【摘 要】
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荞麦麸皮是荞麦的副产物,通常被用做饲料或被丢弃。荞麦麸皮富含膳食纤维、蛋白质、碳水化合物、维生素、多酚等各类营养成分,其中多酚含量约为0.5%-2%,是多酚物质的天然来源。多酚作为功能性成分,抗氧化能力强,对预防和治疗糖尿病、高血脂、心脑血管、动脉硬化等疾病都具有良好效果。但多酚分子结构往往不稳定,造成其生物利用度较低,成为制约多酚应用的核心问题之一。本研究为提升荞麦麸皮的综合利用率、增强荞麦麸皮
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荞麦麸皮是荞麦的副产物,通常被用做饲料或被丢弃。荞麦麸皮富含膳食纤维、蛋白质、碳水化合物、维生素、多酚等各类营养成分,其中多酚含量约为0.5%-2%,是多酚物质的天然来源。多酚作为功能性成分,抗氧化能力强,对预防和治疗糖尿病、高血脂、心脑血管、动脉硬化等疾病都具有良好效果。但多酚分子结构往往不稳定,造成其生物利用度较低,成为制约多酚应用的核心问题之一。本研究为提升荞麦麸皮的综合利用率、增强荞麦麸皮多酚的稳定性和活性,分别对荞麦麸皮进行了烘烤、过热蒸汽、酶解、微波、挤压、超声和蒸汽爆破七种不同预处理,通过福林酚法测定多酚含量,运用高效液相色谱仪对多酚定量定性,通过ABTS、DPPH和FRAP测定抗氧化性,通过大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度、最小杀菌浓度和生长曲线测定抑菌活性,通过α-淀粉酶抑制方法测定体外降糖活性,探究预处理对荞麦麸皮中多酚释放、多酚组成及其生物活性的影响。并选择其中代表性多酚槲皮素和芦丁,分别与壳寡糖离子交联为复合物,以包封率为指标优化复合物制备工艺,通过扫描电镜、热重分析、紫外波长全扫描、红外光谱、~1H-NMR方法解析复合物的分子结构,评价复合物的抗氧化性、抑菌活性和水溶性及其对糖尿病小鼠糖脂代谢和肠道菌群的影响,全面阐述壳寡糖对荞麦麸皮多酚稳定性和活性的影响机制。研究结果显示:(1)与未处理组相比,七种预处理不同程度破坏了荞麦麸皮细胞壁的刚性结构,促进了多酚的溶出。按照总酚含量由高到低排序为烘烤组>过热蒸汽组>酶解组>微波组>挤压组>超声组>汽爆组。烘烤处理后麸皮多酚含量提高最多,游离酚达到未处理组的1.87倍(P<0.05)。荞麦麸皮中的多酚主要为芦丁、槲皮素、没食子酸、儿茶素、香草酸、丁香酸、阿魏酸、芥子酸、对羟基苯甲酸、表没食子儿茶素没食子酸酯、咖啡酸、金丝桃苷和白藜芦醇,共13种多酚。(2)与未处理组相比,预处理后得到的荞麦麸皮多酚的抗氧化性,抑菌活性和体外降糖活性均有一定程度的提高,与总酚含量呈正相关。抗氧化活性由高到低排序为过热蒸汽组>烘烤组>酶解组>微波组>挤压组>超声组>汽爆组;对大肠杆菌抑菌活性由高到低排序为过热蒸汽组、烘烤组>酶解组、微波组、挤压组>超声组、汽爆组;对金黄色葡萄球菌抑菌活性由高到低排序为过热蒸汽组、微波组、挤压组、超声组>烘烤组、酶解组、汽爆组;α-淀粉酶抑制活性由高到低排序为过热蒸汽组>酶解组>挤压组>超声组>烘烤组>微波组>汽爆组。综上,过热蒸汽处理对荞麦麸皮多酚的活性提升效果整体最佳。(3)经离子交联法制备的槲皮素-壳寡糖和芦丁-壳寡糖的多酚包封率分别为74.65%和74.77%。槲皮素,芦丁的芳香族质子可能与壳寡糖的羟基基团形成氢键等非共价作用力而进行稳定结合。复合物的结合方式打破了多酚分子之间致密的晶体结构,而且使得其供氢更为容易,因此,相比与槲皮素、芦丁和壳寡糖单体,复合物具有更好的溶解性、抗氧化能力和抑菌能力。(4)槲皮素-壳寡糖复合物对改善糖尿病小鼠的病症有明显效果,可以促进胰岛素分泌,调控血糖水平,复合物高剂量组降糖率达到43%;与模型对照组对比,槲皮素-壳寡糖复合物高中剂量组TC、TG和HDL-C浓度显著增加、LDL-C显著降低(P<0.05),具有显著的调节血脂能力;槲皮素-壳寡糖复合物各剂量组SOD活力无显著变化,复合物高中剂量组MDA浓度显著减少,GPX浓度显著增加(P<0.05),在225 mg/(kg·d)和500 mg/(kg·d)实验剂量下槲皮素-壳寡糖复合物可以提高机体抗氧化水平。病理组织结果显示槲皮素-壳寡糖复合物降低了糖尿病对肝脏、肾脏、胰腺和结肠的损伤。槲皮素-壳寡糖复合物提高了小鼠粪便中的短链脂肪酸含量,尤其是显著增加了丙酸和乙酸含量(P<0.05)。槲皮素-壳寡糖复合物减少了肠道中厚壁菌门丰度,增加了拟杆菌门丰度,改善了糖尿病小鼠肠道菌群丰度。与槲皮素和壳寡糖相比,槲皮素-壳寡糖复合物对糖尿病小鼠的治疗效果更为全面,将槲皮素-壳寡糖复合物用作调节2型糖尿病患者糖脂代谢的功能性食品补充剂有很大的应用潜力。
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