大米蛋白調(diào)控膽固醇代謝的研究進(jìn)展

欒 慧，楊 林

（哈爾濱工業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，黑龍江哈爾濱150090）

大米蛋白調(diào)控膽固醇代謝的研究進(jìn)展

欒 慧，楊 林*

（哈爾濱工業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，黑龍江哈爾濱150090）

由于膽固醇代謝紊亂已成為威脅人類健康的第一殺手，膽固醇與許多疾病如冠心病及動脈粥樣硬化等疾病密切相關(guān)，所以開發(fā)一種降低膽固醇的保健食品已經(jīng)成為世界范圍研究的熱點(diǎn)。大米蛋白具有高營養(yǎng)價(jià)值，是一種優(yōu)質(zhì)的植物蛋白。介紹了大米蛋白的營養(yǎng)價(jià)值和大米蛋白的結(jié)構(gòu)組成，并對國內(nèi)外大米蛋白的降低膽固醇水平及調(diào)控膽固醇代謝機(jī)制進(jìn)行了綜述。研究表明，大米蛋白能夠降低血液和肝臟的膽固醇水平，促進(jìn)糞便和類固醇的排泄，降低LDL的水平。

大米蛋白，膽固醇，代謝，植物蛋白

據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)，目前發(fā)達(dá)國家中由于膽固醇代謝紊亂而引發(fā)疾病并導(dǎo)致死亡的人數(shù)占總死亡人數(shù)的30%左右，膽固醇代謝紊亂已成為威脅人類健康的第一殺手。研究表明，膽固醇與冠心病、動脈粥樣硬化等疾病密切相關(guān)，尤其是血漿總膽固醇、低密度脂蛋白-膽固醇與冠心病、動脈粥樣硬化等疾病發(fā)病有直接的關(guān)系[1]。雖然近年來對于植物性蛋白質(zhì)預(yù)防常見生活習(xí)慣性疾病已經(jīng)引起世界的廣泛關(guān)注，但是有限的研究僅集中在大豆蛋白質(zhì)，關(guān)于大米蛋白降低膽固醇的研究還不是很多。但是大米蛋白是重要的膳食蛋白，在世界范圍內(nèi)有著不可忽視的地位，目前關(guān)于大米蛋白的研究正在興起，本文主要介紹了大米蛋白降低膽固醇水平及調(diào)控膽固醇代謝的機(jī)制。

1 大米蛋白營養(yǎng)價(jià)值及結(jié)構(gòu)組成

1.1 大米蛋白營養(yǎng)價(jià)值

大米蛋白是一種優(yōu)質(zhì)的植物蛋白。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面[2-3]：大米蛋白利用率和生物價(jià)高；氨基酸的配比合理，與WHO推薦的蛋白質(zhì)氨基酸最佳模式十分相近；成分比較完全，幾乎含有所有的人和動物生長所必需的各種氨基酸；低敏性，是唯一一種可以免于過敏實(shí)驗(yàn)的谷物；大米蛋白中賴氨酸含量高。

1.2 大米蛋白的結(jié)構(gòu)組成

大米蛋白按其溶解性可以分為四類：清蛋白、球蛋白、谷蛋白、醇溶蛋白。谷蛋白是大米蛋白中的主要蛋白質(zhì)，占80%以上；醇溶蛋白占總量的1%～5%。谷蛋白和醇溶蛋白統(tǒng)稱為貯藏蛋白；球蛋白和清蛋白統(tǒng)稱為生理活性蛋白。不同蛋白的氨基酸組成是不同的。研究表明，谷蛋白中的賴氨酸、蛋氨酸、半胱氨酸和組氨酸含量比醇溶蛋白相應(yīng)的氨基酸含量要高；而醇溶蛋白中富含谷氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸等氨基酸，但是半胱氨酸和蛋氨酸殘基及賴氨酸含量卻很少；清蛋白中的谷氨酸含量最低，賴氨酸含量最高；球蛋白中精氨酸和谷氨酸及含硫氨基酸含量比較高。此外，在胚乳中也有大米蛋白的存在，并且主要以兩種聚集體形式存在，即PB-Ⅰ型和PB-Ⅱ型。醇溶蛋白主要存在于PB-Ⅰ，而谷蛋白和球蛋白存在于PB-Ⅱ型聚集體中。另外PB-Ⅰ和PB-Ⅱ型聚合體消化性有明顯的不同，PB-Ⅰ型聚集體不容易被酶消化，而PB-Ⅱ型聚集體容易被酶消化。這主要是由于兩種聚集體的結(jié)構(gòu)和成分上的不同而造成的，因?yàn)镻B-Ⅰ含有較多的二硫鍵，所以PB-Ⅰ型聚集體不容易被酶消化。所以PB-Ⅰ的營養(yǎng)價(jià)值低于PB-Ⅱ的營養(yǎng)價(jià)值[4-6]。

2 大米蛋白調(diào)控膽固醇水平效果的研究進(jìn)展

綜合國內(nèi)外文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，無論是在正常膳食條件下，還是在添加膽固醇的膳食條件下，大米蛋白與酪蛋白相比能夠顯著降低血清、血漿及肝臟膽固醇水平。研究表明，大米蛋白不但能調(diào)控生長期幼鼠膽固醇水平，還能調(diào)控成熟期大鼠的膽固醇水平。另外還有研究表明，大米蛋白在低水平（7%）條件下，不能調(diào)控膽固醇代謝，但在高水平（14%）條件下，大米蛋白與動物蛋白相比，能顯著調(diào)控膽固醇水平，并顯示與大豆蛋白一致的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2.1 大米蛋白在無膽固醇膳食條件下調(diào)控幼鼠膽固醇水平

根據(jù)楊林等研究表明，在正常的膳食條件下，即不在膳食中添加膽固醇的條件下，大米蛋白能夠顯著調(diào)控幼鼠的膽固醇水平，與酪蛋白組相比，大米蛋白組能夠顯著降低幼鼠的肝臟總膽固醇水平，顯示與大豆蛋白一致的結(jié)果。此外在不添加膽固醇的膳食條件下，大米蛋白組與酪蛋白組相比還能夠顯著降低血漿總膽固醇水平。但是實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，大米蛋白卻不能增加總糞膽汁酸的排泄，與大豆蛋白顯示的結(jié)果不一致[7-8]。

2.2 大米蛋白在添加膽固醇膳食條件下調(diào)控幼鼠膽固醇水平

楊林等以幼鼠為研究對象并在膳食中添加1%的膽固醇時(shí)，探討大米蛋白降低膽固醇的效果，研究表明，大米蛋白組與酪蛋白組相比，能夠顯著降低幼鼠的血清總膽固醇水平，與大豆蛋白顯示一致的結(jié)果。并且與酪蛋白組相比，大米蛋白組能夠顯著降低幼鼠的肝臟總膽固醇水平及游離膽固醇水平，并與大豆蛋白顯示一致的結(jié)果。此外，大米蛋白和大豆蛋白在降低肝臟膽固醇的酯化率方面顯示一致的結(jié)果，與酪蛋白組比明顯降低。另外在當(dāng)前條件下，大米蛋白組與酪蛋白組相比，還能顯著降低血漿總膽固醇水平，并與大豆蛋白顯示一致的結(jié)果。研究結(jié)果還顯示，與酪蛋白相比，大米蛋白能夠刺激幼鼠的糞便排出，增加總糞類固醇、總糞中性類固醇、總膽汁酸、總中性類固醇、糞總膽汁酸、中性糞固醇的排泄。但是在刺激幼鼠糞固醇排泄方面，大豆蛋白的效果要好于大米蛋白組。此外，大米蛋白組與酪蛋白組相比還能顯著抑制膽固醇的吸收效率，與大豆蛋白顯示一致的結(jié)果。在添加膽固醇的條件下，大米蛋白能夠增加干糞的排泄[9]。

2.3 大米蛋白在無膽固醇膳食條件下調(diào)控成熟期大鼠膽固醇水平

研究結(jié)果表明，在正常的膳食條件下，大米蛋白能夠顯著調(diào)控成熟期大鼠的膽固醇水平，并與大豆蛋白顯示一致的結(jié)果?？梢娫谡５纳攀硹l件下，大米蛋白能夠調(diào)控生長期幼鼠和成熟期大鼠膽固醇代謝，但是大米蛋白調(diào)控生長期幼鼠和成熟期大鼠膽固醇代謝水平的程度卻有差別，大米蛋白組與酪蛋白組相比，能夠更加顯著地降低成熟期大鼠的肝臟及血液的膽固醇水平。所以在正常膳食條件下，年齡對大米蛋白調(diào)控膽固醇代謝有一定的影響，但是影響不是很大[7]。

楊林等[10]研究了“春陽”大米降低膽固醇的效果，表明在不添加膽固醇的條件下，大米蛋白與酪蛋白相比能夠顯著降低成熟期大鼠的血漿總膽固醇、低密度脂蛋白-膽固醇和極低密度脂蛋白-膽固醇的水平，此外還發(fā)現(xiàn)大米蛋白能夠顯著降低成熟期大鼠血漿非高密度膽固醇水平，且飼養(yǎng)兩周后，與酪蛋白組相比，大米蛋白能顯著地降低成熟鼠的動脈硬化指數(shù)，并且效果好于大豆蛋白組。此外，大米蛋白組的肝臟總膽固醇、肝臟游離膽固醇、肝臟膽固醇酯的含量顯著低于酪蛋白組，并顯示與大豆蛋白組一致的效果。另外，大米蛋白和大豆蛋白均能降低成熟期大鼠的肝臟膽固醇酯化率。此外大米蛋白組與酪蛋白組相比能顯著增加大鼠總糞固醇、中性糞固醇、糞膽固醇的排泄，與大豆蛋白顯示一致的結(jié)果，并且與Morita的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。另外大米蛋白還能阻礙成熟期大鼠腸道膽固醇的吸收，其膽固醇表觀吸收量較酪蛋白顯著降低了60.95%，與大豆蛋白顯示一致的結(jié)果。

另外，近來?xiàng)盍值萚11]還研究了蛋白水平對大米蛋白調(diào)控膽固醇水平的影響，并以成熟期大鼠為實(shí)驗(yàn)對象，發(fā)現(xiàn)在大米蛋白低水平時(shí)，大米蛋白幾乎沒有降低血液總膽固醇的能力，只有在大米蛋白高水平（14%）的條件下，大米蛋白與酪蛋白相比有明顯的降低血液總膽固醇的能力，與Morita的研究結(jié)果一致。并且研究發(fā)現(xiàn)，隨著蛋白水平的提高，大米蛋白降低血液總膽固醇的能力也增強(qiáng)。而對肝臟總膽固醇來講，在低蛋白水平下，大米蛋白比酪蛋白更能顯著地降低肝臟總膽固醇的水平，在高蛋白水平下也有一樣的規(guī)律，只是隨著蛋白水平的提高，大米蛋白降低肝臟總膽固醇的水平更高。

根據(jù)Morita[12]的研究表明，大米蛋白降低膽固醇的效果與飼養(yǎng)時(shí)間有一定的關(guān)系，飼養(yǎng)3d后，大豆蛋白氨基酸組比大米蛋白氨基酸組和酪蛋白氨基酸組的血漿膽固醇濃度要低得多，飼養(yǎng)7d后，大米蛋白氨基酸組和大豆蛋白氨基酸組對比酪蛋白組，血漿膽固醇濃度有明顯的降低，此時(shí)大米蛋白氨基酸組已經(jīng)有降低血漿膽固醇的功效。在飼養(yǎng)7～14d時(shí)，大米蛋白氨基酸組和大豆氨基酸組降低血漿膽固醇的程度非常接近。

2.4 大米蛋白在添加膽固醇膳食條件下調(diào)控成熟期大鼠膽固醇水平

在膳食中添加膽固醇的條件下，與酪蛋白組相比，大米蛋白組能促進(jìn)膽汁的流動，膽道內(nèi)膽汁酸、膽固醇的排出，從而降低了肝臟膽固醇的積累，大米蛋白組與酪蛋白組相比肝臟中總膽固醇及極低密度脂蛋白-膽固醇的濃度降低，所以大米蛋白在添加膽固醇的條件下，能夠調(diào)控成熟期大鼠的膽固醇水平。另外，大米蛋白能夠調(diào)控成熟期大鼠的糞便的排泄，大米蛋白組與酪蛋白組相比能增加總糞類固醇、總膽汁酸、總中性類固醇、總糞中性類固醇的排泄[8]。

3 大米蛋白降低膽固醇水平的可能機(jī)制

綜合國內(nèi)外研究表明，大米蛋白降低膽固醇的機(jī)制主要包括以下幾個(gè)方面。

3.1 大米蛋白通過抑制脂質(zhì)合成酶的活性來降低膽固醇水平

HMG-CoA還原酶是體內(nèi)催化膽固醇從頭合成的關(guān)鍵酶，在體內(nèi)HMG-CoA催化乙酰COA合成甲羥戊酸，甲羥戊酸進(jìn)一步合成膽固醇，此外膽固醇的合成還受固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白（SREBP）的調(diào)控，研究表明，SREBP能增加HMG-CoA合成酶基因啟動子的活性，并最終受控于脂質(zhì)合成酶[13-14]。研究表明[15-16]，與酪蛋白相比，大豆蛋白能降低HMG-CoA還原酶的活性，并能抑制肝臟脂肪酸合成酶的活性，降低肝臟膽固醇的積累，從而達(dá)到降低肝臟膽固醇的目的。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，大米蛋白能夠降低肝臟膽固醇的水平，所以大米蛋白降低膽固醇水平的機(jī)制之一是降低HMG-CoA還原酶和脂質(zhì)合成酶的活性。

3.2 大米蛋白有效阻礙腸道膽固醇吸收

在眾多的降低膽固醇機(jī)制中，能夠抑制膽固醇的吸收是其中尤其重要的機(jī)制。有研究表明，如果能夠抑制膽固醇的吸收，就能有效地降低人體血漿膽固醇水平[17]?！按宏枴贝竺椎鞍字杏写罅烤哂械拖缘拇既艿鞍?，能夠阻礙腸道對膽固醇的吸收，降低膽固醇的吸收效率。所以大米蛋白降低膽固醇的機(jī)制可能是通過阻礙腸道對膽固醇的吸收。無論是哪種蛋白，最后都要被消化成氨基酸而起作用，無論是大米蛋白還是大豆蛋白，這些植物蛋白都有一個(gè)共同的特點(diǎn)就是高精氨酸含量和低賴氨酸含量，研究已經(jīng)表明，大豆蛋白的高精氨酸/賴氨酸比例是破壞腸道膽固醇吸收的主要因素。此外大米蛋白也具有相似的賴氨酸和精氨酸比例，所以大米蛋白降低膽固醇的機(jī)制之一是能有效地阻礙腸道膽固醇吸收[10]。此外還有報(bào)道，高精氨酸和低賴氨酸比例能增高7α-膽固醇羥化酶的活性，促進(jìn)膽固醇轉(zhuǎn)化成膽汁酸，但也有報(bào)道顯示相反的結(jié)論。

3.3 促進(jìn)膽固醇轉(zhuǎn)化和排泄

消化系統(tǒng)是機(jī)體維持膽固醇平衡的重要系統(tǒng)，尤其肝臟是重要的膽固醇代謝部位[18]，如果能將攝入的膽固醇轉(zhuǎn)化成膽汁酸或者分解，就能減少肝臟膽固醇水平，從而有利于人體膽固醇水平的降低。研究表明，大米蛋白能夠增加總糞類固醇、總糞中性類固醇、糞膽固醇、中性糞固醇、糞醇、替他糞類固醇的排泄，促進(jìn)了鼠膽固醇水平的降低。此外，大米蛋白還能促進(jìn)膽汁的排放，減少肝臟膽固醇的蓄積，促進(jìn)肝臟膽固醇的代謝與釋放[19]。

研究表明，大豆蛋白降低膽固醇機(jī)制是能增加膽汁酸的合成和排泄，從而降低機(jī)體膽固醇水平[20]。而大米蛋白不能刺激糞膽汁酸的排泄，所以大米蛋白降低膽固醇的機(jī)制不是簡單地通過刺激糞膽汁酸的排泄來完成的，與大豆蛋白的機(jī)制有所不同[10]。但是大米蛋白依舊能增加糞固醇的排泄，所以大米蛋白降低膽固醇的機(jī)制是促進(jìn)膽固醇的轉(zhuǎn)化和排泄。

3.4 影響膽固醇運(yùn)輸

血清膽固醇主要由LDL和HDL來運(yùn)輸，其中低密度脂蛋白（LDL）是人血清中運(yùn)輸膽固醇的主要脂蛋白[21]。研究表明，大米蛋白能夠降低血清低密度膽固醇的水平，但是對比酪蛋白，血清中的高密度脂蛋白的濃度變化卻沒有意義，所以大米蛋白主要是通過降低血清低密度膽固醇的濃度來達(dá)到降低血清膽固醇水平的目的。此外有研究表明，大豆蛋白降低血清膽固醇水平的機(jī)制之一是通過降低血清中LDL水平和增加HDL水平來達(dá)到的[22]，所以大米蛋白降低血清膽固醇的機(jī)制之一是降低血清中LDL的濃度。

3.5 其它機(jī)制

以上是大米蛋白降低血液、肝臟中膽固醇的主要機(jī)制，此外大米蛋白中的氨基酸也有調(diào)控膽固醇的作用[23]。此外通過抑制某些基因和開啟某些基因也能調(diào)控體內(nèi)膽固醇的代謝。研究表明，ACAT2可能導(dǎo)致動脈粥樣硬化，因?yàn)樗艽龠M(jìn)膽固醇酯的合成。近期的研究表明，如果敲除小鼠的ACAT2基因，就會降低動脈粥樣硬化的發(fā)生[24]，所以大米蛋白降低膽固醇的機(jī)制之一可能是抑制ACAT2基因的表達(dá)。此外還有研究表明，增加CYP7A1基因的表達(dá)會降低血漿膽固醇的濃度[25]，這也可能是大米蛋白降低膽固醇的機(jī)制之一，總之這都與基因有關(guān)。雖然未見大米蛋白在這些方面的系統(tǒng)報(bào)道，但推測大米蛋白降低膽固醇的機(jī)制可能是抑制ACAT2基因的表達(dá)和增加CYP7A1基因的表達(dá)。

4 結(jié)語

本文綜述了大米蛋白的營養(yǎng)價(jià)值，大米蛋白的結(jié)構(gòu)組成，主要綜述了大米蛋白降低膽固醇的水平及大米蛋白調(diào)控膽固醇代謝的機(jī)制。研究結(jié)果表明，大米蛋白能夠降低血液和肝臟膽固醇，促進(jìn)糞便和各種類固醇的排泄，降低LDL的濃度。最后介紹了大米蛋白降低膽固醇水平的機(jī)制，目前研究較多的有四種機(jī)制，將來大米蛋白調(diào)控膽固醇代謝的機(jī)制可能朝著基因表達(dá)的方向發(fā)展。

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Research progress in rice protein affect cholesterol metabolism

LUAN Hui，YANG Lin*
（School of Food Science and Engineering，Harbin Institute of Technology，Harbin 150090，China）

Cholesterol metabolism disorders became the first threat to human health.Cholesterol was related to many diseases，such as coronary heart disease and atherosclerosis.The development of a cholesterol-lowing food became a hot research worldwide.Rice protein was a high-quality plant protein with high nutritional value. The nutritional value，composition，home and abroad lower cholesterol concentration and metabolism of rice protein were described.Studies showed that rice protein could reduce cholesterol levels in blood and liver，increase fecal and sterol excretion and reduce LDL levels.

rice protein；cholesterol；metabolism；plant protein

TS210.1

A

1002-0306（2012）05-0421-04

2011－04－08 *通訊聯(lián)系人

欒慧（1986-），女，在讀碩士，研究方向：食品科學(xué)。

國家自然科學(xué)基金（31071526）；黑龍江省自然科學(xué)基金（C201027）；哈爾濱市科技創(chuàng)新基金（2009RFLXN013）；中國博士后科學(xué)基金及特別資助（20080440864，200902391）。