利用燕麥麩脂肪模擬物制備的發(fā)酵香腸對(duì)大鼠臟器組織的影響

,　,

(1.溫江中學(xué)高2015級(jí)20班,四川成都 611130;2.四川省原子能研究院,四川成都 610101;3.輻照保藏四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川成都 610101;4.德陽特驅(qū)家禽養(yǎng)殖有限公司,四川德陽 618100)

發(fā)酵香腸是指將絞碎的肉和動(dòng)物脂肪同糖、鹽、發(fā)酵劑和香辛料等混合灌進(jìn)腸衣,經(jīng)微生物發(fā)酵而制成的具有穩(wěn)定的微生物特性和典型的發(fā)酵香味的肉制品,因其口味鮮美、營(yíng)養(yǎng)豐富、易于貯藏、食用方便而深受消費(fèi)者青睞[1]。然而發(fā)酵香腸中脂肪含量高達(dá)25%～45%[2],流行病學(xué)及實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)研究結(jié)果表明,膳食中脂肪的攝入量與肥胖、動(dòng)脈粥樣硬化、乳腺癌、結(jié)腸癌和前列腺癌等有顯著的正相關(guān)性[3-4],特別是含有大量飽和脂肪酸的動(dòng)物脂肪,被認(rèn)為是引起這些疾病的直接原因。因此,為了降低香腸中脂肪含量，不影響其感官特性,脂肪模擬物成了近年來的研究熱點(diǎn)。Ruiz-Capllas等[5]以魔芋膠為原料,研究0%、50%、80%的魔芋膠對(duì)干式發(fā)酵香腸的品質(zhì)影響,結(jié)果表明,重量損失、pH、持水力受脂肪減少量和儲(chǔ)藏時(shí)間的影響較大(p<0.05),魔芋膠模擬量的增加可有效降低24.5%的熱量值,膽固醇含量明顯減少,對(duì)產(chǎn)品感官特征無不良影響。Campagol等[6]以非結(jié)晶纖維素凝膠為原料,探究不同脂肪模擬物添加量(25%、50%、75%、100%)對(duì)發(fā)酵香腸的影響,結(jié)果表明,添加50%以上的模擬物可明顯降低45%的揮發(fā)性物質(zhì)含量和15%的膽固醇含量。縱觀國(guó)內(nèi)外的研究發(fā)現(xiàn),脂肪模擬物較多的應(yīng)用在乳化香腸中,在干發(fā)酵香腸上的研究較少,且在國(guó)內(nèi)還鮮見報(bào)道。本研究在前期優(yōu)化的OBFS的配方及加工工藝[7]的基礎(chǔ)上,制作了在感官品質(zhì)上與傳統(tǒng)干發(fā)酵香腸差異不顯著的燕麥麩脂肪模擬物發(fā)酵香腸。

中醫(yī)認(rèn)為,燕麥味苦、性干,可治虛汗,能預(yù)防多種疾病?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)界經(jīng)過大量的臨床觀察和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)了燕麥麩具有降低膽固醇和血糖,以及抗氧化、預(yù)防結(jié)腸癌等多種保健功能。Malkki[8]研究發(fā)現(xiàn)給大鼠飼喂含燕麥麩的混合飼料可以降低血清中總膽固醇(total cholesterol,TC)和甘油三酯(triglyceride,TG)水平,同時(shí)降低大鼠肝臟質(zhì)量,由此說明燕麥麩具有降血脂和促進(jìn)肝臟脂肪代謝的作用。張民[9]等以燕麥麩為原料提取燕麥醇提物、燕麥膠,研究對(duì)營(yíng)養(yǎng)性肥胖大鼠的體重、體脂、內(nèi)臟指數(shù)的影響,結(jié)果表明,燕麥膠和燕麥醇提物協(xié)同作用可顯著降低肥胖大鼠的體重(p<0.01)、脂肪指數(shù)(p<0.05),同時(shí)改善在造模過程中受到損害的各臟器功能。綜上所述,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)燕麥麩功能性的研究大多集中在單一功能因子,未見將其用于肉制品,探究該肉制品是否具有燕麥麩具有的功效。本研究將燕麥麩制備成脂肪模擬物應(yīng)用到發(fā)酵香腸中,探究該發(fā)酵香腸對(duì)大鼠臟器組織的影響,以期為功能性發(fā)酵香腸的開發(fā)應(yīng)用提供參考依據(jù)。

1　材料與方法

1.1　材料與儀器

腐生葡萄球菌(S.Staphylococcus)、戊糖片球菌(Pediocossuspentosaceus)、植物乳桿菌(Lactobacillusplantarum)均由四川農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院肉品研究室從傳統(tǒng)四川香腸中分離得到[10-11],將兩種乳酸菌接種到液體MRS培養(yǎng)基中,將葡萄球菌接種到液體MSA培養(yǎng)基中,在37 ℃條件下活化12 h,活化兩次后備用;新鮮豬后腿肉、辣椒、花椒等調(diào)味料雅安農(nóng)貿(mào)市場(chǎng);燕麥麩山西大同市榮康糧油有限公司;羊腸衣譚氏百盛食品企業(yè);高溫α-淀粉酶40000 U/g,上海源葉生物科技有限公司;SPF級(jí)SD大鼠雄性,4周齡,體重(70±2) g,由達(dá)碩實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供,動(dòng)物許可號(hào)SCXK(川)2015-030。

JA1203型電子天平上海越平科學(xué)儀器有限公司;DZKW-4電子恒溫水浴鍋北京中興偉業(yè)儀器有限公司;LGJ-18S冷凍干燥機(jī)寧波新藝超聲設(shè)備有限公司;HR-02多功能粉碎機(jī)上海哈瑞斯電器有限公司;LHS-250SC型恒溫恒濕培養(yǎng)箱上海榮豐科學(xué)儀器有限公司;DHG29345A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱上海一恒公司;PHS-3C型酸度計(jì)上海儀點(diǎn)科學(xué)儀器股份有限公司;SW-GJ-IFD 型超凈工作臺(tái)蘇凈集團(tuán)泰安公司;SZF-06CZ脂肪測(cè)定儀杭州吉沃科技有限公司;OLYMPUS-CX31型顯微鏡北京瑞科中儀科技有限公司。

1.2　實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1燕麥麩凍干粉的提取燕麥麩→過40目篩→加水調(diào)漿(料液比1∶15)→均質(zhì)→攪拌提取(80 ℃,30 min)→酶解(使用50 mg/L的氯化鈣溶液稀釋100倍后的高溫α-淀粉酶,4.8 U/g,90 ℃,10 min)→高壓蒸煮滅酶(121 ℃,10 min)→離心(6000 r/min,5 min)→上清液→冷凍干燥(-30 ℃,1 Pa,24 h)→燕麥麩提取物凍干粉[12]

通過以上方法得到的燕麥麩凍干粉水分含量為2.78%,粗纖維含量為0.9%,蛋白質(zhì)含量為22.69%,粗脂肪含量為9.99%,灰分含量為2.33%,β-葡聚糖含量為13.95%[7]。

1.2.2燕麥麩脂肪模擬物的制備參考Capillas[5]的方法,將5 g魔芋膠溶于64.8 g的水中,攪拌均勻,加入1 g卡拉膠后混勻;稱取3 g燕麥麩提取物凍干粉加入到16.2 g的水中,混合均勻后加入到上述魔芋膠與卡拉膠的混合物中,攪拌均勻后加入10%橄欖油,攪拌均勻后冷卻到10 ℃;向上述混合物中加入10%的氫氧化鈣溶液1%,混合均勻;將上述溶膠體倒入方形模具中,手動(dòng)壓出空氣,并將其儲(chǔ)存在(2±2) ℃。

1.2.3發(fā)酵香腸的制備分別制備傳統(tǒng)發(fā)酵香腸(TFS,精瘦肉70%、豬皮下脂肪30%)與燕麥麩脂肪模擬物發(fā)酵香腸(OBFS,精瘦肉70%、豬皮下脂肪10.5%、燕麥麩脂肪模擬物19.5%)2種發(fā)酵香腸。其他輔料添加量相同:食鹽2.3%,白砂糖1.0%,白酒1.0%,辣椒粉1.2%,黑胡椒0.02%,花椒0.4%,十三香0.05%,大蒜粉0.05%,葡萄糖0.01%,硝酸鈉0.025%,亞硝酸鈉0.0075%。

發(fā)酵香腸制作工藝流程[13]:原料肉→預(yù)處理→切丁→4 ℃下腌制4 h→攪拌→接種(107cfu/mL已活化的菌種)→灌腸→發(fā)酵(溫度20 ℃,相對(duì)濕度75%,發(fā)酵12 h)→成熟(溫度13 ℃,相對(duì)濕度60%,熟化4 d)→干燥(溫度55 ℃,干燥22 h)→成品

通過以上工藝制備出TFS的能量值為5.81 kJ/g,脂肪含量為39.15%,蛋白質(zhì)含量為24.62%;OBFS的能量值為3.93 kJ/g,脂肪含量為31.27%,蛋白質(zhì)含量為34.04%[7]。

1.2.4實(shí)驗(yàn)動(dòng)物飼料配方對(duì)照組:飼喂100%基礎(chǔ)飼料;5% TFS組:飼喂TFS添加量為5%的混合飼料;5% OBFS組:飼喂OBFS添加量為5%的混合飼料;10% TFS組:飼喂TFS添加量為10%的混合飼料;10% OBFS組:飼喂OBFS添加量為10%的混合飼料;20% TFS組:飼喂TFS添加量為20%的混合飼料;20% OBFS組:飼喂OBFS添加量為20%的混合飼料。各組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物飼料配方及飼料的基礎(chǔ)理化指標(biāo)見表1。

1.2.5實(shí)驗(yàn)分組119只大鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)7 d后隨機(jī)分成7組[14],即對(duì)照組、5% TFS組、5% OBFS組、10% TFS組、10% OBFS組、20% TFS組、20% OBFS組;17只/組,單籠喂養(yǎng);連續(xù)飼喂9周,飼養(yǎng)期間,動(dòng)物房溫度控制在(23±2) ℃,濕度60%以及12 h晝夜交替;實(shí)驗(yàn)期間自由攝食、自由飲水。

1.2.6臟器組織采集脫臼處死,解剖取心臟、肝臟、脾臟、腎臟及睪丸,用生理鹽水洗去血污,濾紙吸干,記錄各臟器組織重量;用剪刀沿大鼠肝臟最大葉距邊緣5 mm處剪取部分肝臟組織,放于4%多聚甲醛溶液中固定保存,進(jìn)行肝臟病理切片觀察。

1.2.7臟體比的測(cè)定

1.2.8大鼠肝臟粗脂肪含量的測(cè)定肝臟烘干至恒重,充分研磨細(xì)碎,用濾紙包好,棉線扎牢精確稱重,置于索氏抽提器中用60 ℃石油醚抽提2 h,抽提后再將濾包烘干精確稱重[15]。

式中:RF(Raw Fat)-肝臟中粗脂肪的含量(%);W1-抽提前濾紙包的重量(g);W2-抽提后濾紙包的重量(g);S-肝臟樣品干重(g)。

1.2.9大鼠肝臟病理組織學(xué)檢查取1.2.6中制備的肝臟樣品,石蠟包埋、切片、H.E染色,光鏡下觀察[16]。

1.3　數(shù)據(jù)處理

2　結(jié)果與分析

2.1　燕麥麩脂肪模擬物發(fā)酵香腸對(duì)大鼠臟體比的影響

臟體比又稱臟器系數(shù),能反映實(shí)驗(yàn)動(dòng)物總的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)和內(nèi)臟的病變情況，和脂質(zhì)積累情況。正常狀態(tài)下,臟體較為恒定,當(dāng)接觸到的某些外來物質(zhì)時(shí),臟器重量將發(fā)生改變,臟器系數(shù)也隨之發(fā)生變化[17]。由表2可知,添加量為5%、10%、20%的TFS組和OBFS組的心臟、肝臟、脾臟、腎臟、睪丸與體重的比值與對(duì)照組相比均無顯著性差異(p>0.05);與TFS組相比,5%、10%、20% OBFS組的脾臟與體重的比值均分別高于5%、10%、20% TFS組,但差異不顯著(p>0.05)。

表2　燕麥麩脂肪模擬物發(fā)酵香腸對(duì)大鼠臟體比的影響結(jié)果(n=3)Table 2　Effect of OBFS on the ratio of viscue to body weight of male SD rat(n=3)

注：同列不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05);表3同。

脾臟是動(dòng)物重要的免疫器官,抗原經(jīng)脾臟巨噬細(xì)胞處理后經(jīng)T細(xì)胞發(fā)動(dòng)特異性免疫。5%、10%、20% OBFS組的脾臟與體重的比值均分別高于5%、10%、20% TFS組(p>0.05),這與Mingming Xiong等[18]的研究結(jié)果一致,其原因可能是OBFS中添加的燕麥麩中含有可溶性膳食纖維所致。林德榮等[19]的研究結(jié)果表明,小鼠脾臟/體重與可溶性膳食纖維含量呈正相關(guān),可溶性膳食纖維含量越高,小鼠脾臟越發(fā)達(dá),由此推測(cè)膳食纖維具有增強(qiáng)機(jī)體免疫功能的作用。

由此說明,傳統(tǒng)發(fā)酵香腸與燕麥麩脂肪模擬物發(fā)酵香腸對(duì)大鼠心臟、肝臟、脾臟、腎臟和睪丸等臟器組織無明顯影響。

2.2　燕麥麩脂肪模擬物發(fā)酵香腸對(duì)大鼠肝臟粗脂肪含量的影響

肝臟是體內(nèi)脂肪代謝的主要器官,一旦肝臟被損傷,機(jī)體的脂肪代謝將會(huì)發(fā)生異常[20]。近年來,由飲食所致的非酒精性脂肪肝成為臨床上常見的疾病,而且這種肝臟的脂肪變性難以在短期內(nèi)逆轉(zhuǎn),甚至長(zhǎng)期進(jìn)展可以發(fā)展為脂肪型肝炎及肝硬化,其比較理想的治療方法是食物治療法[21],通過改變患者的不良生活習(xí)慣和飲食結(jié)構(gòu),從而達(dá)到防治脂肪肝的效果。

本實(shí)驗(yàn)解剖觀察發(fā)現(xiàn),各組大鼠肝臟體積差異不明顯,但5% TFS組、10% TFS組、20% TFS組和20% OBFS組的大鼠肝臟較軟,研磨后呈現(xiàn)明顯的油浸狀,色較深;而對(duì)照組,5% OBFS組和10% OBFS組的肝較硬,研磨后的粉末呈干粉狀,色較淺;采用索氏抽提法測(cè)定各組粗脂肪含量,結(jié)果見表3。

從表3可知,5%、10%、20% TFS組和5%、10%、20% OBFS組的肝臟粗脂肪含量均高于對(duì)照組,且隨著TFS含量的增加,肝臟中粗脂肪含量逐漸升高,但差異均不顯著(p>0.05),這可能是由于飼喂TFS組和OBFS組的飼料中含有較高的脂肪,且大部分脂肪為動(dòng)物脂肪含量所致。5%、10%、20% TFS組和5%、10%、20% OBFS組的脂肪含量分別是114.4、139.7、182.3、111.5、125.7、145 g/kg,而對(duì)照組脂肪含量?jī)H為96.9 g/kg;5%、10%、20% OBFS組的粗脂肪含量分別低于5%、10%、20% TFS組,其抑制率分別為4.22%、8.86%、5.05%,說明OBFS相比TFS具有調(diào)節(jié)肝臟脂代謝紊亂,預(yù)防脂肪肝形成的作用,這與朱瑩瑩[22]研究結(jié)果一致,這可能是OBFS中添加的燕麥麩中含有的β-葡聚糖所致的,王瑩[23]的研究結(jié)果表明,β-葡聚糖能夠抑制肥胖傾向大鼠體重增長(zhǎng),降低血清TC及脂肪含量,改善非酒精性脂肪肝,減少肝損傷。

綜上可得,發(fā)酵香腸會(huì)導(dǎo)致大鼠肝臟脂肪含量升高,且與TFS的添加量呈正相關(guān);OBFS各組粗脂肪的含量均低于添加量相同的TFS組,且添加量為10%時(shí),抑制率最高。

表3　燕麥麩脂肪模擬物發(fā)酵香腸對(duì)大鼠肝臟粗脂肪含量的影響結(jié)果(n=3)Table 3　Effect of OBFS on the content of raw fat in the liver of male SD rat(n=3)

注：抑制率是同等添加量下,OBFS與TFS相比,OBFS對(duì)大鼠肝臟粗脂肪含量影響,-表示不測(cè)定。

2.3　燕麥麩脂肪模擬物發(fā)酵香腸對(duì)大鼠肝臟病理切片的觀察

石蠟切片法是將組織經(jīng)過固定、脫水、浸蠟等操作處理,用石蠟浸入組織,包埋形成蠟塊,再把蠟塊切成適宜厚度薄片的技術(shù),是目前臨床、科研應(yīng)用最廣泛的切片技術(shù)[24]。

從圖1可知,對(duì)照組大鼠肝小葉結(jié)構(gòu)完整,未見增生及假小葉形成,小葉中央靜脈未見淤血,肝細(xì)胞未見變性及壞死;也未見肝細(xì)胞增生、纖維化,肝細(xì)胞內(nèi)及細(xì)小膽管內(nèi)無膽汁淤積,未見各類細(xì)胞浸潤(rùn),匯管區(qū)無明顯擴(kuò)大及纖維結(jié)締組織增生,小葉間膽管無擴(kuò)張及增生,被膜完整,未見增厚及滲出(圖1a)。5% TFS組大鼠肝小葉結(jié)果正常,肝細(xì)胞輕度水腫,肝細(xì)胞嗜堿性小體完好,可見中度局灶狀脂肪變性(圖1b);5% OBFS組大鼠肝小葉結(jié)果正常,肝細(xì)胞輕度水腫,肝細(xì)胞嗜堿性小體完好,可見中度局灶狀脂肪變性,脂肪變性程度較5% TFS嚴(yán)重(圖1c)。10% TFS組大鼠肝小葉結(jié)果正常,肝細(xì)胞輕度水腫,肝細(xì)胞嗜堿性小體完好,可見中度局灶狀脂肪變性,脂肪變性程度較5% TFS嚴(yán)重(圖1d);10% OBFS組大鼠肝小葉結(jié)果正常,肝細(xì)胞輕度水腫,肝細(xì)胞嗜堿性小體完好,可見中度局灶狀脂肪變性,但脂肪變性程度較5%OBFS組輕(圖1e)。20% TFS組大鼠肝小葉結(jié)果正常,肝細(xì)胞輕度水腫,肝細(xì)胞嗜堿性小體完好,可見中度局灶狀脂肪變性,病變基本同10% TFS組(圖1f);20% OBFS組大鼠基本正常,同對(duì)照組(圖1g)。

圖1　燕麥麩脂肪模擬物發(fā)酵香腸對(duì)大鼠肝臟的影響Fig.1　Effect of oat bran fat analog fermented sausage administration on rat liver注:a:對(duì)照組;b:5% TFS組;c:5% OBFS組;d:10% TFS組;e:10% OBFS組;f:20% TFS組;g:20% OBFS組。

細(xì)胞水腫是細(xì)胞損傷中最常見的早期的輕度損傷,肝細(xì)胞輕度水腫時(shí)呈胞質(zhì)疏松化;脂肪變性是指非脂肪細(xì)胞的胞質(zhì)內(nèi)出現(xiàn)明顯脂滴,因脂質(zhì)代謝在肝細(xì)胞中進(jìn)行,故肝脂肪變性最為常見,其在病理切片觀察時(shí),在大部分肝細(xì)胞漿內(nèi)可見大小不一的圓形脂肪空泡[25],這是由于脂肪在肝臟內(nèi)沉積,經(jīng)切片處理后在光鏡下呈現(xiàn)空泡狀[26]。根據(jù)肝臟病理切片的觀察結(jié)果顯示,可知除對(duì)照組和20% OBFS組之外,其余組的肝細(xì)胞均出現(xiàn)輕度水腫和中度局灶狀脂肪變性的現(xiàn)象,說明TFS添加量為5%、10%、20%,OBFS添加量為5%、10%時(shí)均對(duì)大鼠肝臟造成了一定的損傷,這可能時(shí)因?yàn)門FS和OBFS 中含有大量動(dòng)物脂肪所致;而當(dāng)OBFS添加量為20%時(shí),大鼠肝臟無損傷,同時(shí),隨著OBFS添加量的增加,大鼠肝臟脂肪變性程度逐漸降低,這可能與發(fā)酵香腸添加含量增加,燕麥β-葡聚糖含量增加有關(guān),這與汪海波[27]、裴素萍等[28]的研究結(jié)果相似。

病理組織學(xué)結(jié)果表明,相比于傳統(tǒng)發(fā)酵香腸,燕麥麩脂肪模擬物發(fā)酵香腸添加量為20%時(shí),對(duì)大鼠脂肪肝有較強(qiáng)的預(yù)防作用。

3　結(jié)論

大鼠臟體比結(jié)果顯示,添加量為5%、10%、20%的TFS組和OBFS組的心臟、肝臟、脾臟、腎臟、睪丸與體重的比值與對(duì)照組相比均無顯著性差異(p>0.05),由此說明發(fā)酵香腸對(duì)大鼠心臟、肝臟、脾臟、腎臟和睪丸等臟器組織無明顯影響;肝臟粗脂肪結(jié)果顯示,5%、10%、20% TFS組和BFS組的肝臟粗脂肪含量均高于對(duì)照組,且隨著TFS含量的增加,肝臟中粗脂肪含量逐漸升高,但差異均不顯著(p>0.05);由此說明發(fā)酵香腸會(huì)導(dǎo)致大鼠肝臟脂肪含量升高,且與TFS的添加量呈正相關(guān);肝臟病例切片結(jié)果顯示,除對(duì)照組和20% OBFS組之外,其余組的肝細(xì)胞均出現(xiàn)輕度水腫和中度局灶狀脂肪變性的現(xiàn)象,由此說明,相比于TFS而言,OBFS具有預(yù)防脂肪肝形成的作用,且添加為20%時(shí),抑制效果最明顯。

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