香蕉花多酚抑制高蛋白中间水分食品晚期糖基化终产物形成的机理研究

Advanced glycation end products (AGEs) play a significant pathogenic role in the development of diabetic complications and dietary AGEs can be transported into circulation and remain in the body. Several studies show that restriction of dietary AGEs has positive effects on preventing disease, decreasing internal oxidative stress and inflammation. The inhibitor of AGEs with higher activities will be purified and identified from banana flower (Musa Baxijiao sp.) polyphenols and the functional mechanism will be investigated by in vitro models. The content was described as follow: the anti-glycosylation compounds of banana flower polyphenols will be screened by bovine serum albumin (BSA)-fructose model. These extracts will be enriched by chromatographic fractionation and their structures will be identified using LC-ESI-MS,FTIR and NMR. Intermediate moisture food containing high protein model will be made from protein and active compound. The effect of anti-glycosylation properties of inhibitor and the quality, maillard reaction and protein aggregation of food will be evaluated in various processing and storage conditions. The reaction characteristic and mechanism of inhibitor will be revealed during different stage of models of nonenzymatic glycosylation reaction and key enzymatic reaction systems. This study can significantly promote the development of inhibited AGEs of intermediate moisture food containing high protein during processing and storage.

晚期糖基化终产物（AGEs）对糖尿病及其并发症具有明显的致病作用，食品中的AGEs会在体内蓄积，有效控制食品中AGEs的形成对于预防疾病、降低体内氧化应激、减少炎症性因子等具有重要意义。本项目通过筛选香蕉花多酚中高活性AGEs抑制剂，纯化并鉴定其结构，采用模型体系揭示其作用机理。内容包括：通过牛血清白蛋白-果糖模型筛选香蕉花多酚中的高活性AGEs抑制剂，采用不同溶剂萃取结合色谱分离技术富集活性组分，利用LC-ESI-MS、FTIR、NMR鉴定其组成；用蛋白和活性物质建立高蛋白中间水分食品模型，比较不同加工和贮藏条件下活性组分对AGEs、蛋白聚集、美拉德反应及食品质构的影响，结合体外非酶糖基化反应不同阶段模型和AGEs关键酶反应体系，揭示其作用机理。该研究将对有效控制高蛋白中间水分食品加工和贮藏过程中AGEs的产生起到推动作用。

晚期糖基化终产物（AGEs）对糖尿病及其并发症具有明显的致病作用，食品中的AGEs会在体内蓄积，有效控制食品中AGEs的形成对于预防疾病、降低体内氧化应激、减少炎症性因子等具有重要意义。依据项目计划书，本项目首先利用牛血清白蛋白(BSA)-果糖和α-葡萄糖苷酶模型体系筛选香蕉花、香蕉茎秆汁液及其它植物多酚中高活性AGEs抑制剂，从香蕉花多酚中分离并鉴定出香草酸(1)，阿魏酸(2)，β-谷甾醇(3)，β-胡萝卜苷(4)，2-mehtoxy-9-( 4′-hydroxyphenyl ) -phenalen-1-one（5）环淡菜酮（6）和(24R)-4α,14α,24-trimethyl-5α-cholesta-8,25(27)-dien-3β-ol（7）共7种AGEs抑制剂，从其它植物多酚中筛选出槲皮素、鼠尾草酸、白藜芦醇、山萘酚、虎杖苷、高良姜素共6种多酚类化合物单体及虎杖和迷迭香两种植物提取物；通过对筛选出的AGEs抑制剂进行抗氧化活性和抑制α-淀粉酶活性及动力学评价，最终确定8种（槲皮素、鼠尾草酸、白藜芦醇、山萘酚、虎杖苷、高良姜素、β-谷甾醇和环淡菜酮）单体化合物和两种植物提取物进行后续研究。其次，采用BSA-果糖等4个糖基化反应不同阶段的模型体系评价了8种单体的作用效果，结合SDS-PAGE、模型体系和HPLC-MS结果得出： 8种AGEs抑制剂是通过清除活性羰基的方式抑制糖基化反应。最后，将筛选出的2种单体（白藜芦醇和虎杖苷）和2种植物提取物添加到高蛋白中间水分食品模型体系中，结果显示AGEs抑制剂的添加均可改善食品的质地，降低美拉德反应和蛋白聚集程度，抑制蛋白的糖基化反应，减少了食品中AGEs、羧甲基赖氨酸（CML）和不溶性蛋白的产生，增加食品的热稳定性。在项目执行过程中，发表论文11篇（其中SCI收录3篇、EI收录论文3篇），申请国家发明专利1项，已投稿SCI期刊论文3篇，另有3篇SCI正在准备中，获得海南省科技进步一等奖1项（第1完成人，2014年），海口市科技进步一等奖1项（第1完成人，2014年），同时培养了包括项目负责人在内的诸多年轻人。通过本项目的执行，得到了大量具有科学意义的结果，该结果将对香蕉花废弃物的高值化利用和高蛋白食品中AGEs的控制具有理论指导意义。