不同生长期大麦苗活性多糖的制备、理化特性及其调节脂质代谢作用研究

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高脂血症是脂质代谢紊乱的一种病理状态,可引起脂肪肝、动脉粥样硬化、和急性心肌梗塞等疾病的发生,严重危害着人们的健康。大麦苗(Barley leaves,BL)作为一种药食同源的植物,具有降血糖血脂、抗氧化和抗肿瘤等多种生理功能,多糖是其主要的活性成分之一。本文旨在从不同生长期BL中提取大麦苗多糖(BLP),对比性研究不同生长期BLP的理化性质、结构特征、体外生物活性和消化特性,筛选并明确活性BLP;在此基础上,建立高脂血症小鼠模型,系统评价BLP对脂质代谢紊乱及其肠道菌群的调节作用。主要研究结果如下:(1)采用碱法分别从苗期(Z12、Z21)、分蘖期(Z23、Z28、Z29)和拔节期(Z31、Z32)的BL中提取获得不同生长期的BLP,即BLP-Z12、BLP-Z21、BLP-Z23、BLP-Z28、BLP-Z29、BLP-Z31和BLP-Z32。研究表明,不同生长期对BLP的得率(2.55%~4.47%)、总糖(71.75%~83.22%)和β-葡聚糖(18.85~81.38 mg/g BLP)含量产生明显影响。其中,BLP-Z23具有最高的得率(4.47%)、总糖(83.22%)和β-葡聚糖(81.38 mg/g BLP)含量。不同生长期BLP的分子量(Mw)均由2个组分构成,其范围分别为635.7~835.5 k Da和73.73~169.2 k Da;它们主要由木糖、阿拉伯糖、半乳糖和葡萄糖组成,为酸性杂多糖,具有相似的化学结构特征和不同的微观形貌。不同生长期BLP均具有良好的体外抗氧化活性和体外胆汁酸结合能力,但其细胞免疫活性存在较大差异。其中,BLP-Z12具有最佳的体外抗氧化活性,BLP-Z21具有最强的体外胆汁酸结合能力(60.29%)和细胞免疫活性(3.03μM)。(2)通过体外模拟唾液-胃肠道消化试验,考察不同生长期BLP(BLP-Z21、BLP-Z23和BLP-Z31)的体外消化特性。结果表明,在消化过程中,BLP-Z21、BLP-Z23和BLP-Z31的总糖、糖醛酸、β-葡聚糖和还原糖含量在胃消化阶段达到最大,蛋白质含量逐渐减小,总酚含量则先减小后略有增加;它们的Mw先减小后增大,在胃消化阶段达到最小;它们具有相同的单糖组成,但含量存在一定的差异;此外,它们具有相似的化学结构特征。消化后,BLP-Z21、BLP-Z23和BLP-Z31的体外抗氧化活性减小,但其体外胆汁酸结合能力增加。消化样品中,BLP-Z31表现出最佳的体外抗氧化能力(27.46μmol Fe2+/g样品、9.43μmol Trolox/g样品)和体外胆汁酸结合能力(80.33%)。(3)建立高脂饮食诱导的高脂血症小鼠模型,评价BLP-Z31对小鼠脂质代谢紊乱及其肠道菌群的调节作用。结果表明,与模型组相比,不同剂量的BLP-Z31(200、400 mg/kg BW)不仅可以有效地改善由高脂饮食导致的小鼠肥胖、脏器肿大及脂肪积累,还能调节血脂异常、缓解肝功能损伤和改善氧化应激水平。同时,BLP-Z31能促进小鼠体内短链脂肪酸(乙酸、丙酸、丁酸和异戊酸)的产生。肠道菌群分析表明,BLP-Z31对高脂饮食小鼠肠道菌群的多样性影响不显著(P>0.05),但可以调节肠道菌群的结构组成,上调拟杆菌门、鼠杆菌科和毛螺旋菌科的相对丰度,下调厚壁菌门/拟杆菌门的比值、脱硫弧菌科的相对丰度,进而改善高脂饮食导致的小鼠肠道菌群失衡。
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