燕麦(Avena sativa L.and Avena nuda L.)含有丰富的营养成分,具有多种保健功能。多酚是其中主要的活性成分之一,具有清除自由基和抑制某些肿瘤细胞增殖等活性。前期研究发现,燕麦全粉经淀粉酶水解处理后,其抗氧化活性显著提高,推测原因为酶解过程提高了燕麦水解产物中的多酚含量。为了阐明其中的作用机制,本研究分别以燕麦粉和从其中分离出的淀粉、分离蛋白、麸皮等组分为原料,考察淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶对燕麦粉及相应组分水解过程中可提取性总酚含量、酚类物质组成及抗氧化活性的影响,在此过程中发现淀粉水解后检测到一种大量产生的未知的非酚类抗氧化物质UK,后续对此物质UK进行了进一步研究。涉及到的主要研究内容与结果如下:(1)酶解处理燕麦粉。分别用淀粉酶、蛋白酶和纤维素酶水解燕麦粉,发现这3种酶均能显著提高燕麦粉中的可提取性总多酚与单体酚含量:淀粉酶水解增加了燕麦粉中的没食子酸、对香豆酸、阿魏酸、燕麦蒽酰胺2c、2p和2f、对羟基苯甲醛、咖啡酸和香草醛的含量,其中燕麦蒽酰胺2f的增量最大(7.49 vs 17.27μg/g),对羟基苯甲醛增量最小(0.15 vs 0.32μg/g);蛋白酶水解增加了没食子酸、对香豆酸、阿魏酸、燕麦蒽酰胺2p和2f的含量,增加最多的是燕麦蒽酰胺2f(5.95 vs 9.31μg/g),最少的是对香豆酸(0.46 vs 0.60μg/g);纤维素酶水解增加了没食子酸、对香豆酸、阿魏酸、燕麦蒽酰胺2f、对羟基苯甲醛、咖啡酸和香草醛的含量,其中以阿魏酸的增量最大(0.28 vs6.90μg/g),对羟基苯甲醛增量最小(0.31 vs 0.42μg/g)。同时,3种酶水解处理均能显著提高燕麦粉提取物的清除ABTS、DPPH自由基能力,还原三价铁离子能力和保护蛋白免受AAPH诱导的氧化损伤,表现为总抗氧活性的增强。(2)酶解处理各燕麦分离组分。分别用淀粉酶、蛋白酶和纤维素酶处理相应的燕麦分离组分(淀粉、分离蛋白、麸皮),发现3种酶处理均能显著增加燕麦分离组分提取物中的总多酚和单体酚含量。其中麸皮水解后增加的单体酚种类最多,有对香豆酸、阿魏酸、燕麦蒽酰胺2f、咖啡酸和香草醛,且增加的总含量最大,并以阿魏酸增幅最大,达756%(12.23 vs 124.03μg/g);分离蛋白水解后增加的单体酚有阿魏酸、燕麦蒽酰胺2p和2f;淀粉水解产物中增加的单体酚有没食子酸、阿魏酸、燕麦蒽酰胺2f和香草醛;各分离组分中增加的单体酚种类比相应酶水解的燕麦粉少;其增量较大的单体酚与燕麦粉的相一致。值得注意的是,淀粉水解产物中还检测到一种增幅较大的未知的非酚类抗氧化物质UK。同时,各燕麦分离组分经相应的酶类水解后,其抗氧化活性均有显著增加。(3)UK的分离纯化与抗氧化活性分析。为了进一步确认UK对淀粉水解产物中抗氧化活性的贡献,使用薄层层析对UK进行分离纯化,并优化其层析条件,得到最优展开剂为:甲苯:乙酸乙酯:冰乙酸=5:3:2(v/v/v);经薄层层析分离纯化得到的UK能够有效地清除ABTS和DPPH自由基、还原三价铁离子、保护蛋白免受氧化损伤,具有良好的抗氧化活性,且其抗氧化活性呈现浓度依赖性。(4)UK的抗肿瘤活性及抑制肿瘤细胞增殖的作用机制。用UK处理肝癌细胞HepG-2和白血病细胞K562,发现UK能显著抑制这两种肿瘤细胞的活力,且其抑制作用呈现浓度依赖性。对其作用机制进行研究发现:UK对这两种肿瘤细胞的细胞周期无显著影响,但能显著提高肿瘤细胞的凋亡率,特别是HepG-2的早期凋亡率;进一步研究发现,UK可以上调两种肿瘤细胞的凋亡相关基因(FasL、Caspase-3,6,7,8,9,10)mRNA的表达水平,从而通过介导Fas途径诱导肿瘤细胞凋亡;此外,UK处理对HepG-2细胞中STAT信号通路无显著影响,但能显著激活K562细胞中STAT信号通路;UK处理对HepG-2细胞的MMP-9表达量无显著影响,但能显著降低其MMP-2表达量,推测其可以通过下调MMP-2表达量阻滞肿瘤细胞的侵袭与迁移。(5)UK的结构鉴定。综合紫外-可见吸收光谱、傅里叶红外光谱和核磁共振分析结果,鉴定UK为棕榈酸甘油单酯、亚油酸甘油单酯和9E,11E-共轭亚油酸甘油单酯3种物质组成的混合物。其中,棕榈酸甘油单酯为UK的主要成分,占60%-80%,亚油酸甘油单酯和9E,11E-共轭亚油酸甘油单酯各占其中的10%-15%。(6)UK的产生条件。根据处理方式、提取溶剂、酶解程度、微观表面形态等方面分析UK的产生条件,结果发现:淀粉酶水解处理、提取溶剂中含有HCl均能促进UK的产生,但酶解处理是导致UK产生的主要因素;UK含量与酶解程度(DE值)呈正相关,且均随酶解时间延长而增加;经淀粉酶水解后淀粉颗粒中出现明显孔洞,且随时间延长而呈沟壑状。上述研究结果表明,UK包裹于淀粉颗粒内部,淀粉水解过程使得UK从淀粉颗粒中释放出来。