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肠道菌群在人体健康中发挥着重要作用，是人体重要的“微生物器官”，既影响食物消化、营养吸收和能量供应，又调控着宿主正常生理功能及疾病的发展。因此，以肠道菌群为干预靶点在某些疾病的临床治疗中具有较大潜能。而膳食多糖是肠道菌群代谢的最主要底物，直接影响着肠道菌群的结构组成。坛紫菜，也称乌菜，是我国大规模养殖的重要经济海藻之一，其产量居世界首位。坛紫菜中含有大量的坛紫菜多糖，具有抗肿瘤、免疫调节、抗氧化、降血脂等功效，但坛紫菜多糖的益生活性尚未被报道。此外，多糖的质量控制对于多糖类药物的研发至关重要，但由于多糖结构的复杂性以及缺乏结构确切的对照品，使得对多糖的质量控制存在一定的挑战性。因此，本论文通过超声微波辅助提取法高效提取坛紫菜多糖，对其理化性质和结构进行深入分析，并采用体外模拟消化和酵解模型探讨坛紫菜多糖的代谢特征及其对肠道菌群的调节作用，最后利用荧光辅助糖电泳法构建多糖的质量控制体系，实现对红藻多糖的定量分析。主要研究结果如下：
1、通过响应面模型来优化坛紫菜多糖(PHP)的超声微波辅助提取条件，以多糖得率为指标，获得的最佳提取条件为：提取时间29.64min，提取温度79.94℃，液料比41.79mL/g。在此条件下，PHP的最高产量为20.98%。相对传统热水浸提法，该法具有效率高、省时等优点。经检测，PHP的分子量约为268.7kDa，具有多糖的特征吸收峰，其总糖、蛋白和硫酸根含量分别为59.34±0.55%、2.22±0.12%和12.61±0.44%。此外，PHP主要由半乳糖和少量葡萄糖和甘露糖组成，摩尔百分比分别为94.85%、3.18%和1.97%，其结构中3,6-内醚半乳糖含量为9.37%。1D和2D核磁检测发现PHP是由G4S-DA二糖重复单元和G4S-DA2S二糖重复单元构成，两者的比值约为2:1。
2、通过zeta电位和热学分析评估PHP的稳定性能，并在此基础上，利用体外模拟消化模型研究PHP的消化特性。结果表明PHP不仅在pH2-12范围内耐酸碱腐蚀，而且还具有良好的热稳定性。更重要的是，PHP被摄入口腔，经过胃和小肠时均无法被消化吸收，这意味着PHP将以其完整的结构被成功地运送到结肠中与肠道菌群相互作用。
3、通过体外模拟酵解实验探究PHP的酵解特征及其对肠道菌群的调节作用。研究发现，随着发酵的进行，PHP逐渐被肠道菌群降解，其分子量从2.623×105g/mol下降到2.308×104g/mol，对应的，其链构象从无规则线圈转变为半刚性链。PHP产生了聚合度为2-9的寡糖片段，且这些片段主要由→3)Galp(1→和→4)Galp(1→交替连接而成。同时，在此过程中，PHP不仅促进了拟杆菌属细菌的增殖、抑制了变形杆菌属尤其是Escherichia_Shigella的生长，而且还促进了肠道菌群产生大量的有益代谢产物短链脂肪酸，使其终浓度达到32.32±1.81mmol/L。
4、以系列新琼寡糖为研究对象对荧光辅助糖电泳法(FACE)进行方法学考察，并介绍通过该法构建多糖质量控制体系的策略和应用。结果表明，FACE方法的检测限和定量限分别为2.5-3.7mg/L和7.9-12.3mg/L，仪器精密度、板间精密度和板内精密度RSD分别小于5.5%、4.7%和4.3%(n=6)。另外，FACE方法的稳定性较好，样品在凝胶板上能维持30min不扩散，其回收率高达93.7%-101.0%。总的来说，FACE方法简单、准确、精密度高、稳定性好，且可同时分析多个样本。通过与DNS法进行对比发现，FACE法在多糖质量控制中具有良好的应用潜能和推广价值。
1、通过响应面模型来优化坛紫菜多糖(PHP)的超声微波辅助提取条件，以多糖得率为指标，获得的最佳提取条件为：提取时间29.64min，提取温度79.94℃，液料比41.79mL/g。在此条件下，PHP的最高产量为20.98%。相对传统热水浸提法，该法具有效率高、省时等优点。经检测，PHP的分子量约为268.7kDa，具有多糖的特征吸收峰，其总糖、蛋白和硫酸根含量分别为59.34±0.55%、2.22±0.12%和12.61±0.44%。此外，PHP主要由半乳糖和少量葡萄糖和甘露糖组成，摩尔百分比分别为94.85%、3.18%和1.97%，其结构中3,6-内醚半乳糖含量为9.37%。1D和2D核磁检测发现PHP是由G4S-DA二糖重复单元和G4S-DA2S二糖重复单元构成，两者的比值约为2:1。
2、通过zeta电位和热学分析评估PHP的稳定性能，并在此基础上，利用体外模拟消化模型研究PHP的消化特性。结果表明PHP不仅在pH2-12范围内耐酸碱腐蚀，而且还具有良好的热稳定性。更重要的是，PHP被摄入口腔，经过胃和小肠时均无法被消化吸收，这意味着PHP将以其完整的结构被成功地运送到结肠中与肠道菌群相互作用。
3、通过体外模拟酵解实验探究PHP的酵解特征及其对肠道菌群的调节作用。研究发现，随着发酵的进行，PHP逐渐被肠道菌群降解，其分子量从2.623×105g/mol下降到2.308×104g/mol，对应的，其链构象从无规则线圈转变为半刚性链。PHP产生了聚合度为2-9的寡糖片段，且这些片段主要由→3)Galp(1→和→4)Galp(1→交替连接而成。同时，在此过程中，PHP不仅促进了拟杆菌属细菌的增殖、抑制了变形杆菌属尤其是Escherichia_Shigella的生长，而且还促进了肠道菌群产生大量的有益代谢产物短链脂肪酸，使其终浓度达到32.32±1.81mmol/L。
4、以系列新琼寡糖为研究对象对荧光辅助糖电泳法(FACE)进行方法学考察，并介绍通过该法构建多糖质量控制体系的策略和应用。结果表明，FACE方法的检测限和定量限分别为2.5-3.7mg/L和7.9-12.3mg/L，仪器精密度、板间精密度和板内精密度RSD分别小于5.5%、4.7%和4.3%(n=6)。另外，FACE方法的稳定性较好，样品在凝胶板上能维持30min不扩散，其回收率高达93.7%-101.0%。总的来说，FACE方法简单、准确、精密度高、稳定性好，且可同时分析多个样本。通过与DNS法进行对比发现，FACE法在多糖质量控制中具有良好的应用潜能和推广价值。