论文部分内容阅读
现代流行病学调查结果显示,适当增加主食中全谷物的摄入比例对预防高脂血症、心脑血管疾病、动脉粥样硬化、糖尿病等慢性疾病具有重要作用。与精谷物相比,全谷物因为保留了其糠层而富含维生素、膳食纤维等营养成分和酚类等植物活性物质。与水果蔬菜相比,全谷物中酚类等植物活性物质的健康效应长期被低估。为此本研究以全谷物糙米为代表,以米糠为研究原料,通过大孔吸附树脂优化建立米糠酚类物质的分离纯化条件,探讨全谷物糙米酚类物质对高脂血症小鼠脂质代谢的调节作用,通过分析小鼠肝脏脂质代谢相关基因表达水平变化,探究其调节脂质代谢分子机制。研究结果对揭示全谷物糙米的健康效应机制,引导全谷物膳食消费具有重要意义。具体研究内容和结果如下:(1)全谷物糙米酚类物质大孔树脂纯化工艺优化:比较9种不同极性大孔树脂对全谷物糙米酚类物质提取物(BRPE)中总酚的静态吸附和解吸性能,优化其最佳大孔树脂对BRPE的吸附和解吸工艺参数;比较大孔树脂纯化前后提取物中总酚、总黄酮、总糖、蛋白、脂肪、灰分和水分含量的变化;采用HPLC结合应用酚类标准品分析BRPE经大孔树脂纯化前后其各单体酚类物质种类与含量,并通过氧自由基吸收能力(ORAC)和细胞抗氧化(CAA)分析方法比较其纯化前后的抗氧化活性。结果显示,HPD-300型大孔吸附树脂对BRPE总酚静态吸附和解吸效果最佳。HPD-300型大孔吸附树脂最佳吸附和解吸工艺条件为:BRPE上样浓度为1.0 mg GAE/mL,上样流速为3.0 BV/h,上样体积为3.5 BV,洗脱剂为70%乙醇溶液,洗脱流速为3.0 BV/h。经HPD-300型大孔吸附树脂纯化后,BRPE的总酚和总黄酮含量分别为320.72μg GAE/mg和133.67μg CE/mg,较纯化前分别提高了2.6和3.4倍;提取物的总糖、蛋白、脂肪、灰分和水分含量较纯化前分别减少34.8%、35.7%、67.4%、65.3%和69.21%。经HPLC分析,BRPE经HPD-300型大孔吸附树脂纯化后,其中的10种酚类单体组成未见明显变化和损失,且上述酚类单体在提取物中的含量较纯化前分别提高0.4-2.4倍。纯化后提取物的ORAC和CAA值较纯化前分别提高了1.4和2.2倍。上述结果表明,HPD-300型大孔树脂对全谷物糙米酚类物质具有较好的富集作用。(2)全谷物糙米酚类物质提取物对高脂膳食小鼠的脂质代谢调控作用研究:以BRPE为材料,通过高脂膳食诱导的C57BL/6J雄性小鼠高脂血症模型,设空白对照组(NC)、高脂膳食组(HF)、高脂膳食+低剂量BRPE组(HF+LP)和高脂膳食+高剂量BRPE组(HF+HP)共4个组。NC组饲以普通饲料,HF、HF+LP和HF+HP组饲以高脂饲料,HF+LP和HF+HP组小鼠分别按照200 mg/kg·d和400 mg/kg·d剂量灌胃给予BRPE,实验周期为16周。实验结束后,分离血清、肝脏等脏器、小肠粘膜、脏周脂肪等,分别测定血清和肝脏中脂质代谢相关指标,观察肝脏和脂肪组织脂质蓄积情况。结果显示,摄入BRPE能够减缓高脂膳食诱导的小鼠体重的过度升高,降低肝脏指数和脏周脂肪/体重比值,血清中总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-c)和游离脂肪酸(FFA)较HF组显著降低(P<0.05),高密度脂蛋白胆固醇(HDL-c)水平显著提高(P<0.05);肝脏中TC和TG含量变化与血液中呈相同趋势;血清中谷氨酸丙氨酸氨基转移酶(ALT)和天门冬氨酸氨基转移酶(AST)活性较HF组显著降低(P<0.05);组织病理学观察结果表明摄入BRPE可以明显改善高脂血症小鼠的肝脏脂肪变性,减少脂肪细胞内脂质储集;此外BRPE可改善机体的氧化损伤,显著降低血清和肝脏中丙二醛含量,提高超氧化物歧化酶活性(P<0.05);同时增加肝脏中谷胱甘肽含量,提高谷胱甘肽过氧化物酶和过氧化氢酶活性(P<0.05)。上述结果表明,全谷物糙米酚类物质具有降血脂和改善肝功能的作用,对高脂膳食诱导的脂质代谢紊乱具有良好的调节作用。(3)全谷物糙米酚类物质提取物对高脂膳食小鼠的脂质代谢调控机制研究:通过上述动物实验,采用ELISA实验测定血清中激素和细胞因子水平,Q-PCR和Western Blot分析脂质代谢相关基因表达情况。结果显示,摄入BRPE可改善高脂血症小鼠胰岛素和瘦素抵抗,提高脂联素水平(P<0.05);肝脏中腺苷酸活化蛋白激酶(AMPKα)mRNA和蛋白磷酸化水平升高;过氧化物酶体增殖物活化受体(PPARα)和肉毒碱棕榈酰基转移酶(CPT1a)mRNA和蛋白的表达水平较HF组显著上调;固醇调节元件结合蛋白(SREBP1c)、乙酰辅酶A羧化酶(ACC)、硬脂酰辅酶A去饱和酶(SCD)和3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGR)mRNA和蛋白的表达水平较HF组显著下降(P<0.05)。上述结果表明,全谷物糙米酚类物质改善脂质代谢的机制可能是通过提高血清脂联素水平,从而促进肝脏AMPKα磷酸化,活化PPARα,进而上调脂肪酸β氧化关键限速酶CPT1a的表达,促进脂肪酸氧化分解;同时改善胰岛素抵抗,下调脂质合成关键转录因子SREBP1c和脂质合成相关酶ACC、SCD和HMGR的表达,抑制脂质合成。