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海带(Laminaria japonica)是褐藻门(Phaeophyta)海带属(Laminaria)的一种大型海藻,是传统中医用药之一。岩藻聚糖硫酸酯是海带中的重要功能性多糖,目前已有大量体内和体外实验研究证实岩藻聚糖硫酸酯具有多种生物活性,岩藻聚糖硫酸酯如何经消化道作用于机体的研究鲜有报道。因此,本文重点研究海带岩藻聚糖硫酸酯消化酵解特性,揭示其与消化液及肠道菌群的相互作用。本课题首先采用复合酶解法结合季铵盐沉淀法从海带中提取了岩藻聚糖硫酸酯粗糖CF,进一步采用柱色谱纯化得到分子量均一的多糖组分CGF-3,并分析了CF和CGF-3的化学组成;然后通过体外模拟消化实验研究了岩藻聚糖硫酸酯多糖在口腔及胃肠道中的消化过程,并检测了海带岩藻聚糖硫酸酯对消化酶活性的影响;接着研究了海带岩藻聚糖硫酸酯在人体肠道菌群中的酵解特性及其对肠道菌群组成的影响。具体如下:海带岩藻聚糖硫酸酯粗糖CF经过离子交换色谱柱DEAE-cellulose-52和体积排阻色谱Sepharose CL-6B纯化,得到了分子量均一的组分CGF-3,其分子量527.3kDa。采用化学比色法测定粗糖CF和纯化组分CGF-3的的基本化学组成,纯化后的CGF-3蛋白质含量显著降低且糖醛酸含量显著升高。采用配有紫外检测器反相高效液相色谱法对CF和CGF-3进行单糖组成分析,结果表明二者均主要由岩藻糖、木糖、半乳糖、葡萄糖、半乳糖醛酸、甘露糖6种主要单糖组成,且CGF-3的单糖摩尔比为9.8:1.0:16.4:1.8:6.0:12.7,硫酸基含量为26.7%±7.8%,是一种高度硫酸化的半乳岩藻聚糖。同时制备了CGF-3的脱硫产物DSCGF-3,通过红外光谱验证了硫酸基的脱除。采用体外消化模型研究了海带岩藻聚糖硫酸酯组分CGF-3在体外模拟唾液、胃和小肠中消化特性及其对消化酶的影响。结果表明,CGF-3的分子量和还原糖含量在消化过程中无明显改变,消化过程中未产生游离的单糖。模拟唾液、胃和小肠环境对CGF-3无降解作用,说明人体上消化道不能消化CGF-3。另外,实验研究了CGF-3及其脱硫衍生物DSCGF-3对α-淀粉酶和胰脂肪酶的抑制作用,CGF-3对α-淀粉酶没有明显的抑制作用,但是对胰脂肪酶呈现剂量依赖型抑制。脱硫后,DSCGF-3对α-淀粉酶无抑制作用,但对胰脂肪酶抑制作用明显降低。这意味着海带岩藻聚糖硫酸酯可能影响体内脂质代谢和调节肥胖。通过体外模拟肠道微生物酵解系统研究了海带岩藻聚糖硫酸酯的酵解特征。海带岩藻聚糖硫酸酯在人体粪便培养物中酵解48h后,多糖组和空白组的乙酸、丙酸含量逐渐增加,发酵到达48小时才检测出丁酸。发酵终点时总短链脂肪酸(SCFA)含量并无显著性差异。空白组和实验组的发酵液pH从第6小时开始降低,并在发酵终点时回升,而实验组的pH直到发酵终点都并未回升,并维持在较低水平。多糖的分子量和发酵液中的总糖含量在48小时的发酵过程中并无明显变化。海带岩藻聚糖硫酸酯在发酵过程中并未被人体肠道微生物利用,但是调节了微生物组成,在提高变形菌门比例的同时降低了拟杆菌比例,提高了厚壁菌门微生物多样性,选择性富集了双歧杆菌属和普拉梭菌属。以上研究表明海带中的岩藻聚糖硫酸酯既不能被胃肠道消化,也不能被肠道微生物利用,但是它能够调整肠道菌群结构,另外,还能够抑制胰脂肪酶活性。这些研究提示岩藻聚糖硫酸酯能够以完整结构通过上消化道,并可通过调控消化酶活性、肠道菌群等途径对机体产生影响。本论文的研究发现为揭示岩藻聚糖硫酸酯的功效作用机制提供了线索,为岩藻聚糖硫酸酯的开发利用提供了科学参考。