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海带膳食纤维降脂减肥功效及作用机制研究

张丽萍  
【摘要】:海带养殖是我国支柱性产业之一,由于利用不充分被大量浪费,导致环境污染和经济损失,所以本研究首次采用碱解工艺从废弃的海带渣中提取可溶性海带膳食纤维(SDF),并进行了生产工艺优化、理化性质研究、减肥降脂功效、分子作用机制和肠道菌群影响五部分的研究,主要研究内容如下。(1)生产工艺包括海带渣脱钙和碱解:以钙含量多少为参考依据,通过单因素实验对脱钙工艺进行研究,研究结果表明,脱钙条件为料液比1:30、温度70℃、时间7h、氯化钠浓度5%,最终平均钙含量0.0209g/kg;以可溶性海带膳食纤维得率为依据,通过响应面综合分析方法对碱解工艺条件进行研究,研究结果表明,碱解条件为温度90℃、料液比1:28.90、时间355.60min、pH12.70,平均得率15.24%,SDF平均含量82.41%。相比酶解法,该方法生产操作简单,成本低廉。(2)通过对可溶性海带膳食纤维理化性质研究,结果表明:SDF随温度和pH的升高溶解度增大,随浓度升高粘度增大,随pH的升高粘度先增大后减小;它是一种微观表面多褶皱且凹凸不平结构的多糖聚合物;平均持水率6.00mL/g、持油率1.70mL/g、膨胀度9.80mL/g,葡萄糖平均吸附率24.70mmol/g,胆固醇平均吸附率在pH为7时为5.07mg/g,在pH为2时为2.42mg/g;分子量73.50%分布在31519~54000。持水持油能力和吸附能力有助于胃肠道内的食物蠕动、粪便松软、减少葡萄糖和胆固醇的吸收,具有减肥和保护肠道健康的功能。(3)采取对肥胖ob/ob小鼠每日灌食SDF的实验方式研究其降脂减肥的功效,研究结果表明:通过灌食SDF,在第3周以后体重出现明显降低;通过检测血清,TG、TC、FFA、LDL-C和HLD-C升高,胰岛素水平和胰岛素抵抗指数HOMA-IR均显著降低;脂肪细胞尺寸减小,脂肪肝得到有效改善。SDF对血脂、胰岛素和脂肪积累均有显著的改善,说明SDF对肥胖具有良好的改善作用。(4)使用荧光定量PCR和Weston blot的实验方法对肥胖小鼠的附睾脂肪组织进行降脂减肥的分子机制研究,研究结果表明:SDF对甘油三酯的合成酶(FAS和ACC1)和炎症因子(MCP-1、TNF-α、NF-κB、IL-6和IL-1β)表达具有下降的功能,对甘油三脂水解酶(PKA、HSL、ATGL)、脂联素(ADI)、胰岛素和葡萄糖受体(IR、p-IRS-1和GLUT4)和胰岛素抵抗负相关指数(PPARγ)的表达具有升高的功能。(5)利用小鼠的粪便进行16S检测来研究SDF对小鼠肠道菌群的作用,菌群LEfSe分析结果表明SDF可增加肠道内Butyricicoccus、Akkermansia、Parabacteroide、Parasutterella和Bacteroides acidifaciens等有益菌。Alpha和Beta多样性分析结果表明,相比模型阴性对照组,SDF可提高小鼠菌群多样性,肠道菌群组成的OTUs与正常小鼠的差异性减少。综上所述,本研究首次以废弃的海带渣为原料,通过碱解方法提取出了大部分分子量集中在31519~54000可溶性海带膳食纤维。对肥胖小鼠减肥功能研究结果表明该可溶性海带膳食纤维具有调节脂代谢功效显著和肠道菌群改善明显等优点,在医药特医食品的发展有十分广阔的前景。


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