Disputation i kemi: Jiyun Liu
Titel: Polyphenols in Swedish berries and pulses - characterization and in vivo effects of fractions from lingonberries and brown beans in an Apoe- /- mouse model
Ämne: Kemi
Fakultet: Fakulteten för hälso- och livsvetenskap
Datum: Fredagen den 17 december 2021 kl. 09.00
Plats: Sal Lapis, hus Vita, Kalmar
Opponent: Associate Professor Anne-Maria Pajari, Helsinki University
Betygsnämnd: Docent Galia Zamaratskaia, SLU
Docent Björn Karlsson, Linneuniversitetet
Professor Yvonne Granfeldt, Lunds universitet
Ordförande: Professor Sven Tågerud, Institutionen för kemi och biomedicin, Linneuniversitetet
Huvudhandledare: Professor Cornelia Witthöft, Institutionen för kemi och biomedicin, Linneuniversitetet
Examinator: Professor Ian Nicholls, Institutionen för kemi och biomedicin, Linneuniversitetet
Spikning: Fredagen den 26 november 2021 kl. 14.00, Showroom, hus Vita, Kalmar
Abstract
Konsumtionen av bär och baljväxter har visat sig motverka ateroskleros (åderförkalkning) och andra metabola sjukdomar genom att påverka plasmalipidprofilen, tarmens mikrobiota och mikrobiota-beroende metaboliter. De näringsmässiga fördelarna hos bär och baljväxter tillskrivs ofta det höga innehållet av polyfenoler (flavonoider och fenolsyror) och kostfiber. Syftet med denna avhandling var att utveckla metoder för kvantifiering och karaktärisering av polyfenoler i bär och baljväxter, samt att utvärdera effekten på Apoe-/- möss när de utfordras med en kost berikad med lingon och bruna bönor samt polyfenol- respektive fiberfraktioner från dessa livsmedel.
Metoder för analys av vissa flavonoider baserade på omvänd-fas HPLC-UV-MS anpassades, och extraktionsförfarandena optimerades för bär- och baljväxter. Flavonoiderna i svenska bär (lingon, hallon, blåbär och jordgubbar) karaktäriserades och sammansättningen av både flavonoider och fenolsyror studerades i åtta svenska bönor och ärtor (torkade respektive kokta). Vidare isolerades fiber- och flavonoidfraktionerna från lingon och fiberfraktionen från bruna bönor för att utvärderas - i jämförelse med hela lingon och bruna bönor - beträffande deras effekt in vivo på ateroskleros. Tillsatserna kombinerades med en fettrik kost till Apoe-/- möss i 10,5 veckor för att bestämma deras effekt på aterosklerotisk plackmängd, plasmalipider, tarm-mikrobiota, cekala korta fettsyror (SCFAs), plasmakreatinin och plasmametylaminer.
Resultaten visade att de optimerade analysmetoderna var lämpliga för kvantifiering av polyfenoler i bär och baljväxter med hög precision och högt utbyte. Svenska bär och baljväxter visade sig vara bra källor till polyfenoler. Kokning minskade polyfenolhalten i baljväxter med 50–85 %, främst på grund av urlakning i processvattnet. Data från djurstudien visade att en diet berikad med lingon resulterade i 50% lägre aterosklerotisk plackmängd, men att lipidprofilen inte påverkades. Lingonfiberfraktionen fördubblade halten smörsyra i caecum och minskade tillväxten av Akkermansia i tarm-mikrobiotan. Hela bruna bönor och dess fiberfraktion stimulerade både tillväxten av Bifidobacterium och bildandet av cecal SCFA (korta fettsyror). Alla berikningar, förutom hela lingon, resulterade i förhöjda nivåer av trimetylamin N-oxid (TMAO) i plasma hos Apoe-/--mössen, jämfört med en kontrolldiet utan berikning.
Vid jämförelse av dieterna visade det sig att hela lingon, men inte lingonflavonoidfraktion och fiberfraktion, resulterade i mindre aterosklerotiska plack. Hela bruna bönor och bönfiberfraktionen visade en tendens till mindre aterosklerotiska plack. Effekterna på plasmalipider, tarm-mikrobiota och mikrobiotaberoende metaboliter i Apoe-/- mössen orsakades främst av flavonoider när det gäller lingon och av fibrer när det gäller bruna bönor.
Nyckelord: lingon, bruna bönor, flavonoider, fenolsyror, kostfiber, HPLC-UV/MS, aterosklerotisk plaketter, plasmalipid, tarm-mikrobiota, kortkedjiga fettsyror, trimetylamin N-oxid, Apoe-/- möss.