不同燕麥品種對(duì)大鼠膽固醇代謝的影響

郭麗娜 佟立濤 鐘 葵 周素梅

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193)

心腦血管疾病是嚴(yán)重威脅人類(lèi)特別是中老年人健康的常見(jiàn)病，而高血脂癥是導(dǎo)致心血管疾病的重要原因之一。通過(guò)食用有降脂功能的食品來(lái)預(yù)防心腦血管疾病正在成為食品科學(xué)家和營(yíng)養(yǎng)學(xué)家關(guān)注的焦點(diǎn)。大量動(dòng)物試驗(yàn)和人體試驗(yàn)表明燕麥(A.sativa L)具有降低血清膽固醇功效［1－2］，國(guó)內(nèi)外關(guān)于燕麥的降血脂功效研究目前主要集中于燕麥中可溶性膳食纖維β－葡聚糖［2－3］?？扇苄陨攀忱w維是可以通過(guò)增加消化道中食糜的黏性，阻礙機(jī)體對(duì)食物中脂質(zhì)的吸收以及促進(jìn)膽汁酸的排泄從而發(fā)揮降血脂作用［4－5］。美國(guó)FDA在1997年發(fā)布了“建議人們每日攝入3 g β－葡聚糖有助于降低膽固醇水平”的健康聲稱(chēng)。燕麥中蛋白質(zhì)、脂肪含量較高，也含有多酚類(lèi)物質(zhì)［6］，這些物質(zhì)是否有降血脂作用尚未見(jiàn)報(bào)道。周素梅等［7］在前期的研究中推測(cè)，除了β－葡聚糖，燕麥中的其他成分也可能對(duì)燕麥的降脂效果有影響。因此，本研究考察了β－葡聚糖含量有差異的3個(gè)燕麥品種對(duì)飼喂高脂飼料大鼠膽固醇代謝的影響及作用機(jī)制，為優(yōu)良燕麥品種的選育及燕麥降脂機(jī)理的研究提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料和試劑

1.1.1 燕麥品種

從國(guó)內(nèi)收集的31種主栽裸燕麥品種中篩選β－葡聚糖含量有差異的3個(gè)燕麥品種，其中壩莜1號(hào)、花早2號(hào):河北張家口農(nóng)業(yè)科學(xué)院燕麥研究所;白燕8號(hào):西藏農(nóng)科院農(nóng)研所;收獲期均為2011年。將上述樣品蒸熟烘干，磨制成粉待用。

1.1.2 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

4周齡雄性Wistar大鼠平均體重(270±10)g，購(gòu)買(mǎi)于北京維通利華試驗(yàn)動(dòng)物科技有限責(zé)任公司，合格證號(hào):SCXK(京)2007－0001，飼養(yǎng)于中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥用植物研究所SPF級(jí)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，動(dòng)物房許可證號(hào)為SYXK(京)2008－0019，動(dòng)物試驗(yàn)通過(guò)中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院、中國(guó)協(xié)和醫(yī)科大學(xué)藥用植物研究所動(dòng)物實(shí)驗(yàn)倫理委員會(huì)審核。大鼠高脂飼料在AIN－93標(biāo)準(zhǔn)飼料的基礎(chǔ)上制定配方，由北京阜康生物科技股份有限公司制備。

1.1.3 其他材料與試劑

β－葡聚糖測(cè)定試劑盒:愛(ài)爾蘭Megazyme公司;總膽固醇酶法、游離膽固醇酶法和甘油三酯酶法測(cè)定試劑盒:北京普利萊基因技術(shù)有限公司;膽汁酸酶聯(lián)免疫分析試劑盒:南京森貝伽生物科技有限公司。

1.2 儀器設(shè)備

HR2006攪拌機(jī):飛利浦電子香港有限公司;NN－GS597M微波爐:上海松下微波爐有限公司;THZ－82A水浴恒溫振蕩器:金壇市榮華儀器制造有限公司;全自動(dòng)生化分析儀:7060日本Hitachi公司;TU－1900雙光束紫外可見(jiàn)分光光度計(jì):北京普析通用儀器有限公司;Kieltec Analysister全自動(dòng)凱氏定氮儀:FOSS儀器有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 原料基本組成分析

稱(chēng)取適量燕麥粉，參照GB/T 21305—2007(谷物及谷物制品水分的測(cè)定常規(guī)法)測(cè)定含水量;按照Foss公司凱氏定氮儀標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定蛋白質(zhì)含量(N×5.83);脂肪含量測(cè)定參照GB/T 14772—2008(食品中粗脂肪的測(cè)定);β－葡聚糖含量測(cè)定參照AOAC 995.16法(大麥和燕麥中β－D－葡聚糖采用改進(jìn)酶法);燕麥總酚含量采用福林酚法測(cè)定［8］。

1.3.2 動(dòng)物試驗(yàn)

雄性Wistar大鼠40只，預(yù)飼養(yǎng)7 d，眼底靜脈叢取血后，測(cè)定血清TC、TG、HDL－C和LDL－C水平。根據(jù)平均體重和血清總膽固醇水平，分為4組，每組10只，分別為對(duì)照組、壩莜1號(hào)組、花早2號(hào)組和白燕8號(hào)組。試驗(yàn)期間各組大鼠自由飲水，每3 d稱(chēng)重1次。屠殺前3 d收集大鼠糞便，冷凍干燥后待測(cè)。喂食試驗(yàn)飼料第10、20、30 d時(shí)，分別由眼底靜脈叢采血，利用全自動(dòng)生化分析儀測(cè)定血清 TC、TG、HDL－C和LDL－C水平。喂養(yǎng)30 d后禁食16 h，大動(dòng)脈取血處死。摘取肝臟，－20℃儲(chǔ)存。按照試劑盒說(shuō)明書(shū)，測(cè)定各組大鼠肝臟中TC、TG、FC水平以及糞便中TC、BA水平。糞便中總脂質(zhì)含量采用索氏抽提法測(cè)定。

表1 動(dòng)物飼料組成/g/1 000 g

本研究以美國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦的標(biāo)準(zhǔn)飼料(AIN－93G)為基礎(chǔ)制備高脂飼料。參照國(guó)內(nèi)外對(duì)燕麥產(chǎn)品的有效推薦用量(50 g/(kg體重·d))，試驗(yàn)動(dòng)物的燕麥粉攝食量折合后約為10 g/(kg體重·d)［7］。因此，在高脂飼料基礎(chǔ)上，以10%的不同品種燕麥粉替代其中的基礎(chǔ)飼料來(lái)制備燕麥組飼料。根據(jù)燕麥的組成，在保證每組中總的物質(zhì)組成、總的能量相同的原則下，取代高脂飼料中的相應(yīng)成分制成試驗(yàn)飼料。具體的飼料組成見(jiàn)表1。

1.4 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用SAS 8.0分析軟件，采用Tukey－Kramer的多重比較檢驗(yàn)方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同品種燕麥組成分析

不同品種燕麥組成的分析結(jié)果表明，所選的3個(gè)燕麥品種β－葡聚糖含量有顯著性差異(P＜0.05)，β－葡聚糖含量由低到高依次為:壩莜1號(hào)、花早2號(hào)和白燕8號(hào);白燕8號(hào)蛋白質(zhì)含量顯著高于壩莜1號(hào)和花早2號(hào)(P＜0.05);所選的3個(gè)燕麥品種脂肪含量有顯著性差異(P＜0.05);壩莜1號(hào)總酚含量顯著高于花早2號(hào)和白燕8號(hào)(P＜0.05)。

表2 燕麥組成分析

2.2 不同品種燕麥對(duì)大鼠生長(zhǎng)參數(shù)的影響

本研究測(cè)定了不同品種燕麥對(duì)于大鼠生長(zhǎng)參數(shù)的影響。如表3所示:各組大鼠初體重、終體重、體重增值和攝食量組間沒(méi)有顯著性差異。

表3 不同燕麥品種對(duì)大鼠生長(zhǎng)參數(shù)的影響

2.3 不同燕麥品種對(duì)大鼠血清脂質(zhì)水平的影響

本研究考察了喂食不同燕麥品種第0、10、20、30 d對(duì)大鼠血清脂質(zhì)水平的影響，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1～圖4。

圖1 第0、10、20、30 d不同組間大鼠血清TC水平變化

圖2 第0、10、20、30 d不同組間大鼠血清LDL－C水平變化

圖3 第0、10、20、30 d不同組間大鼠血清TG水平變化

圖4 第0、10、20、30 d不同組間大鼠血清HDL－C水平變化

試驗(yàn)第0 d時(shí)，試驗(yàn)組大鼠血清中TC、LDL－C、HDL－C和TG含量組間沒(méi)有顯著性差異。3個(gè)燕麥組大鼠在試驗(yàn)第0、10、20、30 d 血清中 TC、LDL －C、HDL－C和TG含量變化趨勢(shì)基本相同。試驗(yàn)第30 d，壩莜1號(hào)能夠顯著降低血清中TC和LDL－C水平(P＜0.05)，白燕8號(hào)和花早2號(hào)只能顯著性降低血清TC水平(P＜0.05)，對(duì)LDL－C水平?jīng)]有顯著性影響。大鼠血清脂質(zhì)分析結(jié)果表明攝入燕麥能夠降低血清膽固醇水平，但其作用效果并未隨著β－葡聚糖含量的增加而增加。燕麥組血清HDL－C和TG含量與高脂對(duì)照組沒(méi)有顯著性差異，表明本試驗(yàn)中燕麥的攝入對(duì)大鼠血清HDL－C和TG水平無(wú)顯著影響。在本次試驗(yàn)中β－葡聚糖含量低的壩莜1號(hào)表現(xiàn)出最好的降低大鼠血清中膽固醇效果，而β－葡聚糖含量較高的白燕8號(hào)和花早2號(hào)降低膽固醇能力較壩莜1號(hào)弱。徐向英［9］研究證實(shí)，灌胃4.78 g/(kg體重·d)的燕麥蛋白能夠降低大鼠血清中TC和LDL－C水平。Illman等［10］報(bào)道燕麥麩皮降低血清中的膽固醇水平除歸功于β－葡聚糖以外，也可能與燕麥脂質(zhì)有關(guān)。燕麥中多酚有一定抗氧化活性，也被報(bào)道可能具有降血脂活性［11］。本試驗(yàn)中大鼠攝入燕麥全粉時(shí)，燕麥中的β－葡聚糖含量高的組降脂效果并非最好，故燕麥降低血清膽固醇的功能可能是由β－葡聚糖、蛋白、油脂和多酚共同作用的結(jié)果。

2.4 不同燕麥品種對(duì)大鼠肝臟脂質(zhì)水平的影響

為研究燕麥降低血清膽固醇的作用機(jī)制，分析了大鼠肝臟中脂質(zhì)水平，結(jié)果見(jiàn)表4。飼喂高脂飼料會(huì)導(dǎo)致脂質(zhì)在肝臟中的積累，喂食30 d后，3個(gè)燕麥組均能顯著降低肝臟中TC和CE水平(P＜0.05)，其中壩莜1號(hào)組大鼠肝臟TC和CE降低程度最大。壩莜1號(hào)和花早2號(hào)組能夠顯著降低肝臟中FC水平(P＜0.05)，而白燕8號(hào)組大鼠肝臟中FC含量沒(méi)有顯著性變化。3個(gè)燕麥組肝臟TG水平與高脂對(duì)照組沒(méi)有顯著性差異。以上結(jié)果表明攝入燕麥可以減少膽固醇在肝臟中積累，但不同燕麥組大鼠肝臟膽固醇的降低程度不同。

表4 不同組間大鼠肝臟TC、FC、CE以及TG水平/μmol/g

2.5 不同品種燕麥對(duì)大鼠糞便脂質(zhì)和膽汁酸水平的影響

為進(jìn)一步闡釋燕麥降低血清膽固醇作用的機(jī)理，本研究測(cè)定了不同品種燕麥對(duì)大鼠脂質(zhì)排泄的影響，結(jié)果如表5所示。壩莜1號(hào)組和白燕8號(hào)組顯著性增加大鼠糞便膽汁酸的排泄，花早2號(hào)組大鼠膽汁酸水平高于高脂對(duì)照組，但未達(dá)顯著效果，表明燕麥主要是通過(guò)促進(jìn)糞便中膽汁酸排泄來(lái)降低血清和肝臟中膽固醇水平。壩莜1號(hào)能夠顯著性增加大鼠糞便排泄量和總脂肪含量(P＜0.05)，白燕8號(hào)組和花早2組大鼠糞便排泄量和總脂肪含量沒(méi)有顯著性變化，這可能是壩莜1號(hào)組大鼠血清和肝臟中膽固醇水平比白燕8號(hào)組和花早2號(hào)組低的原因。但是3個(gè)燕麥組大鼠糞便TC水平都顯著性低于高脂對(duì)照組，表明攝入燕麥不能促進(jìn)大鼠糞便TC的排泄。

表5 不同組間大鼠糞便質(zhì)量、總脂肪含量、總膽固醇和膽汁酸水平

2.6 大鼠血清脂質(zhì)變化率與肝臟和糞便脂質(zhì)變化率關(guān)系

通過(guò)血清、肝臟和糞便的脂質(zhì)分析可知，不同β－葡聚糖含量的燕麥品種降低血清中膽固醇能力不同，因此，本試驗(yàn)分析了3個(gè)燕麥組血清脂質(zhì)變化率與肝臟和糞便脂質(zhì)變化率的關(guān)系，見(jiàn)圖5。壩莜1號(hào)組大鼠血清TC和LDL－C水平變化率最大，其次為白燕8號(hào)組，最后為花早2號(hào)組。3個(gè)燕麥組肝臟TC和CE水平的變化率，糞便質(zhì)量、脂肪含量變化率與其血清膽固醇變化率有相同的趨勢(shì)。攝入燕麥全粉可能會(huì)抑制肝臟中膽固醇合成［12］，促進(jìn)肝臟中膽固醇轉(zhuǎn)化為膽汁酸［12－13］以及抑制小腸對(duì)膽汁酸的重吸收作用［14］。大鼠肝臟中膽固醇積累越少，糞便中脂質(zhì)排出體外的越多則其血清中膽固醇降低程度越大。

圖5 血清TC、LDL－C變化率與肝臟TC、CE、糞便質(zhì)量、脂肪、BA含量變化率之間的關(guān)系

3 結(jié)論

3.1 不同品種燕麥均能降低大鼠血清TC和LDLC水平，及肝臟中TC和CE水平。

3.2 攝入燕麥主要是通過(guò)促進(jìn)糞便中膽汁酸的排泄，從而導(dǎo)致血清和肝臟中膽固醇水平降低。

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