2019-04-16 06:16:01
紫玉米中的酚类可与糖尿病肥胖症小鼠细胞炎症作斗争

伊利诺伊大学的科学家开发出一种新的紫玉米杂交种,其中含有不同的植物化学物质组合,可以对抗肥胖,炎症和糖尿病,一项新的小鼠研究表明。

紫色和其他颜色鲜艳的玉米粒的果皮或外层也可能为食品提供另一种着色剂来源,为玉米生产者提供了另一种来自其作物的增值产品,以食品为首的美国小组表示。科学教授Elvira Gonzalez de Mejia和作物科学教授John Juvik。他们最近在食品化学杂志上发表了他们的发现。

来自一种名为Apache Red的玉米品种,Juvik的团队培育了20种紫玉米遗传品种,每种品种都含有独特的花青素组合,这是一种营养丰富的天然色素,赋予果皮鲜艳的色彩。

酚类化合物广泛存在于植物组织中,往往是芳香的,有助于水果的颜色,味道和酸度。花青素是一类酚类,研究表明,富含花青素的食物的消费与降低心血管疾病,2型糖尿病和某些类型癌症的风险有关。

使用加压水,博士后研究人员和研究合作者Diego Luna-Vital从玉米粒的果皮中提取花青素,产生富含花青素的水提取物,然后冷冻干燥。虽然对提取物的分析表明,果皮是花青素和酚类化合物的丰富来源,但各品种之间的浓度差异很大。

为了研究花青素对肥胖引起的炎症的影响,当时的研究生和研究的第一作者乔乔治结合脂肪细胞 - 称为脂肪细胞 - 来自具有巨大免疫细胞的巨噬细胞的小鼠。

de Mejia说,研究中的小鼠细胞模型模拟了细胞中脂质和炎症浓度高的肥胖人群,或经常食用含有酚类化合物的植物的健康人群。 “所以这些都是非常真实的模型,可以转化为与人类或动物的体内研究。”

“我们评估了一些已知与炎症和脂肪形成相关的非常特异的生物标志物,即前脂肪细胞向成熟脂肪细胞的转化,这些脂肪细胞会累积脂肪,”Luna-Vital说。

他们观察到提取物中的酚类化合物改变了细胞的发育,使脂肪细胞的脂肪含量从8%-56%降低,这取决于所用的不同酚类。

为了研究化合物对胰岛素抵抗的影响,与糖尿病相关的代谢功能障碍,科学家们使用细胞信号蛋白诱导小鼠脂肪细胞的胰岛素抵抗,然后用花青素化合物处理细胞并监测它们的葡萄糖摄取。

他们发现,胰岛素抵抗的关键标志物降低了29%-64%,并且细胞的葡萄糖摄取减少了30%-139%,这取决于所用花青素的化学成分。

“我们观察到分子中非常重要的变化减少了胰岛素抵抗脂肪细胞中的氧化应激和炎症,”Luna-Vital说。 “我们还发现了免疫细胞中促炎分子的重要变化。”

Luna-Vital说,研究结果表明,这些酚类化合物的不同水平和化学成分可能预防肥胖或改善肥胖人群的胰岛素水平。

de Mejia说,较少的酚如槲皮素,木犀草素和芦丁 - 存在于许多植物性食物中 - 在减少一些肥胖,炎症和某些2型糖尿病标志物方面发挥了关键作用。 “而其他人,如香草酸和原儿茶酸,降低了前脂肪细胞向脂肪细胞的潜在转化。”

然而,她警告说,“非常重要的是要注意,它不仅仅是一种或两种化合物,而是酚类物质的组合”,它们共同作用,有助于产生有益效果。

Juvik说,研究生和研究合着者Laura Chatham目前正在进行基因组选择,以鉴定与最有希望的健康影响相关的DNA标记,以培育具有这些特性的玉米杂交种。

Juvik说,除了促进健康的特性外,红色,紫色和其他鲜艳的玉米的果皮可以作为食品工业的天然色素,满足消费者对合成染料替代品的强烈需求。

“我们计算出所有红色染料40号 - 美国使用的主要染料之一 - 都可以用来自大约600,000英亩玉米的颜料代替,”Juvik说。 “我们可以生产足够数量的富含花青素的果皮,供制造商将其添加到饮料或具有药物特性的特殊产品中。”

干玉米的另一个优点是它的货架稳定性,为生产商目前用来为许多食品和饮料着色的易腐水果和蔬菜提供了经济的替代品,他说。

“使用水从果皮中提取花青素的优势在于,与其他复杂且价格昂贵的提取方案相比,它是工业中去除这些化合物最简单,最简单,最便宜的方式,”Juvik说。

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