富硒螺旋藻對急性高脂血癥小鼠血脂水平的影響

李 茜，黃 偉，黃 蓓*

富硒螺旋藻對急性高脂血癥小鼠血脂水平的影響

李 茜，黃 偉，黃 蓓*

（安徽大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，安徽 合肥 230601）

通過在Zarrouk培養(yǎng)基中添加亞硒酸鈉的方法獲得了硒含量達758.6 μg/g的富硒螺旋藻。采用量子共振技術(shù)檢測富硒螺旋藻的主要氨基酸、維生素及抗癌能力、免疫功能、抗高脂血癥相關(guān)功能性指標(biāo)的量價值，發(fā)現(xiàn)富硒螺旋藻以上各項指標(biāo)的量價值均高于普通螺旋藻。同時考察富硒螺旋藻對急性高脂血癥小鼠血脂水平的影響，給予小鼠連續(xù)2 周灌胃富硒螺旋藻，通過尾靜脈單次注射400 mg/kg的Triton WR-1339建立急性高脂血癥小鼠模型，18 h后檢測小鼠血清中血脂水平。結(jié)果表明：與Triton WR-1339對照組相比較，富硒螺旋藻高劑量組小鼠的血清中甘油三酯（triglyceride，TG）、總膽固醇（total cholesterol，TC）、低密度脂蛋白膽固醇（low density lipoprotein cholesterol，LDL-C）含量明顯降低（P＜0.01），高密度脂蛋白膽固醇（high density lipoprotein cholesterol，HDL-C）含量明顯升高（P＜0.01）。與普通螺旋藻高劑量組相比，富硒螺旋藻高劑量組小鼠的血清中TG、LDL-C含量顯著降低（P＜0.05），HDL-C含量顯著上升（P＜0.05）。富硒螺旋藻對急性高脂血癥有良好的保健功效。

富硒螺旋藻；量子共振；急性高脂血癥

硒（Se）是人體必需的微量元素，對人體健康有著重要的要用[1]。研究顯示硒在高脂血癥、動脈粥樣硬化及冠心病的發(fā)生、發(fā)展過程中有著重要作用[2]。Miyazaki等[3]臨床觀察表明人體內(nèi)Se水平與總膽固醇（total cholesterol，TC）、低密度脂蛋白膽固醇（low density lipoprotein cholesterol，LDL-C）含量成明顯負(fù)相關(guān)。缺Se組人群體內(nèi)的高密度脂蛋白膽固醇（high density lipoprotein cholesterol，HDL-C）含量顯著低于正常人。補硒治療可改善高脂血癥患者的血硒、發(fā)硒及血脂水平，且安全性、耐受性較好[4]。目前普遍認(rèn)為有機硒比無機硒具有更好的生物學(xué)效應(yīng)，市場上已經(jīng)開發(fā)出許多富硒保健品[5]。

螺旋藻因其含有豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸、必需脂肪酸（如γ-亞麻酸等）和其他營養(yǎng)成分而被作為保健品開發(fā)和利用[6-7]。螺旋藻本身具有很多生物學(xué)作用，如抗氧化[8]、抗炎癥[9]、增強免疫力[6]、降低血糖血脂水平等[10-11]。螺旋藻具有較強的微量元素富集能力，利用此特點可將其作為載體，把微量元素富集轉(zhuǎn)化成有機形式，從而生產(chǎn)出富含某些特殊微量元素的高附加值螺旋藻。研究已表明螺旋藻是一種適合硒富集的生物材料[12-13]。

量子共振檢測儀（quantum resonance spectrometer，QRS）是一種類似核磁共振和紅外光譜分析原理的新的波譜分析儀器，屬于量子醫(yī)學(xué)研究的高新儀器[14]。QRS通過測定生物體及物質(zhì)中微高斯至毫高斯級的磁場，能直接從生物體或物質(zhì)收集電磁波進入儀器，從被測定的物質(zhì)中識別需要的成分，與預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)波進行比較，采用傅里葉分析法判定樣品的波形是否變得混亂，通過計算機處理后，與儀器內(nèi)置的疾病、營養(yǎng)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)量子共振譜相比較，輸出由負(fù)到正的量價值。量價值的大小標(biāo)志著疾病的性質(zhì)、程度和營養(yǎng)水平等，檢測結(jié)果以正數(shù)或負(fù)數(shù)的相對比較量價值輸出，數(shù)據(jù)趨向于正值越高表示含量或功能性越好[15]。目前，QRS主要應(yīng)用于醫(yī)學(xué)診斷領(lǐng)域，在食品、保健品的營養(yǎng)成分及功能檢測方面的應(yīng)用也開始起步[16-17]。采用量子共振技術(shù)對螺旋藻進行檢測，可快速反映出螺旋藻 部分功能元素的相對含量，便于實驗的有效進行。

隨著人們生活水平的提高和飲食習(xí)慣的改變，所攝入的脂肪愈來愈多，加上生活習(xí)慣的改變，人們的運動量大大減少，故高脂血癥患者越來越多，對安全有效的降血脂保健品的需求也越來越迫切。本實驗以螺旋藻為硒的富集載體，將無機硒轉(zhuǎn)化為安全的有機硒，利用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry，ICP-AES）測定鋅、鐵、錳、硒這4 種元素的含量，采用量子共振技術(shù)比較富硒螺旋藻與普通螺旋藻中的14 項營養(yǎng)價值指標(biāo)，并對抗癌能力、免疫功能、抗高脂血癥這3 項功能指標(biāo)進行分析。再通過非離子型表面活性劑Triton WR-1339誘導(dǎo)建立急性高脂血癥小鼠模型[18-21]，研究評估富硒螺旋藻對急性高脂血癥小鼠的降脂效果，為降脂保健品的開發(fā)和應(yīng)用提供實驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料、動物與試劑

鈍頂螺旋藻，由青島中國科學(xué)院海洋生物所提供。

清潔級昆明小鼠80 只，體質(zhì)量（22±2） g，雌雄各半，由安徽省實驗動物中心提供，實驗動物生產(chǎn)許可證號：SYXK（皖）2005-02。

Triton WR-1339 合肥倍迪生物技術(shù)有限公司；TC試劑盒、甘油三酯（triglyceride，TG）試劑盒、HDL-C試劑盒、LDL-C試劑盒 上海源葉生物科技有限公司；硝酸（分析純） 上海振興化工二廠；高氯酸（分析純） 上海金鹿化工有限公司；其他無機鹽試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

ICPQ-1000型光量計 日本島津公司；SameCOM Liss XA量子共振檢測儀 同康科技有限公司；Infinite F200 PRO酶標(biāo)儀 瑞士Tecan公司；Eppendorf Centrifuge 5417R離心機 德國Eppendorf公司；光照培養(yǎng)箱 合肥達斯卡特科學(xué)儀器有限公司；Alpha 1-2 LD plus凍干機 德國Christ公司。

1.3 方法

1.3.1 富硒螺旋藻的培養(yǎng)

采用Zarrouk培養(yǎng)基，在24～26 ℃、pH 8～10、光照度2 500～3 000 lx（13～15 h/d）條件下進行搖床培養(yǎng)。分別在培養(yǎng)的第6、7、8天添加亞硒酸鈉，使其最終質(zhì)量濃度達到300 mg/L。第11天過濾收集富硒螺旋藻并凍干，制得富硒螺旋藻干粉，而無硒培養(yǎng)中則為普通螺旋藻。

1.3.2 微量元素含量的測定

分別稱取0.5 g富硒螺旋藻和普通螺旋藻干粉于100 mL燒杯中，加入10 mL硝酸-高氯酸（4∶1，V/V）混合酸液，加表面皿蓋后放置過夜。過夜之后的樣品放置在電熱板上低溫加熱，蒸發(fā)至近干時，取下冷卻，補加1 mL混合酸后再蓋表面皿，繼續(xù)放置在電熱板上低溫加熱。在最后冒高氯酸白煙時不要打開表面皿，待試樣呈白色時去蓋，將高氯酸趕凈，取下樣品放冷后再加10.0 mL硝酸熱浸提，使之完全溶解后轉(zhuǎn)移到25.0 mL容量瓶中，定容后利用ICP-AES測定鋅、鐵、錳、硒這4 種元素的含量。

1.3.3 量子共振檢測樣品的量價值

將0.5 g左右的樣品干粉直接放在檢測盤上，利用量子共振檢測儀檢測富硒螺旋藻與普通螺旋藻的丙氨酸、蛋氨酸、色氨酸等14 項營養(yǎng)價值指標(biāo)的量價值，以及分析其抗癌能力、免疫功能、抗高脂血癥3 項生理功能指標(biāo)的量價值。

1.3.4 高脂血癥小鼠模型的建立及采樣

將80 只小鼠飼養(yǎng)1 周后空腹過夜，隨機分為8 組（每組10 只小鼠，雌雄各半）：富硒螺旋藻和普通螺旋藻的低、中、高（5.0、12.5、25.0 mg/kg）3 個劑量組及正常對照組、Triton WR-1339對照組。對富硒螺旋藻和普通螺旋藻組的小鼠分別按3 種劑量進行灌胃，正常對照組和Triton WR-1339對照組的小鼠灌胃等體積的9 g/L NaCl溶液。灌胃2 周后，除正常對照組外，其他各組小鼠均尾靜脈注射400 mg/kg Triton WR-1339構(gòu)建急性高脂血癥小鼠模型，正常對照組注射等體積的9 g/L NaCl溶液。注射后空腹18 h，對小鼠斷尾取血，3 000 r/min離心15 min得血清。

1.3.5 小鼠血脂水平檢測

將采集的各組小鼠血清樣品在2 d之內(nèi)用酶聯(lián)免疫吸附實驗（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）法檢測TG、TC、HDL-C、LDL-C含量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

實驗數(shù)據(jù)以±s表示，組間數(shù)據(jù)采用單因素方差分析，運用SPSS軟件進行統(tǒng)計分析，P＜0.05表示差異顯著，P＜0.01表示差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 螺旋藻富集硒后對其他微量元素吸收的影響

利用ICP-AES測定富硒螺旋藻和普通螺旋藻中鋅、鐵、硒、錳這4 種元素的含量，由表1可知，除了硒的含量從67.8 μg/g上升到758.6 μg/g外，鋅、錳的含量也有所上升，而鐵的含量從102.5 μg/g下降到79.6 μg/g。研究表明，硒本身對重金屬元素有一定的拮抗作用，而有利于植物對一些微量元素的吸收[22-23]，硒在被螺旋藻吸收后可能產(chǎn)生了相似的作用，對其他微量元素的吸收產(chǎn)生影響，導(dǎo)致一些元素含量升高，某些元素含量降低。

表1 普通螺旋藻與富硒螺旋藻中Se、Zn、Fe、Mn的含量Table 1 Contents of Se, Zn, Fe and Mn in ordinary Spirulina platensis and Se-enriched Spirulina platensis

2.2 普通螺旋藻及富硒螺旋藻的量子共振檢測結(jié)果

將富硒螺旋藻與普通螺旋藻分別進行量子共振分析，結(jié)果見表2。其中富硒螺旋藻的丙氨酸、蛋氨酸、賴氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、色氨酸的量價值都高于普通螺旋藻。富硒螺旋藻維生素的量價值也都高于普通螺旋藻。功能性指標(biāo)中，富硒螺旋藻的抗癌能力量價值達到+9，免疫功能量價值達到+10，抗高脂血癥量價值達到+5，均高于普通螺旋藻。QRS值越高，說明其含量或功能性越好，以上結(jié)果表明，富硒螺旋藻的保健功能要優(yōu)于普通螺旋藻，并且對于高脂血癥可能會有更好的療效，隨后以動物實驗來驗證這一結(jié)論。

表2 富硒螺旋藻與普通螺旋藻的QRS值的比較Table 2 Comparison of QRS values between ordinary Spirulina platensis and Se-enriched Spirulina platensis

2.3 富硒螺旋藻對小鼠血脂水平的影響

表3 富硒螺旋藻灌胃2 周后急性高脂血癥小鼠血脂水平的變化Table 3 Variations in serum lipid levels in hyperlipemic mice having been gavaged with Se-enriched Spirulina platensis for 2 weeks

由表3可知，與正常對照組相比，Triton WR-1339對照組小鼠血清中TG含量升高近50 倍，TC含量升高約5 倍，HDL-C含量升高約1 倍，LDL-C含量升高約3 倍，說明造模成功。低、中、高3 個劑量組中，富硒螺旋藻降低小鼠血清中TG、TC、LDL-C水平和升高HDL-C水平的能力均優(yōu)于普通螺旋藻。其中富硒螺旋藻高劑量組小鼠血清中TG、TC、HDL-C和LDL-C含量與Triton WR-1339對照組相比，差異均極顯著（P＜0.01），與普通螺旋藻高劑量組相比，TG、LDL-C含量顯著降低（P＜0.05），HDL-C含量顯著升高（P＜0.05）。

3 結(jié) 論

硒作為微量元素中的“明星”，其在生物體內(nèi)的生物學(xué)作用與谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）活性密切相關(guān)[24]。機體高含量的硒可有助于提高GSH-Px的活力，從而提高機體的抗氧化能力，調(diào)節(jié)TC和TG的代謝，減輕機體的脂質(zhì)過氧化損傷[25]。螺旋藻本身營養(yǎng)豐富，能提高機體免疫力，具有降血糖和血脂的功能[8]。本實驗以螺旋藻為硒的載體，培養(yǎng)出富硒螺旋藻，并以ICP-AES和量子共振技術(shù)檢測了富硒螺旋藻中4 種微量元素的含量和氨基酸、維生素、抗癌能力、免疫功能、抗高脂血癥等指標(biāo)的量價值，并與普通螺旋藻進行對比，發(fā)現(xiàn)富集硒的同時，螺旋藻中鋅、鐵、錳的含量也發(fā)生了變化，這可能是硒的代謝對其他微量元素的代謝和吸收產(chǎn)生了影響，螺旋藻平衡某個元素的機理目前還不清楚。而富硒螺旋藻氨基酸、維生素以及免疫能力、抗癌能力和抗高脂血癥指標(biāo)QRS值的提高說明了富硒螺旋藻具有更好的免疫和保健功能，這與富硒螺旋藻的降血脂能力可能有一定關(guān)系。富硒螺旋藻調(diào)節(jié)小鼠急性高脂血癥的實驗進一步證實，硒的加入在某種程度上起到協(xié)同作用，使富硒螺旋藻的降血脂能力優(yōu)于普通螺旋藻。這些結(jié)果都表明：硒的加入優(yōu)化了螺旋藻的營養(yǎng)譜，富硒螺旋藻作為保健食品具有很大的開發(fā)前景。

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Effect of Selenium-Enriched Spirulina platensis on Serum Lipid Levels of Acute Hyperlipidemic Mice

LI Xi, HUANG Wei, HUANG Bei*
(School of Life Sciences, Anhui University, Hefei 230601, China)

The enrichment of 758.6 μg/g selenium in Spirulina platensis was obtained by adding Na2SeO4into Zarrouk culture medium. Selenium-enriched Spirulina platensis was detected using quantum resonance spectrometer (QRS) to analyze the major amino acids, vitamins, and measures of anticancer capacity, immune benefits and antihyperlipidemic activity. The values of these parameters in selenium-enriched Spirulina platensis were higher than in the normal one. In order to explore the effects of selenium-enriched Spirulina platensis on serum lipid levels of acute hyperlipidemic mice, we established acute hyperlipidimic mouse model by single intravenous injection of 400 mg/kg Triton WR-1339 after the mice were gavaged with selenium-enriched Spirulina platensis for two weeks. At 18 h after the injection, the mice were killed and blood samples were collected for analysis. The results showed that the serum levels of TG, TC and LDL-C in mice given high dose of selenium-enriched Spirulina platensis were significantly reduced whereas HDL-C concentration was significantly increased compared with the model control group (P ＜ 0.01). In the high-dose group, serum TG and LDL-C values were also significantly reduced and HDL-C concentration was increased compared with the ordinary Spirulina platensis group (P ＜ 0.05). The above results indicate that Se-enriched Spirulina platensis gavaged to acute hyperlipidemic mice has a significant hypolipidemic effect.

selenium-enriched Spirulina platensis; quantum resonance; acute hyperlipidemia

10.7506/spkx1002-6630-201601034

TS254.1

A

1002-6630（2016）01-0194-04

李茜, 黃偉, 黃蓓. 富硒螺旋藻對急性高脂血癥小鼠血脂水平的影響[J]. 食品科學(xué), 2016, 37(1): 194-197. DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201601034. http://www.spkx.net.cn

LI Xi, HUANG Wei, HUANG Bei. Effect of selenium-enriched Spirulina platensis on serum lipid levels of acute hyperlipidemic mice[J]. Food Science, 2016, 37(1): 194-197. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201601034. http://www.spkx.net.cn

2015-03-05

安徽省科技攻關(guān)項目（1501041177）；安徽大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新課題（KYXL2012038）

李茜（1993—），女，本科生，研究方向為藻類生物學(xué)。E-mail：1721018646@qq.com

*通信作者：黃蓓（1963—），女，教授，博士，研究方向為分子細胞生物學(xué)。E-mail：beihuang@163.com