超微粉碎對(duì)山楂不溶性膳食纖維降血脂作用的研究

張春霞，齊玉剛，曹 蓓，劉安軍，鄭 捷，杜佳佳，王姣姣

（天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院，天津300457）

膳食纖維（簡(jiǎn)稱DF）是指不能被人類胃腸道中消化酶所消化的、且不被人體吸收利用的多糖[1]。根據(jù)溶解性不同，可分為水溶性膳食纖維（SDF）和水不溶性膳食纖維（IDF）。IDF主要主要成分是纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、原果膠、殼聚糖和植物臘等，占DF的絕大部分。DF具有調(diào)節(jié)腸道菌群，促進(jìn)胃腸道健康[2]，預(yù)防結(jié)腸癌，控制餐后血糖，預(yù)防心血管疾病等獨(dú)特的生理保健功能，被譽(yù)為第七大營(yíng)養(yǎng)素[3]。超微粉碎能夠減小物料的粒徑并賦予其一些獨(dú)特的物理化學(xué)性能。膳食纖維的生理活性與其粒度大小有密切關(guān)系[4]，通過(guò)超微粉碎，可以顯著提高膳食纖維的持水力、膨脹力、比表面積[5]等，提高其生物活性。山楂（Fructus Crataegi），薔薇科山楂屬植物，是起源于我國(guó)的特產(chǎn)果樹(shù)[6]。山楂果實(shí)中含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，是“藥食同用”的上等補(bǔ)品[7]，多年來(lái)一直被譽(yù)為營(yíng)養(yǎng)保健水果[8]。山楂中膳食纖維含量豐富，是一種優(yōu)質(zhì)的膳食纖維原料。本實(shí)驗(yàn)以酶法提取山楂不溶性膳食纖維為原料，純度高，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損失較少，本文研究了超微粉碎對(duì)于山楂不溶性膳食纖維降血脂的影響，提高了山楂深加工的附加值，為開(kāi)發(fā)功能性山楂膳食纖維提供了一定理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

雄性昆明小鼠 清潔級(jí)，體重（20±2）g，購(gòu)自北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司；山楂干 購(gòu)于天津市塘沽區(qū)樂(lè)購(gòu)超市，產(chǎn)地為山東臨沂沂蒙老區(qū)；淀粉酶（酶活力2540U/mL）、血清總膽固醇（TC）、總甘油三酯（TG）、高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）、低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）試劑盒 南京建成生物工程研究所。

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海亞榮儀器有限公司；酶標(biāo)儀美國(guó)Thermo公司；電子分析天平 上海精天電子儀器有限公司；離心機(jī) 美國(guó)Thermo公司；超微粉碎機(jī) 東莞市興萬(wàn)電子廠。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 山楂不溶性膳食纖維制備 稱取一定量山楂干品，45℃溫水浸泡兩次，烘干粉碎，過(guò)40目。按1∶25（g/mL）的比例加蒸餾水，攪拌振蕩至樣品完全分散后，加入50μL/g淀粉酶液混勻，調(diào)節(jié)pH為5，40℃水浴恒溫振蕩器中反應(yīng)2.5h，反應(yīng)完畢后7000r/min離心10min，棄上清液，沉淀干燥，即為不溶性膳食纖維粗粉（CIDF）[9]，再將粗粉進(jìn)行超微粉粹即得到不溶性膳食纖維超微粉（MIDF），制得的CIDF、MIDF用激光粒度儀分析粒度分布。

1.2.2 高脂模型的建立 雄性昆明小鼠64只，基礎(chǔ)飼料適應(yīng)性喂養(yǎng)一周后，眼底取血，檢測(cè)血清TC水平，并根據(jù)血清TC水平和體重情況進(jìn)行隨機(jī)分組，各組之間血清TC和體重水平無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。隨機(jī)分為8組，采用飼喂高脂飼料的方法建立高脂模型，對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)飼料，每天記錄各組小鼠進(jìn)食量，造模40d。

1.2.3 動(dòng)物分組及給藥 64只小鼠分為8組，每組8只，分別為：正常對(duì)照組（NC）、高脂模型組（MC）、不溶性膳食纖維粗粉低、中、高劑量組（CIDFL、CIDFM、CIDFH）、超微粉不溶性膳食纖維低、中、高劑量組（MIDFL、MIDFM、MIDFH）。其中各劑量組飼料中分別添加5%、8%、12%劑量的山楂不溶性膳食纖維粗粉和超微粉。每天給于小鼠充足的飼料，并于第2d早晨觀察、記錄各組小鼠的飼料消耗情況，每周稱量體重一次。各組小鼠飼料配方見(jiàn)表1，基礎(chǔ)飼料的配方為：豆粉20%，大麥粉20%，玉米粉16%，麩皮16%，卷心菜10%，魚(yú)粉10%，骨粉5%，食鹽2%，酵母1%。

表1 各組小鼠飼料配方Table 1 Each group mice feed formulation

1.2.4 血清中脂質(zhì)水平的測(cè)定及血脂綜合指數(shù)、動(dòng)脈硬化指數(shù)的計(jì)算 各組小鼠，連續(xù)喂養(yǎng)小鼠40d后，禁食不禁水12h，摘除眼球取血，全血4℃靜置1.5h，4℃離心15min，分離血清，-80℃保存，根據(jù)試劑盒說(shuō)明酶法測(cè)定血清中的TC、TG、HDL-C和LDL-C，并計(jì)算血脂綜合指數(shù)（LCI）和動(dòng)脈硬化指數(shù)（AI）。計(jì)算公式如下：

1.2.5 臟器指數(shù) 眼球取血后，小鼠頸椎脫臼處死并解剖，立即摘除肝臟、心臟、胸腺、脾、腹腔脂肪，觀察小鼠各組織形態(tài)、大小、顏色、質(zhì)地以及有無(wú)出血等，用預(yù)冷的生理鹽水漂洗，濾紙拭干，立即稱量，并計(jì)算臟器指數(shù)。

1.2.6 肝組織TC和TG含量測(cè)定 準(zhǔn)確稱量100mg肝組織樣品，加入1mL氯仿-甲醇（v/v，2∶1）提取液，手動(dòng)勻漿。勻漿液室溫振蕩15～20min，至溶液靜置不分層為止。4000r/min離心10min，棄去下層沉淀。上清液用200μL 0.9%生理鹽水洗滌，2000r/min再離心15min，取下清液300μL，氮?dú)饬鞔蹈?，再加?00μL無(wú)水乙醇充分溶解，振蕩混勻[10]。樣品準(zhǔn)備完畢后，根據(jù)試劑盒說(shuō)明使用酶法測(cè)定肝臟中TC和TG。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析處理，所有數(shù)據(jù)均以x±s表示，兩組間的比較采用t檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 山楂I(xiàn)DF粗粉與超微粉的基本化學(xué)組成

由表2可以看出，超微粉碎后，DF的含量略有下降，其中IDF含量降低，SDF含量升高；粗蛋白、淀粉和粗脂肪的含量基本沒(méi)有變化。這主要是由于一部分IDF在超微粉碎的強(qiáng)力作用下發(fā)生連接鍵斷裂或熔融現(xiàn)象，轉(zhuǎn)化為SDF，從而導(dǎo)致SDF含量上升，IDF含量下降。

表2 山楂I(xiàn)DF粗粉與超微粉的基本化學(xué)組成Table 2 The basic chemical composition of IDF from Fructus Crataegi

2.2 山楂I(xiàn)DF粗粉與超微粉粒度分析

表3 山楂不溶性膳食纖維粒徑的測(cè)定結(jié)果Table 3 Particle size measurement results of IDF from Fructus Crataegi

經(jīng)過(guò)激光粒度儀分析，MIDF 的平均粒徑為25.00μm，比超微粉之前降低了5倍左右，山楂I(xiàn)DF粒度減小后，比表面積增大，吸附能力增強(qiáng)，可以抑制膽固醇的合成并加速其在血液中的運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到降低血液中膽固醇的效果。

2.3 小鼠日均進(jìn)食量及體重變化

表4 山楂不溶性膳食纖維小鼠各生長(zhǎng)指標(biāo)的影響（n=8）Table 4 Effect of Fructus Crataegi IDF on growth indicators of mice（n=8）

由表4可知，實(shí)驗(yàn)期間，各組小鼠的體重?zé)o顯著差異（p＞0.05），但是CIDFH與MIDFH組的小鼠的平均攝食量均較NC組和MC組有極顯著差異（p＜0.01），據(jù)每日觀察鼠籠中散落的飼料較多，即小鼠糟蹋糧食較為嚴(yán)重，推測(cè)可能是由于膳食纖維添加量過(guò)大，影響到小鼠的日常飲食。

2.4 山楂不溶性膳食纖維對(duì)小鼠各臟器指數(shù)的影響

由表5可知，山楂不溶性膳食纖維對(duì)小鼠的胸腺、脂肪、心臟、脾和腎均無(wú)顯著影響（p＞0.05），但長(zhǎng)期食用高脂飼料可導(dǎo)致小鼠肝臟脂肪化，這種現(xiàn)象反映在肝臟指數(shù)上，與NC組相比MC、CIDFL、MIDFL的肝臟指數(shù)有一定程度的升高（p＜0.05），這說(shuō)明高脂飼料可以導(dǎo)致肝臟指數(shù)的升高，而低劑量組的沒(méi)能使情況得到明顯改善；與MC組相比，MIDFH組的肝臟指數(shù)下降了8.82%，表現(xiàn)出顯著差異（p＜0.05），說(shuō)明MDFH組可以在一定程度上抑制肝臟脂肪化。

表5 山楂不溶性膳食纖維對(duì)小鼠各臟器指數(shù)的影響（n=8）Table 5 Effect of Fructus Crataegi IDF on visceral organ of mice（n=8）

2.5 山楂不溶性膳食纖維對(duì)小鼠血清中TC、TG、HDL-C、LDL-C水平的影響

由表6可以看出，在造模40d后，與NC組相比，MC組的TC有顯著增高（p＜0.05），TG極顯著增高（p＜0.01），表明高血脂癥小鼠模型建立成功。所有劑量組的TC均與MC組有極顯著差異（p＜0.01），其中MIDFH較MC組降低了31.12%，效果最為明顯，且MIDF的添加量越大，TC降低越明顯，表現(xiàn)出一定的量效關(guān)系。6個(gè)劑量組的TG均低于MC組，但仍高于NC組，與MC組相比，CIDFM和CIDFH組的TG顯著降低（p＜0.05），而所有超微粉組的TG較MC組均有極顯著降低（p＜0.01），且在實(shí)驗(yàn)劑量?jī)?nèi)，隨著MDF添加量的增加，降低高脂飼料喂飼小鼠血清TG的作用也越明顯，這也說(shuō)明超微粉碎之后，IDF降低高脂飼料喂飼小鼠血清TG的作用得到明顯改善。

MC組的HDL-C、LDL-C顯著低于NC組（p＜0.05），各劑量組的HDL-C均高于MC組，但是無(wú)顯著性差異，說(shuō)明CIDF與MIDF對(duì)于高脂飼料喂飼小鼠血清HDL-C無(wú)顯著影響。與MC組相比，MIDF 3個(gè)劑量組的LDL-C均有顯著降低（p＜0.05），均下降了50%左右，CIDF的3個(gè)劑量組的LDL-C雖略有下降，與MC組無(wú)明顯差異。

表6 山楂不溶性膳食纖維對(duì)小鼠血清TC、TG、HDL-C、LDL-C的影響（n=8）Table 6 Effect of Fructus Crataegi IDF on TC、TG、HDL-C and LDL-C levels in mouse serum（n=8）

以上結(jié)果表明，超微粉碎可以改善山楂I(xiàn)DF降低血液中TC、TG、LDL-C水平，這主要是由于超微粉碎改善了膳食纖維的理化性質(zhì)，持水力膨脹力顯著增高，更多的活性暴露出來(lái)，從而增強(qiáng)了山楂I(xiàn)DF的降血脂效果。

2.6 山楂不溶性膳食纖維對(duì)小鼠血清AI及LCI的影響

圖1 各組小鼠的血脂綜合指數(shù)（LCI）及動(dòng)脈粥樣硬化指數(shù)（AI）Fig.1 LCI and AI of mice in each group

動(dòng)脈粥樣硬化（AI）指數(shù)是國(guó)際醫(yī)學(xué)界制定的一個(gè)衡量動(dòng)脈硬化程度的指標(biāo)。由圖1可以看出，與正常對(duì)照組相比，MC組AI明顯升高（p＜0.01），這表明高脂血癥會(huì)使AI升高，而各劑量組的AI與MC組相比均有顯著降低（p＜0.01），且與正常組無(wú)明顯差異（p＞0.05）。超微粉組效果略優(yōu)于粗粉組。

正常人的血脂成分含量波動(dòng)范圍均較大，各單項(xiàng)指標(biāo)往往不能充分反映血脂情況，LCI是綜合反映TC、TG、LDL-C、HDL-C四者之間關(guān)系的指標(biāo)，對(duì)血脂綜合指標(biāo)的分析更能反映機(jī)體患病的可能[11]。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)小鼠的LCI分析可知，MC組的LCI是正常對(duì)照組的11.37倍，而各劑量組與MC組相比LCI均明顯下降（p＜0.01），其中MIDFH組LCI最接近正常對(duì)照組。

2.7 山楂不溶性膳食纖維對(duì)小鼠肝臟中TC、TG水平的影響

表7 山楂不溶性膳食纖維對(duì)小鼠肝臟TC、TG水平的影響Table 7 Effect of Fructus Crataegi IDF on TC and TG levels in mice liver

由表7可知，MC組小鼠肝臟中的TC、TG明顯高于NC組（p＜0.01），這表明飼喂高脂飼料會(huì)增加小鼠的肝臟脂質(zhì)水平。在飼料中添加山楂I(xiàn)DF、MDF后，各劑量組的肝臟TC、TG較MC組均顯著降低（p＜0.01和p＜0.05），其中MIDFH組在降低肝臟脂質(zhì)水平中效果最為顯著，分別使得TC、TG較高脂模型組下降了44.40%和32.25%，且與NC組無(wú)顯著差異（p＞0.05）。另外，從整體水平上看，超微粉組降低肝臟脂質(zhì)水平要優(yōu)于粗粉組。

3 結(jié)論與討論

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，MIDFH組可以顯著降低高脂血癥小鼠肝臟指數(shù)（p＜0.05），低、中劑量組則無(wú)顯著影響。而CIDF各劑量組無(wú)明顯改善作用。

在調(diào)節(jié)血脂方面，山楂I(xiàn)DF與MDF對(duì)降低高血脂癥小鼠血清TC、TG水平均有一定作用，且均隨著不溶性膳食纖維添加量越大，TC、TG降低越明顯，表現(xiàn)出一定的量效關(guān)系。但MDFH組分別使得高血脂小鼠的TC、TG分別降低了31.12%和50.00%，更接近于NC組小鼠血清水平。而粗粉組的效果則不如超微粉組明顯。同樣，山楂MDF各個(gè)劑量組在改善高血脂癥小鼠的AI、LCI水平及肝臟TC、TG水平，效果優(yōu)于粗粉組。

此外，山楂不溶性膳食纖維超微粉還可以顯著改善高血脂癥小鼠的LDL-C水平（p＜0.05）。粗粉組雖然也表現(xiàn)出一定的改善作用，但無(wú)顯著性。這說(shuō)明，超微粉碎后山楂不溶性膳食纖維降血脂的作用明顯得到提高。

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