濃縮山西老陳醋對高脂血癥小鼠血脂及血糖的調(diào)節(jié)作用

丁月娣,閆裕峰,陳亨業(yè),陳福生

(1.江蘇省原子醫(yī)學(xué)研究所,江蘇無錫 214063;2.山西紫林醋業(yè)股份有限公司,山西清徐 030400;3.中南民族大學(xué)藥學(xué)院,湖北武漢 430070;4.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院,湖北省傳統(tǒng)發(fā)酵食品國際科技合作基地,湖北武漢 430070)

隨著生活水平提高,人們飲食結(jié)構(gòu)和生活習(xí)慣的改變,肥胖、高血脂、高血糖等慢性病癥的發(fā)病率不斷增加[1-3]。因肥胖引起的高脂血癥是導(dǎo)致心血管疾病發(fā)生的重要原因之一[4-6],而飲食療法被公認(rèn)為是防治高脂血癥的高效方法[7-8]。食醋,特別是山西老陳醋等谷物醋,因富含對心腦血管等有益的川穹嗪、阿魏酸和苯乳酸等結(jié)構(gòu)和功效明確的健康成分[9],其調(diào)節(jié)血脂和血糖等作用一直是研究熱點[10-11],并開發(fā)出眾多以食醋為主要成分的高附加值的健康食品[12]。但是,由于這些健康成分在食醋中的含量均很低,所以在攝入足夠量的健康成分的同時,往往要攝入過量的醋酸等有機(jī)酸,從而對胃黏膜產(chǎn)生刺激和破壞作用[13]。

本研究以我國四大名醋之一的山西老陳醋為實驗材料,通過真空濃縮,去除部分對胃黏膜副作用較大的醋酸等揮發(fā)性有機(jī)酸,濃縮川穹嗪、阿魏酸和苯乳酸等健康成分,以及氨基酸、維生素和非揮發(fā)性酸等成分[14-16],比較研究了山西老陳醋及其濃縮物對調(diào)節(jié)高脂血癥小鼠的血脂和血糖的功能,該研究結(jié)果為高附加值食醋產(chǎn)品的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

健康清潔級C57BL/6J雄性小鼠 30只,6～7周齡,體重(20±2) g,從常州卡文斯實驗動物有限公司購入;山西老陳醋(手工八年) 山西老陳醋集團(tuán)有限公司;食醋濃縮物 5000 g山西老陳醋55 ℃真空濃縮至1578.53 g,濃縮比31.57%;60 kcal%高脂飼料(D12492) 江蘇省協(xié)同醫(yī)藥生物工程有限責(zé)任公司;Accu-Chek Active血糖試紙 羅氏血糖健康醫(yī)護(hù)公司產(chǎn)品;葡萄糖粉劑 廣西梧州制藥集團(tuán)股份有限公司產(chǎn)品;血清總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)測定試劑盒 上海酶聯(lián)生物科技有限公司。

SpectraMax M5多功能酶標(biāo)儀 美谷分子儀器(Molecular Devices,上海)有限公司;Accu-Chek Active血糖儀 羅氏診斷產(chǎn)品(上海)有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 山西老陳醋及其濃縮物中主要成分的測定 主要成分測定均參考文獻(xiàn)[17]的操作。

1.2.1.1 褐度測定 吸取1.0 mL山西老陳醋置于100 mL容量瓶中,同時吸取1.0 mL醋濃縮液置于250 mL容量瓶中,加水至刻度,取3 mL至玻璃比色皿中測定OD420數(shù)值。

1.2.1.2 酸度測定 采用GB/T 5009.41-2003《食醋衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》中的酸堿滴定法,以酸度計測定pH8.2為滴定終點,結(jié)果以醋酸(g/100 mL)計。

1.2.1.3 氨基總量測定 采用茚三酮比色法[18],以異亮氨酸為標(biāo)準(zhǔn)品,于570 nm下檢測,結(jié)果以異亮氨酸(g/100 mL)計。

1.2.1.4 還原糖測定 采用GB/T 19777-2013《地理標(biāo)志產(chǎn)品山西老陳醋》中的菲林試劑直接滴定法,以葡萄糖為標(biāo)準(zhǔn)品,結(jié)果以葡萄糖(g/100 mL)計。

1.2.1.5 多酚測定 采用Folin-Ciocalteu比色法[19],以沒食子酸為標(biāo)準(zhǔn)品,于765 nm下檢測,結(jié)果以沒食子酸(g/100 mL)計。

1.2.1.6 黃酮測定 采用GB/T 19777-2013《地理標(biāo)志產(chǎn)品山西老陳醋》中的化學(xué)比色法,以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)品,于510 nm下檢測,結(jié)果以蘆丁(g/100 mL)計。

1.2.2 實驗動物飼養(yǎng)及高血脂模型的建立 健康清潔級C57BL/6J雄性小鼠36只,飼喂正?；A(chǔ)飼料,適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后,隨機(jī)分為6組(6只/組):空白對照組(Blank),飼喂基礎(chǔ)飼料;山西老陳醋低劑量組(Vin-L)和高劑量組(Vin-H)及食醋濃縮物低劑量組(Con-L)和高劑量組(Con-H),均為連續(xù)飼喂60 kcal%高脂飼料63 d的高血脂模型組(Vehicle)小鼠。除對照組飼喂基礎(chǔ)飼料外,其余小鼠持續(xù)飼喂60 kcal%高脂飼料,直至實驗結(jié)束。每周記錄1次小鼠體重的變化。

1.2.3 小鼠分組灌胃給藥 高血脂模型建成后(連續(xù)63 d飼喂60 kcal%高脂飼料,平均體重超過對照組5 g以上),每天對受試小鼠灌胃給藥,持續(xù)35 d。山西老陳醋低、高劑量組的給藥量分別為1、4 mL/(kg·bw·d);食醋濃縮物低、高劑量組的給藥量相當(dāng)于4、16 mL/(kg·bw·d)的山西老陳醋,但經(jīng)真空濃縮成食醋濃縮物。具體處理方法與計量見表1。

表1 實驗設(shè)計方案Table 1 Experimental design scheme

1.2.4 測定指標(biāo)及方法 小鼠建模及灌胃給藥期間,每周稱重1次,記錄小鼠的體質(zhì)量;每周補(bǔ)充60 kcal%高脂飼料2次,紀(jì)錄食物攝取情況;在實驗第34 d,禁食14 h,進(jìn)行口服葡萄糖耐量(OGTT)試驗[20],即按2 g/kg的劑量給受試小鼠灌胃20% D-葡萄糖溶液,分別在0、0.5、1.0、2.0 h剪尾取血,用血糖儀測定小鼠血糖水平;在實驗第35 d末次給藥后,小鼠摘除眼球取血,于1.5 mL抗凝管冰上靜置1 h,3000 r/min 4 ℃離心30 min,取上層血漿用于血脂TC、TG及HDL-C的測定[21];取血后頸椎脫臼法處死小鼠,取其生殖器周圍的附睪脂肪稱重,計算脂肪系數(shù)[22-23]:脂肪系數(shù)(%)=(脂肪質(zhì)量/小鼠質(zhì)量)×100。

1.3 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 山西老陳醋及其濃縮物的成分分析

通過常規(guī)化學(xué)方法對山西老陳醋及其濃縮物中主要成分的含量進(jìn)行測定,結(jié)果見表2。山西老陳醋中主要包含有機(jī)酸、糖、氨基酸、多酚和黃酮類等物質(zhì),伴隨55 ℃真空濃縮過程,其含量均有所富集。由于以乙酸為代表的有機(jī)酸具有揮發(fā)性,醋濃縮物中總酸的含量損失最大,達(dá)45.61%。經(jīng)過濃縮,醋濃縮物的褐度反而增加了39.1%,推測在真空濃縮過程中,醋溶液繼續(xù)發(fā)生褐變反應(yīng),使褐變產(chǎn)物進(jìn)一步增加。其他主要成分包括氨基酸、還原糖、多酚和黃酮等物質(zhì),均有部分損失,分別為8.52%、10.28%、14.37%和27.95%,其中黃酮的損失較大。

表2 山西老陳醋及其濃縮物的主要成分Table 2 Main constituents of Shanxi aged vinegar and vinegar concentrate

2.2 山西老陳醋及其濃縮物對小鼠體重的影響

如圖1所示,連續(xù)63 d飼喂60 kcal%高脂飼料,高血脂模型組小鼠相比空白對照組,其體重顯著增加(P<0.05),說明小鼠高血脂模型建模成功。從第64 d開始,對受試小鼠灌胃不同劑量山西老陳醋及其濃縮物,持續(xù)35 d。結(jié)果顯示,各試驗組小鼠的體重增長顯著低于高血脂模型組,說明山西老陳醋及其濃縮物均能有效降低高血脂小鼠的體重,且食醋濃縮物的效果要優(yōu)于山西老陳醋。在灌胃第1周,小鼠體重有明顯下降,推測是小鼠對突然的食醋及其濃縮物的灌胃行為產(chǎn)生的應(yīng)激反應(yīng)。

圖1 山西老陳醋及其濃縮物對小鼠體重的影響Fig.1 Effect of Shanxi aged vinegar and vinegarconcentrate on body weight of mice

2.3 山西老陳醋及其濃縮物對小鼠附睪脂肪質(zhì)量和脂肪系數(shù)的影響

解剖取小鼠生殖器周圍的附睪脂肪稱重,發(fā)現(xiàn)高血脂模型組的附睪脂肪質(zhì)量和脂肪系數(shù)均顯著(P<0.05)高于空白對照組,給小鼠灌胃不同劑量山西老陳醋和食醋濃縮物,給藥小鼠的附睪脂肪質(zhì)量和脂肪系數(shù)較模型組有明顯降低,且與劑量相關(guān)(見表3),說明山西老陳醋和食醋濃縮物均能有效降低高血脂小鼠的體脂含量,且食醋濃縮物的效果要優(yōu)于山西老陳醋。

表3 山西老陳醋及其濃縮物對小鼠附睪脂肪質(zhì)量和脂肪系數(shù)的影響Table 3 Effect of Shanxi aged vinegar and vinegar concentrateon total weight of epididymal fat and fatty coefficient

表4 山西老陳醋及其濃縮物對小鼠血脂水平的影響Table 4 Effect of Shanxi aged vinegar and vinegar concentrate on serum lipid levels in mice

2.4 山西老陳醋及其濃縮物對小鼠血糖的影響

口服葡萄糖耐量試驗(OGTT)是為了觀察空腹及葡萄糖負(fù)荷后各時點血糖的動態(tài)變化,了解機(jī)體對葡萄糖的利用和耐受情況,是診斷糖尿病的重要檢查項目[24]。對高血脂模型小鼠進(jìn)行OGTT檢測,可以判斷山西老陳醋及其濃縮物對小鼠血糖調(diào)節(jié)能力的影響。如圖2所示,與空白對照組相比,高血脂模型組的空腹血糖和餐后2 h血糖均有顯著升高(P<0.05),可見血脂異常引發(fā)小鼠空腹血糖受損和糖耐量減退。

圖2 山西老陳醋及其濃縮物對小鼠血糖調(diào)節(jié)能力的影響Fig.2 Effect of Shanxi aged vinegar and vinegarconcentrate on blood glucose regulation in mice

山西老陳醋低劑量組的空腹血糖高于模型組,并且老陳醋高低劑量組餐后2 h血糖均高于模型組,說明山西老陳醋在調(diào)節(jié)高血脂小鼠血糖方面并沒有獲得預(yù)期效果。食醋濃縮物低劑量組僅略微改善高血脂小鼠的空腹血糖,而高劑量組卻能顯著降低高血脂小鼠的空腹血糖,且兩者均顯著降低高血脂小鼠的餐后2 h血糖,說明食醋濃縮物能有效提高高血脂小鼠對葡萄糖的耐受能力。

2.5 山西老陳醋及其濃縮物對小鼠血脂水平的影響

脂質(zhì)代謝異常會引發(fā)高脂血癥,表現(xiàn)為血清總膽固醇、甘油三酯水平高或高密度脂蛋白水平低[25]。由表4可以看出,與空白對照組相比,高血脂模型組的TC和TG含量均明顯升高且差異極顯著(P<0.05),HDL-C含量顯著降低(P<0.05),表明本次實驗建模成功。山西老陳醋和食醋濃縮物的高低劑量組均能顯著降低小鼠血清TG的含量,且食醋濃縮物的效果優(yōu)于山西老陳醋。同時,山西老陳醋和食醋濃縮物也有效改善了小鼠血清TC和HDL-C指標(biāo),其中高劑量組老陳醋的效果不如低劑量組,高劑量食醋濃縮物的效果要優(yōu)于低劑量組。這些結(jié)果表明,山西老陳醋和食醋濃縮物均能有效調(diào)節(jié)小鼠血脂水平,食醋濃縮物能在一定程度替代山西老陳醋的功效。

3 結(jié)論

對山西老陳醋及其濃縮物進(jìn)行調(diào)節(jié)血脂和血糖的研究,發(fā)現(xiàn)山西老陳醋和食醋濃縮物均能降低高血脂小鼠的體重、附睪脂肪質(zhì)量以及脂肪系數(shù),說明兩者均可緩解高脂飲食引起的肥胖,并且食醋濃縮物的效果要優(yōu)于山西老陳醋;山西老陳醋和食醋濃縮物均降低高血脂小鼠血清中TC和TG含量,有效提高HDL-C水平,表明兩者對高膳食引起的高脂血癥均有改善作用;食醋濃縮物能提高高血脂小鼠對葡萄糖的耐受能力,而山西老陳醋在這方面效果并不明顯,這可能與老陳醋中含有較多的乙酸有關(guān)。綜上所述,山西老陳醋及其濃縮物均具有調(diào)節(jié)血脂和血糖的能力,為避免高濃度醋酸對人體產(chǎn)生不適,將食醋濃縮物取代山西老陳醋開發(fā)成新的保健食品是完全可行的。