玉米皮膳食纖維對高脂家兔血膽固醇的影響

馬溪遙，劉 澤，李 娜，武永科，祝 福，馬浩銘，杜 娟

（延安大學 醫(yī)學院，陜西 延安 716000）

0 引言

高脂血癥（Hyperlipidaemia，HLP）是血液脂質(zhì)成分異常增高引起的疾病，具有知曉率低、治愈率低、控制率低等特點[1]。近年來，隨著人們生活方式和飲食結(jié)構(gòu)的改變，高血脂癥患病率明顯增加。如何有效降低血液脂質(zhì)成分已成為當下亟待解決的問題。有研究結(jié)果表明，高脂患者尤其是心血管疾病高風險患者在接受降脂藥物治療后，仍存在血脂代謝紊亂[2]。臨床高脂血癥治療制劑如他汀類藥物、貝特類及膽汁酸螯合劑Cholestyramine和Colestipol等，雖然治療效果明顯，但存在胃腸道、肝腎的不良反應(yīng)。目前，新一代降膽固醇藥物前蛋白轉(zhuǎn)化酶枯草溶菌素9（PCSK9）抑制劑已引起世界各國廣泛關(guān)注，其研究尚在逐步深入。因此，更多高脂血癥治療藥物和方法的發(fā)現(xiàn)對治療高脂血癥具有重要意義。

膳食纖維（Dietary Fiber，DF）是指不易被消化酶消化的多糖類成分，與人類健康密切相關(guān)，被稱為第七類營養(yǎng)素[3]。20世紀70年代，基于大量流行病學研究結(jié)果[4-5]，研究人員發(fā)現(xiàn)麥麩等富含膳食纖維的粗糧食物可以有效防治糖尿病、肥胖、心血管疾病、便秘、結(jié)腸癌等疾病。而臨床研究結(jié)果也顯示，以上疾病的發(fā)生發(fā)展與膳食纖維攝入量日趨減少有關(guān)[6]。在玉米膳食纖維的研究中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)淀粉酶處理后得到的玉米皮膳食纖維結(jié)構(gòu)良好，含量較高且具有吸附膽酸鹽的生理功能。我國玉米資源豐富，但與國外相比，玉米皮深加工方面較為滯后[7-9]。促進玉米皮膳食纖維的加工和利用、開發(fā)玉米皮保健產(chǎn)品、調(diào)整膳食結(jié)構(gòu)，不僅可以提高玉米皮的經(jīng)濟價值，也有助于防治高血脂癥等慢性病。

1 材料與方法

1.1 材料

家兔，延安大學實驗動物飼養(yǎng)中心提供；玉米皮，河北省飼料廠提供；基礎(chǔ)飼料，延安大學實驗動物飼養(yǎng)中心提供；α-淀粉酶、中性蛋白酶、糖化酶、膽固醇、豬油、蛋黃粉、總膽固醇、甘油三酯測定試劑盒。

1.2 試驗方法

1.2.1 玉米皮膳食纖維的制備與改性

玉米皮可溶性膳食纖維制備流程：

①中性蛋白酶、α-淀粉酶和糖化酶；

②玉米皮粉碎過篩后酶解；

復合纖維素酶和木聚糖酶

↑

①+②→離心→沉淀物改性→離心后上清液蒸餾離心→乙醇沉淀后真空干燥→粉碎制得SDF。

玉米皮表面的蛋白質(zhì)和淀粉去除：玉米皮水洗2遍后瀝水，低溫干燥，粉碎過80目篩。脫水后，用70%乙醇，料液比1∶15，振蕩提取1 h，干燥備用。原料預(yù)處理完成后，調(diào)節(jié)pH值7.5，加入0.6%中性蛋白酶，42℃條件下水浴攪拌3.5 h（120 r/min），最大限度去除蛋白質(zhì)。調(diào)節(jié)pH值5.5，加入總量為0.3%的中溫α-淀粉酶和糖化酶（1∶1），55℃條件下水浴攪拌1 h（120 r/min）。100℃下水浴滅酶10 min，離心收集沉淀物，烘干粉碎。由此制得玉米皮不溶性膳食纖維（IDF）。選用復合纖維素酶和木聚糖酶，這2種酶的作用條件有相交區(qū)間，故酶解時考慮采用同一條件同時添加進行改性制備。將脫蛋白、脫淀粉后的玉米皮IDF按1∶15的料液比加水，調(diào)節(jié)溫度和pH值，加入復合纖維素酶和木聚糖酶，水浴攪拌（120 r/min），酶解特定時間后，100℃下水浴滅酶10 min。由此制得玉米皮可溶性膳食纖維（SDF）[10]。

1.2.2 動物飼料的配置

正常飲食組（空白組）飼料：飼養(yǎng)場基礎(chǔ)飼料；高脂飲食組（高脂對照組）飼料：78.8%基礎(chǔ)飼料、1%膽固醇、10%蛋黃粉、10%豬油；試驗組飼料：高脂飲食+5%玉米皮膳食纖維組，高脂飲食+15%玉米皮膳食纖維組，高脂飲食+30%玉米皮膳食纖維組。

1.2.3 動物分組及處理

家兔適應(yīng)性飼養(yǎng)1周后，稱重，按體重分層隨機分為5組，分別為正常飲食組（空白組）、高脂飲食組（高脂對照組）、高脂飲食+5%玉米皮膳食纖維組、高脂飲食+15%玉米皮膳食纖維組、高脂飲食+30%玉米皮膳食纖維組，每組2只，常規(guī)飼養(yǎng)。除空白組正常飼料喂養(yǎng)外，各組動物預(yù)先以高脂飼料喂養(yǎng)4周，建模成功后，膳食纖維組在高脂飼料的基礎(chǔ)上添加低、中、高劑量SDF（5%，15%，30%）飼喂10周，分別于0，3，6，10周測定其血清總膽固醇（TC）水平，探究玉米皮膳食纖維對家兔血清膽固醇的影響。試驗總周期為15周。

1.2.4 測定指標

測定家兔血膽固醇水平時，取血清0.1 mL置于帶塞試管中，向管中沖入異丙醇2.5 mL，使沉淀呈細粒狀。加入氧化鋁0.4 g，加塞振搖數(shù)次后置60℃下水浴1～2 min，然后于漩渦式混合器上混合15 s或手搖2 min，離心留上清液備用。依上法同樣處理標準液，留離心上清液備用?；旌虾笏?5 min。取出冷卻，于波長540 nm以空白調(diào)零比色，讀取各管光密度值。

各管光密度值見表1。

表1 各管光密度值 /mL

1.3 統(tǒng)計學處理

采用SPSS19.0軟件處理，試驗數(shù)據(jù)以平均數(shù)±標準差（X±s）表示，組間差異采用t檢驗，p＜0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 一般狀態(tài)

試驗過程中，有2只家兔因無法適應(yīng)新環(huán)境，精神萎靡，大小便出現(xiàn)異常，其余各組家兔精神狀態(tài)良好，飲食飲水正常，一般活動、毛色、糞便及分泌物未見異常變化。

2.2 高脂飼料和玉米皮膳食纖維對家兔體重變化的影響

試驗期間各組家兔體重變化無差異（p＞0.05）。玉米皮可溶性膳食纖維對高脂血癥家兔體重變化的影響見表2。

表2 玉米皮可溶性膳食纖維對高脂血癥家兔體重變化的影響

2.3 玉米皮可溶性膳食纖維對家兔心臟和肝臟的影響

試驗結(jié)束后，解剖摘取家兔的心臟和肝臟，肉眼觀察發(fā)現(xiàn)，空白組家兔心臟大小及顏色均正常，肝臟顏色紅潤、質(zhì)地柔軟、體積始終、彈性較好；高脂對照組家兔心臟脂肪層增加，肝臟部分呈粉紅色，彈性較差；除低劑量組家兔心臟和肝臟的外觀與高脂對照組無明顯差異外，中、高劑量膳食纖維組家兔心臟和肝臟均有不同程度的恢復，但與正常組相比，心臟脂肪層明顯增加。

各試驗組家兔心臟及肝臟見圖1。

圖1 各試驗組家兔心臟及肝臟

2.4 玉米皮可溶性膳食纖維對家兔血脂的影響

與高脂飲食對照組相比，各不同劑量膳食纖維試驗組家兔TC水平變化在SDF添加第3周、第6周無明顯差異（p＞0.05），但在SDF添加第10周顯著降低（p＜0.01）。與空白組相比，低、中、高劑量組家兔TC水平均有不同程度升高（p＞0.05）。

3 討論

已有大量試驗證實，膳食纖維可有效控制血清總膽固醇（TC）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白（LDL-C），改善脂質(zhì)代謝紊亂。李來好等人[11]研究表明，食用麒麟菜膳食纖維可顯著抑制高脂飲食引起的TC、TG和LDL-C上升。李春明等人[12]證實了果膠可以調(diào)節(jié)高脂血癥大鼠的血脂。有文獻報道[13]，玉米皮能增加人體排便量，有降低機體血脂的趨勢。動物試驗中，各膳食纖維試驗組家兔的排便量明顯增加，與文獻報道試驗相符。目前，認為玉米皮膳食纖維降血膽固醇的作用機制是多方面的[14-18]，玉米皮膳食纖維可以降低脂代謝相關(guān)酶活性，減少膽固醇的吸收，并且阻滯膽汁酸的重吸收，阻斷膽固醇的腸肝循環(huán)，促進更多膽固醇轉(zhuǎn)化為膽汁酸。同時，玉米皮膳食纖維可以在小腸中束縛膽酸鹽，促進短鏈脂肪酸的產(chǎn)生，抑制膽固醇的合成，促進膽固醇的排出。

膳食結(jié)構(gòu)與人體健康的關(guān)系十分密切，對高脂血癥的防治有著重要的意義。飲食治療和藥物控制仍然是治療高脂血癥的主要方法。雖然藥物治療高脂血癥效果明顯，但藥物存在胃腸道、肝腎等不良反應(yīng)。通過調(diào)整膳食結(jié)構(gòu)進行飲食治療，不僅可以減輕長期大量用藥帶來的經(jīng)濟負擔，還可以避免過量藥物產(chǎn)生的毒副作用。我國人口老齡化問題日益凸顯，心血管疾病、糖尿病和便秘等老年慢性疾病的預(yù)防十分迫切。因此，研究玉米皮膳食纖維降血脂的作用及機制具有重要的現(xiàn)實意義。

4 結(jié)論

以玉米皮為原料，酶解去除玉米皮表面淀粉和蛋白質(zhì)，改性制備玉米皮可溶性膳食纖維。通過飼喂高脂飼料構(gòu)建高脂血癥家兔模型，建模成功后，正常飼料中添加不同劑量玉米皮SDF，于不同時間段測定其TC水平，并于試驗結(jié)束后解剖觀察家兔心臟和肝臟標本變化。試驗發(fā)現(xiàn)，玉米皮SDF可以增加家兔排便量，各不同劑量膳食纖維試驗組家兔TC水平在SDF添加第3周、第6周無明顯差異（p＞0.05），但在SDF添加第10周顯著降低（p＜0.01）。與空白組相比，低、中、高劑量組家兔TC水平均有不同程度升高（p＞0.05）。家兔心臟及肝臟標本顯示，玉米皮SDF可以減輕高血脂對心臟和肝臟產(chǎn)生的影響。試驗結(jié)果表明，玉米皮可溶性膳食纖維可以降低高脂飼料飼喂導致的高脂血癥家兔的血膽固醇水平，提示長期玉米皮膳食攝入可有效降低血液脂質(zhì)。然而，因動物倫理、試驗條件限制，研究所用動物數(shù)量較少，試驗周期較短，研究未對不同玉米皮SDF攝入量降低家兔血脂的機制進行更深入的探究。未來，試驗將在進一步擴大樣本量和延長實驗周期確定研究結(jié)果的同時，對玉米皮SDF攝入降低家兔血脂的機制做更深入的研究，以期為玉米皮加工應(yīng)用于高血脂治療提供理論依據(jù)。