β?1，3/α?1，3?葡聚糖與益生菌復配物的潤腸通便功能

趙娟，劉元法，晨光，王亞琪，趙珊，付順哲，黃玉坤

（1.四川合泰新光生物科技有限公司，四川成都 610000；2.白馬未來食品研究院，江蘇南京 210000；3.深圳市金伯金供應鏈有限公司，廣東深圳 518000；4.西華大學食品與生物工程學院，食品微生物四川省重點實驗室，四川成都 610039）

功能性便秘是一種無明顯器質(zhì)性病變，但具有持續(xù)性排便困難、排便次數(shù)減少或排便不盡感的功能性腸病[1?2]。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)在功能性便秘中，女性的患病率高于男性[3?4]。老年人胃腸功能逐漸減退及兒童胃腸功能尚未發(fā)育完善，因此便秘的發(fā)病率在老年人和兒童[5?6]中較高。據(jù)統(tǒng)計，在60～101 歲的老年人中，便秘的患病率約33.5%[7]。在兒童群體中，功能性便秘占90%～95%[8]，男童的功能性便秘患病率為8.6%，女童為8.9%[9]。

宿便在腸道中堆積時間過長、過多，毒素會被吸收，從而引起體內(nèi)環(huán)境的紊亂，容易出現(xiàn)口臭、長痘、長斑、皮膚暗沉等情況。長時間便秘可誘發(fā)肛裂、痔瘡、結(jié)腸癌等疾病。老年人排便時因太過用力易出現(xiàn)心腦血管意外。久治不愈的便秘患者多出現(xiàn)精神心理障礙，如煩躁易怒、焦慮、抑郁[10]，甚至可能出現(xiàn)自殺傾向，嚴重影響人們的生活質(zhì)量。

普通人群可以通過補充益生菌來增加腸道有益菌的數(shù)量，維持腸道菌群平衡、改善和保持腸道屏障功能[11]、預防便秘、痢疾、抑制病原菌、抑制大腸桿菌產(chǎn)生的腸毒素、減輕乳糖不耐受、改善乳糖吸收、參與新陳代謝、增強免疫力、幫助營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收和預防癌癥，抑制腫瘤生長[12]等。

益生菌制劑改善腸道功能的機理可能有以下幾個方面：1）用正常微生物制成的益生菌制劑在腸道內(nèi)生長、繁殖、死亡和溶解過程中不斷有內(nèi)毒素釋放出來，這些內(nèi)毒素作為抗原，刺激免疫系統(tǒng)，產(chǎn)生抗毒素；2）細菌或細胞壁刺激宿主免疫細胞，使其激活產(chǎn)生促分裂因子，促進巨噬細胞吞噬活力或作為佐劑而發(fā)揮作用；3）益生菌在腸內(nèi)繁殖，產(chǎn)生大量乳酸和醋酸，促進腸蠕動，從而改善便秘[13]，同時產(chǎn)生的乳酸和醋酸對腸道致病菌有抑制作用，因而可消除腸感染或腹瀉；4）雙歧桿菌通過影響膽汁酸的代謝進而緩解便秘[14]。

β?葡聚糖是一種結(jié)構性非淀粉多糖，是自然合成的多聚糖含量最多的糖類，廣泛存在于酵母、真菌（包括蘑菇）、一些細菌、海藻和谷物中的細胞壁中[15]。根據(jù)β?葡聚糖的溶解性又將其分為可溶性β?葡聚糖和非水溶性β?葡聚糖，大多數(shù)β?葡聚糖由于在分子結(jié)構上存在β?（1→3）鍵而能溶解于水，因而具有可溶性膳食纖維的功能[16]。β?葡聚糖已被證實可以促進胃腸蠕動和腸道內(nèi)有益菌生長[17]。β?1，3/α?1，3?葡聚糖是一種新型水溶性葡聚糖，是由專利菌株ZX09 發(fā)酵得到的一種天然水溶性胞外多糖[18]，且水溶性極高，能完全溶于水，2021年已被國家批準為新食品原料。周夢怡等[19]在研究β?1，3/α?1，3?葡聚糖對正常小鼠和兩種藥物性便秘小鼠糞便排出量和小腸運輸?shù)挠绊憰r發(fā)現(xiàn)，β?1，3/α?1，3?葡聚糖具有良好的保水能力和膨脹作用，對小腸蠕動產(chǎn)生刺激作用，進而促進排便。寧益春[20]在β?1，3/α?1，3?葡聚糖對小鼠腸道功能的調(diào)節(jié)作用的研究中表明β?1，3/α?1，3?葡聚糖可以改善腸道菌群。

β?1，3/α?1，3?葡聚糖作為一種新食品原料，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)其在腸道中可以作為益生元，促進腸道有益菌生長、調(diào)節(jié)腸道健康。β?1，3/α?1，3?葡聚糖具有高持水性，這一性質(zhì)使得β?1，3/α?1，3?葡聚糖可以軟化糞便，利于糞便排出。益生菌亦被證實具有通便作用，其進入腸道后會分泌大量的乳酸，促進腸道的蠕動，加快體內(nèi)的新陳代謝和體內(nèi)毒素的排出，從而起到潤腸通便的作用。二者單獨作用均有潤腸通便的功效，但對于β?1，3/α?1，3?葡聚糖與不同益生菌菌種復配后的通便效果還未知。因此本研究采用鹽酸洛哌丁胺誘導的急性便秘小鼠模型，探討β?1，3/α?1，3?葡聚糖與益生菌復配后的通便效果，觀察各組小鼠首粒黑便排出時間、6 h 黑便粒數(shù)、糞便質(zhì)量、糞便含水量及小腸墨汁推進率，以期為β?1，3/α?1，3?葡聚糖與其他原料復配在通便方面的作用提供參考，也為其在食品中的應用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

副干酪乳桿菌菌粉（5×1011CFU/g）、鼠李糖乳桿菌菌粉（5×1011CFU/g）、乳雙歧桿菌菌粉（5×1011CFU/g）：北京和益源生物技術有限公司；β?1，3/α?1，3?葡聚糖：四川合泰新光生物科技有限公司；鹽酸洛哌丁胺、阿拉伯樹膠：阿拉丁試劑（上海）有限公司；活性炭粉：上海麥克林生化科技有限公司。所用試劑均為分析純。

1.2 實驗動物

100 只健康雄性昆明小鼠：成都達碩實驗動物有限公司[實驗動物生產(chǎn)許可證號：SCXK（川）2020?0030]。飼養(yǎng)環(huán)境為屏障級，飼養(yǎng)溫度25 ℃，相對濕度60%。

1.3 儀器與設備

BSA4202S 電子天平：賽多利斯科學儀器有限公司；5804 R 冷凍離心機：德國Eppendorf 公司；HH?54數(shù)顯恒溫水浴鍋：金壇市醫(yī)療儀器廠；DHG?9030（A）電熱鼓風干燥箱：上海一恒科學儀器有限公司。

1.4 方法

1.4.1 墨汁的配制

準確稱取25 g 阿拉伯樹膠，加入200 mL 蒸餾水，煮沸溶解至透明，再加入25 g 活性炭粉末，小火煮沸3 次，將溶液自然冷卻后再用蒸餾水定容至250 mL，放入冰箱4 ℃保存，使用前搖勻。

1.4.2 鹽酸洛哌丁胺混懸液的配制

鹽酸洛哌丁胺劑量為5～10 mg/kg bw。依據(jù)鹽酸洛哌丁胺的使用劑量取用，用研缽研碎成粉末后按實驗所需濃度配制，注意要待溶質(zhì)完全溶解、充分搖勻后使用。

1.4.3 動物分組

所有小鼠適應性喂養(yǎng)7 d 后，隨機分為5 組：陰性對照組、模型組以及3 組樣品組，每組10 只。樣品組按質(zhì)量比計，分別為β?1，3/α?1，3?葡聚糖與副干酪乳酸桿菌1∶1 組、β?1，3/α?1，3?葡聚糖與鼠李糖乳桿菌1∶1組、β?1，3/α?1，3?葡聚糖與乳雙歧桿菌1∶1 組。排便實驗和小腸運動實驗均為以上5 組組別，每天實驗50 只小鼠單獨實驗。

1.4.4 排便實驗

陰性對照組、模型組灌胃等容量的蒸餾水，樣品組按每天500 mg/kg bw 的劑量分別灌胃受試物，連續(xù)14 d后，各組小鼠禁食不禁水20 h。陰性對照組灌胃蒸餾水，其余組灌胃鹽酸洛哌丁胺。在給藥10 mg/kg bw 鹽酸洛哌丁胺0.5 h 后，對各組小鼠進行墨汁灌胃并開始計時。將灌胃結(jié)束的小鼠分別置于獨立籠內(nèi)，正常飲水進食。從灌墨汁開始，記錄每只小鼠的首粒排黑便時間，收集6 h 內(nèi)每只小鼠排出的黑便，統(tǒng)計黑便粒數(shù)及糞便質(zhì)量。

實驗結(jié)束后，將收集的黑便樣品置于電熱鼓風干燥箱中，在105 ℃下干燥至恒重。按照下式計算糞便含水量（X，%）。

式中：m1為糞便濕重，g；m2為糞便干重，g。

1.4.5 小鼠腸運動實驗

小鼠喂養(yǎng)方法同排便實驗，在給藥5 mg/kg bw 鹽酸洛哌丁胺0.5 h 后，對各組小鼠用墨汁灌胃，25 min后立即脫頸椎處死動物，打開腸腔分離腸系膜，剪取上端自幽門、下端至回盲部的腸管，置于托盤上，輕輕將小腸拉成直線，測量腸管長度為“小腸總長度”，從幽門至墨汁前沿為“墨汁推進長度”。按下式計算墨汁推進率（Y，%）。

式中：L1為墨汁推進長度，cm；L2為小腸總長度，cm。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 軟件進行數(shù)據(jù)分析處理。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 β?1，3/α?1，3?葡聚糖與益生菌復配對小鼠首粒黑便排出時間、糞便粒數(shù)的影響

β?1，3/α?1，3?葡聚糖與益生菌復配對便秘小鼠首粒黑便排出時間、6 h 黑便粒數(shù)的影響見表1。

表1 β?1，3/α?1，3?葡聚糖與益生菌復配后對小鼠排便時間、糞便粒數(shù)的影響Table 1 Effects of β?1，3/α?1，3?glucan combined with probiotics on defecation time and number of feces in mice

由表1 可知，模型組首粒黑便排出時間與陰性對照組相比差異極顯著（P＜0.01），表明鹽酸洛哌丁胺誘導的小鼠便秘模型造模成功。與模型組相比，β?1，3/α?1，3?葡聚糖與副干酪乳酸桿菌1∶1 組、β?1，3/α?1，3?葡聚糖與鼠李糖乳桿菌1∶1 組、β?1，3/α?1，3?葡聚糖與乳雙歧桿菌1∶1 組顯著縮短首粒黑便排出時間（P＜0.05）；β?1，3/α?1，3?葡聚糖與副干酪乳酸桿菌1∶1 組、β?1，3/α?1，3?葡聚糖與鼠李糖乳桿菌1∶1 組、β?1，3/α?1，3?葡聚糖與乳雙歧桿菌1∶1 組極顯著增加6 h 黑便粒數(shù)（P＜0.01）。說明β?1，3/α?1，3?葡聚糖與副干酪乳桿菌、鼠李糖乳桿菌、乳雙歧桿菌復配對便秘小鼠的排便時間、排便粒數(shù)均有顯著的改善和增加。結(jié)果表明β?1，3/α?1，3?葡聚糖與副干酪乳酸桿菌1∶1 組對便秘小鼠首粒黑便排出時間、6 h 黑便粒數(shù)的作用效果最佳。

2.2 β?1，3/α?1，3?葡聚糖與益生菌復配對便秘小鼠糞便質(zhì)量、糞便含水量的影響

β?1，3/α?1，3?葡聚糖與益生菌復配對便秘小鼠糞便質(zhì)量、糞便含水量的影響見表2。

表2 β?1，3/α?1，3?葡聚糖與益生菌復配對便秘小鼠糞便質(zhì)量、糞便含水量的影響Table 2 Effects of β?1，3/α?1，3?glucan combined with probiotics on weight and water content of feces in mice with constipation

由表2 可知，模型組糞便濕重、糞便干重、糞便含水量與陰性對照組相比，有顯著差異（P＜0.05），表明鹽酸洛哌丁胺誘導的小鼠便秘模型造模成功。與模型組相比，β?1，3/α?1，3?葡聚糖與副干酪乳酸桿菌1∶1 組、β?1，3/α?1，3?葡聚糖與鼠李糖乳桿菌1∶1 組、β?1，3/α?1，3?葡聚糖與乳雙歧桿菌1∶1 組3 組糞便含水量均極顯著增加（P＜0.01）；β?1，3/α?1，3?葡聚糖與副干酪乳酸桿菌1∶1 組、β?1，3/α?1，3?葡聚糖與鼠李糖乳桿菌1∶1組、β?1，3/α?1，3?葡聚糖與乳雙歧桿菌1∶1 組3 組糞便濕重、糞便干重均有明顯增加。β?1，3/α?1，3?葡聚糖與副干酪乳酸桿菌1∶1 組糞便含水量與陰性對照組相比，有極顯著差異（P＜0.01）。β?1，3/α?1，3?葡聚糖與鼠李糖乳桿菌1∶1 組、β?1，3/α?1，3?葡聚糖與乳雙歧桿菌1∶1 組與β?1，3/α?1，3?葡聚糖與副干酪乳酸桿菌1∶1組相比，糞便含水量有顯著差異（P＜0.05）。說明β?1，3/α?1，3?葡聚糖與副干酪乳桿菌、鼠李糖乳桿菌、乳雙歧桿菌復配對便秘小鼠的糞便質(zhì)量、糞便含水量有顯著的改善和增加。其中β?1，3/α?1，3?葡聚糖與副干酪乳酸桿菌1∶1 組增加便秘小鼠糞便質(zhì)量、糞便含水量的效果最佳。

2.3 β?1，3/α?1，3?葡聚糖與益生菌復配對小鼠腸運動的影響

β?1，3/α?1，3?葡聚糖與益生菌復配對小鼠腸運動的影響見表3。

表3 β?1，3/α?1，3?葡聚糖與益生菌復配對小鼠腸運動的影響Table 3 Effects of β?1，3/α?1，3?glucan combined with probiotics on intestinal peristalsis in mice

由表3 可知，與陰性對照組相比，模型組小鼠的小腸墨汁推進率極顯著降低（P＜0.01），表明灌胃鹽酸洛哌丁胺后，小鼠小腸蠕動受到抑制。β?1，3/α?1，3?葡聚糖與副干酪乳酸桿菌1∶1 組、β?1，3/α?1，3?葡聚糖與鼠李糖乳桿菌1∶1 組與模型組相比，小腸墨汁推進率極顯著增加（P＜0.01），β?1，3/α?1，3?葡聚糖與乳雙歧桿菌1∶1 組顯著增加（P＜0.05）。說明β?1，3/α?1，3?葡聚糖與副干酪乳桿菌、鼠李糖乳桿菌、乳雙歧桿菌復配可以促進腸道蠕動。其中β?1，3/α?1，3?葡聚糖與副干酪乳酸桿菌1∶1 組促進腸道蠕動效果最佳。

綜上所述，β?1，3/α?1，3?葡聚糖與益生菌復配后可以促進腸道蠕動，縮短胃腸運輸時間，促進便秘小鼠排便，增加糞便含水量，有效改善便秘。研究結(jié)果表明，β?1，3/α?1，3?葡聚糖與副干酪乳桿菌1∶1 組改善小鼠便秘效果最佳，β?1，3/α?1，3?葡聚糖與鼠李糖乳桿菌1∶1 組次之。

3 討論與結(jié)論

慢性便秘是胃腸臨床實踐中發(fā)現(xiàn)的最常見的疾病之一，在女性和老年人中尤為常見[21]。當今社會，人們的精神經(jīng)常處于高度緊張的狀態(tài)，日常攝入過多的高蛋白、高脂肪食物，過少的膳食纖維；甚至有人通過節(jié)食來減肥，食物攝入量少，使得便秘的發(fā)病率逐年升高。而腸道又是人體內(nèi)最大的內(nèi)分泌組織，腸道菌群是在腸道內(nèi)生存的各種各樣的細菌群落，與腸道的健康息息相關。腸道菌群一般受衛(wèi)生習慣、飲食習慣和成長環(huán)境等多種因素影響，可將食物分解為短鏈脂肪酸、次級膽汁酸、氨基酸代謝物等[22]。這些代謝物可直接或間接影響宿主的生理和病理過程，對機體的健康有很大的影響。腸道微生物群紊亂會影響機體的平衡，干擾機體的新陳代謝，破壞腸道上皮細胞，引起炎癥，從而導致疾病[23]。

目前治療便秘的藥物多為刺激性瀉藥，但是這些藥物僅能短期內(nèi)緩解便秘而不能做到根治，而且長期服用還會產(chǎn)生副作用。大量服用滲透性瀉藥會造成結(jié)腸運輸時間增長[24]。便秘人群急需作用溫和且安全有效無副作用的產(chǎn)品[25]。目前已有使用益生菌及其他來源的β?葡聚糖等多種原料復配來緩解便秘，但是因為β?葡聚糖來源不同，所以功效不穩(wěn)定。新食品原料β?1，3/α?1，3?葡聚糖，通過急性及亞慢性毒理試驗表明其安全無毒，在食品中使用不會對人類健康構成風險。因此開展復配產(chǎn)品通便功能對比研究對于后續(xù)產(chǎn)品的開發(fā)具有重要作用。

本研究將β?1，3/α?1，3?葡聚糖與益生菌復配后在小鼠體內(nèi)進行實驗，實驗表明與模型組相比，灌胃β?1，3/α?1，3?葡聚糖與益生菌復配樣品的小鼠首粒黑便排出時間、6 h 黑便粒數(shù)、糞便質(zhì)量、糞便含水量、墨汁推進率均有顯著差異。結(jié)果表明β?1，3/α?1，3?葡聚糖復配副干酪乳桿菌、鼠李糖乳桿菌、乳雙歧桿菌能夠促進腸道蠕動、縮短排便時間、增加糞便持水量，有效改善小鼠便秘。研究結(jié)果中β?1，3/α?1，3?葡聚糖與副干酪乳桿菌1∶1 組改善小鼠便秘效果最佳，β?1，3/α?1，3?葡聚糖與鼠李糖乳桿菌1∶1 組次之。表明β?1，3/α?1，3?葡聚糖與益生菌復配可顯著改善鹽酸洛哌丁胺誘導的便秘小鼠的癥狀，促進腸道蠕動，縮短胃腸運輸時間，促進便秘小鼠排便，增加糞便含水量，有效改善便秘。

本研究為β?1，3/α?1，3?葡聚糖與益生菌復配的潤腸通便作用及開發(fā)β?1，3/α?1，3?葡聚糖功能性產(chǎn)品提供依據(jù)。后續(xù)仍需要對β?1，3/α?1，3?葡聚糖復配益生菌的通便作用的確切機制進行深入研究。