百香果皮體外抑制葡萄糖吸收、抗氧化及調(diào)節(jié)高血糖大鼠腸道菌群結(jié)構(gòu)的作用

種俸亭，黃子珍，滕建文，韋保耀，黃 麗，夏 寧

（廣西大學(xué)輕工與食品工程學(xué)院，廣西 南寧 530004）

百香果又名西番蓮，為西番蓮屬（Passiflora）多年生藤本植物，原產(chǎn)于巴西，現(xiàn)廣泛分布在熱帶和亞熱帶地區(qū)[1]。在我國，百香果主要分布在廣西、云南等地[2]。百香果主要用于果汁生產(chǎn)，然而果皮尚未得到有效利用，導(dǎo)致資源浪費。百香果皮富含膳食纖維[3]和植物化學(xué)物質(zhì)如多酚[4]、黃酮[5]、花色苷[6]等，具有抗氧化[7]、抗炎[8]、降血糖[9]的功效。

糖尿病是由胰島素分泌和作用缺陷導(dǎo)致的碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)等代謝紊亂，長期高血糖和糖耐受量下降為其主要特征[10]。目前，降血糖的研究中有抑制胰島β細胞凋亡、促進胰島素分泌[11]，改善胰島素與靶細胞特異性結(jié)合、增強胰島素敏感性[12]，調(diào)節(jié)關(guān)鍵酶活性[13]，以及調(diào)節(jié)腸道菌群等多種途徑[14]。在百香果輔助降血糖作用機制研究中，已有文獻證明百香果皮中的類固醇、類黃酮等物質(zhì)可通過降低氧化應(yīng)激，或通過改善胰島素敏感性從而調(diào)節(jié)血糖濃度。例如，Kandandapani等[15]用百香果皮提取物喂食高血糖大鼠15 d，并測定大鼠血糖濃度和終末器官氧化應(yīng)激標(biāo)記物，結(jié)果顯示，百香果皮提取物具有明顯降低氧化應(yīng)激的作用，高效液相色譜測得提取物中含有類固醇、類黃酮和三萜類化合物；Queiroz等[16]使II型糖尿病患者攝入黃果百香果皮粉（passion fruit peel powder，PFP）60 d，測定膳食補充前后患者的血糖濃度、空腹胰島素和糖化血紅蛋白含量，通過血糖濃度和胰島素含量關(guān)系的數(shù)學(xué)模型研究攝入PFP對胰島素敏感性的影響，結(jié)果表明，黃果PFP可以通過降低胰島素抵抗、改善胰島素敏感性，對II型糖尿病起到輔助治療作用。但在抑制餐后血糖研究中，百香果果皮是否可以通過抑制消化酶活性阻滯葡萄糖吸收利用，以及PFP在大腸水平通過腸道菌群利用而產(chǎn)生作用效果的潛在可能，均需要進一步的研究證明。

本實驗采用體積分?jǐn)?shù)70%的乙醇溶液提取PFP中的百香果皮醇提取物（passion fruit peel ethanol extract，PFPE）、百香果果皮醇提余物（passion fruit peel ethanol extraction residue，PFPR）、百香果皮可溶性膳食纖維提取物（passion fruit peel soluble dietary fiber，PFSF）和百香果皮不可溶性膳食纖維提取物（passion fruit peel insoluble dietary fiber，PFIF），通過研究PFP、PFPE、PFPR、PFSF和PFIF抗氧化作用以及對消化酶和葡萄糖吸收的影響，探討百香果皮的體外降血糖效應(yīng)；將PFP及各提取物與糖尿病大鼠糞便進行離體培養(yǎng)，對離體培養(yǎng)后腸道菌群結(jié)構(gòu)及其代謝產(chǎn)物短鏈脂肪酸（short-chain fatty acids，SCFAs）進行分析，探討百香果皮對糖尿病大鼠腸道菌群的調(diào)整作用，從腸道菌群方面考察百香果果皮降血糖效果及其作用機制。

1 材料與方法

1.1 動物、材料與試劑

SPF級大鼠購于廣西醫(yī)科大學(xué)實驗動物中心，生產(chǎn)許可證號：SCXK（桂2018-0002），使用許可證號：SYXK（桂2018-0003）。

‘臺農(nóng)一號’紫紅色百香果廣西仟果農(nóng)業(yè)科技有限公司；新鮮時采收于南寧賓陽，剔除機械損傷果和病害果，選取完全成熟、大小均勻的百香果進行實驗。

無水乙醇（分析純）天津市富宇精細化工有限公司；葡萄糖檢測試劑盒北京百奧萊博科技有限公司；HP-20大孔樹脂上海研謹(jǐn)生物科技有限公司；所有分離用有機溶劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

AE244型分析天平上海舜宇恒平儀器有限公司；DHG-9146A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱上海精宏實驗設(shè)備有限公司；722N型可見分光光度計上海儀電分析儀器有限公司；LG10-2.4A型高速離心機北京時代北利離心機有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品制備

PFP的制備：參照Seixas等[17]的方法稍作修改，百香果洗凈、切開，去果漿和果皮內(nèi)瓤層，切塊，55 ℃熱風(fēng)干燥60 h，用中藥粉碎機初粉碎后進行超微粉碎，避光保存。

PFPR和PFPE的制備：參照Wong[18]和文良娟[19]等的方法稍作修改，稱取PFP樣品20 g于400 mL體積分?jǐn)?shù)70%乙醇溶液中，室溫浸提1 h，定性濾紙抽濾，收集不溶物。400 mL體積分?jǐn)?shù)70%乙醇溶液重復(fù)提取不溶物至濾液清澈透明。收集不溶物于55 ℃干燥60 h，粉碎機粉碎得PFPR（12.56 g），密封保存。

取上述步驟的濾液，55 ℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮，過0.45 μm濾膜，純化，選用規(guī)格為30 mm×500 mm玻璃層析柱，以HP-20大孔吸附樹脂濕法裝柱，裝柱高度420 mm，裝料體積300 cm3，洗脫液為蒸餾水和體積分?jǐn)?shù)75%乙醇溶液。上樣量15 mL，質(zhì)量濃度0.10 g/mL，以15 r/min的流速上樣，先用蒸餾水洗脫，直至洗脫液在硫酸苯酚法下無顯色，用體積分?jǐn)?shù)75%乙醇溶液洗脫至洗脫液在全波長掃描下檢測不到酚類物質(zhì)的特征峰（760 nm）。收集合并上述乙醇洗脫液，55 ℃下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮，濃縮液冷凍干燥得到PFPE（0.28 g）。

PFSF和PFIF的制備：參照文良娟等[19]的方法稍作修改，向PFPR（12.56 g）中加入蒸餾水（125.6 mL），60 ℃水浴3 h，5 000 r/min離心10 min，取上清液，向上清液中按體積比1∶4加入體積分?jǐn)?shù)95%乙醇溶液，攪拌后靜置1 h，5 000 r/min離心10 min，沉淀物冷凍干燥，粉碎得PFSF（1.17 g），密封保存；收集制備PFSF過程中的濾渣，冷凍干燥，粉碎得PFIF（10.39 g），密封保存。

1.3.2 化學(xué)成分的測定

1.3.2.1 膳食纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定

參照GB 5009.88—2014《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中膳食纖維的測定》[20]測定樣品干基中所含膳食纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

1.3.2.2 總酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定

參照Singleton等[21]的方法，用Folin-Ciocalteau法測定。樣品處理：PFP、PFPR、PFIF、PFSF、PFPE各取1.000 g，分別加入30 mL體積分?jǐn)?shù)80%乙醇溶液，室溫下磁力攪拌1 h，靜置分層后過濾，收集濾液，沉淀用30 mL體積分?jǐn)?shù)80%乙醇溶液，室溫下磁力攪拌1 h，靜置分層，過濾至濾液基本無色為止，最后合并所有濾液，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去乙醇，定容至50 mL備用。以沒食子酸為標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，計算樣品干基中總酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

1.3.2.3 總黃酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定

參照Tohidi等[22]的方法，樣品處理同1.3.2.2節(jié)，以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，計算樣品干基中總黃酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

1.3.3 樣品對消化酶活力的抑制作用

樣品處理同1.3.2.2節(jié)，配制質(zhì)量濃度1、5、10、15、20、25 mg/mL的樣品溶液，按照Apostolidis等[23]方法測定α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶活力抑制率，每組實驗測定3 次。以阿卡波糖為陽性對照，超純水代替樣品溶液作為空白對照組。酶活力抑制率按式（1）計算，并計算酶活力半抑制質(zhì)量濃度（half inhibitory concentration，IC50）。

式中：Ai、Ac分別為樣品組、空白對照組溶液在520 nm波長處的吸光度。

1.3.4 樣品體外抗氧化活性的測定

樣品處理同1.3.2.2節(jié)，配制質(zhì)量濃度4、8、12、16、20 mg/mL樣品溶液，備用。

1.3.4.1 DPPH自由基清除率測定

參照J(rèn) e d d o u 等[24]方法稍作修改。取3 m L 樣品溶液和3 mL 200 μmol/L的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）乙醇溶液，漩渦混勻，避光反應(yīng)30 min，在517 nm波長處測定吸光度。以超純水代替樣品溶液作為空白對照組，以VC為陽性對照，測定3 次。DPPH自由基清除率按式（2）計算，并計算DPPH自由基IC50。

式中：Ai、Ac分別代表樣品組、空白對照組溶液在517 nm波長處的吸光度。

1.3.4.2 ABTS陽離子自由基清除率測定

參照An Kejing等[25]的方法稍作修改。在室溫下將7 mmol/L 2,2’-聯(lián)氮雙(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二銨鹽（2,2’-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)diammonium，ABTS）溶液和2.45 mmol/L過硫酸鉀溶液等體積混勻，反應(yīng)12～16 h得ABTS陽離子反應(yīng)液，將ABTS陽離子反應(yīng)液用蒸餾水稀釋至734 nm波長處吸光度為0.70±0.02，作為應(yīng)用液。取0.2 mL樣品溶液加入6 mL ABTS陽離子應(yīng)用液，漩渦混合，室溫避光反應(yīng)6 min，在734 nm波長處測定吸光度。以蒸餾水代替樣品溶液作為空白對照組，VC作為陽性對照，測定3 次，ABTS陽離子自由基清除率按式（2）計算。式中Ai、Ac分別代表樣品組、空白對照組溶液在734 nm波長處的吸光度。

1.3.5 葡萄糖擴散濃度和GDRI測定

參照Almoosawi等[26]的方法，稱取0.500 0 g樣品和25 mL 100 mmol/L葡萄糖溶液混勻后，裝入透析袋（12 000～14 000 Da），放于200 mL去離子水中，37 ℃振蕩透析。分別在30、60、90、120、150 min收集透析液，用葡萄糖檢測試劑盒測定葡萄糖擴散濃度，重復(fù)3 次。在葡萄糖擴散濃度測定基礎(chǔ)上，以未加樣品的葡萄糖溶液為對照組。葡萄糖透析延遲指數(shù)（glucose dialysis retardation index，GDRI）按式（3）計算。

式中：c1、c2分別代表樣品組、對照組溶液的葡萄糖擴散濃度/（mmol/L）。

1.3.6 體外腸道菌群發(fā)酵實驗

1.3.6.1 高血糖大鼠造模及其糞便采集

20 只SPF級雄性SD大鼠，按照馬玉仙等[27]的方法隨機均分為兩組：正常大鼠為對照組；實驗組大鼠進行糖尿病造模，造模后實驗組大鼠禁食8 h，用血糖儀檢測血糖濃度，血糖濃度不低于16.7 mmol/L，且出現(xiàn)多飲水、多食、多尿情況即為造模成功。實驗當(dāng)天采集5 只對照組和5 只實驗組大鼠的糞便，用無菌鑷子取自然排出的新鮮糞便，置于無菌EP管中，厭氧、-80 ℃下保存，以備分析。

1.3.6.2 體外模擬發(fā)酵實驗

參照何欣欣[28]的方法，制備磷酸緩沖溶液（phosphate buffered saline，PBS）、BCM培養(yǎng)基、糞便懸液和質(zhì)量濃度10 mg/mL樣品懸液，構(gòu)建體外厭氧培養(yǎng)體系（每個獨立重復(fù)的培養(yǎng)體系體積為5 mL：3.5 mL BCM培養(yǎng)基、0.5 mL糞便懸液和1 mL樣品懸液）。以等體積PBS替代體系中的樣品懸液作為對照組，以菊粉為陽性對照。37 ℃下厭氧發(fā)酵0、12、24、48、60 h。

1.3.6.3 微生物計數(shù)和pH值測定

發(fā)酵60 h后取1 mL發(fā)酵液進行梯度稀釋，根據(jù)表1中的選擇性培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件對稀釋液進行培養(yǎng)，參照《保健食品檢驗與評價技術(shù)規(guī)范（2003）》，根據(jù)菌落形態(tài)和革蘭氏染色與生化反應(yīng)等進行微生物鑒別和計數(shù)[29-30]；取0、12、24、48、60 h發(fā)酵液，冷卻至室溫，用pH計測定pH值，平行3 次，結(jié)果取平均值。

表 1 腸道菌群計數(shù)用培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件[30]Table 1 Media and culture conditions for gut microflora[30]

1.3.6.4 氣相色譜分析SCFAs

參照何欣欣[28]的方法：取2 mL樣品發(fā)酵上清液（4 ℃、8 000 r/min、15 min），加入0.2 mL體積分?jǐn)?shù)50%硫酸溶液，漩渦15 s，加入2 mL乙醚，漩渦1 min，離心（4 ℃、8 000 r/min、10 min），取上層溶液，0.45 μm濾膜過濾至進樣瓶中，以備分析。

色譜條件參照趙曉亞等[31]的方法并稍作修改。色譜柱：DB-FFAP石英毛細管柱（30 m×0.32 mm，0.25 μm）；氫火焰離子檢測器；H2流速60 mL/min，空氣流速300 mL/min，N2流速10 mL/min；升溫程序：60 ℃保留1 min，以6 ℃/min升至120 ℃；再以20 ℃/min升至220 ℃，保留9 min；載氣（N2）流速0.5 mL/min，壓力20.7 kPa，進樣量0.5 μL。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Origin Pro 9.1軟件作圖，采用SPSS 25.0軟件對數(shù)據(jù)進行方差分析，各組數(shù)據(jù)采用單因素方差分析比較差異顯著性，方差齊時用Bonferroni法進行兩兩比較，方差不齊時用Tamhane’s T2法進行多重比較，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示；對于不符合正態(tài)分布或正態(tài)轉(zhuǎn)化無效的數(shù)據(jù)，采用Kruskal-Wallis秩和檢驗。采用SPSS 25.0軟件擬合S曲線，計算IC50。

2 結(jié)果與分析

2.1 百香果皮活性成分分析

表 2 百香果皮活性成分分析Table 2 Composition analysis of passion fruit peel

由表2可知，PFP中總膳食纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為72.16%，高于人們所熟知的高膳食纖維材料（如麥麩44.46%[32]、米糠37.5%[33]、葡萄皮56.5%[34]、番石榴49%[35]等）。PFPE的總酚和總黃酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)遠高于其他提取組分，分別為16.53%、17.07%；而PFPR、PFSF、PFIF以膳食纖維為主。

2.2 百香果皮及其提取物對消化酶活力的抑制作用

碳水化合物在人體內(nèi)經(jīng)過α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶等消化酶水解生成單糖才能被小腸吸收。因此，可以通過抑制消化酶活力進而阻礙或減緩碳水化合物分解為葡萄糖的速率，抑制葡萄糖在腸道內(nèi)的吸收，降低血液中的葡萄糖濃度[36]。

2.2.1α-葡萄糖苷酶活力抑制作用

圖 1 百香果皮及其提取物對α-葡萄糖苷酶活力的抑制作用Fig. 1 Inhibitory activity of passion fruit peel and its extracts on α-glucosidase

由圖1可知，百香果皮及其提取物對α-葡萄糖苷酶活力均有抑制作用，表現(xiàn)出明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系，這與文獻[37]結(jié)論相同。質(zhì)量濃度1～10 mg/mL時PFPE的α-葡萄糖苷酶活力抑制率顯著低于阿卡波糖（P＜0.05）；質(zhì)量濃度15～25 mg/mL時，與阿卡波糖相比，PFPE的α-葡萄糖苷酶活力抑制率無顯著性差異（P＞0.05）。質(zhì)量濃度在10 mg/mL以上時，PFPE的α-葡萄糖苷酶活力抑制率顯著高于其他百香果皮提取物（P＜0.05）。說明PFPE是百香果皮發(fā)揮α-葡萄糖苷酶活力抑制作用的主要組分。

2.2.2α-淀粉酶活力抑制作用

圖 2 百香果皮及其提取物對α-淀粉酶活力的抑制作用Fig. 2 Inhibitory activity of passion fruit peel and its extracts on α-amylase

由圖2可知，百香果皮及其提取物對α-淀粉酶活力均表現(xiàn)出一定的抑制作用，也呈劑量-效應(yīng)關(guān)系，這與文獻[38]結(jié)論相同。阿卡波糖的α-淀粉酶活力抑制率顯著高于百香果果皮及其提取物（P＜0.05）。質(zhì)量濃度5～25 mg/mL時，隨著質(zhì)量濃度的增加，PFPE對α-淀粉酶活力的抑制率顯著升高（P＜0.05）。PFPE對α-淀粉酶活力的抑制率顯著高于PFP及其他提取物（P＜0.05），但顯著低于阿卡波糖（P＜0.05）。雖然PFPE對α-淀粉酶活力的抑制率與阿卡波糖相比存在顯著差異，但PFPE的總酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為16.53%，若進一步提高百香果皮多酚純度，其是否具有與阿卡波糖相近的抑制活性還需要深入研究。

2.2.3 消化酶活力抑制IC50

表 3 百香果皮及其提取物消化酶活力抑制的IC50Table 3 IC50 of passion fruit peel and its extracts against digestive enzymes mg/mL

由表3可知，百香果皮及各提取物間α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶活力IC50均有顯著差異（P＜0.05）。其中，PFPE表現(xiàn)出較強的α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶活力抑制效果，IC50分別為6.23 mg/mL和28.65 mg/mL。PFPE的α-葡萄糖苷酶IC50較羅漢果皂苷粗提物（IC50為9.125 mg/mL）[39]和龍眼殼乙醇提取物（IC50為11.93 mg/mL）[40]低，但高于阿卡波糖（IC50為0.14 mg/mL）；PFPE的α-淀粉酶活力IC50與黃秋葵水提物（IC50為24.6 mg/mL）相當(dāng)，但高于阿卡波糖（IC50為0.23 mg/mL）。

綜上所述，PFPE是百香果果皮中發(fā)揮消化酶活力抑制作用的主要組分，結(jié)合表2可以看出，PFPE中未檢測到膳食纖維，因此膳食纖維對PFPE對消化酶活力抑制作用的貢獻較小，具有主要貢獻的組分為總酚和總黃酮。Choudhary等[41]探討蠶豆醇提物對α-葡萄糖苷酶活力抑制作用時也發(fā)現(xiàn)醇提物中的酚類、黃酮類物質(zhì)可以通過氫鍵等與α-葡萄糖苷酶結(jié)合，從而抑制酶活性。

2.3 百香果皮及其提取物的體外抗氧化作用

2.3.1 DPPH自由基清除作用

圖 3 百香果皮及其提取物的DPPH自由基清除率Fig. 3 Scavenging effect of passion fruit peel and its extracts on DPPH radicals

由圖3可知，百香果皮及其提取物對DPPH自由基均有一定的清除作用，均表現(xiàn)出明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系。這與柑橘皮提取物[42]中DPPH自由基清除率的變化趨勢一致。質(zhì)量濃度4～12 mg/mL時VC的DPPH自由基清除率顯著高于百香果皮及其提取物（P＜0.05），12～20 mg/mL時VC的DPPH自由基清除率與PFP及PFPE差異不顯著，而以膳食纖維為主的PFPR、PFSF、PFIF的DPPH自由基清除率顯著低于PFPE（P＜0.05），表明PFPE是百香果皮中發(fā)揮DPPH自由基清除作用的主要組分。結(jié)合表2分析可知，總酚、總黃酮與DPPH自由基清除率有密切關(guān)系，這與Othmen等[43]研究結(jié)果類似，角豆葉提取物中總酚、類黃酮含量高，具有更高的抗氧化活性。

2.3.2 ABTS陽離子自由基清除作用

圖 4 百香果皮及其提取物的ABTS陽離子自由基清除率Fig. 4 Scavenging effect of passion fruit peel and its extracts on ABTS cation radicals

由圖4可知，PFPE的ABTS陽離子自由基清除率表現(xiàn)出明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系，并且顯著高于PFP及其他提取物（P＜0.05）。PFPR、PFSF及PFIF的ABTS陽離子自由基清除率隨著質(zhì)量濃度的增加均無顯著變化（P＞0.05）。與DPPH自由基清除率結(jié)果相似，PFPE是百香果皮中發(fā)揮ABTS陽離子自由基清除作用的主要組分，表明總酚、總黃酮與ABTS陽離子自由基及清除率有密切關(guān)系。

2.3.3 體外抗氧化作用IC50

表 4 百香果皮及其提取物體外抗氧化作用的IC50Table 4 IC50 of passion fruit peel and its extracts for antioxidant activity in vitro mg/mL

由表4 可知，百香果皮及各提取物間的D P P H自由基和A B T S 陽離子自由基I C50均有顯著差異（P＜0.05）。PFPE表現(xiàn)出較強的抗氧化能力，其對DPPH自由基和ABTS陽離子自由基的IC50分別為1.89 mg/mL和32.25 mg/mL，其次為PFP。PFPE的DPPH自由基IC50與菲爾杜德紅樹莓果渣提取物（IC50為1.41 mg/mL）相近，比柑橘皮醇提取物（IC50為7.51 mg/mL）小[44]，但大于VC（IC50為0.1 mg/mL）；PFPE的ABTS陽離子自由基IC50較VC（IC50為0.14 mg/mL）小。百香果皮中高純度多酚提取物的抗氧化活性還需要進一步研究。

2.4 百香果皮及其提取物的葡萄糖透析延遲作用

表 5 百香果皮及其提取物的GDRITable 5 Glucose dialysis retardation indices of passion fruit peel andits extracts%

葡萄糖延遲吸收作用可以用GDRI來表征[45]，GDRI越大，說明樣品對葡萄糖的透析延遲效果越好，對餐后血糖升高的抑制也更好。由表5可知，百香果皮及各提取物均有一定的葡萄糖延遲吸收作用。在透析60～150 min內(nèi)，各樣品的GDRI均隨透析時間的延長逐漸減小，說明對葡萄糖延遲吸收作用隨透析時間的延長逐漸減弱；其中PFPR、PFIF、PFSF的GDRI顯著高于PFPE（P＜0.05），PFSF的GDRI在各樣品中最高（P＜0.05），說明在葡萄糖延遲吸收能力中，PFPE貢獻最小，PFPR、PFIF、PFSF貢獻較大，尤其是PFSF，這與文獻[46]結(jié)論相一致。結(jié)合表2分析可知，膳食纖維是影響GDRI的主要成分，其他成分作用不明顯。膳食纖維中，PFIF的葡萄糖延遲吸收作用可能是由于不溶性纖維顆粒對葡萄糖分子的物理阻礙以及葡萄糖在纖維形成的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)被截留造成[47]，PFSF可能是因為具有黏性，能夠?qū)ζ咸烟切纬砂黐48]。

2.5 百香果皮及其提取物的腸道菌群調(diào)節(jié)作用

2.5.1 百香果皮及其提取物對大鼠腸道菌群的影響

表 6 糖尿病大鼠與健康大鼠腸道菌群結(jié)構(gòu)比較（n＝6）Table 6 Comparison of intestinal microflora structure in diabetic rats and healthy rats (n= 6)lg（CFU/mL）

由表6可知，與對照組健康大鼠相比，實驗組糖尿病大鼠糞便中總厭氧菌、雙歧桿菌數(shù)量極顯著減少（P＜0.01），擬桿菌、大腸桿菌數(shù)量極顯著增加（P＜0.01）。由此可見，與正常大鼠相比，糖尿病大鼠存在腸道菌群失調(diào)的情況。

表 7 體外發(fā)酵60 h實驗組大鼠腸道菌群結(jié)構(gòu)比較（n＝6）Table 7 Comparison of rat intestinal microflora structure in in vitro 60 h fermentation groups (n= 6)lg（CFU/mL）

由表7可知，百香果皮及其提取物均能不同程度地改善實驗組糖尿病大鼠腸道菌群失調(diào)的狀況。與PBS組相比，PFSF能夠顯著增加糖尿病大鼠腸道中總厭氧菌、雙歧桿菌、乳酸桿菌的數(shù)量（P＜0.05），顯著降低總需氧菌、擬桿菌、腸球菌的數(shù)量（P＜0.05）。除大腸桿菌之外，PFSF對腸道菌群的調(diào)節(jié)作用與菊粉相比無顯著性差異（P＞0.05），說明百香果皮中PFSF對調(diào)節(jié)腸道菌群失衡貢獻比較大，這與文獻[25]結(jié)論一致。

2.5.2 發(fā)酵產(chǎn)物與pH值的變化

由圖5可知，隨著發(fā)酵時間的延長，PBS組pH值在7.5～6.9之間波動，組內(nèi)pH值無顯著差異（P＜0.05）；菊粉組發(fā)酵1 2 h 的p H 值與發(fā)酵0 h 相比顯著下降（P＜0.05），之后組內(nèi)pH值無顯著差異（P＞0.05），發(fā)酵48 h時降至最低5.4，之后穩(wěn)定在5.7左右，說明菊粉能夠有效改善體系pH值，抑制大腸桿菌、擬桿菌以及腸球菌等不耐受較低pH值微生物的生長，有利于雙歧桿菌（生長pH 4.5～7.5）以及乳酸桿菌（生長pH 5.5～6.0）的生長。PFP、PFPE、PFPR、PFSF 4 種提取物組pH值的變化規(guī)律基本一致，與發(fā)酵0 h相比，發(fā)酵12 h時pH值均顯著降低（P＜0.05），發(fā)酵48 h時pH值降至最低；與菊粉組發(fā)酵48 h時pH值相比，僅PFSF組pH值無顯著性差異（P＞0.05），說明PFSF調(diào)節(jié)發(fā)酵體系pH值的能力較強。PFSF組發(fā)酵體系pH值可以降低到5.9，能夠很好地促進雙歧桿菌和乳酸桿菌的生長，這與表7的結(jié)論一致。

圖 5 百香果皮及其提取物與實驗組大鼠糞便發(fā)酵上清液pH值Fig. 5 pH of in vitro fermentation supernatants of rat feces with passion fruit peel, its extracts or inulin

圖 6 百香果皮及其提取物與實驗組大鼠糞便發(fā)酵上清液的總SCFAs含量Fig. 6 Total SCFAs contents in in vitro fermentation supernatants of rat feces with passion fruit peel, its extracts or inulin

由圖6可知，與發(fā)酵0 h對比，發(fā)酵能夠顯著增加上清液中SCFAs質(zhì)量濃度，這與da Silva等[49]的研究結(jié)果一致。SCFAs是酸性物質(zhì)，其質(zhì)量濃度的增加會引起體系pH值下降，結(jié)合圖5 pH值的變化規(guī)律可知，發(fā)酵體系pH值的變化主要是由于SCFAs的產(chǎn)生。組間對比分析可知，發(fā)酵期間，PFSF組的SCFAs質(zhì)量濃度整體高于PFP及其他提取物，而PFIF組的SCFAs質(zhì)量濃度則整體低于PFP及其他提取物組。腸道微生物能高效酵解可溶性膳食纖維，如PFSF、寡糖、菊粉和玉米淀粉，產(chǎn)生較高質(zhì)量濃度的SCFAs，不溶性膳食纖維則不易被腸道微生物酵解，在結(jié)腸中產(chǎn)生較少SCFAs[50]。

3 結(jié) 論

本實驗通過對百香果皮及其4 種提取物的成分和功能活性進行分析發(fā)現(xiàn)：百香果皮具有抑制消化酶活力和抗氧化活性，富含膳食纖維的提取物貢獻較小，富含總酚和總黃酮的PFPE具有主要貢獻；百香果皮的葡萄糖延遲吸收能力主要歸因于膳食纖維，特別是PFSF發(fā)揮作用。體外腸道菌群發(fā)酵實驗結(jié)果表明，PFP及其4 種提取成分均能被高血糖大鼠腸道菌群利用產(chǎn)生SCFAs，能不同程度地富集乳酸桿菌、雙歧桿菌，抑制致病菌，PFSF調(diào)節(jié)高血糖大鼠腸道菌群結(jié)構(gòu)的效果最好，因為其產(chǎn)SCFAs較多，能夠很好地促進雙歧桿菌和乳酸桿菌的生長，抑制致病菌的生長。后續(xù)研究可以從提升百香果皮的多酚純度和對活性多酚單體的分離鑒定角度出發(fā)，提升百香果皮的功能活性，從腸道菌群角度深入探究百香果皮的降血糖效果及作用機制。