论文部分内容阅读
全谷物中的多酚化合物可在人体中发挥其生物学活性从而预防多种慢性疾病,其大量存在于谷物副产品中,如米糠、苦荞麸皮、燕麦麸皮等。苦荞麸皮中富含芦丁（Rutin）、槲皮素（Quercetin）等黄酮类物质,具有抗炎、降压、降脂等功效,但由于麸皮适口性差,且无法直接被人体利用,使得其含有多种功能活性成分被浪费。目前麸皮、米糠等加工副产物利用率远远低于百分之六十。蒸汽爆破技术（简称汽爆,Steam Explosion,SE）是一种环保、经济、高效的技术,已被广泛应用于植物材料的预处理。通过蒸汽压的瞬间释放可以破坏纤维束之间的相互连接,使细胞壁破裂,在植物功能成分提取技术中具有良好的应用前景。慢性炎症性肠病（Inflammatory bowel disease,IBD）可导致营养素吸收不良、腹痛和直肠出血等症状,损害人体健康。遗传易感性和不利的环境因素均会增加IBD风险。肠道菌群的紊乱及不良饮食习惯等也是其发病的重要风险因素,高脂、高糖饮食均会增加IBD的患病率。常见的IBD治疗药物具有的副作用,但大量水果和蔬菜的摄入可有效降低IBD发病风险,因此,饮食干预或许可作为改善IBD的一个新策略。基于以上研究背景及假设,本论文采用蒸汽爆破技术对苦荞麸皮进行预处理,研究不同汽爆强度及维压时间对苦荞麸皮多酚组分、含量及抗氧化能力的影响,并以葡聚糖硫酸钠盐（Dextran sulfate sodium,DSS）诱导C57BL/6J小鼠建立结肠炎模型,探讨汽爆预处理的苦荞麸皮游离酚提取物对C57BL/6J小鼠结肠炎的缓解作用及相关机制,以期为苦荞麸皮多酚保健功能食品的开发以及IBD的辅助干预提供一定的理论依据。主要研究结果如下:（1）研究不同汽爆强度下苦荞麸皮多酚含量及体外抗氧化变化,结果表明,汽爆处理使苦荞麸皮游离酚含量降低了 6.24%～21.65%,在3.2 MPa、60 s处理条件下,游离酚含量达到最大值60.84 mg GAE/g DW,汽爆处理使结合酚含量显著升高,在0.8MPa、90s时达到最大值4.26mg GAE/g DW,较未处理前提高了 2.20倍。汽爆处理后游离酚贡献率仍在92.11%以上,并随汽爆强度的增大（高压、长时间）,游离酚贡献率有不同程度的提升。汽爆处理后游离酚与结合酚DPPH·清除率的IC50值均显著降低（P<0.05）,表明汽爆处理可有效提高苦荞麸皮多酚的自由基清除能力。在1.6MPa、60s的处理条件下,苦荞麸皮游离酚的氧自由基吸收能力最大值达到1607.88μmol TE/g DW,较未汽爆处理组游离酚ORAC值提高了44.77%,具有统计学意义（P<0.05）,且在该条件下苦荞麸皮多酚总氧自由基吸收能力达到峰值。汽爆处理可有效改变多酚组分的结构比例,使游离槲皮素含量提高4.18倍～6.00倍,游离芦丁含量显著降低60%～75%,在1.6MPa、60 s时,游离槲皮素含量最高达到38.18 mg/g。（2）汽爆处理使苦荞麸皮原料原有致密结构被破坏,孔洞增多,原有花纹结构消失,粒度大小也发生了改变,原料颗粒比表面积显著增加（P<0.05）,同时,汽爆处理可明显提高苦荞麸皮的热稳定性,多酚氧化酶活性显著降低（P<0.05）。未经汽爆处理的苦荞麸皮游离酚提取物多呈类圆形小颗粒结构与芦丁标准品相似,而汽爆处理使苦荞麸皮多酚提取物出现较与槲皮素标准品相似的棒状结构。汽爆前后的苦荞麸皮游离酚提取物除一些特定红外光谱吸收峰不同外,整体具有相似性。（3）以DSS诱导C57BL/6J小鼠结肠炎,探究汽爆（1.6MPa、60 s）苦荞麸皮的游离酚提取物（Free polyphenols extract of steam exploded Tartary buckwheat bran,SE-FPE）缓解小鼠结肠炎作用。结果表明,高剂量（400 mg/kg）和低剂量（100 mg/kg）的SE-FPE均具有一定缓解结肠炎的功能活性,尤其是高剂量SE-FPE（400 mg/kg）干预可以明显改善C57BL/6J小鼠体重减轻、粪便隐血、结肠缩短等症状,显著降低肝脾肾脏器指数（P<0.05）,减轻DSS造成的小鼠肝、肾毒性,抑制促炎细胞因子IL-6及TNF-α表达,并增加抑炎细胞因子IL-10的表达（P<0.05）,提高SOD活性。SE-FPE可有效降低结肠组织损伤,小鼠结肠黏膜层变性坏死、炎细胞浸润、纤维增生、隐窝结构破损程度得到改善。同时,SE-FPE可显著增加DSS导致的紧密连接蛋白Claudin、Occludin及ZO-1表达的降低,维持了小鼠肠道完整性。（4）SE-FPE可以抑制C57BL/6J小鼠结肠组织NF-κB转录,降低结肠细胞NF-κB通路中IKK-β,IκB、NF-κB p65及COX-2蛋白的表达,缓解DSS引起的炎症反应;同时,SE-FPE可作为抗氧化剂替代结肠内内源性抗氧化防御能力,降低DSS诱导的Nrf2信号通路蛋白表达,发挥对DSS导致的小鼠结肠氧化应激损伤的保护作用。此外,SE-FPE可提高结肠炎小鼠肠道菌群的多样性和丰度,恢复肠道菌群结构,增加有益菌（Muribaculaceae、Lactobacillus、Ruminococcaceae及Akkermansia）数量,降低有害菌（Escherichia-Shigella、Parasutterella、Enterobacter）比例,并促进菌群的SCFAs产生能力,缓解DSS引起的结肠炎症状,恢复肠道健康。