《Foods》(Q1,IF=4.7)是一本国际性的、经过同行评审的、开放获取的食品科学期刊,由MDPI在线出版,半月刊,为与食品研究的各个方面相关的研究提供了一个高级论坛,主要强调“食品科学”。
导读
葡萄渣是酿酒的副产品,也是生物活性酚类化合物的来源。几项研究已经评估了葡萄渣提取物的影响,这些提取物由富含可提取多酚 (EPP) 的馏分组成。然而,葡萄渣也是不可提取多酚(NEPPs)的重要来源,由于其分子量高、结构复杂,以及它们倾向于与碳水化合物和蛋白质等大分子结合,因此在常规提取后仍留在食品基质中,无法通过普通提取程序获得多酚(NEPPs)。之前的研究表明NEPPs的提取和纯化需要应用水解(碱性或酸性)或酶法,但这些方法改变了原有的NEPP结构。此外,如果从葡萄渣中获得富含EPP或NEPP的特定提取物,则将留下另一种未使用的副产品,并且EPPs和NEPPs协同工作的潜在互补生物学效应将不会被利用。而使用葡萄渣的完整基质,不加改变,代表了一种低成本的替代品,具有高营养潜力。
肥胖已成为一个重大的公共卫生问题。针对这种病理学涉及多种策略,包括探索能够改变胰岛素抵抗的食品成分,以及甘油三酯的循环水平,甘油三酯是主要的脂肪沉积物,导致胰岛素抵抗。其中一些作用与多酚有关。然而,由于NEPPs的提取和纯化很复杂,将这些特定化合物与健康益处联系起来一直是一个挑战。关于葡萄渣特殊健康益处的大多数研究都集中在主要含有EPP的提取物上。在这方面,已经证明EPPs可以减少脂肪的增加,改善葡萄糖耐量,并减小脂肪细胞直径。此外,在葡萄渣EPP提取物中发现的(+)-儿茶素和(-)-表儿茶素化合物与小鼠体重和脂肪组织增加减少有关。然而,全葡萄渣的EPP浓度不如EPP提取物高,也发挥了有益的生物学效应。例如,喂食高热量饮食并补充葡萄渣的大鼠和小鼠显示出血清葡萄糖和甘油三酯降低,体重增加和异位脂肪沉积减少,并改善葡萄糖耐量。此外,在至少存在1-2种代谢综合征成分的成年人中,补充葡萄渣可改善葡萄糖耐量,这归因于其改善胰岛素敏感性的能力。
先前对全葡萄果渣的科学研究提出了NEPPs对这种材料的生物学效应的贡献的问题,因为它们代表了葡萄渣和其他几种食物中的主要多酚部分。由于葡萄渣中酚类化合物的含量和特征根据不同的因素而变化,如葡萄品种、生长条件和特定的酿酒过程,因此正确表征其EPP和NEPP含量,并评估EPP:NEPP比率如何影响潜在的健康益处非常重要。在我们的研究中,我们评估 了三种葡萄果渣的影响,这些葡萄渣的EPP和NEPP浓度和特征对比对肥胖相关并发症的影响。这种比较以前从未进行过,它使我们能够更好地理解与EPP和NEPPs相关的好处。
(点击下方阅读原文,直达文献页面)
葡萄渣表征
对选取的三种葡萄(马尔贝克、歌海娜和西拉)的葡萄渣表征进行分析。马尔贝克和歌海娜是可提取酚类化合物和可提取黄酮含量最高的葡萄果渣品种,而马尔贝克果渣的可提取单体花青素和可提取原花青素含量最高。相比之下,西拉葡萄渣含有少量这些化合物,但 NEPA 和 HPP 的含量最高,这使其成为 NEPP 中最丰富的材料。马尔贝克的NEPP:EPP比率为1.48,歌海娜为1.10,西拉为5.76。
通过UPLC-ESI-QToF-MS对葡萄渣中单个可萃取酚类化合物进行层次分析。化合物 (iso)-鼠李素、芍药素二糖苷、丁香素己糖苷和马尔维丁二糖苷将西拉与马尔贝克和歌海娜区分开来,因为它们在前者的浓度更高。同时,马尔贝克和歌海娜茶彼此不同,因为马尔贝克的化合物含量很高,从飞燕草素芸香糖苷到矮牵牛素己糖苷,而海娜海娜则富含其他列出的化合物。
葡萄渣补充剂的体内效应
本研究选择的三种葡萄渣品种对饲喂HFFD的大鼠进行了评估。与STD组相比,饲喂HFFD的动物体重增加(32%)。在补充组(HFFD+MAL、HFFD+GAR、HFFD+SYR)中,与HFFD组相比,体重增加分别减少了15%、10%和11%,这在所有情况下都显著减少。
与体重增加一致,与STD组相比,HFFD对照组显示出脂肪组织增加。脂肪组织积累减少在肠系膜组织中最为明显,HFFD+MAL和HFFD+GAR组均为26%,HFFD+SYR组为17%,而肥胖(HFFD)组。其次是腹膜后脂肪组织。
与健康组相比,肥胖 (HFFD) 组的脂肪细胞大小有所增加,显示脂肪细胞肥大的发展。与肥胖 (HFFD) 组相比,脂肪细胞大小未观察到显著差异 ,尽管先前报道的所有葡萄渣品种在防止体重增加和脂肪组织指数方面都有作用。
血清甘油三酯,与STD组相比,饲喂HFFD的动物显示出更高的水平(+187%)。与肥胖组相比,添加马尔贝克葡萄渣 (HFFD+MAL) 可显着降低 46% 的 HFFD 参数,而添加歌海娜葡萄渣可减少 31%。与肥胖对照组相比,补充西拉葡萄渣往往可使血清甘油三酯降低多达 16%,但未观察到显着差异。相比之下,与STD组相比,服用HFFD16周不会改变血清胆固醇水平。
口服葡萄糖耐量试验(OGTT)结果显示HFFD组在30分钟后血糖水平升高。而喂食补充有马尔贝克、加纳查或西拉葡萄果渣的 HFFD 的动物显示出调节的葡萄糖水平,其值与 STD 组相似。
葡萄渣补充剂体内效应的综合方法
PCA 分析以概述葡萄渣补充剂引起的生理变化。在初步方法中,将葡萄渣补充影响的主要参数(OGTT 结果、相对脂肪组织重量、体重增加和血清甘油三酯)整合到五个实验组的 PCA 模型中 。第一组分(PC1)解释了61%的变异,其中在STD和HFFD对照组之间观察到明显的区别,而所有补充葡萄渣的组都聚集在这两个对照组之间。
为了进一步区分葡萄果渣品种。PCA 模型解释了 62% 的总体方差,揭示了三个实验组之间对两种成分的区分方差。因此,利用3个葡萄渣品种的EPP和NEPP总含量。所得的PCA图解释了99%的总体方差。马尔贝克和歌海娜品种特征最明显的化合物是可提取的单体花青素和可提取的原花青素,其次是可提取的酚类化合物和可提取的黄酮类化合物。相比之下,西拉葡萄渣最具特征的群体是NEPAs和HPPs。
最后,构建偏最小二乘判别分析方法,识别了各葡萄渣品种的可提取多酚判别因子及其与肥胖健康影响的可能关系。植物化学特征的大多数化合物位于左侧,即那些与肥胖相关的较小代谢改变(如血清甘油三酯)具有较高相关性的化合物、体重增加和 OGTT 的 AUC 值 是花青素,如锦葵素己糖苷、锦葵素香豆苷和麦芽素己糖苷丙酮酸,而与改善肥胖相关疾病最不相关的化合物是黄酮类化合物,如槲皮素和山奈酚。相比之下,关于肠系膜脂肪组织的值,与该参数相关性较小的化合物是山奈酚。马尔贝克品种的特点是具有较高浓度的花青素,如锦葵素、乙酰己糖苷和锦葵素己糖苷。因此,这些化合物可能与接受马尔贝克品种治疗的动物相关参数的改善部分有关。
结果
在HFFD诱导的肥胖动物模型中,比较了3种不同NEPP和EPP谱的葡萄渣的影响,NEPP:EPP比值为1.48的马尔贝克葡萄渣对控制血清中体重增加、肠系膜脂肪组织重量、肥胖指数、葡萄糖稳态和甘油三酯的控制效果最大。这些作用与花青素和黄烷醇有关,特别是锦葵素乙酰己糖苷和锦葵素己糖苷。相比之下,补充西拉果渣,NEPP:EPP比率为5.76,除了甘油三酯调节外,产生了相同的生理效应。因此,这些结果表明,EPPs和NEPPs都能改善与肥胖相关的代谢改变,但EPPs与预防高甘油三酯血症更相关。