3種可溶性膳食纖維對大鼠血脂的影響

鄭 剛，胡 娟，吳洪斌，明 建,3，糜漫天，趙國華,3,*

3種可溶性膳食纖維對大鼠血脂的影響

鄭 剛1，胡 娟1，吳洪斌2，明 建1,3，糜漫天4，趙國華1,3,*

(1.西南大學食品科學學院，重慶 400715；2. 新疆農(nóng)墾科學院農(nóng)產(chǎn)品加工所，新疆 石河子 832000；3.重慶市農(nóng)產(chǎn)品加工技術重點實驗室，重慶 400715；4. 第三軍醫(yī)大學軍事預防醫(yī)學院營養(yǎng)與食品衛(wèi)生學教研室，重慶 400038)

以SD大鼠為實驗動物，飼喂高脂飼料，同時灌胃可溶性的番茄膳食纖維(TS)、葡萄膳食纖維(GS)和燕麥β-葡聚糖(βG)，觀察3種可溶性膳食纖維對大鼠血脂水平的影響。結果發(fā)現(xiàn)，βG、TS和GS能顯著抑制大鼠血清中總膽固醇(TC)和低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)濃度上升(P＜0.05)，與高脂模型對照組比較，其濃度平均水平分別下降了30.2%和34.7%；但是3種可溶性膳食纖維對大鼠的體質量、體脂百分率、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)和動脈硬化指數(shù)AI沒有顯著影響。TS比βG和GS能更加有效抑制大鼠血清TG濃度升高，βG則比TS和GS能更好地抑制HDL-C濃度降低，但與空白對照組比較，均未達到顯著水平。

可溶性膳食纖維；番茄；葡萄；β-葡聚糖；大鼠；高脂血癥

近年來，隨著人們生活水平的不斷提高，高脂血癥的發(fā)病率呈逐年上升趨勢。高脂血癥(hyperlipidemia)是指由于脂肪代謝或轉運異常而導致血漿中一種或幾種脂質高于正常值，臨床上表現(xiàn)為高膽固醇血癥、高甘油三酯血癥或兩者兼有的混合型高脂血癥[1]。高脂血癥是心腦血管疾病的重要病理基礎，是心腦血管疾病如動脈粥樣硬化、腦中風等發(fā)病的主要危險因素之一[2]，因此，預防高脂血癥的發(fā)生和發(fā)展，對減少心腦血管疾病的發(fā)病率具有重要意義。

大量研究證明，增加飲食中膳食纖維(DF)特別是可溶性膳食纖維(SDF)攝取，可有效改善血液脂質代謝異常，預防和減少心腦血管疾病的發(fā)生。如在飲食中添加高黏度的燕麥β-葡聚糖能顯著降低血清總膽固醇(TC)和低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)的濃度，增加高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)濃度[3]；麥麩SDF可顯著降低STZ小鼠的血清膽固醇水平[4]；在高脂飲食中添加α-環(huán)糊精后能使大鼠的體質量得到顯著降低，血清瘦素濃度回到正常值[5]；葫蘆巴SDF可以降低甘油三酯(TG)、膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇水平[6]等。一般認為，SDF降脂原因與其黏度特性有關[7-8]，消化道中的高黏度環(huán)境可以阻礙胃腸道對脂肪、膽固醇和膽汁酸的吸收并增加其排除，從而達到降低血脂的目的。

本實驗以高脂飼料飼喂SD大鼠，同時灌胃可溶性的番茄膳食纖維(TS)、葡萄膳食纖維(GS)和燕麥β-葡聚糖(βG)，觀察這3種可溶性膳食纖維對大鼠血脂水平的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

健康雄性SD大鼠，體質量(190±20)g，由重慶第三軍醫(yī)大學SPF級實驗動物中心提供并飼養(yǎng)，使用許可證號SCXK (渝) 2007-0003。

番茄皮渣購自新疆天業(yè)公司番茄醬廠，葡萄皮渣購自新疆西域酒業(yè)有限公司。皮渣經(jīng)水洗、皮籽分離后，將果皮放置在恒溫干燥箱中60℃干燥12h，然后粉碎至粒度為100目的粉末，作為纖維提取原料待用。

燕麥β-葡聚糖 鄭州荔諾生物科技有限公司；總膽固醇(TC)測定試劑盒、甘油三酯(TG)測定試劑盒、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)測定試劑盒 溫州東甌津瑪生物科技有限公司。

1.2 儀器與設備

7020型全自動生化分析儀 日本日立(Hitachi)公司；GL-21B高速臺式冷凍離心機 上海安亭科學儀器廠；HWS-24型電熱數(shù)顯恒溫水浴鍋 金壇市富華儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 可溶性膳食纖維提取方法

采用水提醇沉方法。分別稱取番茄皮粉和葡萄皮粉各500g，加90～100℃蒸餾水4500mL，置于80℃恒溫水浴鍋中水浴2h，用四層紗布進行過濾，使濾液與殘渣分離。向濾液中加入95%乙醇，乙醇與濾液的體積比為4:1，醇沉10h，在5000r/min條件下離心20min，所得沉淀物即為可溶性膳食纖維。

1.3.2 高脂飼料配方

參考高脂飼料相關文獻[9-11]，制定高脂飼料配方如表1所示。其中基礎飼料配制參考GB 14924.3—2001 《實驗動物 小鼠大鼠配合飼料》，由重慶第三軍醫(yī)大學實驗動物中心提供。

表1 高脂飼料配方Table 1 Formula of high fat diet

1.3.3 方法

選健康雄性SD大鼠30只，體質量(190±20)g，由重慶第三軍醫(yī)大學SPF級實驗動物中心提供并飼養(yǎng)，使用許可證號SCXK (渝) 2007-0003。隨機分為5組，分別飼喂基礎飼料(空白對照組NC)、高脂飼料(模型對照組MC)、高脂飼料+β-葡聚糖灌胃(βG組)、高脂飼料+番茄皮可溶性膳食纖維灌胃(TS組)、高脂飼料+葡萄皮可溶性膳食纖維灌胃(GS組)。每組6只，實驗期7周。基礎飼料和高脂飼料均自由采食；TS、GS和β-葡聚糖每天灌胃劑量0.2g(干基計，按膳食纖維人體推薦攝入量每天30g計算，每千克體質量約為0.5g)，用0.2%海藻酸鈉配制成0.1g/mL懸浮液；NC與MC組每天灌胃等體積(2mL) 0.2%海藻酸鈉溶液。連續(xù)灌胃50d，每10d測定一次實驗大鼠體質量，每12d取血一次(用毛細玻璃管插入麻醉大鼠眼眶靜脈叢取血，每次取兩只大鼠)，測定血脂4項指標，在第50天時采用眼球摘取法取血后解剖大鼠，取生殖器周圍脂肪稱質量，血液放置2.5h后在3000r/min條件下離心15min，血清保存于-20℃?zhèn)溆谩?/p>

1.3.4 主要測定指標

血脂4項中TC、TG和HDL-C按照試劑盒操作說明進行測定，其余指標按以下公式計算。

1.3.5 數(shù)據(jù)處理

2 結果與分析

2.1 不同可溶性膳食纖維對大鼠體質量的影響

一般來說，通過飼喂或灌胃高脂飼料能夠造成大鼠的營養(yǎng)性肥胖，使得其體質量和體脂百分率增加。但由表2可見，體質量增加結果與預計情況相反。飼喂高脂飼料第10天時，基礎飼料NC組與其他可溶性纖維組之間出現(xiàn)顯著差異，NC組體質量增加最快，TS和GS組增加最慢，MC組與βG組居中。到第20、30天時，NC組與高脂飼料各組有顯著差異，而高脂飼料各組之間則沒有顯著差異。第50天時，除βG組外，NC組仍然與其他各組之間差異顯著，說明飼喂高脂飼料各組不但沒有造成大鼠體質量的顯著增加，與基礎飼料NC組比較，體質量增加反而顯著較少。研究發(fā)現(xiàn)，由于高脂飼料的適口性變差，使得大鼠對高脂飼料的每日攝入量有所減少(平均減少約1/4)，造成其體質量增加反而低于對照組。對比他人研究，將高脂成分添加到基礎飼料中讓動物自由采食與制成脂肪乳給動物灌胃相比，后者的造模效果要好于前者的結論[11]與本研究基本一致。第50天時，βG組、TS組和GS組與MC組比較，體質量無顯著差異，說明在7周飼喂時間內，3種可溶性膳食纖維對大鼠體質量水平?jīng)]有顯著影響。

表2 3種不同可溶性膳食纖維對大鼠體質量的影響Table 2 Effects of soluble dietary fibers on body weight of rats

2.2 不同可溶性膳食纖維對大鼠體脂百分率的影響

圖1 3種不同可溶性膳食纖維對大鼠體脂百分率的影響Fig.1 Effects of soluble dietary fibers on body fat percentage of rats

由圖1可知，第50天時，雖然NC組大鼠的體質量與高脂飼料各組大鼠的體質量有顯著差異，但是其體脂質量并無顯著增加，造成各組大鼠體脂百分率之間無顯著差異。從另一個角度來說，與NC組比較，雖然高脂飼料組大鼠每日攝入的高脂飼料量有所下降，但是高脂飼料對其體脂質量的增加效果仍然要好于基礎飼料。

2.3 不同可溶性膳食纖維對大鼠血清TC的影響

從表3可以看出，隨著大鼠飼喂時間的延長，與NC組相比，高脂飼料各組大鼠的血清TC濃度顯著增加，24d后基本達到峰值，除MC組血清TC濃度有明顯增加外，從第24到50天其余各組血清TC濃度變化不大。到第50天時，MC組的血清TC濃度達到5.23mmol/L，是NC組1.61mmol/L的3.25倍，而飼喂高脂飼料同時灌胃可溶性纖維的βG組、TS組和GS組平均值為3.65mmol/L，是NC組的2.27倍，比MC組大鼠血清TC濃度平均下降了30.2%。說明與MC組比較，βG、TS和GS 3種可溶性纖維均能有效抑制大鼠血清TC濃度的升高，但相互比較，其抑制效果無顯著差異。

表3 3種不同可溶性膳食纖維對大鼠血清TC的影響Table 3 Effects of soluble dietary fibers on serum TC in rats

2.4 不同可溶性膳食纖維對大鼠血清TG的影響

表4 3種不同可溶性膳食纖維對大鼠血清TG的影響Table 4 Effects of soluble dietary fibers on serum TG in rats mmol/L

由表4可知，到第24天時，高脂飼料各組與基礎飼料組之間的血清TG值沒有顯著差異，說明短時間內高脂飼料對大鼠血清TG的影響要小于其對血清TC的影響。到第36天時，相對其他各組，βG組大鼠的血清TG值顯著升高；到第50天時，TS組大鼠的血清TG顯著低于βG組，說明相對于燕麥β-葡聚糖，番茄可溶性膳食纖維對大鼠血清TG的升高有顯著抑制作用，但相對于NC組和MC組，3種可溶性膳食纖維對大鼠血清TG濃度均無顯著影響，說明3種可溶性膳食纖維中，只有番茄可溶性膳食纖維能夠有效抑制大鼠血清TG濃度升高，與NC組比較，下降了26.8%，但未達到顯著水平。

2.5 不同可溶性膳食纖維對大鼠血清HDL-C的影響

由表5可知，到第36天時，各組大鼠血清HDL-C濃度均無顯著差異；直到第50天時才出現(xiàn)顯著差異。與NC組比較，高脂飼料各組HDL-C濃度均有明顯降低，其中TS組和GS組差異顯著，說明βG組比TS組、GS組更能抑制HDL-C濃度下降。高脂飼料各組間無顯著性差異，說明3種可溶性膳食纖維對高脂大鼠血清HDL-C濃度均無顯著影響。橫向比較，從第0天到36天，各組大鼠HDL-C濃度沒有大的變化，但到第50天高脂飼料各組則均呈顯著下降趨勢。由于HDL-C濃度與動脈粥樣硬化的發(fā)病率和冠心病危險性呈負相關，因此從第50天HDL-C數(shù)據(jù)可知，隨著飼養(yǎng)時間的延長，高脂飼料導致大鼠動脈硬化和冠心病危險程度增加。

表5 3種不同可溶性膳食纖維對大鼠血清HDL-C的影響Table 5 Effects of soluble dietary fibers on serum HDL-C in rats mmol/L

2.6 不同可溶性膳食纖維對大鼠血清LDL-C的影響

表6 3種不同可溶性膳食纖維對大鼠血清LDL-C的影響Table 6 Effects of soluble dietary fibers on serum LDL-C in rats mmol/L

由表6可知，第12天時，不同組大鼠的血清LDL-C濃度即開始出現(xiàn)差異，到第50天時，NC組LDL-C濃度水平基本沒變，但高脂飼料各組血清LDL-C濃度呈顯著增加趨勢，與第0天比較，MC組增加了6.6倍，βG組、TS組和GS組分別增加了3.9、5.2倍和3.9倍；βG組和GS組對LDL-C的抑制作用好于TS組，但3組纖維組間無顯著差異；與模型對照組比較，則3組纖維均有顯著差異；說明高脂飼料能夠顯著升高大鼠血清LDL-C濃度，且3種可溶性纖維對LDL-C濃度升高均有顯著抑制作用；第50天時，與MC相比，其LDL-C濃度平均下降了34.7%。

2.7 不同可溶性膳食纖維對大鼠動脈硬化指數(shù)的影響

由圖2可知，到第50天，與NC組比較，高脂飼料各組大鼠動脈硬化指數(shù)顯著提高。高脂飼料組間，雖然βG組、TS組和GS組動脈硬化指數(shù)低于MC組，但與MC組之間沒有顯著差異。說明可溶性膳食纖維可以在一定程度上預防大鼠動脈硬化的風險，但是未達到顯著水平。由于動脈硬化指數(shù)與HDL-C高度相關，因此，這可能是由于可溶性膳食纖維對大鼠血清HDL-C水平的影響不顯著造成的。

圖2 3種不同可溶性膳食纖維對大鼠動脈硬化指數(shù)的影響Fig.2 Effects of soluble dietary fibers on atherogenic index in rats

3 討 論

飲食所致的高脂血癥是一個世界性的公共衛(wèi)生問題，由于脂質不溶或微溶于水，必須與蛋白結合以脂蛋白形式存在，所以高脂血癥也常被稱為高脂蛋白血癥。臨床流行病學研究表明，血漿TC和LDL-C水平升高是動脈粥樣硬化(AS)的重要危險因素[12]，與人群中的冠心病(CAD)的發(fā)病率和死亡率呈正相關；HDL-C是機體從肝臟外組織逆向轉運膽固醇回肝臟的主要形式，它能阻止膽固醇在動脈壁的沉積，是抗動脈硬化因子，其濃度水平與動脈粥樣硬化的發(fā)病率和冠心病危險性呈負相關；LDL-C是機體將肝臟合成的膽固醇轉運到全身組織的主要形式，大顆粒的LDL-C易發(fā)生氧化，在動脈壁上沉積而致動脈硬化[13]；所以血清中較高濃度的HDL-C水平與較低濃度的TC和LDL-C水平是預防和治療高脂血癥的主要目標，而臨床上往往將LDL-C作為降脂治療的首要目標。本實驗研究發(fā)現(xiàn)，雖然βG、TS和GS 3種可溶性膳食纖維對大鼠的體質量、體脂百分率、TG、HDL-C和動脈硬化指數(shù)沒有顯著影響，但能顯著抑制大鼠血清中TC和LDL-C濃度升高，與高脂模型組比較，分別下降了30.2%和34.7%，說明3種可溶性膳食纖維均對大鼠的血脂升高有一定預防作用，但相互比較，3種纖維之間無顯著差異。TS組比βG和GS組能更加有效抑制大鼠血清TG濃度升高，βG組則比TS和GS組更好地抑制HDL-C濃度降低，但與NC組比較，均未達到顯著水平。

4 結 論

實驗數(shù)據(jù)顯示，番茄SDF、葡萄SDF和燕麥β-葡聚糖能顯著抑制SD大鼠血清TC和LDL-C濃度升高，因此對高脂飼料導致的大鼠高脂血癥有一定預防作用。

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Effect of Soluble Dietary Fibers on Blood Lipids in Rats

ZHENG Gang1，HU Juan1，WU Hong-bin2，MING Jian1,3，MI Man-tian4，ZHAO Guo-hua1,3,*
(1. College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400715, China；2. Institute of Agricultural Products Processing, Xinjiang Academy of Agricultural and Reclamation Science, Shihezi 832000, China；3. Chongqing Key Laboratory of Agricultural Products Processing, Chongqing 400715, China；4. Department of Nutritional and Food Hygiene, College of Preventive Medicine, Third Military Medical University, Chongqing 400038, China)

Three kinds of soluble dietary fibers including tomato soluble dietary fiber (TS), grape soluble dietary fiber (GS) and oat β-glucan (βG) were fed to SD rats with high fat diet to explore the effects of these soluble fibers on blood lipids. The results indicated that βG, TS and GS could significantly inhibit the increase of total cholesterol (TC) and low density lipoprotein cholesterol (LDL-C) in rat serum (P ＜ 0.05), compared with the model group. However, three kinds of soluble dietary fibers had no significant effect on body weight, body fat percentage, triglyceride (TG), high-density lipoprotein cholesterol (HDL-C) and atherogenic index (AI) of rats. Meanwhile, TS revealed stronger inhibition effect on the increase of TG than that of GS and βG. In contrast, βG exhibited stronger inhibition effect on the decrease of HDL-C.

soluble dietary fiber；tomato；grape；β-glucan；rat；hyperlipidemia

TS201.2

A

1002-6630(2011)03-0233-05

2010-06-14

新疆生產(chǎn)建設兵團博士基金項目(2009JC12)；新疆生產(chǎn)建設兵團科技攻關計劃基金項目(2009GG39)；重慶市高等學校優(yōu)秀人才資助計劃項目([2009]2號)

鄭剛(1970—)，男，博士研究生，研究方向為膳食纖維。E-mail：shothawk@sohu.com

*通信作者：趙國華(1971—)，男，教授，博士，研究方向為非消化性碳水化合物化學與營養(yǎng)。

E-mail：zhaoguohua1971@163.com