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近年来，肥胖和超重已成为一项严重的公共卫生问题，而膳食纤维作为一种营养素，在预防和治疗肥胖中的应用已经引起学界广泛的关注。此外，许多研究成果表明，肠道菌群与糖脂代谢存在密切联系，膳食纤维可以改善肠道菌群结构，进而缓解甚至治疗糖脂代谢紊乱引发的疾病。谷物杂粮是膳食纤维的主要来源。中国居民膳食指南中，强调谷类为主，建议经常吃一些粗粮、杂粮和全谷类食物，可见杂粮是人们平衡膳食的重要组成部分。目前，关于杂粮膳食纤维防治肥胖的研究大多是对某一种杂粮进行探讨，但不同杂粮膳食纤维之间的效果是否有差异，尚未见报道。本课题选择大麦、燕麦、苦荞和藜麦4种常见杂粮，参照国标中酶解法提取可溶性膳食纤维(SDF)，比较它们在成分和结构上的相似性和差异性。在此基础上，构建高脂饮食诱导的单纯性肥胖小鼠模型，同时给予杂粮SDF灌胃干预9周，系统分析比较不同杂粮SDF对肥胖小鼠各项生理指标的改善作用以及对肠道菌群的调节作用。本课题主要研究内容及结果如下：
(1)分析比较4种杂粮SDF在组成和结构上的相似性和差异性。采用紫外光谱、离子色谱、液相色谱(LC)等技术，对杂粮SDF的基本成分、单糖组成、分子量等进行分析。结果表明，实验室制备的4种杂粮SDF主要成分为中性糖和糖醛酸，含有少量难以除尽的淀粉以及极少量的蛋白质，说明杂粮SDF的主要成分为非淀粉多糖。进一步的离子色谱分析表明，含量最高的单糖组分为葡萄糖，因为杂粮SDF中含有大量β-葡聚糖。此外，还含有木糖、阿拉伯糖、半乳糖和葡萄糖醛酸，不同杂粮SDF的单糖组成差异较大。GPC分析表明，大麦和燕麦SDF的分子量分布比较相似，苦荞和藜麦SDF的分子量分布比较相似。这4种杂粮SDF在组成和结构上既有共性又有差异，因此，在生理活性方面，除了具备杂粮膳食纤维的通性以外，还具有不同方面或同一方面不同程度的活性功能。
(2)探究4种杂粮SDF对肥胖小鼠基本生理指标的改善作用。通过高脂饲料构建肥胖小鼠模型，同时给予杂粮SDF灌胃干预，分析不同杂粮SDF对小鼠体重、肝脏、脂肪、血糖、血脂等方面的影响。结果表明，大麦、燕麦、苦荞和藜麦SDF均可以明显抑制小鼠体重增长，降低肝脏指数和脂体比，缓解肝脏脂肪性病变，预防脂肪组织堆积，维持空腹血糖平衡，降低血糖和血脂，对肥胖小鼠各项生理指标有明显改善作用。并且不同的杂粮SDF对不同生理指标也表现出不同程度的改善效果。
(3)探究4种杂粮SDF对肥胖小鼠肠道菌群的调节作用。采集各组小鼠第9周的结肠粪便，通过DNA提取、PCR扩增、琼脂糖凝胶电泳、目的条带回收、高通量测序等方法，分析不同杂粮SDF对小鼠肠道菌群丰富度和多样性以及群落结构的影响。结果表明，大麦、燕麦、苦荞和藜麦SDF均能提高肥胖小鼠肠道菌群Sobs指数、Chao1指数和Shannon指数，与正常组小鼠相比无显著性差异。各组小鼠肠道菌群在门、科、属水平上的群落组成均有明显差异。在门水平上，杂粮SDF能使肥胖小鼠Bacteroidetes、Verrucomicrobia丰度上调，使Firmicutes、Proteobacteria、Actinobacteria丰度下调，群落结构趋近于正常小鼠。在属水平上，各组小鼠肠道菌群的组成差异更加复杂，不同来源的杂粮SDF对肠道中不同的菌属表现出不同的作用，因此，对肥胖小鼠也体现出不同程度的改善作用。
综上所述，本文系统比较了4种杂粮SDF的组成差异，通过构建肥胖动物模型，同时给予杂粮SDF干预，对不同杂粮SDF的改善肥胖体征、调节肠道菌群作用进行比较分析。总体来看，杂粮SDF通过促进有益菌的增殖，抑制有害菌的增殖，来改善肠道环境，调节肠道菌群组成，维持肠道微生态平衡，从而缓解肥胖症状。并且不同杂粮SDF表现出不同程度的干预作用。以上结果可以为人们的日常饮食提供科学依据，针对不同程度不同症状的肥胖人群筛选出更适合的杂粮，开发具有针对性的杂粮食品来防治肥胖。
(1)分析比较4种杂粮SDF在组成和结构上的相似性和差异性。采用紫外光谱、离子色谱、液相色谱(LC)等技术，对杂粮SDF的基本成分、单糖组成、分子量等进行分析。结果表明，实验室制备的4种杂粮SDF主要成分为中性糖和糖醛酸，含有少量难以除尽的淀粉以及极少量的蛋白质，说明杂粮SDF的主要成分为非淀粉多糖。进一步的离子色谱分析表明，含量最高的单糖组分为葡萄糖，因为杂粮SDF中含有大量β-葡聚糖。此外，还含有木糖、阿拉伯糖、半乳糖和葡萄糖醛酸，不同杂粮SDF的单糖组成差异较大。GPC分析表明，大麦和燕麦SDF的分子量分布比较相似，苦荞和藜麦SDF的分子量分布比较相似。这4种杂粮SDF在组成和结构上既有共性又有差异，因此，在生理活性方面，除了具备杂粮膳食纤维的通性以外，还具有不同方面或同一方面不同程度的活性功能。
(2)探究4种杂粮SDF对肥胖小鼠基本生理指标的改善作用。通过高脂饲料构建肥胖小鼠模型，同时给予杂粮SDF灌胃干预，分析不同杂粮SDF对小鼠体重、肝脏、脂肪、血糖、血脂等方面的影响。结果表明，大麦、燕麦、苦荞和藜麦SDF均可以明显抑制小鼠体重增长，降低肝脏指数和脂体比，缓解肝脏脂肪性病变，预防脂肪组织堆积，维持空腹血糖平衡，降低血糖和血脂，对肥胖小鼠各项生理指标有明显改善作用。并且不同的杂粮SDF对不同生理指标也表现出不同程度的改善效果。
(3)探究4种杂粮SDF对肥胖小鼠肠道菌群的调节作用。采集各组小鼠第9周的结肠粪便，通过DNA提取、PCR扩增、琼脂糖凝胶电泳、目的条带回收、高通量测序等方法，分析不同杂粮SDF对小鼠肠道菌群丰富度和多样性以及群落结构的影响。结果表明，大麦、燕麦、苦荞和藜麦SDF均能提高肥胖小鼠肠道菌群Sobs指数、Chao1指数和Shannon指数，与正常组小鼠相比无显著性差异。各组小鼠肠道菌群在门、科、属水平上的群落组成均有明显差异。在门水平上，杂粮SDF能使肥胖小鼠Bacteroidetes、Verrucomicrobia丰度上调，使Firmicutes、Proteobacteria、Actinobacteria丰度下调，群落结构趋近于正常小鼠。在属水平上，各组小鼠肠道菌群的组成差异更加复杂，不同来源的杂粮SDF对肠道中不同的菌属表现出不同的作用，因此，对肥胖小鼠也体现出不同程度的改善作用。
综上所述，本文系统比较了4种杂粮SDF的组成差异，通过构建肥胖动物模型，同时给予杂粮SDF干预，对不同杂粮SDF的改善肥胖体征、调节肠道菌群作用进行比较分析。总体来看，杂粮SDF通过促进有益菌的增殖，抑制有害菌的增殖，来改善肠道环境，调节肠道菌群组成，维持肠道微生态平衡，从而缓解肥胖症状。并且不同杂粮SDF表现出不同程度的干预作用。以上结果可以为人们的日常饮食提供科学依据，针对不同程度不同症状的肥胖人群筛选出更适合的杂粮，开发具有针对性的杂粮食品来防治肥胖。