不同燕麥品種對大鼠膽固醇代謝的影響

郭麗娜 佟立濤 鐘 葵 周素梅

(中國農業科學院農產品加工研究所農業部農產品加工重點實驗室，北京 100193)

心腦血管疾病是嚴重威脅人類特別是中老年人健康的常見病，而高血脂癥是導致心血管疾病的重要原因之一。通過食用有降脂功能的食品來預防心腦血管疾病正在成為食品科學家和營養學家關注的焦點。大量動物試驗和人體試驗表明燕麥(A.sativa L)具有降低血清膽固醇功效［1－2］，國內外關于燕麥的降血脂功效研究目前主要集中于燕麥中可溶性膳食纖維β－葡聚糖［2－3］。可溶性膳食纖維是可以通過增加消化道中食糜的黏性，阻礙機體對食物中脂質的吸收以及促進膽汁酸的排泄從而發揮降血脂作用［4－5］。美國FDA在1997年發布了“建議人們每日攝入3 g β－葡聚糖有助于降低膽固醇水平”的健康聲稱。燕麥中蛋白質、脂肪含量較高，也含有多酚類物質［6］，這些物質是否有降血脂作用尚未見報道。周素梅等［7］在前期的研究中推測，除了β－葡聚糖，燕麥中的其他成分也可能對燕麥的降脂效果有影響。因此，本研究考察了β－葡聚糖含量有差異的3個燕麥品種對飼喂高脂飼料大鼠膽固醇代謝的影響及作用機制，為優良燕麥品種的選育及燕麥降脂機理的研究提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料和試劑

1.1.1 燕麥品種

從國內收集的31種主栽裸燕麥品種中篩選β－葡聚糖含量有差異的3個燕麥品種，其中壩莜1號、花早2號:河北張家口農業科學院燕麥研究所;白燕8號:西藏農科院農研所;收獲期均為2011年。將上述樣品蒸熟烘干，磨制成粉待用。

1.1.2 實驗動物

4周齡雄性Wistar大鼠平均體重(270±10)g，購買于北京維通利華試驗動物科技有限責任公司，合格證號:SCXK(京)2007－0001，飼養于中國醫學科學院藥用植物研究所SPF級動物實驗室內，動物房許可證號為SYXK(京)2008－0019，動物試驗通過中國醫學科學院、中國協和醫科大學藥用植物研究所動物實驗倫理委員會審核。大鼠高脂飼料在AIN－93標準飼料的基礎上制定配方，由北京阜康生物科技股份有限公司制備。

1.1.3 其他材料與試劑

β－葡聚糖測定試劑盒:愛爾蘭Megazyme公司;總膽固醇酶法、游離膽固醇酶法和甘油三酯酶法測定試劑盒:北京普利萊基因技術有限公司;膽汁酸酶聯免疫分析試劑盒:南京森貝伽生物科技有限公司。

1.2 儀器設備

HR2006攪拌機:飛利浦電子香港有限公司;NN－GS597M微波爐:上海松下微波爐有限公司;THZ－82A水浴恒溫振蕩器:金壇市榮華儀器制造有限公司;全自動生化分析儀:7060日本Hitachi公司;TU－1900雙光束紫外可見分光光度計:北京普析通用儀器有限公司;Kieltec Analysister全自動凱氏定氮儀:FOSS儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 原料基本組成分析

稱取適量燕麥粉，參照GB/T 21305—2007(谷物及谷物制品水分的測定常規法)測定含水量;按照Foss公司凱氏定氮儀標準方法測定蛋白質含量(N×5.83);脂肪含量測定參照GB/T 14772—2008(食品中粗脂肪的測定);β－葡聚糖含量測定參照AOAC 995.16法(大麥和燕麥中β－D－葡聚糖采用改進酶法);燕麥總酚含量采用福林酚法測定［8］。

1.3.2 動物試驗

雄性Wistar大鼠40只，預飼養7 d，眼底靜脈叢取血后，測定血清TC、TG、HDL－C和LDL－C水平。根據平均體重和血清總膽固醇水平，分為4組，每組10只，分別為對照組、壩莜1號組、花早2號組和白燕8號組。試驗期間各組大鼠自由飲水，每3 d稱重1次。屠殺前3 d收集大鼠糞便，冷凍干燥后待測。喂食試驗飼料第10、20、30 d時，分別由眼底靜脈叢采血，利用全自動生化分析儀測定血清 TC、TG、HDL－C和LDL－C水平。喂養30 d后禁食16 h，大動脈取血處死。摘取肝臟，－20℃儲存。按照試劑盒說明書，測定各組大鼠肝臟中TC、TG、FC水平以及糞便中TC、BA水平。糞便中總脂質含量采用索氏抽提法測定。

表1 動物飼料組成/g/1 000 g

本研究以美國營養學會推薦的標準飼料(AIN－93G)為基礎制備高脂飼料。參照國內外對燕麥產品的有效推薦用量(50 g/(kg體重·d))，試驗動物的燕麥粉攝食量折合后約為10 g/(kg體重·d)［7］。因此，在高脂飼料基礎上，以10%的不同品種燕麥粉替代其中的基礎飼料來制備燕麥組飼料。根據燕麥的組成，在保證每組中總的物質組成、總的能量相同的原則下，取代高脂飼料中的相應成分制成試驗飼料。具體的飼料組成見表1。

1.4 數據處理

運用SAS 8.0分析軟件，采用Tukey－Kramer的多重比較檢驗方法對數據進行分析。

2 結果與討論

2.1 不同品種燕麥組成分析

不同品種燕麥組成的分析結果表明，所選的3個燕麥品種β－葡聚糖含量有顯著性差異(P＜0.05)，β－葡聚糖含量由低到高依次為:壩莜1號、花早2號和白燕8號;白燕8號蛋白質含量顯著高于壩莜1號和花早2號(P＜0.05);所選的3個燕麥品種脂肪含量有顯著性差異(P＜0.05);壩莜1號總酚含量顯著高于花早2號和白燕8號(P＜0.05)。

表2 燕麥組成分析

2.2 不同品種燕麥對大鼠生長參數的影響

本研究測定了不同品種燕麥對于大鼠生長參數的影響。如表3所示:各組大鼠初體重、終體重、體重增值和攝食量組間沒有顯著性差異。

表3 不同燕麥品種對大鼠生長參數的影響

2.3 不同燕麥品種對大鼠血清脂質水平的影響

本研究考察了喂食不同燕麥品種第0、10、20、30 d對大鼠血清脂質水平的影響，試驗結果見圖1～圖4。

圖1 第0、10、20、30 d不同組間大鼠血清TC水平變化

圖2 第0、10、20、30 d不同組間大鼠血清LDL－C水平變化

圖3 第0、10、20、30 d不同組間大鼠血清TG水平變化

圖4 第0、10、20、30 d不同組間大鼠血清HDL－C水平變化

試驗第0 d時，試驗組大鼠血清中TC、LDL－C、HDL－C和TG含量組間沒有顯著性差異。3個燕麥組大鼠在試驗第0、10、20、30 d 血清中 TC、LDL －C、HDL－C和TG含量變化趨勢基本相同。試驗第30 d，壩莜1號能夠顯著降低血清中TC和LDL－C水平(P＜0.05)，白燕8號和花早2號只能顯著性降低血清TC水平(P＜0.05)，對LDL－C水平沒有顯著性影響。大鼠血清脂質分析結果表明攝入燕麥能夠降低血清膽固醇水平，但其作用效果并未隨著β－葡聚糖含量的增加而增加。燕麥組血清HDL－C和TG含量與高脂對照組沒有顯著性差異，表明本試驗中燕麥的攝入對大鼠血清HDL－C和TG水平無顯著影響。在本次試驗中β－葡聚糖含量低的壩莜1號表現出最好的降低大鼠血清中膽固醇效果，而β－葡聚糖含量較高的白燕8號和花早2號降低膽固醇能力較壩莜1號弱。徐向英［9］研究證實，灌胃4.78 g/(kg體重·d)的燕麥蛋白能夠降低大鼠血清中TC和LDL－C水平。Illman等［10］報道燕麥麩皮降低血清中的膽固醇水平除歸功于β－葡聚糖以外，也可能與燕麥脂質有關。燕麥中多酚有一定抗氧化活性，也被報道可能具有降血脂活性［11］。本試驗中大鼠攝入燕麥全粉時，燕麥中的β－葡聚糖含量高的組降脂效果并非最好，故燕麥降低血清膽固醇的功能可能是由β－葡聚糖、蛋白、油脂和多酚共同作用的結果。

2.4 不同燕麥品種對大鼠肝臟脂質水平的影響

為研究燕麥降低血清膽固醇的作用機制，分析了大鼠肝臟中脂質水平，結果見表4。飼喂高脂飼料會導致脂質在肝臟中的積累，喂食30 d后，3個燕麥組均能顯著降低肝臟中TC和CE水平(P＜0.05)，其中壩莜1號組大鼠肝臟TC和CE降低程度最大。壩莜1號和花早2號組能夠顯著降低肝臟中FC水平(P＜0.05)，而白燕8號組大鼠肝臟中FC含量沒有顯著性變化。3個燕麥組肝臟TG水平與高脂對照組沒有顯著性差異。以上結果表明攝入燕麥可以減少膽固醇在肝臟中積累，但不同燕麥組大鼠肝臟膽固醇的降低程度不同。

表4 不同組間大鼠肝臟TC、FC、CE以及TG水平/μmol/g

2.5 不同品種燕麥對大鼠糞便脂質和膽汁酸水平的影響

為進一步闡釋燕麥降低血清膽固醇作用的機理，本研究測定了不同品種燕麥對大鼠脂質排泄的影響，結果如表5所示。壩莜1號組和白燕8號組顯著性增加大鼠糞便膽汁酸的排泄，花早2號組大鼠膽汁酸水平高于高脂對照組，但未達顯著效果，表明燕麥主要是通過促進糞便中膽汁酸排泄來降低血清和肝臟中膽固醇水平。壩莜1號能夠顯著性增加大鼠糞便排泄量和總脂肪含量(P＜0.05)，白燕8號組和花早2組大鼠糞便排泄量和總脂肪含量沒有顯著性變化，這可能是壩莜1號組大鼠血清和肝臟中膽固醇水平比白燕8號組和花早2號組低的原因。但是3個燕麥組大鼠糞便TC水平都顯著性低于高脂對照組，表明攝入燕麥不能促進大鼠糞便TC的排泄。

表5 不同組間大鼠糞便質量、總脂肪含量、總膽固醇和膽汁酸水平

2.6 大鼠血清脂質變化率與肝臟和糞便脂質變化率關系

通過血清、肝臟和糞便的脂質分析可知，不同β－葡聚糖含量的燕麥品種降低血清中膽固醇能力不同，因此，本試驗分析了3個燕麥組血清脂質變化率與肝臟和糞便脂質變化率的關系，見圖5。壩莜1號組大鼠血清TC和LDL－C水平變化率最大，其次為白燕8號組，最后為花早2號組。3個燕麥組肝臟TC和CE水平的變化率，糞便質量、脂肪含量變化率與其血清膽固醇變化率有相同的趨勢。攝入燕麥全粉可能會抑制肝臟中膽固醇合成［12］，促進肝臟中膽固醇轉化為膽汁酸［12－13］以及抑制小腸對膽汁酸的重吸收作用［14］。大鼠肝臟中膽固醇積累越少，糞便中脂質排出體外的越多則其血清中膽固醇降低程度越大。

圖5 血清TC、LDL－C變化率與肝臟TC、CE、糞便質量、脂肪、BA含量變化率之間的關系

3 結論

3.1 不同品種燕麥均能降低大鼠血清TC和LDLC水平，及肝臟中TC和CE水平。

3.2 攝入燕麥主要是通過促進糞便中膽汁酸的排泄，從而導致血清和肝臟中膽固醇水平降低。

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