3种可溶性膳食纤维对大鼠血脂的影响

郑 刚，胡 娟，吴洪斌，明 建,3，糜漫天，赵国华,3,*

3种可溶性膳食纤维对大鼠血脂的影响

郑 刚1，胡 娟1，吴洪斌2，明 建1,3，糜漫天4，赵国华1,3,*

(1.西南大学食品科学学院，重庆 400715；2. 新疆农垦科学院农产品加工所，新疆 石河子 832000；3.重庆市农产品加工技术重点实验室，重庆 400715；4. 第三军医大学军事预防医学院营养与食品卫生学教研室，重庆 400038)

以SD大鼠为实验动物，饲喂高脂饲料，同时灌胃可溶性的番茄膳食纤维(TS)、葡萄膳食纤维(GS)和燕麦β-葡聚糖(βG)，观察3种可溶性膳食纤维对大鼠血脂水平的影响。结果发现，βG、TS和GS能显著抑制大鼠血清中总胆固醇(TC)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)浓度上升(P＜0.05)，与高脂模型对照组比较，其浓度平均水平分别下降了30.2%和34.7%；但是3种可溶性膳食纤维对大鼠的体质量、体脂百分率、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)和动脉硬化指数AI没有显著影响。TS比βG和GS能更加有效抑制大鼠血清TG浓度升高，βG则比TS和GS能更好地抑制HDL-C浓度降低，但与空白对照组比较，均未达到显著水平。

可溶性膳食纤维；番茄；葡萄；β-葡聚糖；大鼠；高脂血症

近年来，随着人们生活水平的不断提高，高脂血症的发病率呈逐年上升趋势。高脂血症(hyperlipidemia)是指由于脂肪代谢或转运异常而导致血浆中一种或几种脂质高于正常值，临床上表现为高胆固醇血症、高甘油三酯血症或两者兼有的混合型高脂血症[1]。高脂血症是心脑血管疾病的重要病理基础，是心脑血管疾病如动脉粥样硬化、脑中风等发病的主要危险因素之一[2]，因此，预防高脂血症的发生和发展，对减少心脑血管疾病的发病率具有重要意义。

大量研究证明，增加饮食中膳食纤维(DF)特别是可溶性膳食纤维(SDF)摄取，可有效改善血液脂质代谢异常，预防和减少心脑血管疾病的发生。如在饮食中添加高黏度的燕麦β-葡聚糖能显著降低血清总胆固醇(TC)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)的浓度，增加高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)浓度[3]；麦麸SDF可显著降低STZ小鼠的血清胆固醇水平[4]；在高脂饮食中添加α-环糊精后能使大鼠的体质量得到显著降低，血清瘦素浓度回到正常值[5]；葫芦巴SDF可以降低甘油三酯(TG)、胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇水平[6]等。一般认为，SDF降脂原因与其黏度特性有关[7-8]，消化道中的高黏度环境可以阻碍胃肠道对脂肪、胆固醇和胆汁酸的吸收并增加其排除，从而达到降低血脂的目的。

本实验以高脂饲料饲喂SD大鼠，同时灌胃可溶性的番茄膳食纤维(TS)、葡萄膳食纤维(GS)和燕麦β-葡聚糖(βG)，观察这3种可溶性膳食纤维对大鼠血脂水平的影响。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

健康雄性SD大鼠，体质量(190±20)g，由重庆第三军医大学SPF级实验动物中心提供并饲养，使用许可证号SCXK (渝) 2007-0003。

番茄皮渣购自新疆天业公司番茄酱厂，葡萄皮渣购自新疆西域酒业有限公司。皮渣经水洗、皮籽分离后，将果皮放置在恒温干燥箱中60℃干燥12h，然后粉碎至粒度为100目的粉末，作为纤维提取原料待用。

燕麦β-葡聚糖 郑州荔诺生物科技有限公司；总胆固醇(TC)测定试剂盒、甘油三酯(TG)测定试剂盒、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)测定试剂盒 温州东瓯津玛生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

7020型全自动生化分析仪 日本日立(Hitachi)公司；GL-21B高速台式冷冻离心机 上海安亭科学仪器厂；HWS-24型电热数显恒温水浴锅 金坛市富华仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 可溶性膳食纤维提取方法

采用水提醇沉方法。分别称取番茄皮粉和葡萄皮粉各500g，加90～100℃蒸馏水4500mL，置于80℃恒温水浴锅中水浴2h，用四层纱布进行过滤，使滤液与残渣分离。向滤液中加入95%乙醇，乙醇与滤液的体积比为4:1，醇沉10h，在5000r/min条件下离心20min，所得沉淀物即为可溶性膳食纤维。

1.3.2 高脂饲料配方

参考高脂饲料相关文献[9-11]，制定高脂饲料配方如表1所示。其中基础饲料配制参考GB 14924.3—2001 《实验动物 小鼠大鼠配合饲料》，由重庆第三军医大学实验动物中心提供。

表1 高脂饲料配方Table 1 Formula of high fat diet

1.3.3 方法

选健康雄性SD大鼠30只，体质量(190±20)g，由重庆第三军医大学SPF级实验动物中心提供并饲养，使用许可证号SCXK (渝) 2007-0003。随机分为5组，分别饲喂基础饲料(空白对照组NC)、高脂饲料(模型对照组MC)、高脂饲料+β-葡聚糖灌胃(βG组)、高脂饲料+番茄皮可溶性膳食纤维灌胃(TS组)、高脂饲料+葡萄皮可溶性膳食纤维灌胃(GS组)。每组6只，实验期7周。基础饲料和高脂饲料均自由采食；TS、GS和β-葡聚糖每天灌胃剂量0.2g(干基计，按膳食纤维人体推荐摄入量每天30g计算，每千克体质量约为0.5g)，用0.2%海藻酸钠配制成0.1g/mL悬浮液；NC与MC组每天灌胃等体积(2mL) 0.2%海藻酸钠溶液。连续灌胃50d，每10d测定一次实验大鼠体质量，每12d取血一次(用毛细玻璃管插入麻醉大鼠眼眶静脉丛取血，每次取两只大鼠)，测定血脂4项指标，在第50天时采用眼球摘取法取血后解剖大鼠，取生殖器周围脂肪称质量，血液放置2.5h后在3000r/min条件下离心15min，血清保存于-20℃备用。

1.3.4 主要测定指标

血脂4项中TC、TG和HDL-C按照试剂盒操作说明进行测定，其余指标按以下公式计算。

1.3.5 数据处理

2 结果与分析

2.1 不同可溶性膳食纤维对大鼠体质量的影响

一般来说，通过饲喂或灌胃高脂饲料能够造成大鼠的营养性肥胖，使得其体质量和体脂百分率增加。但由表2可见，体质量增加结果与预计情况相反。饲喂高脂饲料第10天时，基础饲料NC组与其他可溶性纤维组之间出现显著差异，NC组体质量增加最快，TS和GS组增加最慢，MC组与βG组居中。到第20、30天时，NC组与高脂饲料各组有显著差异，而高脂饲料各组之间则没有显著差异。第50天时，除βG组外，NC组仍然与其他各组之间差异显著，说明饲喂高脂饲料各组不但没有造成大鼠体质量的显著增加，与基础饲料NC组比较，体质量增加反而显著较少。研究发现，由于高脂饲料的适口性变差，使得大鼠对高脂饲料的每日摄入量有所减少(平均减少约1/4)，造成其体质量增加反而低于对照组。对比他人研究，将高脂成分添加到基础饲料中让动物自由采食与制成脂肪乳给动物灌胃相比，后者的造模效果要好于前者的结论[11]与本研究基本一致。第50天时，βG组、TS组和GS组与MC组比较，体质量无显著差异，说明在7周饲喂时间内，3种可溶性膳食纤维对大鼠体质量水平没有显著影响。

表2 3种不同可溶性膳食纤维对大鼠体质量的影响Table 2 Effects of soluble dietary fibers on body weight of rats

2.2 不同可溶性膳食纤维对大鼠体脂百分率的影响

图1 3种不同可溶性膳食纤维对大鼠体脂百分率的影响Fig.1 Effects of soluble dietary fibers on body fat percentage of rats

由图1可知，第50天时，虽然NC组大鼠的体质量与高脂饲料各组大鼠的体质量有显著差异，但是其体脂质量并无显著增加，造成各组大鼠体脂百分率之间无显著差异。从另一个角度来说，与NC组比较，虽然高脂饲料组大鼠每日摄入的高脂饲料量有所下降，但是高脂饲料对其体脂质量的增加效果仍然要好于基础饲料。

2.3 不同可溶性膳食纤维对大鼠血清TC的影响

从表3可以看出，随着大鼠饲喂时间的延长，与NC组相比，高脂饲料各组大鼠的血清TC浓度显著增加，24d后基本达到峰值，除MC组血清TC浓度有明显增加外，从第24到50天其余各组血清TC浓度变化不大。到第50天时，MC组的血清TC浓度达到5.23mmol/L，是NC组1.61mmol/L的3.25倍，而饲喂高脂饲料同时灌胃可溶性纤维的βG组、TS组和GS组平均值为3.65mmol/L，是NC组的2.27倍，比MC组大鼠血清TC浓度平均下降了30.2%。说明与MC组比较，βG、TS和GS 3种可溶性纤维均能有效抑制大鼠血清TC浓度的升高，但相互比较，其抑制效果无显著差异。

表3 3种不同可溶性膳食纤维对大鼠血清TC的影响Table 3 Effects of soluble dietary fibers on serum TC in rats

2.4 不同可溶性膳食纤维对大鼠血清TG的影响

表4 3种不同可溶性膳食纤维对大鼠血清TG的影响Table 4 Effects of soluble dietary fibers on serum TG in rats mmol/L

由表4可知，到第24天时，高脂饲料各组与基础饲料组之间的血清TG值没有显著差异，说明短时间内高脂饲料对大鼠血清TG的影响要小于其对血清TC的影响。到第36天时，相对其他各组，βG组大鼠的血清TG值显著升高；到第50天时，TS组大鼠的血清TG显著低于βG组，说明相对于燕麦β-葡聚糖，番茄可溶性膳食纤维对大鼠血清TG的升高有显著抑制作用，但相对于NC组和MC组，3种可溶性膳食纤维对大鼠血清TG浓度均无显著影响，说明3种可溶性膳食纤维中，只有番茄可溶性膳食纤维能够有效抑制大鼠血清TG浓度升高，与NC组比较，下降了26.8%，但未达到显著水平。

2.5 不同可溶性膳食纤维对大鼠血清HDL-C的影响

由表5可知，到第36天时，各组大鼠血清HDL-C浓度均无显著差异；直到第50天时才出现显著差异。与NC组比较，高脂饲料各组HDL-C浓度均有明显降低，其中TS组和GS组差异显著，说明βG组比TS组、GS组更能抑制HDL-C浓度下降。高脂饲料各组间无显著性差异，说明3种可溶性膳食纤维对高脂大鼠血清HDL-C浓度均无显著影响。横向比较，从第0天到36天，各组大鼠HDL-C浓度没有大的变化，但到第50天高脂饲料各组则均呈显著下降趋势。由于HDL-C浓度与动脉粥样硬化的发病率和冠心病危险性呈负相关，因此从第50天HDL-C数据可知，随着饲养时间的延长，高脂饲料导致大鼠动脉硬化和冠心病危险程度增加。

表5 3种不同可溶性膳食纤维对大鼠血清HDL-C的影响Table 5 Effects of soluble dietary fibers on serum HDL-C in rats mmol/L

2.6 不同可溶性膳食纤维对大鼠血清LDL-C的影响

表6 3种不同可溶性膳食纤维对大鼠血清LDL-C的影响Table 6 Effects of soluble dietary fibers on serum LDL-C in rats mmol/L

由表6可知，第12天时，不同组大鼠的血清LDL-C浓度即开始出现差异，到第50天时，NC组LDL-C浓度水平基本没变，但高脂饲料各组血清LDL-C浓度呈显著增加趋势，与第0天比较，MC组增加了6.6倍，βG组、TS组和GS组分别增加了3.9、5.2倍和3.9倍；βG组和GS组对LDL-C的抑制作用好于TS组，但3组纤维组间无显著差异；与模型对照组比较，则3组纤维均有显著差异；说明高脂饲料能够显著升高大鼠血清LDL-C浓度，且3种可溶性纤维对LDL-C浓度升高均有显著抑制作用；第50天时，与MC相比，其LDL-C浓度平均下降了34.7%。

2.7 不同可溶性膳食纤维对大鼠动脉硬化指数的影响

由图2可知，到第50天，与NC组比较，高脂饲料各组大鼠动脉硬化指数显著提高。高脂饲料组间，虽然βG组、TS组和GS组动脉硬化指数低于MC组，但与MC组之间没有显著差异。说明可溶性膳食纤维可以在一定程度上预防大鼠动脉硬化的风险，但是未达到显著水平。由于动脉硬化指数与HDL-C高度相关，因此，这可能是由于可溶性膳食纤维对大鼠血清HDL-C水平的影响不显著造成的。

图2 3种不同可溶性膳食纤维对大鼠动脉硬化指数的影响Fig.2 Effects of soluble dietary fibers on atherogenic index in rats

3 讨 论

饮食所致的高脂血症是一个世界性的公共卫生问题，由于脂质不溶或微溶于水，必须与蛋白结合以脂蛋白形式存在，所以高脂血症也常被称为高脂蛋白血症。临床流行病学研究表明，血浆TC和LDL-C水平升高是动脉粥样硬化(AS)的重要危险因素[12]，与人群中的冠心病(CAD)的发病率和死亡率呈正相关；HDL-C是机体从肝脏外组织逆向转运胆固醇回肝脏的主要形式，它能阻止胆固醇在动脉壁的沉积，是抗动脉硬化因子，其浓度水平与动脉粥样硬化的发病率和冠心病危险性呈负相关；LDL-C是机体将肝脏合成的胆固醇转运到全身组织的主要形式，大颗粒的LDL-C易发生氧化，在动脉壁上沉积而致动脉硬化[13]；所以血清中较高浓度的HDL-C水平与较低浓度的TC和LDL-C水平是预防和治疗高脂血症的主要目标，而临床上往往将LDL-C作为降脂治疗的首要目标。本实验研究发现，虽然βG、TS和GS 3种可溶性膳食纤维对大鼠的体质量、体脂百分率、TG、HDL-C和动脉硬化指数没有显著影响，但能显著抑制大鼠血清中TC和LDL-C浓度升高，与高脂模型组比较，分别下降了30.2%和34.7%，说明3种可溶性膳食纤维均对大鼠的血脂升高有一定预防作用，但相互比较，3种纤维之间无显著差异。TS组比βG和GS组能更加有效抑制大鼠血清TG浓度升高，βG组则比TS和GS组更好地抑制HDL-C浓度降低，但与NC组比较，均未达到显著水平。

4 结 论

实验数据显示，番茄SDF、葡萄SDF和燕麦β-葡聚糖能显著抑制SD大鼠血清TC和LDL-C浓度升高，因此对高脂饲料导致的大鼠高脂血症有一定预防作用。

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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

新疆生产建设兵团博士基金项目(2009JC12)；新疆生产建设兵团科技攻关计划基金项目(2009GG39)；重庆市高等学校优秀人才资助计划项目([2009]2号)

郑刚(1970—)，男，博士研究生，研究方向为膳食纤维。E-mail：shothawk@sohu.com

*通信作者：赵国华(1971—)，男，教授，博士，研究方向为非消化性碳水化合物化学与营养。

E-mail：zhaoguohua1971@163.com