茶是世界三大饮料之一,伴随茶叶深加工产业的迅猛发展,茶渣的高值化利用成为重要的研究方向。本研究以普洱茶渣为原料,制备得到茶膳食纤维（tea dietary fiber,TDF）,通过分析TDF的结构、理化性质、体外消化特性和对小鼠便秘的改善作用,进一步从肠道微生态的角度阐明了TDF通便的作用机制,研究结果为普洱茶渣的高值化利用提供了理论依据。在研究具体实施过程中,通过单因素和响应面试验确定了TDF的最优提取工艺为:碱液浓度3.35%,碱解温度100°C,碱解时间2.36 h和料液比1:27.85,提取后TDF的膳食纤维含量为82.26%,其中纤维素、半纤维素、木质素和果胶的含量分别为52.10%、14.20%、15.30%和5.00%,茶褐素含量9.77%。进一步脱除茶褐素制备得到高纯茶膳食纤维（high purity tea dietary fiber,HTDF）,膳食纤维含量86.89%,纤维素、半纤维素、木质素和果胶的含量分别为56.40%、19.60%、18.20%和2.13%,茶褐素含量0.94%。分析比较了TDF和HTDF的单糖组成,发现木糖和葡萄糖是TDF和HTDF的主要单糖,其中TDF和HTDF中木糖和葡萄糖含量分别为63.35%、15.65%和64.58%、15.94%。X-射线衍射分析发现TDF和HTDF均为纤维素I型结构,扫描电镜结果显示HTDF较TDF具有更多蓬松密集的小孔。紫外光谱分析发现,TDF和HTDF在256 nm和294 nm均有吸收峰,表明其中含有对羟苯基结构单元和愈创木基结构单元。红外光谱分析发现,与TDF相比,HTDF的亚甲基、C=O、COO-、酚、C-O-C等有机官能团较少。分析热裂解产物发现,TDF较HTDF检测到更多的酚类和酸类裂解产物。核磁分析发现,HTDF较TDF在88.83 ppm显示出C4信号峰。分子对接结果显示,TDF中膳食纤维和茶褐素结合作用强烈,推测形成了5条常规氢键。进一步研究TDF和HTDF的理化性质和体外消化特性,结果发现,两者均表现出优良的持水力、膨胀力和持油力,大肠部位持水力最高,有利于发挥通便功能。TDF和HTDF在口腔、胃和小肠部位消化物回收率均在90%以上,TDF在大肠部位回收率为77.91%,较HTDF显著降低（p＜0.05）,提示TDF较HTDF更易被生物体消化利用。分析消化液活性成分,发现各消化阶段TDF的茶褐素、总酚、总黄酮释放量和消化液抗氧化活性均高于HTDF,表明TDF的抗氧化能力优于HTDF。为验证通便功能,通过盐酸洛哌丁胺诱导的便秘小鼠模型,分析TDF和HTDF不同剂量对便秘小鼠的通便作用。结果表明,TDF和HTDF均可改善便秘小鼠生理状态,增加小鼠粪便重量和粒数,提升墨汁推进率和胃排空率。TDF和HTDF干预后结肠杯状细胞、隐窝、上皮细胞损伤呈现不同程度的恢复,炎症细胞减少。兴奋性神经递质乙酰胆碱、P物质浓度升高,抑制性神经递质血管活性肠肽浓度降低,TDF高剂量组效果尤为显著。研究结果表明,TDF在改善便秘小鼠生理状态、生化和病理指标方面优于HTDF。采用16S r RNA和代谢组学技术分析TDF对便秘小鼠肠道菌群结构和短链脂肪酸的影响,结果发现,在门水平上,TDF干预显著增加了拟杆菌门丰度,降低了厚壁菌门丰度,在属水平上,TDF显著增加了乳杆菌属和norank＿f＿Muribaculaceae菌属的丰度。Pearson分析结果显示,拟杆菌门、乳杆菌属、norank＿f＿Muribaculaceae菌属与便秘相关参数呈正相关,厚壁菌门与便秘相关参数呈负相关。综合分析表明,TDF干预能够上调肠道有益菌丰度,下调肠道有害菌丰度,有益菌发酵TDF产生短链脂肪酸,诱导兴奋性肠神经递质产生,促进胃肠蠕动,同时,短链脂肪酸又为肠粘膜细胞提供能量,维持肠道环境稳定,从而改善小鼠便秘症状。