果蔬全果抗氧化活性评价新方法的建立及抗氧化机理研究

Antioxidant activity of fruits and vegetables is one of the main mechanisms of promoting health and reducing the incidence of chronic disease. The evaluation method of antioxidant activity is a key point of antioxidant activity research. However, the chemical detecting methods of antioxidant activity have a distance with real system, the cellular antioxidant activity method recently developed is only applied to hydrophilic phytochemicals, and lipophilic phytochemicals in fruits and vegetables occupy a high proportion in the antioxidant activity of fruits and vegetables. So it is necessary to build a new method of antioxidant activity. The objectives of this project are as follows: (1) Development of a new evaluation method of the total antioxidant activity (including hydrophilic and lipophilic phytochemicals) on whole fruits and vegetables without extraction which is close to human digestion, absorption and bioaccessibility. The procedure of the method is to homogenize the edible part of fresh fruit, then to simulate the oral and gastrointestinal digestion, followed by evaluating their cellular antioxidant activity. (2) Analysis and verification of the new method. (3) The mechanism exploration of antioxidant activities by analysis of intracellular free radicals, antioxidant enzymes, DNA damage and bioaccessibility of phytochemicals. The project will supply method reference for evaluating antioxidant activity for fruits and vegetables and other foods, will improve our knowledge on mechanism of antioxidant activity.

果蔬的抗氧化功能是其促进健康、预防慢性病发生的最重要机制之一，而抗氧化活性的评价方法是果蔬抗氧化功能研究的关键。目前常用的基于溶剂提取物的体外抗氧化评价方法与体内环境相差甚远，新近发展起来的细胞抗氧化活性评价方法，只适合于水溶性植物化学成分的测定，而果蔬中的抗氧化活性很大一部分来自于脂溶性植物化学成分，因此亟需建立一种果蔬抗氧化活性评价的新方法。本项目以常见的新鲜果蔬全果为材料，通过打浆处理， 模拟口腔、胃肠道消化后，进行细胞内抗氧化活性评价，从而建立一种基于果蔬全果，无有机溶剂萃取，更接近人体消化吸收和利用，包括脂溶性和水溶性活性成分的总抗氧化活性的评价新方法；然后进行新方法的验证；最后通过细胞内自由基、抗氧化酶、DNA损伤、植物化学成分的生物可给性等测定进行抗氧化活性作用机理的深入研究。本项目可为果蔬及其它食品的抗氧化活性评价提供方法学上的借鉴，同时深化对果蔬抗氧化活性机理的认识。

果蔬的植物化学组分和抗氧化功能的研究是国际上的热点之一。传统的基于溶剂提取物的体外抗氧化评价方法与体内环境相差甚远，且抗氧化物作为一类不稳定的化学成分在消化过程中，在pH、酶的作用下发生的变化直接影响着它的抗氧化能力。为了改善这些问题，本文以柑橘全果（可食用部分）为研究对象，建立了基于体外消化模拟，无有机溶剂萃取，更接近人体消化吸收和利用，包括脂溶性和水溶性活性成分的总抗氧化活性的新方法，并探究了抗氧化物在细胞水平的抗氧化机理。主要研究结果如下：.1.以柑橘全果（可食用部分）为研究对象，建立了基于体外消化模拟，以细胞抗氧化能力作为评价手段的新方法。新方法对7种柑橘的评价结果如下：金橘>胡柚>蜜桔>红肉>白肉>脐橙>椪柑。且结果表明体外消化模拟前后评价结果有显著（P<0.05）差异，其中胡柚样品变化最为明显，从13.69 unit增长至468.18 unit，增长了33倍。.2.对新方法与传统方法进行了比较。发现传统方法中7种柑橘的活性排序与新方法结果不同，传统方法中ABTS法的结果最接近新方法，其排序为脐橙>椪柑>白肉>金橘>红肉>胡柚>蜜桔。新方法与传统方法的皮尔森相关性均低于0.6，无法达到强相关程度。.3.探究了新方法中抗氧化物产生抗氧化能力的机理。研究发现，细胞吸收样品中黄酮类化合物含量显著（P<0.05）高于自由酚酸和类胡萝卜素，其中胡柚样品种柚皮苷含量高达1683.50±48.40 μg/100gDW，说明抗氧化物能够进入细胞直接产生抗氧化能力。除了消化前的脐橙样品，其余样品都能提高过氧化氢酶（CAT）活力，而除了消化前红肉样品，所有样品都能提高硫氧还蛋白酶（TrxR）的活性，说明抗氧化物可以激活细胞内源性抗氧化酶产生抗氧化能力。.综上，本文所建立新方法无需有机试剂进行萃取，可以同时对水溶性与脂溶性抗氧化物进行评价，评价结果包含了抗氧化物直接产生的抗氧化能力及其激活细胞内源性酶所产生的抗氧化能力，更加贴近人体真实情况。