氧化应激是指机体在遭受各种有害刺激时,或机体抗氧化物质不足造成自由基的产生和清除之间严重失衡时,从而导致的组织损伤现象。与氧化应激密切相关的自由基主要为活性氧(ROS),其将引起生物细胞膜脂质过氧化、胞内蛋白变性及DNA损害,最后导致细胞死亡或凋亡,组织损伤,疾病如动脉粥样硬化、老年痴呆、糖尿病等发生。同时,流行病学研究认为,常摄食水果、蔬菜及全谷物能降低这些疾病的发生率。青稞是我国青藏高原地区特有的谷物,以青稞为主食的藏民中慢性疾病的发生率较低,且不乏百岁老人,提示青稞不仅营养价值高,还有较好的抗氧化,防老抗衰等功效。对于青稞的营养潜力、饲用价值、食品和工业利用价值等,国内外不少学者已做了大量研究报道。同时,对青稞β-葡聚糖、麦绿素等功效因子在医药领域的应用也有了较为深入的研究,但对不同品种青稞的体内外抗氧化活性、功效成分及抗氧化机理的系统研究报道较少。鉴于此,本文多角度较全面的分析测定了我国云南、四川、青海和西藏四大藏区的6种主栽品种青稞全谷物的体外抗氧化活性,并对其主要抗氧化物质含量(多酚、黄酮、维生素E和β-葡聚糖等)进行了对比分析,最后对体外抗氧化活性表现较好的青稞样品的体内抗氧化活性进行了研究,并将青稞全谷物所含的抗氧化物质、体内、体外抗氧化活性三者间的关系通过自由基-线粒体学说进行了整理,以期为青稞独特的保健价值及优良品种的选育提供理论依据,同时为今后衰老疾病的深层次研究提供新视角。其主要研究结果如下:(1)采用体外模拟胃肠道消化和化学法提取两种样品前处理方式,提取6个品种青稞(云南迪庆长黑青稞-No.1、四川成都黑六棱-No.2、西藏拉萨紫青稞-No.3、青海西宁循化蓝青稞-No.4、青海海南柴青一号-No.5、西藏拉萨钩芒-No.6)全谷物中的抗氧化功效成分,应用DPPH、ABTS、AAPH自由基清除率法,铜离子螯合系数法等来评价6个品种青稞全谷物提取物的体外抗氧化活性,并对品种间测定结果进行差异性显著分析。结果显示:6个青稞品种的DPPH清除率值处于0.38 mg GA/g DW至2.93 mg GA/g DW之间;ABTS清除率值处于3.23 mg GA/g DW至7.95 mg GA/g DW之间;ORAC值处于77.01μmol TE/g DW至346.82μmol TE/g DW之间;铜离子螯合系数处于0.78 mg GA/g DW至3.68 mg GA/g DW之间;并且发现,不同品种青稞样品的抗氧化活性大小顺序随评价方法的不同而不同,但综合对比分析后,得出No.1和No.3的体外抗氧化能力较强。同时发现,不同的样品前处理所得的6个品种青稞的抗氧化活性大小也不完全统一。因此,如何对抗氧化活性评价方法进行标准化和归一化,将是未来的一个重要研究方向。(2)对这6个品种青稞全谷物主要抗氧化物质含量(总酚、总黄酮、β-葡聚糖和α-维生素E)进行测定对比分析发现,其总酚含量在217.05 mg GA/100g DW至369.69 mg GA/100g DW之间,总黄酮含量在0.71 mg Ru/g DW至1.01 mg Ru/g DW之间,β-葡聚糖含量在4.13%w/DW至5.36%w/DW之间,α-维生素E含量在0.37 mg/100g DW至0.71 mg/100g DW之间,其中,除了总酚含量为No.5(369.69 mg GA/g DW)最高外,No.1和No.3在总黄酮(0.95 mg Ru/g DW和1.01 mg Ru/g DW)、β-葡聚糖(5.36%w/DW和5.02%w/DW)及α-维生素E(0.71 mg/100g DW和0.60 mg/100g DW)含量方面均好于其他品种,且No.1的全谷物的主要抗氧化物质含量较No.3高。这与体外抗氧化活性评价的结果一致,说明两个品种较好的体外抗氧化活性非单一而为多种有效物质综合发挥作用的结果,同时,其丰富的有效物质含量势必奠定其良好的保健价值,并推测No.1的保健功效好于No.3。本研究还发现,这种在不同前处理系统及抗氧化评价指标中表现的差异与各品种所含抗氧化物质含量及种类有关,在Pearson法相关性分析中发现,青稞全谷物总黄酮含量与铜离子螯合系数和ABTS清除率间有显著正相关性,R2分别为0.896和0.897(p<0.05),DPPH清除率与α-维生素E和铜离子螯合系数间有显著正相关性,R2分别为0.827和0.911(p<0.05)。其他指标间的相关性不显著。据此认为,不同评价体系下,与抗氧化作用直接相关的活性成分不尽相同。这提示在今后的体外抗氧化研究中,不能单从酚类和黄酮类物质含量方面来判定谷物的抗氧化活性大小,而究竟哪几类物质最具代表性,有待今后的进一步研究发现,从而建立一个较合理完善的体外抗氧化评价模型。(3)本研究通过连续腹腔高剂量(450 mg/kg.bw/d)注射D-半乳糖40天,建立因氧化应激导致的亚急性衰老动物模型,同时饲喂No.1和No.3全谷物,以公认的抗氧化剂维生素E为阳性对照,来探究在体外抗氧化活性测定中表现较好的两个品种青稞在机体内的抗氧化活性大小及作用机制。结果发现,饲喂青稞全谷物和维生素E均可有效改善机体的氧化应激水平,提高抗氧化防御系统、神经系统及免疫系统机能,降低大脑线粒体mtDNA的损伤,发挥了较好的抗老防衰保健功效。其中,No.1的效果好于No.3和维生素E,No.3与维生素E的测定结果间无统计学差异,这与体外模拟胃肠道消化处理所得抗氧化活性评价结果一致,与化学法提取前处理所得测定结果大相径庭。说明在体外抗氧化活性评价方面,体外模拟胃肠道消化处理比化学法提取前处理所得测定结果更具可信度。此外,在抗氧化酶活性测定中,心脏中GSH-Px和SOD酶活性不符合衰老规律,提醒,该脏器不断搏动的生理特点可能使得心肌线粒体功能得以较好的保持,从而维持了该脏器抗氧化能力和自由基产生之间的平衡。同时提示,在今后的研究中,不能忽视机体各脏器的代谢特点,要尽可能的进行全面测定。结论:本研究发现,No.1和No.3青稞全谷物的主要抗氧化物质含量及体外抗氧化活性均优于其他品种;在D-半乳糖致衰过程中,机体产生的过量ROS攻击线粒体mtDNA造成突变损伤及攻击生物大分子造成过氧化损伤,组织线粒体功能下降和细胞的受损或凋亡导致机体HPA轴功能异常,免疫系统功能下降,代谢紊乱,肝组织病变,产生恶性循环。而No.1和No.3青稞全谷物则可通过清除ROS改善此循环,其中,No.1的效果好于No.3,与其较高含量的抗氧化物质有关。即云南迪庆长黑青稞对因氧化应激导致的机体衰老有较好的预防效果。