鲜食水稻SDF理化性质、单糖组成及对胰岛素抵抗HepG2细胞改善作用研究

发布时间：2020-05-25 03:02

【摘要】：鲜食水稻(Fresh Rice)是指鲜嫩籽粒或取食乳熟期的新鲜果穗的水稻。本研究以乳熟前期、中期、后期、蜡熟期及成熟期五个时期的水稻为研究对象,研究其水溶性膳食纤维(Soluble Dietary Fiber)含量、理化性质结构、抗氧化活性以及对胰岛素抵抗HepG2细胞的改善作用研究,得出鲜食水稻SDF的构效关系,探寻鲜食水稻水溶性膳食纤维的食用功能价值。试验结果如下:(1)探索了不同成熟时期鲜食水稻SDF变化规律。采用微波辅助酶法分别对五个时期的水稻样品(籽粒、叶片、茎和稻壳)进行水溶性膳食纤维提取。利用国标法测定并计算水稻中水溶性膳食纤维物质的含量,结果表明:乳熟中期的鲜食水稻茎、叶片、壳和籽粒中的SDF含量均显著高于相同部位的其他各成熟时期(P0.05),随着生长时期的延长,SDF含量逐渐降低,乳熟中期茎SDF含量最高为3.40%,成熟期籽粒SDF最低为0.50%。(2)解析了鲜食水稻SDF理化性质和单糖结构。选择含量最高时期的鲜食水稻样品与成熟期相对比,成熟期壳中的鲜食水稻SDF持水力最达到3.54 g/g,成熟期茎中SDF持油力为1.98 g/g,乳熟中期叶片中SDF结合水力最强且显著高于籽粒,成熟期茎中SDF膨胀力为2.28 mL/g。鲜食水稻叶片SDF的阳离子交换能力最强。傅里叶变换红外光谱分析表明,乳熟中期和成熟期鲜食水稻SDF缔合的氢键较多,且多处出现糖类特征峰。单糖结构中乳熟中期籽粒葡萄糖最多为79.2%,茎杆、叶片和壳的单糖组成非常相近,其中葡萄糖分别为32.1%、31.9%和34.2%和半乳糖分别30.9%、35.7%和35.7%组成。采用高效尺寸排阻色谱-多角度激光光散射仪-示差折光检测器联用系统对鲜食水稻SDF进行分子质量和分子质量分布分析,表明茎和籽粒中SDF的多糖不是均一多糖,而鲜食水稻壳和叶片SDF是均一多糖。鲜食水稻的茎、壳、籽粒、叶片都存在明显的紫外检测峰,说明其中都含有一定量的蛋白质。分子链接方式籽粒主要由葡萄糖和1,6葡萄糖苷键组成;茎、叶片和壳主要由阿拉伯糖、葡萄糖半乳糖苷键构成。(3)研究了不同成熟时期鲜食水稻SDF的体外抗氧化活性,结果表明:鲜食水稻叶片和茎SDF清除自由基能力较强,籽粒较弱。鲜食水稻叶片SDF总抗氧化能力较强最弱为籽粒,含量分别为1.87 U/mg和0.52 U/mg。研究可为鲜食水稻产品的开发和新型膳食纤维的营养与功能提供参考价值和数据基础。(4)验证了鲜食水稻SDF对胰岛素抵抗HepG2改善作用。利用高浓度葡萄糖诱导HepG2细胞建立胰岛素抵抗模型,通过CCK8法测定细胞活力、结合萄糖消耗量、丙二醛(MDA)含量、总超氧化物歧化酶(T-SOD)活性和谷胱甘肽过氧化物(GSH-Px)活性的影响,检测各组鲜食水稻SDF对胰岛素抵抗HepG2细胞的影响。结果表明:和抵抗模型组相比,鲜食水稻SDF在作用24 h后对细胞活性有保护作用,浓度在100μg/mL时活性改善最好;鲜食水稻SDF均显著提高细胞对葡萄糖的吸收(P0.05)浓度在200μg/mL时消耗葡萄糖量最多为8.85 mmol·L~(-1);且显著降低MDA含量(P0.05),显著提高T-SOD活性(P0.05)和显著提高GSH-Px活性(P0.05)。随着鲜食水稻SDF浓度的增加,总超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶活性也增大。测定结果表明,鲜食水稻中水溶性膳食纤维对胰岛素抵抗的HepG2细胞有一定的改善作用。
【图文】：

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24图 3-1 鲜食水稻乳熟中期和成熟期理化性质Figure.3-1 Physical and chemical properties of fresh rice in mid- and mature- terms子交换能力测定维中有很多特征性基团，，例如羟基、羧基和氨基等，这些基团与人体肠、汞和镉等二价金属阳离子结合，表现出相应的阳离子离子交换能力，高了机体消化能力和清除重金属能力，有利于机体健康[114-115]。由图 3-成熟期的鲜食水稻不同部位的 SDF 均具有较强的阳离子交换能力，与文曲线的斜率越小表示阳离子交换能力越强[116]。乳熟中期和成熟期叶片中能力最强，溶液滴定至终点所消耗 NaOH 溶液的体积分别为 30.92 mL 和中期和成熟期的籽粒的阳离子交换较弱，溶液滴定至滴定终点所消耗 N别为 23.70 mL 和 24.20 mL。鲜食水稻 SDF 这种较强的阳离子交换能力

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图 3-2 鲜食水稻乳熟中期和成熟期阳离子交换能力Figure.3-2 Cation exchange capacities fresh rice in medium- and mature- terms2.3 鲜食水稻 SDF 红外光谱测定根据膳食纤维典型基团的红外特征吸收峰可以进行基团鉴别，并通过吸收峰位移和吸强度识别或推断出其结构[117]。如图 3-3 所示，图 A 和图 B 分别为鲜食水稻茎、叶片、、籽粒在乳熟中期和成熟期红外检测谱图。从图中可以看出鲜食水稻各部位主要吸收峰化学键总体呈现相似趋势。因鲜食水稻纤维素和半纤维分子中富含羟基基团，在 3423-1处出现 H 键缔合键峰，在 2938 cm-1处显示糖环或支链上的 C-H 峰，在 1636 cm-1处呈木质素中苯环的特征吸收峰，1081~1102 cm-1处为糖环 C-O-C 的 C-O 伸缩振动吸收峰。食水稻籽粒 SDF 在 1652 cm-1处出现了酰胺 I 带的酰胺特征吸收峰，是木质素的特征吸峰，在 1538 cm-1处呈现仲酰胺基的酰胺Ⅱ吸收带，说明鲜食水稻籽粒中 SDF 含有少量白质。壳中在 1659.61 cm-1处还出现了羧基-COOH 的特征峰，表明样品中含有糖醛酸。9 cm-1处附近是糖分子中β-型的 C-H 直立键的变角振动吸收峰。因此，鲜食水稻乳熟中
【学位授予单位】：黑龙江八一农垦大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS210.1

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