超微化豆渣膳食纤维对BALB/c小鼠血清胆固醇及甘油三酯的影响

乐碧云，刘成梅*，刘 伟，章 瑜，万 婕

(食品科学与技术国家重点实验室，南昌大学，江西 南昌 330047)

超微化豆渣膳食纤维对BALB/c小鼠血清胆固醇及甘油三酯的影响

乐碧云，刘成梅*，刘 伟，章 瑜，万 婕

(食品科学与技术国家重点实验室，南昌大学，江西 南昌 330047)

以豆渣为原料提取豆渣膳食纤维(ODF)，采用超微粉碎干法粉碎及动态高压微射流进行湿法粉碎分别得到超微粉碎处理的膳食纤维(D-ODF)、微射流处理的膳食纤维(W-ODF)，未经超微化处理的样品作为对照(C-ODF)。观察超微化前后膳食纤维的主要理化性质的变化，并研究其对BALB/c小鼠血清中总胆固醇(TC)、高密度胆固醇(HDL-C)及甘油三酯(TG)水平的影响。结果表明，W-ODF样品的粒度比D-ODF组降低更为显著，且膨胀力、持水力及可溶性膳食纤维含量均高于D-ODF及C-ODF。灌胃28d后，D-ODF组小鼠的TC水平较灌胃前有所下降，对照组及W-ODF组TC水平有所升高，但各组HDL-C的水平均有所升高；W-ODF组中HDL-C/TC提高了21.2%，显著高于C-ODF(4.8%)和D-ODF组(11.4%)；对照组TG水平较灌胃前有所升高，而D-ODF组和W-ODF组分别降低了13.5%和29.2%；D-ODF、W-ODF组的TG水平较对照组分别降低了17.9%(P＜0.05)、41.0%(P＜0.05)，后者效果更为显著。

豆渣膳食纤维；超微化；动态高压微射流；体内实验；胆固醇；甘油三酯

膳食纤维具有促进体内血脂和脂蛋白正常代谢的作用，能够抑制或延缓胆固醇与甘油三酯在淋巴中的吸

附，增加胆固醇的排出量，降低血清胆固醇浓度，从而预防高血压、高血脂、心脏病和动脉硬化，减少冠心病和心脑血管疾病的发病率。然而膳食纤维的这些生理活性与其物理化学特性(如持水力、膨胀力等)相关联[1]，而物化特性除与原料来源、化学组成等有关外，还与加工工艺、颗粒粒度、结晶状态等[2]有极大关系。膳食纤维的粒度越小则其比表面积越大，持水力和膨胀性也相应增大，生理功能的发挥越显著。Raghavendra等[2]研究发现粉碎处理可使膳食纤维粒度减小，从而增大了比表面积，并引起结构的改性，提高其水化性质(如膨胀力、持水力等)。

超微化技术可分为干法粉碎技术和湿法粉碎技术[3]，而动态高压微射流(d y n a m i c h i g h p r e s s u r e microfluidization，DHPM)技术作为一种新型的湿法液态超微化技术[4]，集输送、混合、超微粉碎、加压、加温、膨化等多种单元操作于一体，主要适用于流体混合物料(液-液相或液-固相)的剪切、破碎、均质和膨化[5]，其工作压力可高达100～200MPa。动态超高压微射流技术已被应用于膳食纤维的改性[6]，膳食纤维在压力的推动下快速地通过Microfluidizer微射流仪的处理腔时受到剪切、碰撞、粉碎等机械力作用，物料得到了超微化，并引起膳食纤维的改性，进而对其理化性质产生了影响[7]。

Chau等[8]采用高压粉碎(high-pressure microsizer)处理胡萝卜膳食纤维后发现，胡萝卜膳食纤维的持油力得到大大的提高，具有潜在的吸附胆固醇的作用。贾冬英等[9]在对柚中果皮水不溶性膳食纤维对胆固醇的体外吸附研究中发现，粒径可明显影响其对胆固醇的吸附能力，粒径越小，吸附量越大。另外，华娉娉等[10]研究表明，分别从大豆渣、大豆皮获取的可溶性大豆纤维产品能降低小白鼠的血清TC和TG水平，较大提高血清HDL-C含量。

本实验分别采用超微粉碎干法粉碎技术及动态高压微射流湿法粉碎技术对豆渣膳食纤维进行超微化粉碎处理，并探讨采用此两种手段处理后的豆渣膳食纤维对BALB/c小鼠血清总胆固醇(TC)、高密度胆固醇(HDL-C)及甘油三酯(TG)水平的影响，旨在进一步了解动态高压微射流处理对豆渣膳食纤维生理功能的影响。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

豆渣 青山湖菜市场；BALB/c小鼠(批号96021)和基础日粮 南昌大学实验动物科学部；实验试剂均为化学纯。

1.2 仪器与设备

Microfluidizer Processor M-700微射流仪 美国Microfluidics公司；HMB-701S超微粉碎机 北京环亚天元机械技术有限公司；NICOMP 380/ZLS纳米粒度分析仪 美国Particle Sizing Systems公司；Labconco Free Zone 4.5 Liter真空冷冻干燥机 美国Labconco公司；紫外分光光度计 美国Beckman Coulter公司。

1.3 方法

1.3.1 豆渣膳食纤维的制备

采用酶-碱法制备豆渣膳食纤维(okara dietary fiber，ODF)，并分别进行超微粉碎和动态高压微射流处理，其工艺流程如下：

1.3.2 膳食纤维品质测定

1.3.2.1 膨胀力[11]

准确称取过40目筛的大豆膳食纤维100mg放入盛有蒸馏水并带有刻度的10mL玻璃试管中，加蒸馏水5mL，振匀后在室温(20℃)下放置24h，观察大豆膳食纤维样品在试管中的自由膨胀体积，即溶胀后膳食纤维的体积。换算成每克干物质的膨胀体积来表示膨胀力。

1.3.2.2 持水力[11]

称取2.00g样品放入100mL烧杯中，加入20℃蒸馏水40mL常温下浸泡1h后，在定量滤纸上沥干样品水分，并将其迅速转入表面皿中称质量。按下式计算持水力。

1.3.2.3 粒径

采用NICOMP 380/ZLS纳米粒度分析仪对膳食纤维样品进行平均粒度测定。

1.3.2.4 所含成分测定

蛋白质含量测定：GB5009.5—85《食品中蛋白质的测定方法》；水分测定：GB5009.3—85《食品中水分的测定方法》；灰分测定：GB5009.4—85《食品中灰分的测定方法》；纤维素含量测定：GB5009.10—85《食品中粗纤维的测定方法》。

1.3.3体内实验

雄性BALB/c小鼠24只，体质量20～24g。小鼠取回后在实验室适应性喂养7d，随机分为3组，分别为对照组(C-ODF组)、超微粉碎的膳食纤维(D-ODF)组和微射流处理的膳食纤维(W-ODF)组。对照组灌胃未经超微化的膳食纤维溶液，3个组给灌胃剂量均为0.1g/kg bw (0.2mL/只)，每天1次，连续28d。灌胃期间，小鼠可自由摄食基础日粮和进水。实验第0天(灌胃前)和第28天禁食12h后摘眼球采血取血样，3000r/min离心5min，分离血清。

1.3.4 血清胆固醇及TG水平的测定

血清各指标的测定分别采用浙江温州东瓯津玛生物技术有限公司生产的总胆固醇测定试剂盒(Catalog No. A0-10027)、高密度脂蛋白胆固醇测定试剂盒(Catalog No.A0-10137)和TG测定试剂盒(Catalog No. A0-10017)。

1.4 数据处理

实验数据用Excell XP及SPSS16.0数据处理软件中方差分析过程进行双因素数理统计，并对均数作LSD多重比较，数据以平均数±标准差表示。

2结果与分析

2.1 膳食纤维的主要成分及理化品质

表1 C-ODF、D-ODF、W-ODF主要成分及理化性质Table 1 Major compositions and physico-chemical properties of C-ODF, D-ODF and W-ODF

从表1可以看出，C-ODF平均粒度为42.11μm，经超微粉碎和动态超高压处理后分别降至7.27μm和6.51μm (P＜0.05)，可溶性膳食纤维含量分别提高了6.24%和11.69%，膨胀力及持水力均得到改善，尤其是经动态高压微射流湿法处理后的W-ODF，膨胀力由6.53mL/g升高至14.63mL/g(P＜0.01)，持水力由9.32g/g升高至23.94g/g(P＜0.01)。

超微化处理能够降低物料的粒度，从而使膳食纤维的亲水基团更多的暴露出来，且增加了水的结合位点，从而提高了其膨胀力、持水力及可溶性成分的含量[8]。相比之下，在动态高压微射流处理的过程中，膳食纤维受到高速剪切、碰撞、气穴及瞬时压力降等各种机械作用力的相互作用[12]，处理时间短(约5s)，具有高时效性，且能达到比超微粉碎处理更好的水化性质，更大程度的降低了膳食纤维的粒度。

2.2 C-ODF、D-ODF、W-ODF对小鼠血清胆固醇和TG水平的影响

HDL-C具有逆向转运胆固醇的能力，含量高则表明能转运的胆固醇多，从而减少了胆固醇在动脉血管的沉积，延缓动脉硬化的发生。近年来的研究表明，血清HDL-C水平与冠心病(CAD)的发病呈负相关[13]。低HDL-C/TC是近年来提出预测CAD的新指标，国内外研究表明，CAD组HDL-C/TC水平低于非CAD组[14-15]。

表2 灌胃前后小鼠血清胆固醇水平Table 2 Serum cholesterol levels before or after perfusion in mice

从表2可以看出，与灌胃前相比，灌胃2 8 d后D-ODF组小鼠的TC水平有所下降，对照组及W-ODF组TC水平有所升高，但各组HDL-C水平及HDL-C/TC均有所升高，其中C-ODF组中HDL-C/TC提高了4.8%，D-ODF组提高了11.4%，更为显著的是W-ODF组，其比值提高了21.2%。 灌胃前，各组间HDL-C水平均存在显著差异。灌胃28d后，各组间相比，W-ODF、D-ODF组HDL-C/TC分别为0.80和0.78，均显著高于C-ODF对照组，为0.66(P＜0.05)。

表3 灌胃前后小鼠血清中TG水平Table 3 Serum triglyceride levels before or after perfusion in mice

TG是人体的主要能源，也是重要的储能物质，但摄入过多的高脂食物会导致血液中TC和TG含量偏高，从而容易引发心脑血管疾病。从表3分析可见，灌胃28d后，与灌胃前相比，对照组TG水平有所升高，而D-ODF组TG水平降低了13.5%， W-ODF组降低了29.2%。灌胃第28天，与对照组相比，D-ODF、W-ODF组的TG水平均分别降低了17.9%(P＜0.05)、41.0%(P＜0.05)，从数据可以看出W-ODF组较D-ODF组降低更为显著(P＜0.05)。

膳食纤维的水化性质及可溶性膳食纤维含量均与其降胆固醇的生理功能有关，较高的可溶性膳食纤维含量可显著降低餐后血浆TG水平[16]。由表2、3可知，虽然经过超微化处理后的膳食纤维均具有较好的降低血清中胆固醇及TG的功能，但动态高压微射流处理后的膳食纤维在提高HDL-C/TC及降低TG水平方面的效果均优于超微粉碎后的和未经超微化处理的膳食纤维。这可能是由于动态高压微射流处理后的膳食纤维粒度减小后，比表面积大大增加，膨胀力及持水力显著提高，且暴露出更多的极性基团，提高了可溶性成分的含量，增强了吸附能力，从而减少了肠绒毛与胆固醇的接触几率，减缓吸收速度，延长吸收时间，甚至带走一些多余的吸附胆固醇，并加速胆固醇在血液中的转运，达到降低血清中胆固醇的目的。

3 结 论

经过上述实验与分析可知，经过超微粉碎干法处理及动态高压微射流湿法处理的膳食纤维水化性质及可溶性得到了改善，从而增强了其降低血清胆固醇和TG水平的能力，其中动态高压微射流处理后的膳食纤维降低TG水平及提高HDL-C/TC水平效果更为显著。因此，豆渣膳食纤维进行超微化改性处理后，可以改善其生理功能，更为明显的提高对小鼠血清胆固醇及TG水平的降低作用。

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Effect of Ultra-micronized Okara Dietary Fiber on Serum Cholesterol and Triglyceride Levels in BALB/c Mice

LE Bi-yun，LIU Cheng-mei*，LIU Wei，ZHANG Yu，WAN Jie
(State Key Laboratory of Food Science and Technology, Nanchang University, Nanchang 330047, China)

Dietary fiber was separated from okara, and then micronized through dry grinding method using ultra-micro pulverizer and wet granulating method using dynamic high pressure microfluidization, respectively. The samples were collected as D-ODF and W-ODF. Un-micronized dietary fiber (C-ODF) was the control diet. The changes of major physical and chemical properties before and after micronization were examined and effects of these samples on levels of serum total cholesterol (TC), high-density lipoprotein cholesterol (HDL-C) and triglyceride (TG) were determined in BALB/c mice. Results indicated that particle size of W-ODF exhibited more significant declined than that of D-ODF. Meanwhile, swelling capacity, water holding capacity and soluble dietary fiber content in W-ODF were higher than those of D-ODF and C-ODF. The TC level exhibited a decrease in mice fed with D-ODF for 28 days through comparing with the TC level pre-treatments. However, the TC level in mice of both control groups and W-ODF group revealed an increase. In addition, serum HDL-C levels of all groups exhibited an increase; the ratio of HDLC/TC in W-ODF group was increased by 21.2%, which was significantly higher than that of C-ODF (4.8%) and D-ODF (11.4%). TG level of control group was also increased, however, 13.5% reduction in D-ODF group and 29.2% decrease in W-ODF group were observed, compared with pre-feeding. Compared with the control group, TG levels in D-ODF group and W-ODF group were decreased by 17.9% (P ＜ 0.05) and 41.0% (P ＜ 0.05), respectively. W-ODF exhibited more prominent effect on TG level.

okara dietary fiber；ultra-micronization；dynamic high pressure microfluidization；in vivo；cholesterol；triglyceride

R151.2

A

1002-6630(2010)09-0247-04

2009-12-22

国家“863”计划重点项目(2007AA100403)；国家重点实验室目标导向项目(SKLF-MB-200808)

乐碧云(1986—)，女，硕士研究生，研究方向为食用资源的开发与利用。E-mail：lovinglby@163.com

*通信作者：刘成梅(1963—)，男，教授，博士，研究方向为食品加工新技术与功能性食品。E-mail：chengmeiliu@yahoo.com.cn