抗性淀粉安全性探析

王福標(biāo)，莫權(quán)挺

（廣西農(nóng)墾明陽(yáng)淀粉發(fā)展有限公司，廣西南寧 530226）

抗性淀粉因難以在健康人體的小腸中得到充分的消化吸收，卻能在結(jié)腸中得到發(fā)酵重吸收，被列為新型膳食纖維。自其被定義以來(lái)，就成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)話題。抗性淀粉生理功效豐富，在飼料、食品、保健醫(yī)療方面潛力巨大，理論上而言，抗性淀粉無(wú)毒且安全，但尚未經(jīng)過(guò)實(shí)證，有待考量。本文對(duì)抗性淀粉的食品安全性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，為其在諸多領(lǐng)域的應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)[1]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

抗酶解天然淀粉（R32）；基礎(chǔ)飼料：玉米、小麥麩、骨粉、面粉（自制玉米抗性淀粉）。

1.2 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

SPF級(jí)昆明種小鼠，動(dòng)物中心飼養(yǎng)，飼養(yǎng)溫度為24 ℃，相對(duì)濕度為65%。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 關(guān)于抗性淀粉的急性毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)

50只小鼠，充分飼養(yǎng)并觀察一周后，將其隨機(jī)分成5個(gè)小組，每個(gè)小組雌、雄各半。環(huán)境溫度保持在25 ℃，濕度保持在60%，飼養(yǎng)環(huán)境保持清潔。

將10 g玉米抗性淀粉用蒸餾水制作成抗性淀粉質(zhì)量濃度為0.50 g·mol-1的懸浮液，對(duì)小鼠采取經(jīng)口給予方法（灌胃）。通過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn)得出，劑量為10 g（·kg bw）-1時(shí)，小鼠死亡率＞10%，劑量為50 g（·kg bw）-1時(shí)，小鼠死亡率＞90%。因此，將小鼠死亡率＞90%的劑量設(shè)置為劑量最大值，以灌胃劑量分別為50.00 g（·kg bw）-1、25.00 g（·kg bw）1、12.50 g（·kg bw）-1和6.25 g（·kg bw）-1開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，并設(shè)置空白對(duì)照組，施以正常飼料喂養(yǎng)。從8:30對(duì)實(shí)驗(yàn)組小鼠進(jìn)行第1次灌胃，每次灌胃時(shí)間間隔為3 h，灌胃時(shí)間保持在8:30—20:30。在實(shí)驗(yàn)組小鼠實(shí)驗(yàn)前要進(jìn)行隔夜空腹，禁食時(shí)間在16 h左右，連續(xù)觀察14 d，每天都要對(duì)小鼠的綜合狀態(tài)、死亡、不良行為和各種反應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)記錄，包括其出現(xiàn)時(shí)間和具體動(dòng)作。同時(shí)利用加權(quán)概率單位法計(jì)算LD50，依據(jù)急性毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物反映觀察指標(biāo)表和化學(xué)物質(zhì)的急性分解標(biāo)準(zhǔn)，將死亡小鼠及觀察期滿死亡小鼠進(jìn)行解剖，系統(tǒng)檢查其器官、組織臟器是否有異常[2]。

1.3.2 關(guān)于抗性淀粉的亞慢性毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)

50只小鼠，充分觀察并飼養(yǎng)一周后，將其隨機(jī)分成5個(gè)小組，各組雌雄各半。依據(jù)急性毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，將灌胃劑量設(shè)計(jì)為4個(gè)梯度，分別為L(zhǎng)D50的25%、50%、75%、90%。亞慢性毒性實(shí)驗(yàn)采用抗性淀粉懸浮液進(jìn)行灌胃，基礎(chǔ)喂養(yǎng)飼料依照小鼠自由取食的方式進(jìn)行，喂養(yǎng)時(shí)間為90 d。觀察指標(biāo)主要有以下兩方面。①臨床檢查。每天觀察并記錄小鼠的一般表現(xiàn)、中毒癥狀、行為和死亡情況等。每10 d為一個(gè)周期，進(jìn)行小鼠體質(zhì)量測(cè)量。對(duì)死亡小鼠及在觀察期滿處死小鼠進(jìn)行系統(tǒng)解剖，檢查各組織、器官是否有異常出現(xiàn)。②血液學(xué)檢查。系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)觀察期滿處死的小鼠進(jìn)行血液取樣，利用血糖儀測(cè)定血糖，將血清離心分離后，分別依照總膽固醇測(cè)定試劑盒和甘油三酯檢測(cè)試劑盒說(shuō)明進(jìn)行操作，利用自動(dòng)生化分析儀系統(tǒng)測(cè)定甘油三酯和總膽固醇；利用血細(xì)胞分析儀測(cè)定血細(xì)胞總數(shù)和血紅蛋白含量[3]。

2 結(jié)果與分析

2.1 關(guān)于抗性淀粉的急性毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)組小鼠被不同劑量的玉米抗性淀粉懸浮液灌胃后，觀察5個(gè)小組小鼠狀態(tài)。結(jié)果表明，隨著玉米抗性淀粉灌胃劑量的不斷增加，第3組中的1只小鼠和第4組的1只小鼠，第5組的9只小鼠分別出現(xiàn)了腹瀉、氣脹、大便不成形等癥狀，并且小鼠死亡前這些癥狀愈發(fā)明顯。從急性毒理實(shí)驗(yàn)觀察的動(dòng)物反應(yīng)指標(biāo)來(lái)看，小鼠中毒部位為胃腸系統(tǒng)。對(duì)小鼠立刻進(jìn)行解剖，肉眼觀察小鼠的胃腸、心臟、脾臟、腎臟等重大器官變化，突出表現(xiàn)為腸道的病變。對(duì)空白組小鼠進(jìn)行解剖，并與實(shí)驗(yàn)組小鼠比較，發(fā)現(xiàn)空白組小鼠心臟、肝臟、腎臟、胃腸等器官的外形顏色、大小正常，均未出現(xiàn)明顯的增生、毒性、滲出或是水腫。由表1可知，小鼠經(jīng)玉米淀粉懸浮液灌胃后，第3組和第4組都在40～50 h出現(xiàn)了小鼠死亡情況，第5組則在3～50 h，有90%的小鼠死亡。

表1 玉米抗性淀粉灌胃后小鼠死亡時(shí)間記錄表

由表2可知，利用加權(quán)幾率單位法計(jì)算出玉米抗性淀粉懸浮液的半數(shù)致死量為L(zhǎng)D50=33.9 g·（kg bw）-1。根據(jù)化學(xué)物質(zhì)急性毒性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)判斷，33.9 g·（kg bw）-1在可信限23.9～48.3 g·（kg bw）-1，表明抗性淀粉實(shí)際無(wú)毒[4]。

表2 抗性玉米淀粉的急性毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

2.2 關(guān)于抗性淀粉的亞慢性毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

依據(jù)急性毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)8.475 g（·kg bw）-1、16.950 g（·kg bw）-1、25.425 g（·kg bw）-1和30.510 g（·kg bw）-14個(gè)劑量組，開(kāi)展亞慢性毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)，并設(shè)置對(duì)照組，予以正常飼料的喂養(yǎng)，喂養(yǎng)時(shí)間90 d。每10 d對(duì)其進(jìn)行體質(zhì)量的測(cè)量，飼喂抗性淀粉的量隨小鼠體質(zhì)量增加而相應(yīng)增加。

經(jīng)過(guò)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)5組小鼠的體質(zhì)量隨飼喂時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷增加，但飼喂抗性淀粉量多的實(shí)驗(yàn)組小鼠體質(zhì)量增加量比攝入量少的實(shí)驗(yàn)組小鼠低。第1組為空白組，同其他4組相比較，小鼠飼喂時(shí)間越長(zhǎng)，體質(zhì)量增加越大，90 d內(nèi)其平均體質(zhì)量增加近35 g。而第5組小鼠的抗性淀粉飼喂量最接近LD50，抗性淀粉攝入量越多，小鼠體質(zhì)量增加的越少，90 d內(nèi)平均增加了近15 g，但該時(shí)間段內(nèi)小鼠均未出現(xiàn)死亡情況，說(shuō)明抗性淀粉的攝入，會(huì)對(duì)小鼠的體質(zhì)量造成影響。

觀察小鼠的狀態(tài)發(fā)現(xiàn)，小鼠長(zhǎng)期食用抗性淀粉后，高劑量組的小鼠在67 d時(shí)行動(dòng)出現(xiàn)異常，雖然90 d內(nèi)尚未死亡，但已影響到正常活動(dòng)；而第1～4組，小鼠的生長(zhǎng)一切正常，無(wú)不良行為。

試驗(yàn)期結(jié)束，對(duì)所有實(shí)驗(yàn)組小鼠進(jìn)行抽血，系統(tǒng)檢驗(yàn)抗性淀粉對(duì)小鼠生理生化指標(biāo)的影響，血紅蛋白、血糖、白血球總數(shù)、膽固醇和甘油三酯檢測(cè)數(shù)值如表3所示。第1組各指標(biāo)均處于正常范圍，第2～5組血常規(guī)中的血紅蛋白及白細(xì)胞計(jì)數(shù)同第1組結(jié)果相比，均無(wú)明顯的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。說(shuō)明該玉米抗性淀粉對(duì)小鼠的血紅蛋白及白細(xì)胞計(jì)數(shù)結(jié)果影響不大。第2～5組小鼠血糖、甘油三酯、總膽固醇與第1組相比，P＜0.05，抗性淀粉可顯著降低血糖、甘油三酯、總膽固醇的水平，說(shuō)明抗性淀粉可能對(duì)脂類代謝、糖類相關(guān)疾病，如冠心病、高血壓、心血管疾病和糖尿病，有一定的預(yù)防作用。

表3 玉米淀粉對(duì)小鼠生化指標(biāo)的影響

通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)小鼠進(jìn)行取血剖檢后，第2組、第3組、第4組同第1組小鼠對(duì)比發(fā)現(xiàn)，小鼠的胃臟、肝臟、脾臟、心臟、腎臟和肺臟等器官的大小、顏色、外觀均未變化，無(wú)任何形式的增生、水腫、萎縮等病變。第5組小鼠同第1組小鼠對(duì)比發(fā)現(xiàn)小鼠的胃臟、肝臟、脾臟、心臟、腎臟和肺臟等重要器官的大小正常，外觀、顏色也未發(fā)生明顯變化，均未出現(xiàn)任何病變，但制片腸檢發(fā)現(xiàn)，腸道形態(tài)與第1組相比存在明顯差異，說(shuō)明高劑量抗性淀粉會(huì)損害小鼠的腸道系統(tǒng)。

綜上所述，抗性淀粉亞慢性毒理實(shí)驗(yàn)中，對(duì)受試物給予8.475 g（·kg bw）-1、16.950 g（·kg bw）-1、25.425 g（·kg bw）-1劑量的抗性淀粉對(duì)小鼠的血液學(xué)、組織病理學(xué)、生長(zhǎng)發(fā)育等無(wú)不良影響。說(shuō)明攝入抗性淀粉量小于25.425 （g·kg bw）-1，長(zhǎng)期食用的狀態(tài)下，不會(huì)對(duì)小鼠的肝臟功能、造血功能、生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生損害作用。但超過(guò)25.425 g（·kg bw）-1劑量時(shí)將會(huì)產(chǎn)生一定危害。因此，正常人體的抗性淀粉攝入量應(yīng)小于254.25 g（·kg bw）-1[5]。

3 結(jié)論

抗性淀粉就人體健康而言，同膳食纖維作用類似，因此聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織將其歸于新型膳食纖維。通過(guò)開(kāi)展小鼠的實(shí)驗(yàn)研究，表明該抗性淀粉食用安全。小鼠亞慢性毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)顯示抗性淀粉能顯著降低血糖、甘油三酯、膽固醇的水平，可能對(duì)脂類代謝、糖類相關(guān)疾病，如冠心病、高血壓、心血管疾病和糖尿病有一定的預(yù)防作用。抗性淀粉作為品質(zhì)優(yōu)良的食品原材料，其生理功能獨(dú)特，可制作成多種食品供人們食用。