茶多酚与β-葡聚糖复合作用的分子机制研究

植物性食物中大量存在的天然多酚-膳食纤维复合物（抗氧化膳食纤维）已引起人们的重视，但不同来源的膳食纤维与多酚在食品加工过程中形成多酚-膳食纤维复合物的研究基本空白。本研究以茶多酚和水溶性β-葡聚糖为代表物，在确定二者的体外复合作用以及对复合产物鉴定与表征的基础上，以明确二者在体内的复合作用，重点阐明这种复合作用发生的分子机制为目标，主要对以下方面进行研究：1）体内复合作用：茶多酚与β-葡聚糖在模拟消化道环境下的复合作用；2）复合分子机制：以复合效率与复合物稳定性为指标，研究二者复合的分子间作用力的种类和强度以及茶多酚与β-葡聚糖结构对复合作用的影响（构效关系）。该研究能为阐明与多酚和膳食纤维相关的食品品质（颜色、抗氧化等）形成机理提供新的视角；为食物中多酚和膳食纤维的形态变化提供实验证据；同时对新型食品添加剂或功能因子开发等具有重要参考价值。

在前期对茶多酚与燕麦β-葡聚糖（β-OG）体外复合作用研究的基础上，本项目进一步研究了二者在模拟消化道环境条件下的复合作用、二者发生复合作用的分子间相互作用力、复合作用的构效关系以及复合物的分子结构模拟，主要获得以下结论。1）模拟体内复合作用的研究表明β-OG吸附EGCG 受胃蛋白酶、胰蛋白酶、pH、EGCG浓度影响较大。胃蛋白酶和胰蛋白酶能提升β-OG对EGCG 的吸附。模拟胃液中，β-OG对EGCG的吸附随pH 值升高而增强; 在肠液中，随pH值升高呈先升高后下降趋势。β-OG对EGCG 的吸附随EGCG 浓度升高而增强。2）对茶多酚与β-OG复合作用分子间相互作用力的研究发现二者以氢键为主导作用力发生相互作用；多酚的酚羟基和多糖的羟基形成氢键，导致了芳香环和糖环之间距离的缩短，进一步形成范德华力；此外，二者之间也存在较弱的疏水相互作用。3）对二者复合作用的构效关系的研究表明黄酮类物质羟基化作用显著影响它与β-OG的复合作用，当所有环上的羟基数目为4时，吸附量最大；黄酮类物质的糖基化作用显著提高其对β-OG的吸附量；酚酸类物质的甲基和甲氧基化作用降低单体的吸附量；没食子酸的酯化作用降低其对β-OG的吸附量；邻香豆酸对β-OG的吸附量显著高于对香豆酸和间香豆酸单体；儿茶素类物质的没食子酰化作用显著提高其与β-OG的吸附作用。β-OG的相对分子量对其吸附EGCG的影响显著。相对分子量为54万的β-OG组分对EGCG的吸附量最高。在葡聚糖中，对EGCG的吸附量按来源依次为地衣<大麦<燕麦。同时DP3/DP4比大且分子量小的β-葡聚糖对EGCG的吸附较弱。其他类型葡聚糖对EGCG的吸附量顺序为酵母葡聚糖<昆布多糖<茯苓聚糖。羧甲基化和辛烯基琥珀酸酯化能显著损伤β-OG吸附EGCG的能力，且取代度越低越明显；而乙酰化和硫酸化能使β-OG复合EGCG的能力显著提升，但随着取代度的增加，吸附量降低。4）对复合物在胃肠道中的稳定性研究结果表明在胃液和肠液中，pH值越低，复合物越稳定。由于进食会使得胃肠液的pH值增大，表明在禁食状态下复合物状态更稳定。复合物质量浓度越大，其在胃肠液中的稳定性越高。由此表明可以通过适当增大复合物的质量浓度来提高胃肠液的稳定性。该研究为食物中多酚和膳食纤维的形态变化提供实验证据；同时对复合型食品添加剂或功能因子开发具有重要参考价值。