研究表明,摄入全谷物及其产品对慢性病,如:心血管疾病、糖尿病和高血脂症等具有预防和治疗作用,这与全谷物中富含天然多酚类物质有关。谷物多酚类化合物可分为游离型和结合型,结合型多酚因难以从谷物中分离纯化而常被忽视,造成谷物体外抗氧化活性被严重低估,而且迄今为止,全谷物及其多酚成分在体内抗氧化作用的机制仍未被阐明。所以本论文以高粱、青稞、紫米和大黄米为原料,分析了常规成分、VE、谷维素及脂肪酸组成,从游离酚和结合型多酚的角度,检测了多酚类成分组成及存在形式,同时采用体外化学模型和人肝癌细胞HepG2细胞模型评价了谷物的抗氧化活性,研究了谷物总多酚提取物对PC12神经元细胞氧化应激的保护作用及其分子机制。最后,通过动物实验,进一步评价了全谷物粉及其总多酚提取物对高脂小鼠氧化应激和血脂水平的影响。主要研究结果如下:(1)以高粱(抗四高粱,京都小白人,辽甜1号,黄河高粱)、青稞(藏青2000,循化蓝青稞,香格里拉绿青稞)、紫米和大黄米为原料,分析谷物的常规成分、VE、谷维素的含量和脂肪酸组成。结果表明,香格里拉青稞的膳食纤维含量最高,为12.88%。紫米中的VE和谷维素含量最高,分别达到7.38 mg/100 g DW和92.67 mg/100 g DW。循化蓝青稞棕榈酸和硬脂酸含量最高,分别为36.29%和22.81%。黄河高粱的油酸含量最高,为31.00%。大黄米的亚油酸含量最高,为62.83%。藏青2000的亚麻酸含量最高,为4.19%。(2)分析了谷物不同提取物的总酚、总黄酮、总花色苷和酚酸组成。结果表明,辽甜1号的结合型总酚和总黄酮含量最高,所选谷物的阿魏酸和p-香豆酸多以结合形式存在,而儿茶素多以游离型式存在。辽甜1号总多酚提取物中主要成分为儿茶素、表儿茶素、p-香豆酸、阿魏酸和绿原酸。藏青2000总多酚提取物中主要成分为芦丁、阿魏酸、p-香豆酸和表儿茶素。紫米总多酚提取物中的主要成分为槲皮素、阿魏酸、p-香豆酸和儿茶素。大黄米总多酚提取物中检测到的主要成分为阿魏酸和p-香豆酸。(3)采用体外模型探究了谷物不同提取物的抗氧化活性。结果表明,辽甜1号的结合型多酚的DPPH自由基清除能力、ABTS自由基清除能力、FRAP总抗氧化能力和ORAC抗氧化能力最强。高粱、青稞的结合型多酚的人肝癌细胞HepG2细胞抗氧化活性比游离型多酚强,而紫米的游离型高于结合型,大黄米的游离型和结合型无差异。(4)阿魏酸、p-香豆素、辽甜1号总多酚提取物、藏青2000总多酚提取物、紫米总多酚提取物、大黄米总多酚提取物能够在不同程度上保护AAPH引起的PC12细胞损伤。阿魏酸、辽甜1号总多酚提取物、紫米总多酚提取物能通过显著降低脂质抗氧化水平,通过调控细胞内的抗氧化酶活性,显著降低ROS的水平,来减轻细胞的氧化损伤。同时,辽甜1号总多酚提取物能够进一步的显著的稳定胞内Ca2+的浓度,并阻止细胞线粒体膜电位发生变化,显著降低Capase-3酶活提高的程度,显著降低了细胞的凋亡。可见,谷物多酚可通过调节细胞内的抗氧化系统和线粒体介导的细胞凋亡通路两种方式来减轻对细胞的氧化损伤。(5)膳食高粱(辽甜1号)全谷物粉可显著降低TC和AI水平,显著提高HDL-C水平,比紫米和大黄米效果好。进一步研究发现灌胃辽甜1号总多酚提取物、紫米总多酚提取物、藏青2000总多酚提取物、阿魏酸和p-香豆素对血脂有显著的调节作用。其中以辽甜1号总多酚提取物和阿魏酸的降血脂效果最好。(6)膳食辽甜1号全谷物粉可显著提高血清和肝脏中的T-AOC水平、CAT酶活性、GSH-Px酶活性(P<0.5),同时显著降低丙二醛水平(P<0.5),对肝脏有保护作用,而对心脏组织无显著影响。进一步研究发现,灌胃阿魏酸、辽甜1号总酚提取物和藏青2000总酚提取物可以显著改善高脂小鼠的氧化应激状态,同时,灌胃谷物多酚提取物均可可显著上调抗氧化基因的表达(P<0.5),如:谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)、超氧化物歧化酶(SOD)、血红素氧合酶1(HO-1)、依赖还原型辅酶/П醌氧化还原酶1(NQO1)、核因子NF-E2(nuclear factor erythyroid 2-related factor 2,Nrf2)。这表明,谷物多酚提取物很可能通过上调Nrf2通路上的几种抗氧化基因表达水平来调控体内抗氧化的作用。本研究表明,谷物多酚是一种良好的天然抗氧化剂,具有“高效低毒”的特点,具有作为保健食品或药品用于血脂紊乱及氧化应激相关疾病治疗的巨大潜力,应用前景十分广阔。