近年来,随着患者人数日渐增多,糖尿病肾病(Diabetic Nephropathy)已成为当今世界危害健康的重大疾病之一。中国一直是世界上糖尿病患者最多的国家,然而目前针对糖尿病肾病的治疗手段比较匮乏,多以药物治疗为主。因此通过调节膳食及生活方式来预防糖尿病肾病的发生与发展具有重要意义。本研究所用的锁掷酵母(Sporidiobolus pararoseus)JD-2可发酵生产高含量的类胡萝卜素和其他功能性成分,其发酵产物良好的抗氧化活性为糖尿病肾病的预防和治疗提供了新的方向。本论文首先研究锁掷酵母的破壁技术,选择一种破壁效率高且类胡萝卜素保留率高的破壁方法,并优化其工艺。冷冻干燥制备酵母破壁粉后简要分析其营养成分,随后对锁掷酵母破壁粉干预糖尿病肾病小鼠的改善作用进行初探。根据前期结果分析,推测其主要功能成分,分离提取其中的类胡萝卜素,探究类胡萝卜素对糖尿病肾病小鼠的肾脏保护作用及机制。研究结果如下:(1)选择高压均质破壁法对锁掷酵母进行破壁,优化后的最佳工艺:酵母菌液浓度8%、均质压力80 MPa、连续均质3次。在此工艺条件下锁掷酵母破壁率可达78.3%,类胡萝卜素提取率达82.5%。该破壁技术安全、简单,适合大规模工业化生产。(2)对锁掷酵母破壁粉成分进行分析,结果表明:总类胡萝卜素含量达0.614 mg/g酵母粉,主要组成成分为红酵母红素(0.053 mg/g)、圆酵母素(0.193 mg/g)、γ-胡萝卜素(0.052 mg/g)以及β-胡萝卜素(0.316 mg/g)。(3)锁掷酵母破壁粉对小鼠糖尿病肾病有一定缓解作用:与模型组小鼠相比,酵母破壁粉能有效改善糖尿病小鼠的“三多一少”的症状,降低尿素氮、血肌酐水平,减少24 h尿量和尿微量白蛋白,同时显著提高机体SOD、T-AOC水平,降低MDA含量,高剂量组效果与盐酸二甲双胍阳性对照组相似,表明酵母破壁粉显著提高体内抗氧化能力,减轻糖尿病肾病引起的氧化损害。(4)提取分离锁掷酵母破壁粉中的类胡萝卜素,灌胃给糖尿病肾病小鼠,发现:经酵母类胡萝卜素干预后,小鼠体重稳步上升,每日采食量和饮水量有所下降,空腹血糖变化不显著,但尿素氮、血肌酐水平有显著下降,蛋白尿减少,肾组织形态损伤减少,同时肾组织中Nrf2、NQO1蛋白表达水平明显上升,Nrf2/ARE信号通路相关基因的表达也明显上升。表明类胡萝卜素可通过调节Nrf2/ARE信号通路相关基因的表达来提高机体的抗氧化能力,从而减缓氧化应激损害,延缓糖尿病肾病发生与发展。综上所述,锁掷酵母菌体经高压均质破壁后,胞内色素和营养物质可更好地被利用。其所含的类胡萝卜素均具备良好的抗氧化活性,对糖尿病肾病有改善作用,且该作用与Nrf2/ARE信号通路介导的抗氧化酶系活力提升密切相关。本研究不仅为糖尿病肾病的预防和治疗提供了新思路,还为锁掷酵母的开发应用提供了理论基础。