在人们追求粮食加工精细化的过程中,出现了肠道疾病、各种非传染性慢性疾病的高发。大量的流行病学研究发现增加全谷物和全谷物食品的膳食摄入可以降低罹患慢性疾病的风险,如心脑血管疾病、II型糖尿病、肥胖症和癌症。本文的目标是研究全谷物大米中的多酚组成及其健康益处,具体包括稻米品种、皮层颜色、热加工和模拟胃肠道消化对多酚组分及其抗氧化活性的影响,阐明全谷物大米的健康益处,促进我国全谷物食品的发展及健康粮食消费。本文得到的主要结论如下:阿魏酸是谷物中含量最丰富的酚类物质,其二聚体也大量存在于谷物中,然而不同文献中报道的谷物中同一个阿魏酸二聚体(DFA)的质谱图不尽相同,使其快速鉴定存在很大困难,本文完善了一种DFA的超高效液相色谱-光电二极管阵列检测器-飞行时间质谱(UPLC-DAD-Q-TOF-MS)的碰撞引起碎裂(CID)模式的鉴定方法,解决了谷物中多酚二聚体的快速鉴定问题。所鉴定的14种DFA中有6种是首次在谷物中检测并鉴定出来的,它们是:反式8-8′芳基四氢萘DFA、反式-顺式8-8′、顺式-顺式8-8′DFA、反式-反式8-5′DFA异构体、反式-顺式8-5′DFA异构体和反式-顺式8-O-4′DFA。此外,本文优化了谷物中多酚含量的反向高效液相色谱(RP-HPLC)检测法,所有多酚单体的色谱峰都能够很好的分离开,四种对羟基苯丙烯酸衍生物(阿魏酸、对香豆酸、芥子酸和咖啡酸)的顺式异构体的色谱峰被成功的分离检测出,解决了RP-HPLC检测无法检测多酚顺式异构体的问题。本文对八个品种糙米游离和结合多酚的组成、含量和抗氧化活性进行了研究。糙米总多酚含量为72.45–120.13 mg没食子酸当量(GAE)/100 g,其中结合多酚占40.6%–50.2%。本研究采用硼氢化钠/氯醌(SBC)比色法测定糙米中的黄酮含量,所得总黄酮含量为75.90–112.03 mg儿茶素当量(CE)/100 g,比用传统的氯化铝比色法测定结果高出43%–112%。糙米中结合黄酮贡献了总黄酮含量的26.9%–48.2%。反式阿魏酸是糙米含量最丰富的多酚,其含量从161.42到374.81μg/g,且96.4%–99.2%是以结合态存在。糙米中检测出了α-和γ-生育酚和生育三烯酚,其中以α-生育酚和γ-生育三烯酚为主。糙米总的体外抗氧化活性为18.29–40.33 mg Vc当量(VCE)/100 g,其中结合多酚贡献了67.2%–77.2%。本文用迭代回归树模型分析糙米游离和结合多酚组分对其体外抗氧化活性的贡献,结果显示槲皮素和反式对香豆酸是游离多酚中最主要的抗氧化成分,分别贡献了抗氧化活性的25%和25.7%;而丁香酸和反式阿魏酸则是结合多酚中最主要的抗氧化成分,分别贡献了抗氧化活性的20.4%和15.6%。此外,顺式对香豆酸、儿茶素和香草酸也是糙米游离和结合多酚中重要的抗氧化成分。本文对不同颜色全谷物大米和精白米游离和结合多酚的组成、含量和抗氧化活性进行了对比研究。黑米游离多酚含量、黄酮含量最高,其次是红米、糙米、精白米。红米、黑米、糙米和精白米游离黄酮含量分别贡献了总多酚含量的81.0%、55.8%、50.9%和29.8%。结合多酚含量也是黑米的最高,其次是红米、糙米、精白米。但是结合黄酮含量最高的是红米,其次是黑米、糙米、精白米。红米、黑米、糙米和精白米结合黄酮含量分别贡献了总多酚含量的21.7%、28.5%、31.1%和22.1%。黑米总的体外抗氧化活性最高,其次是红米、糙米和精白米,游离多酚分别贡献了96.6%、88.3%、39.0%和38.6%。黑米总的细胞抗氧化活性最高,其次是红米、糙米和精白米,在无PBS清洗方案中游离多酚贡献了97.1%、63.2%、33.6%和33.3%,而在PBS清洗方案中游离多酚贡献了97.5%、82.6%、15.8%和18.9%。红米的生育酚和生育三烯酚的含量最高,其次是黑米、糙米和精白米。主成分分析(PCA)区分出了不同颜色全谷物大米和精白米多酚的两种形式(游离和结合),结果表明七种酚类物质(原儿茶酸、儿茶素、绿原酸、咖啡酸、丁香酸、槲皮素和槲皮素-3-O-葡萄糖苷)、多酚含量、黄酮含量和抗氧化活性大部分集中在黑米的游离部分,而九种酚类物质(对羟基苯甲酸、香草酸、对香豆酸、反式阿魏酸、顺式阿魏酸、反式-反式8-5′、反式-反式5-5′、反式-反式8-O-4′和反式-反式8-5′DFA)则集中在红米、黑米和糙米的结合部分。本文研究了三种主食加工方法(蒸煮、长螺杆挤压和短螺杆挤压)对糙米三种形态多酚(游离、可溶性共轭和结合)的组成、含量和抗氧化活性的影响。糙米游离和可溶性共轭多酚的含量和体外抗氧化活性在三种加工后都降低了,而结合多酚含量和体外抗氧化活性在蒸煮和长螺杆挤压后提高了,但是在短螺杆挤压后却没有显著变化。采用RP-HPLC分析三种形态多酚组分的变化,发现蒸煮、长螺杆挤压和短螺杆挤压提高了糙米游离酚酸含量,降低了可溶性共轭酚酸的含量,蒸煮和长螺杆挤压提高了糙米结合酚酸含量,但是短螺杆挤压没有改变结合酚酸含量。PCA可以明显区分糙米及其加工产品多酚的三种不同形态(游离、可溶性共轭和结合),多酚含量、抗氧化活性和酚酸都集中在结合部分。本文研究了体外模拟胃肠道消化对糙米和其它三种谷物(小麦、玉米和燕麦)多酚组成、含量和抗氧化活性的影响。结果表明,消化能够释放出谷物中与蛋白结合的多酚,RP-HPLC检测发现主要有酚酸、黄酮存在,并首次发现其中存在少量的DFA。消化后谷物多酚含量显著增加,消化多酚贡献了总多酚的57.7%–79.6%。消化多酚也具有显著的体外抗氧化活性,贡献了总的体外抗氧化活性的6.3%–24.9%,但是未检测出消化多酚有细胞抗氧化活性。研究将原来谷物抗氧化研究的游离和结合两种形态扩展为游离、消化和结合三个形态,为不同形态的谷物多酚在人体不同消化部位的释放情况提供了参考。