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TOR1基因調控錯誤配對修復缺陷細胞於老化期間的基因穩定性

老化會伴隨著細胞DNA受損或突變並提高罹癌的風險。先前研究已發現，將培養液中的葡萄糖濃度度由2%降低至0.5%的熱量限制培養方式，能減少錯誤配對修復系統缺陷細胞 (Mismatch repair, MMR) 的突變率，增加 HOM3基因穩定性，使細胞壽命得以延長。但熱量限制是否透過抑制TOR (Target of rapamycin) 和RAS的訊息傳遞路徑，而調控細胞內基因表現，提升細胞對抗活性氧屬 (Reactive oxygen species, ROS) 和環境壓力的能力，影響細胞對於DNA修復能力的影響仍需深入探討。首先，本研究發現，2%葡萄糖濃度 (正常) 培養下，老化期間MMR缺陷的msh2∆ 和msh3∆ 細胞剔除TOR1基因後，可達到與熱量限制降低突變率維持細胞存活數，延長細胞壽命的成效，因此，我們推論熱量限制可透過TOR路徑延長msh2∆和msh3∆的細胞壽命並增加基因穩定性，但tor1∆msh2∆msh3∆在熱量限制仍比正常培養條件下有明顯降低老化期間的細胞突變率的效果。其次，我們發現熱量限制培養條件可以顯著的降低細胞中的 .O2-含量，且熱量限制能使SOD1、CTT1和TSA1等，與抗氧化相關的基因表現量增加。更詳細探討發現，培養一日後，正常培養條件下僅有ras2Δ .O2- 含量顯著高於熱量限制培養條件，推論在第一日的熱量限制可能藉由抑制RAS途徑降低 .O2-的產生，而培養至第五日時，正常培養條件下無論是否剔除TOR1或是RAS2基因，細胞的，.O2- 明顯均高於熱量限制組，顯示熱量限制可透過TOR和RAS以外的途徑減少ROS，影響細胞壽命。最後，雖然已知抑制TOR和RAS可活化的下游RIM15，但從我們的結果看來，在正常或熱量限制培養條件下僅ras2∆的RIM15基因表現量並無差異，顯示熱量限制主要抑制RAS途徑調控RIM15基因表現。然而老化期間的ROS變化、是否主要由RAS途徑調控，以及msh2∆msh3∆細胞是否須同時透過抑制TOR和RAS的訊息傳遞路徑來維持老化期間基因的穩定性有待更進一步的驗證。

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利用兩階段式固態發酵豆粉開發具有免疫調節活性之產品

自然殺手細胞為負責對抗病毒感染及腫瘤細胞的第一道防線，在免疫系統中扮演著關鍵的角色。近年來以飲食調節免疫功能為研究的一大趨勢，由天然來源分離出的醣蛋白被證實具有免疫調節的潛力。黃豆富含高量蛋白質且乳酸菌發酵黃豆產品已被證實具有免疫調節活性。然而，目前之發酵產品多以液態發酵方式生產為主。本研究則以黃豆粉為基質，以兩階段式固態發酵方式，先以 Saccharomyces cerevisiae 預發酵後，再接種 Lactobacillus acidophilus、Streptococcus thermophilus及Bifidobacterium infantis發酵，期望透過微生物發酵使基質產生微生物轉化作用，生成具有免疫調節活性之醣蛋白。 　　首先探討不同水分含量黃豆粉中微生物生長情形，確定固態發酵之可行性。之後以 NK-92 MI 細胞為免疫調節活性測試平臺，探討不同水分含量、微生物預發酵時間及乳酸菌發酵時間等因素，對於細胞存活率之影響。實驗結果發現，以 60% 水分含量，黃豆粉經酵母菌預發酵一天後，再由乳酸菌發酵一天及三天之組別，對免疫功效提升之效果最佳，且具有此效果之生物活性成分可能為蛋白質。 　　本實驗進一步以陰離子交換層析分離純化粗蛋白萃取液，發現經過發酵後蛋白質及醣組成有改變之情形，將區分物以 NK-92 MI 細胞測試其免疫調節活性，結果顯示，黃豆粉經酵母菌預發酵一天後，再由乳酸菌發酵一天及三天之組別，能顯著促進 NK-92 MI 細胞增生，並增加其毒殺 K-562 細胞之活性。

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金棗酒香氣品質之改善

雖然坊間有部分業者嘗試以金棗為原料釀製成酒，然其香氣不若新鮮金棗甚至帶有異味（off-odor）。本研究將目前市售金棗酒香氣品質不佳問題重新界定為異味分子濃度過高，以及成品香氣接受度過低兩部分，以宜蘭產之長實金棗（Fortunella margarita Swingle），分別從發酵過程、香氣回添以及成品儲藏條件三個層面針對現存金棗酒香氣品質進行改善。發酵實驗結果顯示，相較於以原果汁在25°C下發酵者、分離果汁皮油並在16°C下發酵者、和原果汁在16°C下發酵者，分離果汁皮油並在25°C下發酵者較快達到發酵終點。此外，以氣相層析儀分析在25°C下發酵後成品，發現無論發酵前是否分離皮油，成品香氣成分與其相對濃度並無太大差異。消費者品評結果顯示，於25°C下發酵的兩個處理組經香氣回添後有較高的香氣接受度。在香氣成分方面，分離果汁皮油並在25°C下發酵者在回添皮油後有較高的金棗指標香氣化合物citronellyl acetate。儲藏實驗中，由limonene以及α-terpinol儲藏八週後的相對含量變化可知，添加150ppm二氧化硫對於防止香氣降解與劣變的效果不若降低儲藏溫度來的有效。然而，由儲藏後品評結果可知，以本研究所述條件所得之產品無論添加二氧化硫與否、儲藏於25°C或4°C下，經八週後之香氣變化仍不為一般民眾所察覺。

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酵母菌發酵穀類對乳汁分泌刺激之研究

母乳對於嬰兒的成長扮演很重要的角色，泌乳滿足下一代的營養需求，也為畜牧業帶來經濟價值。因此不管是母親或是畜牧業者，皆期望能提高泌乳量及其營養價值，尤其不希望有乳量缺乏的情況發生。傳統食品甜酒釀乃以根黴菌、酵母菌發酵食米製成，據說有增加泌乳量的效果，因此母親在做月子的時候，常常將其當作甜品飲用。而在畜牧業，則是有將酵母菌添加到飼料，或是直接餵食菌體來提升乳產量以及其營養價值之做法，但過去活體試驗中，大多推論酵母菌發酵產物或是直接攝食酵母菌會調整瘤胃菌相，以達到更高的消化吸收率，增進泌乳。本研究欲更進一步探討，酵母菌或其他微生物發酵產物是否會透過乳腺上皮細胞，直接影響泌乳，並且了解發酵產物的安全性。為了能夠快速篩選出有效且無毒性的發酵產品，因此本研究以山羊乳腺上皮細胞作為體外模式，進行細胞毒性試驗、以及beta-casein表現的試驗。由於固態發酵產物較液態發酵所需後續乾燥處理等步驟較符合經濟成本，本研究採用固態發酵，並且以原料易取得且成本低之大豆粕以及小麥粉混合，作為發酵基質，適於大量經濟化製備。發酵菌種有Aspergillus oryzae、Saccharomyces cerevisiae、Lactobacillus acidophilus、Lactobacillus casei。分為四個組別進行發酵，第一組別先以Aspergillus oryzae進行有氧發酵，假設經過酵素處理，可利於後續S. cerevisiae利用，再以S. cerevisiae進行發酵0、24、48以及72小時;第二個組別則是經過第一個組別的發酵製程後再接種乳酸菌，期降低pH值，增加保存期限；第三組別，只單獨加入酵母菌發酵0、24、48以及72小時；第四組別則將經過酵母菌發酵的樣品，再經過Lactobacillus acidophilus、Lactobacillus casei發酵24小時。發酵產品經冷凍乾燥以及萃取，進行體外細胞試驗，試驗結果顯示，有經過Aspergillus oryzae有氧發酵的組別毒性較高，因此採用低濃度60 μg/ml、30 μg/ml、15 μg/ml進行beta-casein表現試驗，結果發現經發酵的水萃液對於beta-casein的表現沒有顯著影響，第二組別經乳酸菌無氧發酵，可以降低細胞的毒性，但是對於beta-casein的表現也沒有顯著影響。直接用酵母菌發酵的水萃液，濃度125~2000 μg/ml水萃液對細胞有增生的效果，進一步進行beta-casein表現的分析，結果顯示以濃度500 μg/ml、1000 μg/ml和2000 μg/ml皆能顯著提升beta-casein表現。而酵母菌以及乳酸菌的發酵樣品，同樣在濃度500 μg/ml、1000 μg/ml和2000 μg/ml顯著提升beta-casein表現，從結果顯示當發酵時間越長則誘導beta-casein表現的量越大，且酵母菌發酵產物可以影響乳腺上皮細胞生長及beta casein的表現。

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西洋參生物轉化物不可消化醣類之分子結構特徵及其免疫活性分析

利用靈芝發酵西洋參渣可增進生物轉化物之抗發炎免疫活性。西洋參渣為近年來保健食品蓬勃發展所衍生之食品工業廢棄物，由於原存於西洋參之活性多醣一般認為是屬果膠多醣所貢獻，較易殘存於細胞壁中不易釋出，而靈芝屬白腐菌可降解植物細胞壁，故期望藉由靈芝發酵促使殘存於西洋參渣中活性多醣的釋出，或利用其生物轉化作用以增進發酵產物之生理活性。本研究以西洋參渣為靈芝固態發酵的基質進行生物轉化，並探討生物轉化物中不可消化醣類之分子結構特徵及其免疫調節活性。生物轉化物之不可消化多醣層 (NDPS) 與短鏈醣層 (SCC) 於RAW264.7巨噬細胞模式中皆具有抑制LPS誘導NO釋放之活性，進一步利用電荷差異對NDPS與SCC進行區分並篩選各區分之免疫活性，結果顯示NDPS與SCC之F1區分皆具有顯著抑制LPS誘導RAW264.7釋放NO、TNF-α的活性，並可抑制LPS所引起NF-κB基因之表現。此二區分皆以中性醣為主且醣組成相似，主要為半乳糖及葡萄糖，亦含有豐富的岩藻糖，與果膠抗體皆無親和反應，顯示此二區分之活性成分可能為靈芝菌絲生長時所產生之多醣體，或轉化基質西洋參渣後所產生之新活性物質，此外，由於岩藻糖於多醣的生理活性表現中常扮演重要角色，推測生物轉化物所具有之抗發炎免疫活性可能亦與岩藻糖的存在有關。綜合上述，本研究以西洋參渣作為靈芝固態發酵之基質可提升生物轉化物中抗發炎相關之活性多醣的含量，進而增進其免疫調節之功效。

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以高效能液相層析串聯質譜儀分析半乳寡醣之結構特徵

半乳寡醣(Galacto-oligosaccharides, GOS)為一種益生質(Prebiotic)，其結構上由數個半乳糖以β構型鍵結形成，聚合度(Degree of polymeration, DP)為二至八。由轉醣反應(Transgalactosylation)而來的半乳寡醣為一系列之鍵結異構物(Linkage isomers)，因為分析方法的困難以致不同鍵結的半乳寡醣對其益生質特性的相關性尚無法建立，因此發展不同結構之半乳寡醣分析方法是瞭解其生物性質的基礎。論文先期以分子篩層析法與2-胺基吡啶(2-Aminopyridine)標記衍生化配合毛細管電泳技術，分析6種市售半乳寡醣的聚合度分佈，發現樣品中聚合度小於6的寡醣，其中有3種樣品不含有五醣與六醣，所有樣品均以三醣為主要的寡醣。 本論文選擇對胺基苯甲酸乙酯(p-Aminobenzoic acid ethyl ester, ABEE)對半乳寡醣進行發色團標記衍生化(Chromophore-labeling derivatization)，除了使寡醣帶有紫外光吸收特性，亦能幫助寡醣於液相層析的分離。在半乳寡醣之鍵結異構物的定性上以質譜之碰撞引致裂解(Collision-induced dissociation, CID)反應，在負離子偵測模式下分別以m/z 368和410、m/z 260和398、m/z 263、m/z 236和266為二醣之1-2、1-3、1-4及1-6的特徵離子斷片，根據特徵離子斷片之重建離子層析圖可判別半乳寡醣之二醣鍵結異構物。以建立之液相層析串聯質譜之方法針對市售六種半乳寡醣產品進行定性與定量，結果發現市售半乳寡醣之二醣異構物介於2-4種，大部分以1-2鍵結為主要的二醣結構、其次為1-4鍵結之二醣，1-6鍵結之二醣結構相對較少。本論文的發現將可做為半乳寡醣生產的品管指標。

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熱震處理影響Streptococcus thermophilus 之脂肪酸組成及其在後續致死環境壓力下之存活

Streptococcus thermophilus為食品工業中極具經濟價值的乳酸菌，常做為發酵乳及起司之菌酛。本研究乃在探討熱震處理 (50℃，30分鐘) 對S. thermophilus BCRC 14085脂肪酸組成的影響，以及在脫脂乳中產酸及生長情形的影響，並觀察菌體經熱震處理後暴露於氧化壓力 (10 mM過氧化氫)、高鹽 (6%氯化鈉)、5 % Clidox-SR (含氯消毒劑)、0.2 % QuatricideR (四級銨消毒劑)、冷藏儲存 (5℃) 及乳酸菌飲料中之存活情形。 結果顯示，經熱震處理後S. thermophilus所含之棕櫚酸 (palmitic acid)及硬脂酸 (stearic acid) 顯著增加，次亞麻油酸 (linolenic acid) 含量顯著降低，熱震處理組菌體飽和脂肪酸與不飽和脂肪酸之比值 (SFA/USFA) 亦顯著增加。接著觀察熱震處理對S. thermophilus於脫脂乳中發酵能力的影響，結果顯示熱震處理後的菌體與控制組菌體之產酸及生長情形皆無顯著差異，顯示熱震處理並不影響菌體的發酵功能。且熱震處理顯著提高了菌體在氧化壓力 (10 mM H2O2)、5 % Clidox-SR、0.2 % QuatricideR下之存活率。然而經過熱震處理後增加了菌體對高鹽 (6%) 環境的敏感性，但在冷藏 (5℃) 及乳酸菌飲料中兩組之間存活率並無顯著差異。

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化學修飾之大豆異黃酮延緩卵巢摘除小鼠之骨質疏鬆的功效

國內外很高比例的停經後婦女都患有骨質疏鬆症，帶來很多危害健康的風險，例如骨折的產生。其主要病因為雌激素缺乏。臨床上常用的賀爾蒙治療法即是給予雌激素，可減少骨折風險但是卻會引起不良副作用，例如增加罹患乳癌與心血管疾病的風險。大豆異黃酮(genistein)是一種植物性雌激素，因其結構與人體雌激素類似，可與體內雌激素受體結合並有類雌激素的效果。已有研究顯示genistein可用於減緩部分女性更年期症狀，且對於骨質疏鬆的延緩甚至預防較賀爾蒙給予有效用佳卻幾乎沒有副作用的優勢。但是身為親油性的物質，它的水溶性並不好。為了提升生物利用率，我們藉由化學修飾改變其結構與增加其水溶性，也在體外試驗看到更佳的吸收率。因此本研究利用停經後骨質疏鬆的小鼠模式探討genistein與modified genistein (genistein 7-O-phosphate)兩者保護骨頭的作用。研究結果顯示modified genistein比genistein更能維持骨頭微結構的完整，因此推測modified genistein具有更佳的抗骨鬆效用。

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薑精油抗酒精性脂肪肝之代謝體學研究

脂肪肝與肝硬化及肝癌有高度相關性，臨床上一般可分為非酒精性脂肪肝 (non-alcoholic fatty liver disease, NAFLD)及酒精性脂肪肝 (alcoholic fatty liver disease, AFLD)。非酒精性脂肪肝發生原因主要與代謝症候群如肥胖、胰島素阻抗等有關，造成肝臟中三酸甘油酯過度累積。此外，過量攝取酒精則會導致酒精性脂肪肝。已有研究證實，食用薑能夠增強肝臟中抗氧化系統及解毒系統功能，進而達到護肝功效。因此，本研究利用給予酒精液態飼料 (Lieber-DeCarli diet)誘導C57BL/6 (B6)小鼠脂肪肝之動物模式，實驗過程中以管灌餵食方式給予小鼠薑精油 (ginger essential oil, GEO)或檸檬醛 (citral)，進行為期四週之動物試驗，探討薑精油保護肝臟之功效及機制，進一步以超高效能液相層析結合四極柱-飛行式質譜儀 (ultra high performance liquid chromatography coupled with quadrupole time-of-flight mass spectrometry, UHPLC-QTOF-MS)分析小鼠血清及尿液代謝物，進行代謝體學之探討。由實驗結果得知，小鼠食用酒精液態飼料四週即會生成脂肪肝；此外，由血液生化分析、肝臟抗氧化酵素分析及肝臟組織病理切片之結果可推測，管灌餵食GEO之小鼠，其酒精性脂肪肝生成情況具有顯著改善之效果。由酒精所誘導之脂肪肝小鼠，其血清及尿液中有數種代謝物可能是關鍵的生化代謝途徑物質，包括葡萄糖醛酸內酯 (D-glucurono-6,3-lactone)、甘油-3-磷酸鹽 (glycerol-3-phosphate)、丙酮酸 (pyruvic acid)、石膽酸 (lithocholic acid)、焦兒茶酸 (2-pyrocatechuic acid)、前列腺素E1 (prostaglandin E1)、甲硫胺酸 (methionine)、古羅糖酸內酯 (L-gulono-1,4-lactone)、乳酸 (lactate)等九種血清代謝物，及絲胺酸 (serine)、尿囊素 (allantoin)、甲基硫化腺苷 (5'-methylthioadenosine)、牛磺酸 (taurine)等四種尿液代謝物。代謝體學分析結果顯示，這些代謝物可能與酒精性脂肪肝之生成及改善有相關性，可提供作為健康管理及臨床應用上之生物標記物 (biomarker)。

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油脂對米飯理化特性及澱粉消化性之影響

本研究目的旨在探討油脂（三酸甘油酯），包括：棕櫚油、大豆油及亞麻仁油其不飽和程度，對米飯理化特性及澱粉消化性之影響。實驗選用台稉9號精白米，添加油脂烹煮之米飯穀粉，經示差熱掃描分析 (DSC) 可於90℃至115℃間，觀察到直鏈澱粉－脂質複合物 (ALC) 之解離吸熱峰，解離溫度以棕櫚油最高 (95.3℃)，對照組白米飯則最低 (90.4℃)，在X射線繞射 (XRD)下，米粒經烹煮後晶體圖譜由A-type 轉變為V-type，添加油脂後其特徵波峰強度間並無明顯差異；米飯體外澱粉消化性，隨油脂飽和程度增加，棕櫚油具有最低的預估升糖指數 (eGI) (85.6) 和含量最高的抗性澱粉 (RS) (11.2%)，其次依序為大豆油 (87.1 和 8.5%)、亞麻仁油 (90.3 和 3.8%) 及白米飯 (92.4 和 0.8%)，結果顯示棕櫚油可形成較穩定之複合物，對酵素水解抗性較佳。三酸甘油酯主要針對澱粉的短期回凝進行延緩，僅於4℃貯藏第一天回凝熱焓值 (ΔH) 有下降，但對於澱粉之長期回凝（3至5天）則無影響。回凝米飯之消化性隨米飯貯藏時間延長而降低，以亞麻仁油增加RS之量最多。於XRD之圖譜，可觀察到米飯澱粉於回凝過程中，由V-type 轉變成 B-type，經復熱後再次轉變為V-type，結構間具熱可逆之特性。米飯經回凝復熱後，ALC之解離溫度提高；復熱之米飯澱粉消化性與新鮮米飯比較，RS含量間並無顯著差異，顯示由於ALC熱可逆性，仍可保留複合物維持其酵素之抗性。經由實驗結果得知，不飽和程度越低之油脂，其形成ALC之結構也越安定，可顯著降低米飯澱粉之消化性，將有助餐後血糖之控制，並且獲得較多的RS，作為飲食之參考。