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原花青素有益于健康的生理活性己得到了广泛的研究和验证,但研究发现其生物利用率很低,阻碍了原花青素生物活性的发挥和利用。虽然科学工作者也致力于从不同角度改善其生物利用率,但效果仍然不佳。本课题在多糖能与多酚相互作用产生正效应的基础上,选择了公认的优良膳食纤维燕麦β-葡聚糖作为提高原花青素生物利用率的研究对象,研究了燕麦β-葡聚糖提高荔枝果皮原花青素(LPPC)生物利用率和调节高脂膳食大鼠脂代谢的效果,并探讨其改善机制。研究发现,无论是在正常大鼠还是在高脂血症模型大鼠中,燕麦β-葡聚糖均显著提高了 LPPC的生物利用率和生物有效性,其作用机理可能是通过改善肠道菌群和上调Ⅱ相代谢酶表达促进LPPC代谢转化。动物实验证明,喂食LPPC和燕麦β-葡聚糖混合物8周显著逆转了高脂膳食诱导的高脂血症,提高了大鼠血清和肝脏的抗氧化能力及肠道免疫能力,其作用机理与改善肠道菌群和激活腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)信号通路有关。本研究创新性地提出并证实了燕麦β-葡聚糖可作为一种提高原花青素生物利用率和生物有效性的外源膳食,有机地将生物利用率与肠道微生物联系在一起,为突破原花青素生物利用率和生物有效性低的瓶颈提供了一条新途径和新思路,同时也为原花青素与膳食纤维联合使用改善高脂血症等代谢疾病提供了理论基础和实验支撑。主要研究结果如下:1荔枝果皮原花青素和燕麦β-葡聚糖复合物的制备表征及体外抗氧化和吸附脂肪研究采用透析法制备LPPC和燕麦β-葡聚糖复合物,达到透析平衡后,每克复合物中LPPC的含量为42.55 mg。通过对LPPC、燕麦β-葡聚糖、二者物理混合物和复合物的紫外光谱、红外光谱和DSC分析,发现复合物中的LPPC不是以游离的形式存在,而可能是与燕麦β-葡聚糖发生了相互作用。体外抗氧化实验表明,一定浓度范围内,复合物在清除DPPH自由基和提高总抗氧化能力方面具有协同效果,且显著优于混合物(P<0.05),在清除OH自由基活性上,复合物和混合物都发挥出协同作用,但复合物的活性显著低于混合物(P<0.05),而在清除O2-自由基方面,复合物和混合物的能力相当,且没有展现出协同效果,但都显著高于单独的LPPC和燕麦β-葡聚糖(P<0.05)。体外吸附脂质实验表明,LPPC和燕麦β-葡聚糖物理混合及形成复合物对LPPC吸附胆固醇无显著影响,但明显提高了 LPPC对油脂和胆酸盐的吸附(P<0.05)。结果提示,燕麦β-葡聚糖通过与LPPC物理混合或形成复合物均能提高LPPC的生物有效性。2燕麦p-葡聚糖对荔枝果皮原花青素生物利用率的影响及机制研究在体外证实燕麦β-葡聚糖提高LPPC生物有效性的基础上,研究燕麦β-葡聚糖在正常大鼠体内对LPPC生物利用率的影响。药代动力学实验表明,燕麦β-葡聚糖促进LPPC在胃肠道中的吸收,也显著增加了血清中(-)-表儿茶素在1-8h各时间段的含量和最大吸收量(P0.05),并延长了出现峰值的时间。LPPC(100 mg/kg bw)及LPPC和燕麦β-葡聚糖混合物(100 mg/kgbw+50 mg/kg bw)灌胃大鼠8周后,进行代谢实验。结果显示,添加燕麦β-葡聚糖可显著增加大鼠血清中(-)-表儿茶素的吸收量(P<0.05),提高了 20.00%,且(-)-表儿茶素和A型二聚体的尿液排泄量分别减少了 47.62%和22.22%,尿液中3-羟基苯乙酸、香草酸、咖啡酸、3-羟基苯丙酸、p-香豆酸、莽草酸、4-羟基苯丙酸和m-香豆酸等酚酸代谢产物总量则显著增加(P<0.05)。结果表明,燕麦β-葡聚糖可增加LPPC的体内吸收,同时促进LPPC在肠道中降解产生酚酸。采用免疫组化和PCR分析Ⅱ相代谢酶的表达,结果显示,摄入LPPC及LPPC和燕麦β-葡聚糖混合物显著激活了肝脏和小肠中Ⅱ相代谢酶UGT1A和SULT1A的表达,对应的蛋白亚型mRNA表达水平也显著增加。采用高通量测序分析肠道菌群结构变化,结果显示,LPPC及LPPC和燕麦β-葡聚糖混合物灌胃8周后,增加了产乳酸菌、产丁酸菌和粘蛋白降解菌的相对丰度,降低了产其它短链脂肪酸菌的相对丰度。在激活Ⅱ相代谢酶表达和改善肠道菌群方面,LPPC和燕麦β-葡聚糖混合物的效果更显著,提示燕麦β-葡聚糖可能通过促进原花青素肠道吸收,提升原花青素激活Ⅱ相代谢酶表达和促进产乳酸菌增殖能力增加原花青素代谢转化,从而提高LPPC的生物利用率。3燕麦β-葡聚糖对荔枝果皮原花青素调节高脂大鼠脂代谢的影响及机制研究基于燕麦β-葡聚糖在正常大鼠体内对LPPC生物利用率的提高,通过高脂饲料喂养8周,构建大鼠高脂血症模型,评价燕麦β-葡聚糖对LPPC在高脂膳食大鼠体内生物利用率和调节脂代谢效果的影响。研究结果发现,LPPC及LPPC和燕麦β-葡聚糖混合物均能显著抑制高脂膳食导致大鼠腹腔内脂肪的积累,降低血脂和肝脂水平,减轻肝损伤(P<0.05)。肝脏组织形态学也显示LPPC及LPPC和燕麦β-葡聚糖混合物能抑制肝脏脂肪变性,减轻炎性细胞浸润。提示LPPC及LPPC和燕麦β-葡聚糖混合物具有显著的调节脂代谢效果,而LPPC和燕麦β-葡聚糖混合物在降低肾周脂肪指数、肝脏指数、血清AST活性及血清和肝脏总甘油三酯和总胆固醇方面显著优于单独的LPPC和燕麦β-葡聚糖(P<0.05)。通过对高脂膳食大鼠血清中LPPC代谢产物进行分析,发现燕麦β-葡聚糖的摄入也促进了 LPPC在高脂膳食大鼠体内的吸收和转化,血清中总(-)-表儿茶素的吸收率增加了 24.00%。摄入LPPC也显著提高了血清和肝脏的抗氧化活性,且添加燕麦β-葡聚糖提高了 LPPC生物利用率,使得摄入LPPC和燕麦β-葡聚糖混合物的高脂膳食大鼠血清和肝脏抗氧化水平显著高于单独给药(P<0.05)。Western blot和实时定量PCR结果显示,LPPC及LPPC和燕麦β-葡聚糖混合物对肝脏脂质代谢的调控是通过增加AMPK磷酸化,下调FAS和HMG-CoAR的表达,及转录因子SREBP1C和其下游脂肪合成基因的表达(P<0.05),降低脂肪和胆固醇的生成,同时上调CPT1和相关脂肪氧化基因的表达(P<0.05),增加脂肪酸的氧化,抑制肝脏脂肪累积。肠道菌群测序结果显示,LPPC及LPPC和燕麦β-葡聚糖混合物能够降低Firmicutes/Bacteroidete的比值,增加益生菌Lactobacillus 和Ruminococcus,产丁酸菌 Subdoligranulum 和 Faecalibacterium,以及粘蛋白降解菌Akkermansia和Prevotella的相对丰度,降低产其它短链脂肪酸菌Bacteroides和Alistipes,及致病菌Desulfovibrio的相对丰度(P<0.05)。单独的燕麦β-葡聚糖仅显著提高了Ruminococcus和Prevotella的相对丰度,而在增加粘蛋白降解菌Akkermansia和Prevotella的相对丰度方面,LPPC和燕麦β-葡聚糖混合物的效果明显优于单独的LPPC(P<0.05)。肠道菌群的改善也提高了肠道中免疫球蛋白SIgA的水平,降低了炎性因子TNF-α和IL-1β的水平,增强了肠道免疫功能。LPPC和燕麦β-葡聚糖混合物展现出更好的调节脂代谢效果,与燕麦ββ-葡聚糖提高了 LPPC在高脂大鼠体内的生物利用率,促进LPPC激活AMPK信号通路,改善肠道菌群结构及显著增加粘蛋白降解菌相对丰度进而增强肠道免疫相关。4荔枝果皮原花青素在低温贮藏中的转化在研究过程中为防止LPPC发生氧化需要冷冻保存,为了研究LPPC除生物转化外的其它转化方式,本实验分析其在低温贮藏过程中组成的变化。结果表明,在-18℃贮藏3年,总酚和原花青素的含量分别降低了 6.79%和15.31%,而黄酮含量则增加了 33.06%。通过HPLC-MS对LPPC组成进行分析可知,低温贮藏后原花青素含量的降低主要是由于(-)-表儿茶素和A型原花青素低聚体的减少,部分(-)-表儿茶素转变成了槲皮素,此外在贮藏过程中还会出现不同A型原花青素二聚体的异构化。采用Toyopearl HW-40s凝胶柱分离LPPC,可分离得到纯度大于95%的(-)-表儿茶素、未知A型原花青素二聚体、A2和A型原花青素三聚体,得率分别为19.74%、5.42%、8.71%和5.03%,提示该方法是制备A型原花青素低聚体的有效途径。未知A型原花青素二聚体通过一维和二维NMR分析,确定其为原花青素A1(表儿茶素-(4β-8,2β-0-7)-儿茶素),该物质首次在荔枝果皮中被鉴定。进一步确认低温贮藏过程中发生A型原花青素二聚体异构化的是原花青素A2转化成A1。