葡萄酒花色苷在Caco-2细胞模型中的吸收机制研究

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花色苷是红葡萄酒的主要呈色物质,影响着红酒的感官质量,同时也具有抗氧化、心血管保护、抗炎、预防糖尿病、预防肿瘤等生理活性功能。花色苷随红酒口服摄入人体后,经过胃肠道消化吸收,进入血液并分布到人体器官和组织,发挥其生物活性。但是,花色苷的生物利用率很低,因此,本研究旨在阐明红葡萄酒花色苷在人体胃肠道的消化和吸收机制,为进一步研究和提高花色苷的生物利用率提供理论基础和指导。本实验建立了花色苷降解产物(葡萄酒酚类物质)的提取和高效液相色谱分析方法,分析了二甲花翠素3-O-葡萄糖苷及其降解产物和红葡萄酒花色苷在胃肠消化p H和温度条件下的稳定性,考察了人肠道微生物对葡萄酒花色苷稳定性的影响,建立并应用Caco-2细胞模型模拟小肠对葡萄酒花色苷的吸收,考察了时间、浓度、抑制剂对二甲花翠素3-O-葡萄糖苷单体吸收转运的影响,比较了二甲花翠素3-O-葡萄糖苷单体和红葡萄酒中花色苷的吸收率。主要结果如下:(1)建立葡萄酒酚类物质快速液液微萃取及HPLC测定方法。将1000μL葡萄酒样品,加入1000μL乙酸乙酯和500μL乙腈,涡旋震荡提取10 s,不需添加氯化钠,也不用调整酒样p H,重复提取2次,合并提取液用氮吹仪吹干,用500μL甲醇定容,即可充分提取样品中的多酚类物质。方法加标回收率76.56%-137.74%,决定系数都大于0.9970,检测限和定量限分别在0.001-0.133 mg/L和0.010-0.433 mg/L,日内和日间稳定性分别低于6.58%和4.11%,方法灵敏、准确、稳定可靠。(2)红葡萄酒花色苷在体外模拟人胃肠p H和温度条件下的稳定性。红葡萄酒中鉴定到的20种花色苷,它们大部分在模拟胃环境期间保持稳定,而在肠环境容易降解,降解率达到17.73%-92.90%。基本花色苷的稳定性与B环的取代基数量和种类有关。取代基数量越多,羟基数量越少,甲氧基数量越多,花色苷越稳定。乙酰化结构不利于二甲花翠素3-O-葡萄糖苷的稳定性。花色苷和丙酮酸形成的吡喃环有利于花色苷的稳定性,而花色苷和乙醛形成的吡喃环会加速花色苷的降解。此外,鉴定到丁香酸、原儿茶酸和香草酸是二甲花翠素3-O-葡萄糖苷和甲基花青素3-O-葡萄糖苷的查尔酮途径降解产物,且降解产物的标准品比其在葡萄酒中稳定。(3)人肠道微生物对葡萄酒花色苷稳定性的影响。建立人肠道微生物体外分批发酵培养模型,通过检测β-葡萄糖苷酶活的变化,采用荧光原位杂交法计算细菌浓度变化(呈S型曲线生长),利用二代测序法分析肠道微生物的多样性和物种相对丰度,来确保方法可行。向模型加入葡萄酒花色苷,无菌对照组(接种肠道微生物后高压灭活)中花色苷含量几乎不变。肠道微生物与花色苷的共培养时,基本花色苷含量在前4h快速降低,之后检测不到,新生成的二甲花翠素3-O-(6-O-乙酰)-葡萄糖苷在培养的12h内持续升高。(4)Caco-2细胞模型的建立与验证。通过光学倒置显微镜和透射电子显微镜观察细胞形态和分化,测定跨膜电阻值和碱性磷酸酶活变化,计算苯酚红及盐酸普萘洛尔的表观渗透系数等多项指标来评价模型的完整性和通透性。结果显示,细胞模型在建立的21天过程中,细胞始终保持单层,形成细胞间紧密连接并分化出小肠绒毛。跨膜电阻值>800(?)·cm~2,苯酚红的表观渗透系数小于1.0×10-6,表明细胞间已达到紧密连接。盐酸普萘洛尔吸收大于2.0×10-6,表明细胞单层通透性良好。结果表明,本实验室建立的Caco-2细胞模型可用于葡萄酒花色苷体外吸收转运实验。(5)葡萄酒花色苷在Caco-2细胞模型中的吸收机制研究。研究内容:(1)二甲花翠素3-O葡萄糖苷单体溶液的吸收机制研究;(2)不同浓度的根皮苷(SGLT1抑制剂)及根皮素(GLUT2抑制剂)对二甲花翠素3-O葡萄糖苷单体吸收的影响;(3)红葡萄酒花色苷在不同浓度下的表观渗透系数和累计转运量变化分析。结果表明二甲花翠素3-O-葡萄糖苷能够被小肠吸收,吸收方式为SGLT1和GLUT2参与的主动吸收和易化扩散。红葡萄酒花色苷的Papp(AP-BL)介于3.09-4.29×10-6cm/s,Papp(BL-AP)介于1.66-2.16×10-6 cm/s,吸收率在8.72-12.10%,外排率在1.56-2.03%。表明红酒中所含有的其他化学组分或较大分子量的聚合花色苷会降低游离花色苷的吸收率。因此,花色苷可穿过小肠上皮细胞以载体主动转运的方式吸收进入血液。己糖转运蛋白SGLT1和GLUT2参与了花色苷的吸收。花色苷的消化和吸收受其自身结构、环境p H和温度、肠道微生物、以及葡萄酒其他组分影响。
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