青稞(Hordeum vulgare L. var. nudum Hook.f.)属禾本科大麦属,主要分布在西藏、青海、四川以及云南等省区,是青藏高原高寒地区唯一能够成熟的作物,不但具有“三高两低”(高蛋白、高纤维、高维生素、低脂肪和低糖)的营养特性,而且在抗逆环境中积累了丰富的多酚化合物。多酚化合物具有抗氧化、抗炎、抗菌、抗病毒、抗肿瘤和抗衰老等作用,能够预防心血管疾病、II型糖尿病、动脉粥样硬化等疾病,越来越受到人们的关注。

目前关于利用体外模拟胃肠道消化结合结肠发酵模型探究青稞多酚化合物的生物有效性和抗氧化活性的文献鲜见报道。因此,云南农业大学食品科学技术学院的陈 壁、李永强*和滇西应用技术大学普洱茶学院的黄勇桦等人以青稞为原料,通过体外模拟胃肠道消化和结肠发酵,研究青稞多酚的生物有效性和抗氧化活性,为探究青稞对人类健康的促进作用提供科学依据。

1、体外模拟胃肠道消化过程中青稞酚类化合物含量和抗氧化活性

由表1可知,体外模拟胃肠道消化后,青稞中总酚和类黄酮含量呈现出先降低后升高的趋势。在胃消化阶段,与未消化样品相比,总酚和类黄酮含量呈降低趋势。原因可能是未消化样品采用70%丙酮进行化学提取后再进行含量测定,而胃消化阶段直接取消化液上清液进行测定;同时研究发现在胃消化条件下酚类和类黄酮化合物的稳定性较差。在胃肠消化阶段,总酚和类黄酮含量显著增加(P<0.05),分别为(32.73±6.45)μmol/g md和(1.23±0.06)μmol/g md,与胃消化阶段相比,分别提高了191.45%和261.76%;与未消化样品相比,分别提高了92.87%和13.89%。不同的体外抗氧化测定方法由于原理不同,其测定结果有所差异,但是为了较为客观全面地评价某种物质的抗氧化活性,一般采用多种方法进行测定。在本实验中,与未消化阶段相比,胃肠道消化后,除还原能力(RP)外,DPPH自由基清除能力(DRSA)、铁离子还原/抗氧化能力(FRAP)、H2O2清除能力(HPSA)和总抗氧化能力(TEAC)测定的抗氧化活性均得到提高。

2、体外模拟胃肠道消化后青稞中酚类化合物和抗氧化活性的生物有效性

由表2可知,总酚、类黄酮和抗氧化活性的生物有效性与其含量的变化具有相似的趋势。在胃消化阶段,与未消化样品相比,总酚和类黄酮的生物有效性降低。在胃肠消化阶段,总酚和类黄酮的生物有效性分别为(193.17±40.04)%和(114.97±16.36)%,与胃消化阶段相比,分别提高126.96%和83.72%;与未消化样品相比,总酚和类黄酮的生物有效性分别提高93.17%和14.97%。胃肠道消化后,DRSA、FRAP、HPSA和TEAC的生物有效性显著升高(P<0.05)。

3、体外结肠发酵过程中青稞多酚化合物含量和抗氧化活性

由表3可以看出,经体外结肠发酵后,青稞中总酚和类黄酮含量随发酵时间的延长呈先升高后降低的趋势。在结肠发酵过程中,随着发酵时间的延长,总酚和类黄酮含量显著增加(P<0.05),在30 h达到最高值,分别为(20.25±2.07)μmol/g md和(0.72±0.11)μmol/g md,与发酵0 h相比,分别提高了1 173.58%和620.00%;发酵至48 h ,总酚和类黄酮含量呈显著下降趋势(P<0.05)。研究发现,抗氧化活性与多酚含量具有显著的线性关系。由表3可知,在体外结肠发酵过程中,抗氧化活性与酚类化合物含量具有类似的变化趋势,在发酵前30 h,5 种方法测定的抗氧化活性均呈增加趋势,在30 h时达到最高,之后随着发酵时间的延长,抗氧化活性显著降低(P<0.05)。

4、体外结肠发酵后青稞中酚类化合物和抗氧化活性的生物有效性

由表4可以看出,经体外结肠发酵后,青稞中总酚、类黄酮和抗氧化活性的生物有效性呈先升高后降低的变化趋势。发酵前30 h,随着发酵时间的延长,总酚、类黄酮和抗氧化活性的生物有效性逐渐增加;在30 h时,总酚和类黄酮的生物有效性均达到最大值,分别为(119.49±13.89)%和(67.53±17.43)%,与发酵0 h相比,分别提高了110.14%和58.70%;之后随着发酵时间的延长,总酚、类黄酮和抗氧化活性的生物有效性显著降低(P<0.05)。

5、体外胃肠道消化液和结肠发酵液中酚类化合物的组成及含量

由表5可以看出,青稞经体外模拟胃肠道消化后,在消化液中鉴定出18 种酚类化合物,分为羟基苯甲酸、羟基肉桂酸和类黄酮3 类。在胃肠道消化过程中,酚类化合物呈现出3 种不同的变化趋势,其中,没食子酸、原儿茶酸、对羟基苯甲酸、香草醛、绿原酸、咖啡酸、对香豆酸、阿魏酸、肉桂酸、表儿茶素、槲皮素和山柰酚含量呈先升高后降低的变化趋势;香草酸、丁香酸、表没食子儿茶素、杨梅素和芹菜素含量总体呈降低的变化趋势;儿茶素含量呈升高的变化趋势。

由表6可以看出,青稞经体外结肠发酵后,在发酵液中鉴定出18 种酚类化合物,分为羟基苯甲酸、羟基肉桂酸和类黄酮3 类。在结肠发酵过程中,酚类化合物含量呈现出3 种变化趋势,第一种总体呈先升高后降低的趋势,包括没食子酸、原儿茶酸、香草酸、香草醛、绿原酸、对香豆酸、阿魏酸、表儿茶素、表没食子儿茶素、山柰酚和芹菜素;第二种总体呈上升趋势,包括丁香酸、肉桂酸、儿茶素、杨梅素;第三种总体呈降低趋势,包括咖啡酸、对羟基苯甲酸和槲皮素。

结论

青稞经体外模拟胃肠道消化后,与未消化样品相比较,总酚、类黄酮含量和抗氧化活性均升高,生物有效性得到提高。在体外结肠发酵前30 h,总酚、类黄酮含量和抗氧化活性呈显著增加,生物有效性也显著增强;但发酵30 h后,总酚、类黄酮含量和抗氧化活性逐渐降低,导致生物有效性下降,原因可能是在结肠微生物的作用下,酚类化合物可进一步分解为其他化合物,同时微生物在生长过程中可以吸收利用酚类化合物。说明经结肠发酵后释放的键合多酚以及酚类化合物的生物有效性可为青稞促进人体健康提供理论依据。

本文《体外模拟胃肠道消化和结肠发酵对长黑青稞多酚生物有效性和抗氧化活性的影响》来源于《食品科学》2020年41卷21期28-35页,作者:陈壁,黄勇桦,张建平,朱昱琳,李淳,初雅洁,杨士花,李晴,李梓毓,黄艾祥,李永强。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20191027-300。

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修改/编辑:袁艺;责任编辑:张睿梅

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