科技成果

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成果名称: 功能糖与类黄酮的分子营养及互作机制研究

成果登记号: 9612019J0071

第一完成单位: 陕西师范大学

联 系 人: 王彩红

成果类型: 基础理论

成果体现形式 : 论文

技术领域: 农业

应用行业: 农、林、牧、渔业

成果简介:

本项目研究了农业食品科学领域中“功能糖(寡糖和多糖)与类黄酮的分子营养及互作 机制”方面中前沿性、交叉性的科学问题。通过构建不同的动物和细胞模型,并利用人体试 食试验,探究了食源性多糖、低聚糖(寡糖)和类黄酮(含异黄酮)的肝保护、代谢稳态 调控、血管营养调节、肠道菌群和免疫调节等营养功能特性,揭示了功能糖和类黄酮的系 统营养学效应、分子机制及结构-功能效应的基本关系特征,并基于此,深入研究了功能糖 对类黄酮吸收与代谢的互作及调控机制。在获得大量实验数据资料的基础上,综合分析论 证,取得下述主要方面的研究成果: 

 (1)揭示了泽兰低聚糖(水苏糖)、沙蒿多糖、苦丁茶多糖和紫阳富硒绿茶多糖等多 种功能糖的肠道益生、免疫调节、肝保护与代谢稳态调控的生物功能。首次研究鉴定了一 种新型沙蒿多糖的化学结构,并基于此,进一步发现沙蒿多糖通过调控丝裂原活化蛋白激 酶、磷脂酰肌醇 3-激酶和核因子 κB 信号转导通路激活巨噬细胞从而发挥免疫调节的生物 学效应;分析鉴定了一种苦丁茶多糖的结构特性并揭示了其保护肝脏和血管内皮的功效; 阐明了紫阳富硒绿茶多糖减轻胰岛素抵抗和氧化应激损伤的功能特性,为该类食物的营养 与食用价值提供了科学依据;通过便秘患者和正常人体试食试验揭示了泽兰水苏糖寡糖的 临床安全性与调节肠道菌群、改善肠道功能的益生功效,为相关功能食品的开发与应用提 供了理论依据与临床基础。 

 (2)阐明了苦荞黄酮、大豆异黄酮、苹果皮多酚等膳食类黄酮的结构特征及调节代谢 紊乱、保护肝脏、调节血管营养和抗肿瘤的生物学效应。体外研究发现苦荞黄酮通过调控 丝裂原活化蛋白激酶信号级联拮抗高葡萄糖饮食诱导的肝细胞氧化应激和胰岛素抵抗,体 内实验进一步验证了苦荞黄酮的护肝功效;揭示了杨梅素和苹果皮多酚改善肝脏血脂异常、 脂肪肝和血管内皮功能的保肝与血管营养机制;阐释了苹果黄酮通过抬高癌细胞内活性氧 ROS 水平,并激活线粒体凋亡途径发挥抑制肿瘤细胞的作用,为相关功能食品的开发提供 了充分的理论依据。基于化学构成和抗氧化活性优化了白榆皮多酚的提取工艺,为该类食 品的产业化提供了数据支撑。 

 (3)解析了功能糖增强类黄酮的吸收、代谢和生物活性的互作调控机制。首次制备包 埋姜黄素的溶菌酶-沙蒿多糖自组装纳米颗粒,并阐明其提升姜黄素稳定性、生物利用度和 抗肿瘤活性的功能特性;首次报道了酯化型茶黄酮或大豆异黄酮动物摄入可显著诱导小肠 II 相代谢酶(SULT 和 UGT)和外排转运蛋白(P-gp、MRP1)表达而导致(类似肿瘤耐药 过程)首过代谢机制的发生,从而极大地降低类黄酮的生物利用度,而共摄入的大豆水苏 糖或多糖可有效抑制小肠 II 相代谢酶和外排转运蛋白的表达,据此对抗类黄酮的首过代谢, 有效增强了类黄酮的生物利用度及营养功效,为功能糖和类黄酮食品功能因子的互作增效 理论发展及复合功能食品的研发提供了科学依据。 

  本项目的研究成果(15 篇 SCI 代表论文)先后在 Mol. Nutr. Food Res.(SCI 一区),Food Funct.(SCI 一区,11 篇),Ind. Crop. Prod.(SCI 一区),J. Funct. Foods(SCI 二区)和 Food Nutr. Res.(SCI 二区)等农业食品领域高水平 SCI 杂志(IF 2.086-5.151)发表。成果在农 业食品领域产生了重要影响,并受到国内外学术界的广泛关注,近 5 年被 SCI 期刊引用多 达 112 次(他引 86 次)。引用本项目成果的学术论文多发表在 Mol. Nutr. Food Res.,Food Funct.,J. Funct. Foods, Carbohyd. Polym.,Nutrients 等农业食品领域中极具国际影响力的 专业 SCI 期刊上。