质量标准。基于前面已明确槲皮素可作为苦荞调脂生物活性的指标成分,研究采用高效液相色谱法同时测定了不同品种、不同部位苦荞中芦丁、槲皮素、山奈酚、槲皮苷、咖啡酸、牡荆素的含量,结合课题组前期对不同生态区域苦荞资源中黄酮类成分的研究数据,首次拟定了苦荞资源品质评价标准,即果实中芦丁和槲皮素总量（以槲皮素计）不低于0.64%。以此为标准,晋荞2号、黔苦3号、黔苦5号等品种是调脂活性良好的广适性优良品种;实验结果也建议调脂类的苦荞产品应以槲皮素限量为控制指标。根据苦荞调脂活性尚与蛋白、脂肪组成有关的认识,采用超高效液相色谱-质谱联用（UPLC-MS/MS）、GC-MS分别检测了苦荞中20种游离氨基酸、8种脂肪酸的含量,从营养、功能两个角度系统评价苦荞资源品质。结果表明氨基酸、脂肪酸在不同品种苦荞中变异幅度分别为28.00%-73.79%、7.25%-38.63%;苦荞皮粉中氨基酸、脂肪酸等营养成分显著高于芯粉,分别是芯粉的2.2-22.5倍和1.4-3.1倍。综合不同品种苦荞氨基酸、脂肪酸变异规律及营养成分特性,建议以赖氨酸、亚麻酸作为苦荞营养品质评价代表性指标。综上所述,本研究围绕建立基于苦荞调节糖脂代谢效应的质量评价标准的核心工作,结合古人与现代医学对苦荞的认识,通过体内外实验,阐明了苦荞调节糖脂代谢及肠道菌群的功能性物质,拟定了体现苦荞降脂功能的质量控制标准;同时对不同苦荞资源展开营养功能品质分析。研究结果对完善苦荞资源品质评价标准,保障苦荞产业健康发展具有重要意义。也有助于进一步探索营养成分-肠道菌群-糖脂代谢之间存在动态平衡关系,阐释“药”“食”同源的科学内涵;对富含黄酮作物的品种选育具有启迪作用和示范意义,为阐释功能成分在饮食结构中的作用地位提供一些新观点和新认识,在指导膳食、养生等方面也具有重要意义。