1. 研究目的与意义
随着社会的发展,社会经济水平进步,人们的生活条件日益改善,近年来,人们的饮食主要以高能量、高蛋白、高脂肪、低纤维为特点的营养过剩型膳食,谷物类的摄入量也越来越少,同时伴随着人口老龄化的加剧,导致营养不良引起的相关疾病的发生率不断增加。当今,营养不良除了指传统意义上的营养元素缺乏外,还包括营养过剩,两者都对人们的身体健康造成了极大的威胁。营养过剩可导致营养相关疾病的发生,包括肥胖、动脉粥样硬化性心脏病、高血压、糖尿病、痛风与癌症等等,已成为威胁人类健康的重要公共卫生问题。其中的心血管疾病是造成全世界死亡率提高的首要原因,且血浆总胆固醇(total cholesterol,TC)、甘油三酯(triglyceride,TG)、低密度脂蛋白(low-densitylipoprotein,LDL)的升高,以及高密度脂蛋白胆固醇(high-densitylipoprotein,HDL)的降低, 是造成心血管疾病的独立危险因素[1、2、3]。心血管疾病会引发脂质代谢紊乱性疾病,即高脂血症(Hyperlipidemia)。而高脂血症通常会引起动脉硬化、中风、冠心病、心肌梗塞、糖尿病和肾衰竭等一系列疾病的发生[4,5]。随着人们生活水平的提高以及生活方式的改变, 高脂血症的发病率正逐年增高,严重危害着人们的身体健康。针对以上各种危险因素,已有大批量的降脂类功效的产品涌入市场,但是大部分产品都伴随着副作用或者是难以达到预期效果,收效甚微。因此,通过营养干预和研究天然的降血脂药物来达到降脂目的,已经成为研究热点,对人类健康有着重要的意义。
膳食多酚(polyphenols)作为一个热门领域焕发出极大的开发前景。多酚类化合物是所有酚类衍生物的总称,由一个或多个芳环化合物与一个或多个羟基组成,代表化合物有原儿茶酸、绿原酸、白藜芦醇、黄酮等。多酚广泛分布于植物界(主要存在于植物的叶、花、根、茎和果实中),尤其是深色水果、蔬菜和谷物,具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤、抗衰老、抗菌、降血糖、降血压、保护心血管作用等等多方面保健和药理作用[6]。并且已有大量文献表明:膳食多酚可以从脂肪代谢、脂肪细胞演化、肠道微生物等多个生理层面影响机体的脂肪变化。因此有效的开发和利用膳食多酚,既可以发挥其作为天然降脂药物或功能性食品、健康食品素材的潜在应用价值,又能深化膳食多酚的利用途径[7]。
薏米是禾本科薏苡属草本植物,在我国有着悠久的栽培历史,是一种药食两用的谷物之一,薏米中富含亮氨酸、赖氨酸、精氨酸等人体必需又不能自身合成的8种氨基酸,相较于其他谷物易被人体吸收,除碳水化合物、蛋白质、脂肪、维生素外,还具有多种脂肪酸及其酯类化合物等多种活性成分[8]。薏米中含有约65%的碳水化合物、17%的蛋白质、5%的脂肪;除三大能量物质之外,薏米还含有多种活性成分,如薏仁素、维生素、微量元素、多酚等,其中多酚含量在同类植物中居高[9]。研究发现,薏米具有抗氧化、抗肿瘤、抗炎症、抑菌、降血脂和止痛等功效。薏米中的多种大分子活性物质必须通过肠道消化吸收才能被人体利用,然而,大分子活性物质本身所具备的功能并不等同于其在肠道消化吸收时所发生的复杂生理过程后所发挥的功效,研究表明,食品中被认为是不会被人体消化吸收的物质也会通过影响肠道菌群从而影响机体代谢。因此,研究消化吸收及代谢过程对于活性成分影响对于功能性粮食物质有重要的影响。
2. 研究内容和预期目标
多酚类的大分子物质在进入人体后,需要经由肠道消化分解为小分子物质后才能被人体吸收利用。目前,用以模拟体外消化的模型有两种,一种是进行人体和动物实验,一种是构建体外细胞模型,但是前者价格昂贵,时间长,重复性底,且在伦理上存在着争议,目前常用体外培养构建细胞模型,例如3T3-L1前脂肪细胞、CaCO-2结肠癌细胞、HepG-2人肝癌细胞等,模拟肠道细胞的消化分解过程[10、11]。本课题主要是通过构建HepG-2高脂细胞模型,测定细胞中甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白(LDL-C)、总胆固醇(T-CHO)、天冬氨酸转氨酶(AST)和丙氨酸转氨酶(ALT)的含量,对薏米多酚提取物进行降脂评价。
本论文主要需要解决的问题是构建HepG-2高脂细胞模型,探寻诱导剂油酸和样品的最佳浓度,采取适宜的培养方式,从而成功建立HepG-2高脂细胞模型。根据相关试剂盒的操作要求测定并计算出细胞中甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白(LDL-C)、总胆固醇(T-CHO)、天冬氨酸转氨酶(AST)和丙氨酸转氨酶(ALT)的含量变化,从而分析得出薏米多酚的降脂作用。
写作提纲:
3. 国内外研究现状
一、薏米多酚功能活性
国内外对于薏米多酚提取物的功能活性研究涉及各个方面,不仅有抗肿瘤和抗氧化,还有降脂和降血糖。王立峰[12]等对薏米多酚类物质游离型和结合型,以 HepG-2细胞为对象,研究了两种类型多酚的抗氧化及抗肿瘤能力,结果发现结合型多酚的抗氧化能力高于游离型,且薏米多酚中多为结合型多酚,故此,薏米多酚具有较强的抗氧化和抗肿瘤能力。林栋[13]等研究体外模拟消化过程中薏米酚类物质及其抗氧化活性的变化,结果发现胃肠消化的不同阶段均能显著促进薏米中多酚和黄酮的释出,提高其抗氧化活性,消化液抗氧化活性与多酚释出量呈显著正相关。万良钰[14] 评价不同物理加工方法对薏仁米品质和抗氧化性的影响,采用分级脱壳,蒸制、冷冻、微波的方法,结果发现即便分级脱壳、蒸制、冷冻、和微波会使薏仁米中营养物质和活性成分含量减少,但加工后薏仁米中仍富含营养物质且抗氧化效果明显。Manosroi等人[15]研究发现,薏米的热提取物具有与维生素C一样有效的自由基清除活性,薏米多酚提取物的使用显着增加了抗氧化活性。Choi 等[16]用薏米多酚提取喂养高脂肪饮食的肥胖小鼠,结果发现薏米多酚通过脂肪生成的下调对高脂肪饮食诱导的脂肪积累和体重具有减少作用。
二、HepG2高脂细胞模型
4. 计划与进度安排
2022.1-2022.2,阅读相关文献,搜集资料,撰写开题报告。
2022.3-2022.4,开展实验,处理实验数据,撰写论文初稿,完成英文文献翻译。
2022.5-2022.6,修改论文,检查重复率,准备答辩
5. 参考文献
[1]邹莉芳,沈以红,黄先智,丁晓雯.食品功能性成分降血脂作用机理研究进展[J]. 食品科学,2016,37(05):239-244.
[2]Supplementation of enteric-coated ginger and garlic essence tablet improvedblood lipid profile in rats fed high-fat diet and hyperlipidemic subjects[J]. B. Gu.European Journal of Pharmacology . 2011
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