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桑葚酚类化合物及其降血糖活性研究

李富华  
【摘要】:桑葚为药食同源材料,具有多种功能活性。我国桑葚资源丰富,民众对桑葚的保健功效认可度高,极具开发前景。本研究有助于认识桑葚功能活性的物质基础,为桑葚类高附加值产品开发和研究提供理论支撑和方法指导。(1)分析了胶体磨剪切力破碎和原汁机螺旋挤压破碎对桑葚汁产量及酚类化合物的影响。考察两种破碎方式所得果渣酚类化合物的提取动力学曲线和果渣微观结构。结果发现:胶体磨破碎所得果汁的酚类化合物含量更高且抗氧化和α-葡萄糖苷酶抑制活性较强。果渣酚类化合物动态提取曲线显示:超声搅拌提取0.5h时,原汁机破碎所得果渣总酚(TPC)和总花青素(TMAC)释放量达最大;单一超声提取1h时,胶体磨破碎所得果渣TPC和TMAC释放量达最大。胶体磨破碎果渣的TPC和TMAC分别高于原汁机破碎果渣约46%和68%。微观结构检测显示胶体磨破碎所得果渣的粒径更小,微结构表面的破碎状态更明显。(2)以酸化水(极性值P′=10.196)、酸化甲醇(P′=7.496)、酸化乙醇(P′=5.771)和酸化丙酮(P′=6.596)为提取剂,研究了溶剂极性效应对桑葚酚类化合物组成及其抗氧化和抑制人肝癌细胞HepG2活性的影响。结果表明:高极性值的溶剂不利于桑葚酚类化合物的有效提取。酸化乙醇表现出最高的酚类化合物提取量(49.81 mg GAE g-1 dw)和较强的细胞膜活性氧自由基清除能力(63.2μmolQE/100 g)以及较低的细胞毒性(≥50.0 mg mL-1)。酸化丙酮提取物中酚类化合物的组成最为丰富(包括2种酚酸、4种花青素和4种黄烷酮),且酸化丙酮提取物表现出最强的HepG2细胞增殖抑制活力(EC50=28.2 mg mL-1)以及细胞内活性氧自由基清除能力(38.0μmolQE/100 g)。(3)以聚酰胺为填料,采用10%、30%、50%和80%乙醇溶液梯度纯化桑葚酚类提取物,鉴定各级洗脱液中酚类化合物的组成和功能活性。结果表明:UHPLC-HRESI-TOF-MS/MS分析鉴定出47种桑葚酚类化合物,其中的21种(例如飞燕草色素3-芸香苷-5葡萄糖苷,矢车菊3-芸香苷二聚体等)首次在桑葚中被检测到。聚类分析和皮尔逊相关性分析指出,丁香酸和没食子酰矢车菊糖苷是发挥抑制α-葡萄糖苷酶活性的主要活性组分;槲皮素和矢车菊糖苷类是细胞抗氧化活性发挥的主要贡献者;二氢槲皮素,1,5-二咖啡酰奎宁酸是新发现的具有维护大鼠胰岛瘤RIN-m5F细胞对抗高糖毒性的主要成分。(4)分析了在模拟胃、小肠、大肠消化条件下,桑葚酚类提取物的消化稳定性。探索在小肠部位,桑葚酚类提取物对脂质消化吸收的影响。结果显示:在上消化道内,桑葚酚类化合物组成较为稳定。在小肠部位,随着酚类化合物在消化液内浓度的升高,油脂的分解代谢能力逐渐减弱。桑葚酚类提取物可能是通过提高油脂液滴粒径(减小与消化酶接触面积),以及增加消化液的粘度(减缓油脂迁移速率)的方式来降低油脂分解。(5)以db/db小鼠为二型糖尿病动物模型,桑葚酚类提取物灌胃8周后,分析小鼠代谢表征以及大肠菌群多样性和结构差异。16sRNA高通量测序结果显示:相对于空白对照组,桑葚酚类灌胃组小鼠大肠菌群多样性提高。灌胃组的大肠菌群在门、纲、目、科、属、种及OTUs水平的菌群组成与二甲双胍组的相似,并有向正常组接近的趋势。桑葚酚类提取物重塑了肠道菌群的组成,尤其丰富了产丁酸和丙酸的菌群(例如拟杆菌Bacteroides的相对丰度提高了8%)。而糖尿病特征菌例如厚壁菌Firmicutes和芽孢杆菌Bacilli的相对丰度分别降低了12%和40%。组织和血清检测结果表明,灌胃组小鼠的肝脏脂代谢和抗氧化能力提高,机体葡萄糖稳态平衡性提高(提高葡萄糖转移蛋白GLUT-4的表达量),胰岛素抵抗减弱(降低血清胰岛素含量和修复胰腺组织)。16S功能预测分析指出,肠道菌群可能通过调节碳水化合物和氨基酸的分解代谢以及影响ABC转运蛋白表达的途径,改善小鼠代谢表征。


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