植物甾醇及其環糊精包合物對高血脂小鼠降血脂實驗研究

呂曉玲，溫 娟，陶東川，劉迎旺，孫晶磊

(天津科技大學食品工程與生物技術學院，天津 300457)

植物甾醇及其環糊精包合物對高血脂小鼠降血脂實驗研究

呂曉玲，溫 娟*，陶東川，劉迎旺，孫晶磊

(天津科技大學食品工程與生物技術學院，天津 300457)

目的:評價植物甾醇經過β－環糊精及其衍生物包合作用對高血脂癥小鼠血脂指標的影響。方法:將昆明小鼠分為6組，分別為正常組、高脂模型組、陽性對照組、植物甾醇組、β－環糊精/植物甾醇包合物組和羥丙基－β－環糊精/植物甾醇包合物組，建模給藥測定其血脂水平。結果:給予不同藥后，與模型組比較，陽性對照組和三個實驗組均能顯著降低TC、LDL－C和AI水平，提高HDL－C水平，且三個實驗組之間各指標均沒有顯著性差異。結論:植物甾醇有顯著的降血脂作用，而且經過β－環糊精和羥丙基－β－環糊精包合后不影響其降血脂功能。

植物甾醇，包合作用，降血脂

植物甾醇(Phytosterol，PS)是以環戊烷全氫菲為骨架(又稱甾核)的一類天然活性物質，安全性高，具有抑制人體對膽固醇吸收的作用［1］，可用于預防和治療冠狀動脈粥樣硬化類的心臟病，2000年9月，美國食品與醫藥管理局(DFA)批準添加了植物甾醇和植物甾醇酯的食品可以使用“有益健康”的標簽［2］。天然植物甾醇的溶解性較差(水中不溶，油相中溶解度低)，限制了其應用。β－環糊精(β－CD)是由7個葡萄糖組成的大環低聚糖，空間結構呈桶形，內部疏水，外部親水，是典型的客體分子，可以包埋許多小分子物質，在改善主體的水溶性、穩定性及掩蓋不良氣味方面應用廣泛［3］。羥丙基－β－環糊精(HP－β－CD)是β－環糊精的衍生物。已有報道用β－CD對植物甾醇進行包合［4］，以改善其水溶性，但還未見對植物甾醇與其環糊精包埋樣品進行體內降血脂功能評價的報道。考察包合作用是否影響其降血脂功能，對正確評價植物甾醇及其應用產品的價值具有很重要的意義。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

健康雄性昆明SPF小鼠72只 體重18～22g，由中國人民解放軍軍事醫學科學院實驗動物中心提供;植物甾醇(w＞95%) 保定鑫泰生物化工有限公司;植物甾醇/β－環糊精包合物(包合物含量占13.69%)、植物甾醇/羥丙基－β－環糊精包合物(包合物含量占16.57%) 實驗室自制;血脂康膠囊 北京北大維信生物科技有限公司;花生油 市售;總膽固醇試劑盒、甘油三酯試劑盒、高密度脂蛋白膽固醇試劑盒、低密度脂蛋白膽固醇試劑盒 中生北控生物科技有限公司;其它試劑 均為分析純;吐溫80。

表1 小鼠喂養與灌胃量

Multiskan Spectrum酶標儀 美國Thermo公司;恒溫加熱水浴鍋，湘儀離心機，高速分散乳化機，蝸旋振蕩器。

1.2 實驗方法

1.2.1 包合物的制備方法

1.2.1.1 植物甾醇(PS)與β－環糊精(β－CD)包合物的制備 采用飽和水溶液法，準確稱取一定量的β－CD，加入蒸餾水，沸水浴加熱溶解，室溫冷卻至40℃，于磁力攪拌器上攪拌30m in;準確稱取一定量的植物甾醇，用適量無水乙醇溶解后，用滴管緩慢加入到β－CD溶液中，反應5h后，冷卻至室溫，置于冰箱4℃冷藏24h，抽濾，沉淀于60℃烘箱中干燥，得到包合物。

1.2.1.2 植物甾醇(PS)與羥丙基－β－環糊精(HP－β－CD)包合物的制備 配制1%的PS無水乙醇溶液25m L，于磁力攪拌器上50℃、中檔的攪拌速度攪拌，將摩爾比為4∶1的HP－β－CD緩慢地加入該溶液中，待反應12h后，冷卻至室溫，置于冰箱4℃冷藏24h，旋轉蒸發，凍干得到HP－β－CD/PS包合物。

1.2.2 包合物的驗證 采用差熱掃描法［6］、傅立葉紅外色譜［7］、紫外可見光波長掃描、薄層色譜等驗證方法，與二者的物理混合物相對比，包合物與其有明顯的差別［5］，證明包合物已形成。

1.2.3 高脂飼料的配方 普通基礎飼料:73.8%;蛋黃粉:10%;豬油:10%;膽固醇:1%;豬膽鹽:0.2%;蔗糖:5%。

1.2.4 動物處理 受試小鼠先適應性飼養3d，期間均喂養普通飼料，隨機將小鼠分成六組，每組12只［8］。禁食，小鼠眼眶取血，分離血清測定小鼠 TC與TG水平。分組后，正常組給予基礎飼料，其他組均給予高脂飼料，2～3周后，小鼠眼眶取血，試劑盒方法測定小鼠TC和TG，檢測高脂模型是否建立成功［9］。高脂模型建立成功之后，各組分別給予相應的樣品及灌胃量。具體見表1，小鼠經口灌胃［10］，兩周后小鼠眼球取血，斷頸處死，觀察植物甾醇及其環糊精包合物對小鼠脂質代謝的影響。

1.2.5 檢測指標和方法

1.2.5.1 TC、TG、HDL－C、LDL－C 的測定按照各試劑盒說明測定。 動脈硬化指數(AI)=LDL－C/HDL－C;肝臟系數(HI):將處死的小鼠分離肝臟，用生理鹽水沖洗，濾紙吸干后稱其重量(g)，按下式計算:

1.2.5.2 肝臟中TC的測定 取肝臟組織的相同部位0.25g，加入5%生理鹽水，10000 r/m in勻漿10s，每例樣品勻漿2次，此過程要在冰浴中進行。加一定量體積比為2∶1的三氯甲烷－甲醇溶液進行萃取，在渦旋振蕩器上室溫振蕩 15m in，靜置 10～15m in，3500 r/m in離心10m in，棄去沉淀及上清液，取下清液適量于1.5m L離心管中，氮氣吹干，加入適量的無水乙醇充分溶解，得到的液體為待測液，用試劑盒測定TC的含量。

1.2.6 數據處理與統計 本實驗數據用SPSS17.0 statistics統計軟件分析，結果以±s表示。

2 結果與分析

2.1 包合物的驗證

經1.2.1.1與1.2.1.2方法制備β－CD/PS和HP－β－CD/PS包合物，通過1.2.2中包合物驗證方法得到結果，二者包合物與相應的物理混合物有明顯的差別，可以證明包合物形成。

2.2 小鼠高血脂模型的建立

建模前對各組小鼠進行眼眶取血，測定血清TC、TG，通過SPSS統計軟件單因素方差分析得知，小鼠各組間血清TC與TG沒有顯著性差異，說明小鼠組與組之間沒有顯著性差異，分組成功。小鼠血清TC、TG結果見表2。

表2 模型建立前各組小鼠血清TC、TG值(mmol/L)(n=12)

小鼠飼喂高脂飼料3周后，由表3表明，模型組、陽性對照組和三個實驗組小鼠血清TC、TG等各項指標都明顯升高，與正常組相比，TC具有顯著性差異(P＜0.01)，依次分別上升了44.9%、53.8%、48.8%、65.2%、55.8%，但模型組、陽性組與三個實驗組之間TC值沒有顯著性差別，表明小鼠高脂模型建立成功。

表3 建模小鼠血清TC、TG的變化(mmol/L)(n=12)

2.3 治療后小鼠血脂的變化

2.3.1 血清中 TC、TG、HDL－C、LDL－C的變化 實驗中所試藥物對高血脂小鼠血脂水平的影響如表4所示。由表4可知，模型組血清中TC、TG和LDL－C值較正常組有顯著提高(P＜0.01)，HDL－C值有顯著降低(P＜0.01)。與模型組相比，植物甾醇組、β－環糊精/PS包合物組和羥丙基－β－環糊精/PS包合物組小鼠血清中TC、LDL－C均有顯著性降低(P＜0.01)，HDL－C值有顯著性升高(P ＜0.01)，陽性對照組(血脂康組)血清中TC有顯著性下降(P＜0.01)，LDL－C值也下降(P＜0.05)，HDL－C值有顯著性升高(P＜0.01)。三個實驗組血清中 TC、LDL－C、HDL－C值都沒有差別。對于高血脂小鼠甘油三酯(TG)，六周后，模型組小鼠血清中TG與正常組相比，升高有顯著性差異(P＜0.01)，與模型組相比，植物甾醇組(P＜0.05)、β－CD/PS包合物組和 HP－β－CD/PS包合物組中TG降低具有顯著性(P＜0.01)，三個實驗組之間沒有明顯差別。由此可以說明，植物甾醇被β－環糊精與羥丙基－β－環糊精的包合后，并沒有影響植物甾醇降血脂功能。

表4 各組小鼠血清中 TC、TG、HDL－C、LDL－C值(mmol/L)(n=12)

2.3.2 小鼠血脂綜合指數的變化 實驗中所試藥物對小鼠血脂中動脈硬化指數(AI)與TG/HDL－C比值的影響如表5所示。由表5可知，模型組與正常組相比，小鼠血脂中動脈硬化指數AI、TG/HDL－C值顯著增高(p＜0.01)，與模型組相比，陽性對照組、PS組、β－CD/PS包合物組和HP－β－CD/PS包合物組血脂中 AI、TG/HDL－C 比值均降低(P ＜0.01)，AI分別降低了44.37%、55.63%、51.66%、57.61%，TG/HDLC比降低了34.53%、50.67%、45.51%、43.05%，說明植物甾醇與血脂康、植物甾醇環糊精包合物均可有效降低動脈硬化指數，有顯著的抗動脈硬化作用，可減少冠心病的發病率，有效預防和治療高血脂癥。而且，三個實驗組之間經過組間分析，沒有顯著性差異，實驗進一步表明，植物甾醇經過環糊精的包合后，其降血脂功能性沒有被破壞或者降低。

表5 各組小鼠血清中動脈硬化指數(AI)、TG/HDL－C值(n=12)

2.3.3 小鼠肝臟系數及肝臟脂質的變化 高血脂小鼠取血后，按照1.2.5.1與1.2.5.2的方法計算小鼠肝臟系數和肝臟中的TC值如表6所示。由表6可知，模型組小鼠肝臟系數顯著高于正常組(P＜0.01)，陽性對照組和植物甾醇組較模型組有極其顯著降低(P＜0.01)，β－CD/PS包合物組和 HP－β－CD/PS包合物組較模型組相比，有顯著的降低(P＜0.05)，但三個實驗組之間沒有明顯差異性(P＞0.05)。由肝臟中的TC值從表中數據可以看出，模型組、陽性組以及三實驗組肝臟中的TC值均比正常組高，但是陽性組和三個實驗組與模型組相比，有顯著性降低(P＜0.05)。而且三個實驗組之間沒有顯著性差異，就肝臟指標來說，進一步表明植物甾醇經過環糊精包合后，沒有影響其降血脂功能。

表6 各組小鼠肝臟及肝臟系數的變化(mmol/L)(n=12)

3 結論

用飽和水溶液法制備β－環糊精/植物甾醇與羥丙基－β－環糊精/植物甾醇包合物的方法可行，并通過動物實驗證明，植物甾醇對高血脂癥小鼠血清總膽固醇(TC)、血清低密度脂蛋白膽固醇(LDL－C)、TG/HDL－C值、動脈硬化指數(AI)以及小鼠肝臟系數(HI)和肝臟中TC均有顯著性的降低作用，對高密度脂蛋白膽固醇(HDL－C)有顯著的升高作用，且經β－環糊精及其衍生物(羥丙基－β－環糊精)包合后，這些指標并沒有受到影響，說明經過包合作用并不會影響其本來的降血脂功能，并且可以改善其溶解性等性質，有利于植物甾醇及其環糊精包合物在食品中的應用。

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Study on the experiment of reducing blood lipid of high blood cholesterol in mice for phytosterol and its cyclodextrin inclusion complexes

LV Xiao－ling，WEN Juan*，TAO Dong－chuan，LIU Ying－wang，SUN Jing－lei

(College of Food Science and Biotechnology，Tianjin University of Science and Technology，Tianjin 300457，China)

Objective:Evaluated the influence of phytosterol that was inclusion by β－cyclodextrin and its derivative to serum lip id indexes of mice of hyperlip idemia.Method:72 Kunming mice were randomly divided into six groups:normal group，model group，positive control group，phytosterol group，phytosterol/β－cyclodextrin inclusion group，phytosterol/hydroxypropyl－β－cyclodextrin inclusion group，after the model built and d rug delivered then analysed of serum lip id level in mice.Results:After medication，com paring with the model group，the level of serum TC，LDLC，AI decreased and HDL－C was improved obviously in positive control group and the three experimental groups，while there were no significant differences of the serum lipid indexes among the three experimental groups.Conclusion:The result shows that the phytosterol had obvious action of reducing blood lip id.And there had no influence on that when it was included by β－CD or HP－β－CD.

phytosterol;inclusion;reducing blood lipid

TS201.4

A

1002－0306(2011)09－0393－04

2010－09－09 *通訊聯系人

呂曉玲(1960－)，女，碩士，教授，主要從事食品添加劑與營養調控方面的研究。