不同產(chǎn)地奇亞籽的組分分析及其對腸道收縮推進能力的影響*

苗族康，王桂美，王 丹，王嘉儀，李月舒，龐小剛

山東中醫(yī)藥大學(xué)，山東 濟南 250355

奇亞籽Chia Seed是唇形科鼠尾草屬薄荷類植物芡歐鼠尾草Salvia His panicaL.的種子，2014年我國衛(wèi)生健康委員會（衛(wèi)生計劃生育委員會）將其列為新食品原料，正式批準進入我國市場。研究表明［1-2］，奇亞籽富含脂肪酸、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、維生素、多酚和膳食纖維等多種活性成分，在抗氧化、降血脂、改善心血管等方面發(fā)揮重要作用。奇亞籽中富含脂肪酸，不飽和脂肪酸約占總量的88.79%，其中α-亞麻酸含量最高為59.35%［3］。高濃度的omega-03脂肪酸能有效降低冠心病、高血壓、Ⅱ型糖尿病、自身免疫性疾病和癌癥患病風(fēng)險［4］。奇亞籽的蛋白質(zhì)含量高于其他傳統(tǒng)作物如大麥、玉米、燕麥、小麥、大米等［5］。奇亞籽蛋白包括4種成分，其中球蛋白是主要成分（占52%），白蛋白、谷蛋白和醇溶蛋白比例相當(dāng)，奇亞籽蛋白具有良好的持水性和起泡性［6］。奇亞籽中的可溶性膳食纖維吸水膨脹后形成一種膠狀物質(zhì)，浸泡后食用可以起代餐減肥、持續(xù)供能、潤腸通便作用［7］，無不良反應(yīng)以及抗營養(yǎng)和毒性作用，受到較多關(guān)注。

奇亞籽的原產(chǎn)地為墨西哥南部和危地馬拉等北美洲地區(qū)。為防止物質(zhì)入侵等危害的發(fā)生，現(xiàn)在國內(nèi)市場上奇亞籽均從美洲進口，因種植地理環(huán)境和生長條件等因素的影響，不同產(chǎn)地奇亞籽差異較大，品質(zhì)不一，阻礙了其在新食品等方面的開發(fā)利用?，F(xiàn)根據(jù)奇亞籽的產(chǎn)地分布，選取具有代表性的產(chǎn)于美國（北美）、墨西哥（南美）兩地的奇亞籽進行研究。通過分析兩個不同產(chǎn)地的奇亞籽的營養(yǎng)成分（還原糖、蛋白質(zhì)、脂肪、游離態(tài)脂肪酸）、物理性質(zhì)（膨脹率、黏度），以及對其在體、離體腸管生理特性的比較，為奇亞籽的深加工及多元化應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1奇亞籽美國產(chǎn)奇亞籽（Salvia HispanicaL）、墨西哥產(chǎn)奇亞籽（Salvia HispanicaL）。

1.2 試劑氫氧化鈉、苦味酸、鹽酸、硫酸銅、硫酸鉀、硫酸、硼酸、甲基紅指示劑、溴甲酚綠指示劑、亞甲基藍指示劑、酒石酸鉀鈉、乙酸、冰乙酸、亞鐵氰化鉀、無水乙醚、石油醚、乙酰膽堿（以上試劑均購自上海國藥集團）；鹽酸普萘洛爾（江蘇亞邦愛普森藥業(yè)有限公司）；95%乙醇（利爾康）。

1.3 儀器科偉202型電熱恒溫干燥箱（北京科偉永興儀器有限公司）；可調(diào)溫電爐（北京中科北儀科技有限公司）；FA2204分析天平（上海雙旭電子有限公司）；HH-S4恒溫水浴鍋（江蘇金怡儀器科技有限公司）；高速冷凍離心機（美國Thermo Fisher公司）；NDJ-8S數(shù)字式黏度計（上海衡平儀器儀表廠）；運邦YB-1000A型高速多功能粉碎機（永康市速鋒工貿(mào)有限公司）；MP160多道生理記錄儀（美國Biopac公司）；生物張力傳感器（美國Biopac公司）；HW200S恒溫平滑肌實驗系統(tǒng)（四川泰盟科技有限公司）。

1.4 方法

1.4.1 奇亞籽預(yù)處理 將兩種產(chǎn)地奇亞籽分別用高速粉碎機粉碎，過40目篩，裝罐，密封備用。

1.4.2 還原糖、脂肪及游離態(tài)脂肪酸、蛋白質(zhì)測定 依據(jù)最新食品安全國家標準，對兩種產(chǎn)地奇亞籽中的還原糖、脂肪、游離態(tài)脂肪酸、蛋白質(zhì)含量進行測定［8-10］。

1.4.3 最適泡發(fā)溫度、膨脹率測定 準確稱取1.00 g奇亞籽粉末，置于離心管中，輕輕振蕩使均勻平鋪，記錄干燥時樣品體積。分別加入35 mL，30℃、60℃、100℃的純凈水，振蕩混合均勻。隨時記錄溶液體積變化，記錄達到最大膨脹體積時間，將離心管置于高速離心機中，離心半徑13.5 cm，4500 r/min離心5 min后除去上層水分，記錄物料膨脹后總體積，計算泡發(fā)率。

膨脹率（%）=（最大泡發(fā)后的總體積-干燥樣品體積）/干燥樣品體積×100%

1.4.4 黏度測定 準確稱取1.00 g奇亞籽粉末，置于50 mL干燥燒杯中，分別加入35 mL，30℃、60℃、100℃純凈水至最大泡發(fā)程度，黏度計3號轉(zhuǎn)子60 r/min下測得黏度變化，做黏度變化曲線圖。

1.4.5 消化道平滑肌生理特性 新西蘭白兔，雌雄不限，體質(zhì)量1.8～2.2 kg,適應(yīng)飼養(yǎng)1周，自由飲食,燈光12 h交替照明。禁食24 h，用木棰猛擊其后枕部，使其暈迷，迅速剖腹，剪取胃幽門與十二指腸交界至回盲結(jié)合部的腸管20～30 cm，去除內(nèi)容物及腸系膜制成3～4 cm左右離體腸管標本，浸于含38℃臺氏液浴管中，用生物信號采集處理系統(tǒng)記錄腸管收縮曲線，觀察正常離體腸管自動節(jié)律性收縮運動情況，滴加奇亞籽溶液（1 g奇亞籽粉末溶至50 mL生理鹽水）2 mL，觀察腸管運動節(jié)律變化［11］。

1.4.6 消化道平滑肌作用機制 同“1.4.5”項下操作方法制成3～4 cm左右離體腸管標本，浸于含38℃臺氏液浴管。選取活動性較好的兩段腸管，分別懸掛在張力換能器上，并使其完全浸沒于38℃持續(xù)通氣的臺氏液中，調(diào)節(jié)掛線張弛程度，使兩段腸管均能自主運動，直至腸管收縮曲線穩(wěn)定。分別滴加乙酰膽堿（1 mg溶于0.5 mL純水）20～40μL，普萘洛爾（1 mg溶于0.5 mL純水）20～40μL，滴加奇亞籽溶液（1∶50）2 mL，觀察記錄腸管運動。

1.4.7 在體腸管推進率實驗 將14只雄性昆明小鼠體質(zhì)量（20±2）g禁食12 h后隨機分為空白組和奇亞籽組，用苦味酸標記。空白組以活性炭生理鹽水混懸液0.1 g/mL，每只0.4 mL灌胃；奇亞籽組用奇亞籽生理鹽水混懸液0.05 g/mL（含活性炭0.02 g/mL），每只0.4 mL灌胃。給藥25 min后脫頸椎處死小鼠，打開腹腔分離腸系膜，剪取上端至幽門，下端至回盲部的腸管，置于托盤上。輕輕將小腸拉成直線，測量腸管長度作為“小腸總長度”。從幽門至活性炭炭末前沿的距離作為“炭末在腸內(nèi)推進距離”，計算炭末推進百分率［12］。

炭末推進率（%）=［炭末在腸內(nèi)推進距離（cm）/小腸總長度（cm）］×100%

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法采用SPSS 20.0軟件進行數(shù)據(jù)分析，計量資料以±s表示，多組間比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用LSD檢驗，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 不同產(chǎn)地奇亞籽主要營養(yǎng)成分含量美國產(chǎn)奇亞籽還原糖含量均值為4.08 mg/100 g，墨西哥產(chǎn)奇亞籽還原糖含量均值為4.10 mg/100 g，兩者比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。墨西哥奇亞籽蛋白質(zhì)含量均值為5.019 g/100 g，高于美國奇亞籽蛋白質(zhì)含量均值的3.217 g/100 g（P＜0.05）；墨西哥產(chǎn)奇亞籽脂肪含量均值為9.03 g/100 g，高于美國產(chǎn)奇亞籽脂肪含量均值的4.62 g/100 g（P＜0.05）；美國產(chǎn)奇亞籽游離態(tài)脂肪酸含量均值為30.03 g/100 g，墨西哥產(chǎn)奇亞籽游離態(tài)脂肪酸含量均值為34.48 g/100 g，兩者比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義。見圖1。

圖1 美國及墨西哥產(chǎn)奇亞籽主要營養(yǎng)成分比較

2.2 不同產(chǎn)地奇亞籽膨脹率美國奇亞籽粉末（1∶35）60℃的膨脹率最大，達15.40%。墨西哥奇亞籽粉末（1∶35）60℃和100℃膨脹率最大，均為16.00%。可見，奇亞籽在粉碎后進行沖泡，可大幅度提高其膨脹率；并且，在一定范圍內(nèi)升高溫度可以提高奇亞籽膨脹率。美國奇亞籽粉在泡發(fā)膨脹方面優(yōu)于墨西哥奇亞籽，更易于泡發(fā)。見表1。

表1 美國及墨西哥產(chǎn)奇亞籽不同溫度下膨脹率 %

2.3 不同產(chǎn)地奇亞籽黏度在測量時間段內(nèi)，美國奇亞籽最大黏度為983（mPa·s）。墨西哥奇亞籽最大黏度為1160（mPa·s）。60℃時兩者的黏度均高于30℃和100℃下黏度。美國奇亞籽與墨西哥奇亞籽的黏度大致隨時間延長逐漸增大。文獻研究顯示［13］，食物黏度越高，能延長自身在胃內(nèi)滯留時間，進而產(chǎn)生飽腹感。美國產(chǎn)奇亞籽在各溫度下的黏度均高于墨西哥奇亞籽，說明美國奇亞籽食用后飽腹感維持時間更長。見圖2—3。

圖2 美國產(chǎn)奇亞籽不同溫度下黏度變化

圖3 墨西哥產(chǎn)奇亞籽不同溫度下黏度變化

2.4 不同產(chǎn)地奇亞籽對家兔離體腸管生理特性作用與空白組相比，美國產(chǎn)奇亞籽組、墨西哥產(chǎn)奇亞籽組家兔腸管運動頻率基本無明顯變化，但峰峰值明顯降低，其中美國產(chǎn)奇亞籽最低抑制濃度為2.00 mg/mL，優(yōu)于墨西哥產(chǎn)奇亞籽的最低抑制濃度5.00 mg/mL，見圖4—6。

圖4 美國及墨西哥產(chǎn)奇亞籽對離體腸管收縮頻率的影響（n=3）

2.5 奇亞籽對在體腸管推進率的影響奇亞籽組在體腸道推進率低于空白組（P＜0.001），證明奇亞籽能明顯抑制腸道運動。見圖7。

圖7 奇亞籽對在體腸管推進率的影響

2.6 奇亞籽對家兔離體腸管抑制作用通路分析與空白組相比，加入乙酰膽堿后再加入奇亞籽混合液，腸管的運動頻率無明顯變化，與文獻相符［14］；加入乙酰膽堿后腸管的峰峰值較空白組明顯增加（P＜0.01），再加奇亞籽后腸管峰峰值降低，與空白組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.001）。乙酰膽堿為M受體激動劑，可使腸道平滑肌興奮，促進腸道平滑肌收縮［15］。在乙酰膽堿存在的情況下，奇亞籽仍能起到抑制作用，由此推測，奇亞籽不通過M受體通路發(fā)揮作用。見圖8—10。

圖5 美國產(chǎn)奇亞籽對離體腸管平滑肌舒縮功能的影響

圖6 墨西哥產(chǎn)奇亞籽對離體腸管平滑肌舒縮功能的影響

圖8 乙酰膽堿聯(lián)合奇亞籽對兔離體腸管平滑肌頻率的影響（n=3）

圖9 乙酰膽堿聯(lián)合奇亞籽對兔離體腸管平滑肌峰峰值的影響（n=3）

圖10 乙酰膽堿聯(lián)合奇亞籽對兔離體腸管平滑肌舒縮功能的影響

離體腸管加入普萘洛爾后，腸管的運動頻率基本無變化，加入奇亞籽后也無明顯改變；離體腸管在加入普萘洛爾后，腸管峰峰值顯著增加（P＜0.01），待運動穩(wěn)定后再加奇亞籽溶液，腸管運動無明顯改變。普萘洛爾能通過阻斷腸管上的β受體，興奮腸管平滑肌，使腸管運動幅度加強［16］。在普萘洛爾阻斷β受體的情況下，奇亞籽不再起作用，由此推測奇亞籽是通過興奮β受體通路而抑制腸管運動。見圖11—13。

圖11 普萘洛爾聯(lián)合奇亞籽對兔離體腸管平滑肌頻率的影響（n=3）

圖12 普萘洛爾聯(lián)合奇亞籽對兔離體腸管平滑肌峰峰值的影響（n=3）

圖13 普萘洛爾聯(lián)合奇亞籽對兔離體腸管平滑肌舒縮功能的影響

3 討論

本研究對同品種不同產(chǎn)地的奇亞籽營養(yǎng)成分、物理性質(zhì)以及腸道收縮進行研究，結(jié)果表明，不同產(chǎn)地奇亞籽營養(yǎng)成分存在一定差異性。美國和墨西哥產(chǎn)奇亞籽游離脂肪酸含量均超過30%，說明奇亞籽具有高脂肪特點而且游離脂肪酸含量尤其顯著。美國產(chǎn)奇亞籽水分高于墨西哥奇亞籽；墨西哥產(chǎn)奇亞籽的脂肪和蛋白質(zhì)含量均高于美國產(chǎn)奇亞籽；還原糖、游離態(tài)脂肪酸含量兩產(chǎn)地差異不大。

在同等泡發(fā)溫度下美國產(chǎn)奇亞籽的膨脹率、黏度均優(yōu)于墨西哥產(chǎn)奇亞籽，且在60℃泡發(fā)時粘度表現(xiàn)最好。可知美國產(chǎn)奇亞籽更易于泡發(fā)且成糊性較好。

美國產(chǎn)奇亞籽與墨西哥產(chǎn)奇亞籽均能通過降低腸管運動幅度（峰峰值）來抑制腸管運動。相同條件下美國產(chǎn)奇亞籽對腸管的抑制作用更強。對其抑制機制的進一步探索實驗推測奇亞籽通過興奮β受體產(chǎn)生抑制作用。離體腸管推進率實驗也證明奇亞籽能明顯抑制腸管運動。

通過對不同產(chǎn)地奇亞籽營養(yǎng)物質(zhì)的比較和新功能的研究來發(fā)現(xiàn)奇亞籽應(yīng)用的新方向、新思路，為奇亞籽的應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持。