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菊粉是由D-果糖经β-1，2糖苷键连接而成的线性直链状多糖，末端常含一个葡萄糖残基。2010年全世界菊糖销量约20多万吨，经济发达的欧美、日本地区销量尤其巨大，预计未来10年全球需求量年均增长15％-20％。欧洲菊粉工业化生产以菊苣（Helianthus tuberosusL）为原料。相比欧洲国家，中国菊芋菊粉研究起步较晚，且目前采用完善的热水浸提法获得菊芋菊粉，1吨鲜菊芋经热水浸提后能够得到约650kg菊芋渣，菊芋渣经干燥后获得菊芋粕，菊芋粕中含有果胶、菊粉、纤维素/半纤维素等大量糖类化合物，其中菊粉含量最多可达到6％。因此，从菊芋粕中提取菊粉，有望在不改变原有菊粉生产工艺的条件下，促进国内企业菊芋菊粉产业发展。
本研究以菊芋粕为研究材料，采用酶法提取技术对菊芋粕中残留菊粉进行深度提取，并对菊芋初次水提菊粉(PWI)和菊芋粕二次酶提菊粉(SEI)的组成和表观形貌进行分析;应用功能性消化不良(FD)大鼠模型和体内外抗氧化活性评价方法，对PWI和SEI抗氧化活性和对肠道菌群的影响进行研究，初步探讨不同提取方法对菊粉组成和活性的影响。主要研究结果如下所示:
1.菊芋粕菊粉提取工艺优化:(1)果胶酶酶法与水提菊芋粕相比能显著增加菊芋粕菊粉得率，提高量约占鲜重的1.4％;(2)单因素和响应面优化实验确定最优操作参数为:pH4.5、温度50℃、酶底比7.5U/g、时间2h;(3)与复合果胶酶相比，单一果胶酶能显著增加菊粉得率（P＜0.05）。
2.PWI和SEI在含量、组成、聚合度和表观形貌等方面:(1)菊粉含量和聚合度:SEI的总糖和菊粉含量均显著高于PWI;(2)化学结构及组成:PWI中除了含有由D-果糖经β-1，2糖苷键链接而成、末端带有一个葡萄糖残基的线性直链菊粉以外，还含有一定量的短链β-1，4-D-glucan和果糖;而SEI中主要由β-1，2-D-fructan和果糖组成。SEI菊粉比例更高，果糖比例更低;(3)表观形貌:PWI呈零散片状结构为主，具有小孔，连接度低;SEI呈现规则性层状为主，无小孔表面光滑，连接度较PWI高。
3.SEI的体外抗氧化活性整体优于PWI。其中SEI的ABTS·+、O2·-、DPPH清除能力优于PWI，并表现出Fe2+螯合能力(15.02％)，而PWI无Fe2+螯合能力。
4.SEI体内抗氧化活性整体优于PWI:(1)MDA含量:PWI和SEI联合多潘立酮均能显著降低FD大鼠体内MDA含量(P＜0.001)，二者之间无差异;(2)体内氧化应激指标:SEI和PWI与多潘立酮联合用药能显著增加抗氧化酶(SOD和CAT)活性，且SEI与多潘立酮联合给药效果更佳显著(SOD:P＜0.01，CAT:P＜0.001)。
5.多潘立酮联合PWI或SEI能够显著改善FD大鼠胃内容物残留率和胃肠激素水平:(1)胃内容物残留率:多潘立酮组及其与PWI或SEI联合给药不同程度使得FD大鼠胃内容物残留率降低，其中多潘立酮联合SEI作用效果最佳(P＜0.001);(2)胃肠激素水平:各药物均显著降低FD大鼠体内Gas和Ghrelin含量(P＜0.05);显著增加MTL含量(P＜0.01)，其中SEI作用效果较好(P＜0.05);各给药组的5-HT含量均低于模型组。
6.多潘立酮联合PWI或SEI能够改善FD大鼠肠道菌群紊乱:(1)各给药组菌群Ace、Shannon、Simpson指数值与模型组相比发生明显变化，菌群多样性增加。(2)科水平分析:PWI和SEI联用多潘立酮都能增加毛螺菌、乳杆菌、韦荣球菌和双歧杆菌四种菌的相对丰度，而拟杆菌S24-7组、疣微菌和普氏菌相对丰度均降低。(3)物种差异性分析:PWI和SEI联用多潘立酮给药相比多潘立酮单用均能显著增加双歧杆菌的丰度(P＜0.05)。
本研究以菊芋粕为研究材料，采用酶法提取技术对菊芋粕中残留菊粉进行深度提取，并对菊芋初次水提菊粉(PWI)和菊芋粕二次酶提菊粉(SEI)的组成和表观形貌进行分析;应用功能性消化不良(FD)大鼠模型和体内外抗氧化活性评价方法，对PWI和SEI抗氧化活性和对肠道菌群的影响进行研究，初步探讨不同提取方法对菊粉组成和活性的影响。主要研究结果如下所示:
1.菊芋粕菊粉提取工艺优化:(1)果胶酶酶法与水提菊芋粕相比能显著增加菊芋粕菊粉得率，提高量约占鲜重的1.4％;(2)单因素和响应面优化实验确定最优操作参数为:pH4.5、温度50℃、酶底比7.5U/g、时间2h;(3)与复合果胶酶相比，单一果胶酶能显著增加菊粉得率（P＜0.05）。
2.PWI和SEI在含量、组成、聚合度和表观形貌等方面:(1)菊粉含量和聚合度:SEI的总糖和菊粉含量均显著高于PWI;(2)化学结构及组成:PWI中除了含有由D-果糖经β-1，2糖苷键链接而成、末端带有一个葡萄糖残基的线性直链菊粉以外，还含有一定量的短链β-1，4-D-glucan和果糖;而SEI中主要由β-1，2-D-fructan和果糖组成。SEI菊粉比例更高，果糖比例更低;(3)表观形貌:PWI呈零散片状结构为主，具有小孔，连接度低;SEI呈现规则性层状为主，无小孔表面光滑，连接度较PWI高。
3.SEI的体外抗氧化活性整体优于PWI。其中SEI的ABTS·+、O2·-、DPPH清除能力优于PWI，并表现出Fe2+螯合能力(15.02％)，而PWI无Fe2+螯合能力。
4.SEI体内抗氧化活性整体优于PWI:(1)MDA含量:PWI和SEI联合多潘立酮均能显著降低FD大鼠体内MDA含量(P＜0.001)，二者之间无差异;(2)体内氧化应激指标:SEI和PWI与多潘立酮联合用药能显著增加抗氧化酶(SOD和CAT)活性，且SEI与多潘立酮联合给药效果更佳显著(SOD:P＜0.01，CAT:P＜0.001)。
5.多潘立酮联合PWI或SEI能够显著改善FD大鼠胃内容物残留率和胃肠激素水平:(1)胃内容物残留率:多潘立酮组及其与PWI或SEI联合给药不同程度使得FD大鼠胃内容物残留率降低，其中多潘立酮联合SEI作用效果最佳(P＜0.001);(2)胃肠激素水平:各药物均显著降低FD大鼠体内Gas和Ghrelin含量(P＜0.05);显著增加MTL含量(P＜0.01)，其中SEI作用效果较好(P＜0.05);各给药组的5-HT含量均低于模型组。
6.多潘立酮联合PWI或SEI能够改善FD大鼠肠道菌群紊乱:(1)各给药组菌群Ace、Shannon、Simpson指数值与模型组相比发生明显变化，菌群多样性增加。(2)科水平分析:PWI和SEI联用多潘立酮都能增加毛螺菌、乳杆菌、韦荣球菌和双歧杆菌四种菌的相对丰度，而拟杆菌S24-7组、疣微菌和普氏菌相对丰度均降低。(3)物种差异性分析:PWI和SEI联用多潘立酮给药相比多潘立酮单用均能显著增加双歧杆菌的丰度(P＜0.05)。