不同加工方式对青稞降脂益肠功效的影响

王倩倩，李明泽，陆红佳，刘庆庆，郭 婷，田宝明，刘 雄,3,*

（1.西南大学食品科学学 院，重庆 400715；2.甘肃省农业科学院农产品贮藏加工研究所，甘肃 兰州 730070；3.重庆君亲食品有限公司，重庆 400715）

不同加工方式对青稞降脂益肠功效的影响

王倩倩1，李明泽2，陆红佳1，刘庆庆1，郭 婷1，田宝明1，刘 雄1,3,*

（1.西南大学食品科学学 院，重庆 400715；2.甘肃省农业科学院农产品贮藏加工研究所，甘肃 兰州 730070；3.重庆君亲食品有限公司，重庆 400715）

目的：探讨不同加工方式对青稞生理功效的影响。方法：按体质量将去势大鼠随机分为5 组，分别为空白组、炒制处理组、微波处理组、蒸煮处理组、挤压膨化处理组。分别饲喂对应的实验饲料4 周后，测定大鼠血脂、盲肠内容物中菌群、代谢产物等指标。结果：不同加工方式处理的青稞均能增加盲肠组织、盲肠内容物、盲肠内容物中短链脂肪酸（short-chain fatty acids，SCFAs）和高密度脂蛋白（high-density lipoprotein cholesterol，HDL-C）含量，降低肠道pH值、肠内容物游离氨、血清总胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白（low density lipoprotein cholesterol，LDL-C）含量，以及促进有益菌并抑制有害菌的增殖。结论：不同加工方式处理的青稞均有一定程度的改善肠道健康和降血脂作用，其中微波处理组和挤压膨化处理组效果较好。

加工方式；青稞；肠道健康；血脂

青稞又称裸大麦、元麦，主要种植在我国的西藏、青海省以及四川省等地。在以青稞为主食的青藏高原，糖尿病、心脑血管疾病发病率很低。在高寒缺氧的青藏高原，藏族百岁老人列全国之最，有关专家认为，青稞突出的保健功能是藏区人长寿的重要原因之一[1]。粮谷类作物中，青稞有着“三高”“两低”的特点，即“高蛋白、高纤维素、高维生素，低脂肪、低糖”。青稞中蛋白含量高于水稻、小麦、玉米，其人体必需的8种氨基酸含量也均高于上述的3种谷物[2]。此外，大麦的脂肪含量较低，并且富含降胆固醇的油酸、亚油酸、亚麻酸以及卵磷脂、维生素等，其可溶性纤维和总纤维含量也均高于其他谷类作物，是普通小麦的15 倍左右[3]。而其可溶性纤维的主要成分为β-葡聚糖，西藏青稞所含β-葡聚糖含量在3.66%～8.62%之间，是目前为止在所有谷类作物中测得的最高值[4]。大麦与其他常见的食用麦类基本成分相似，营养成分上略有差异，但其改善肠道环境、降血糖、降血脂、降胆固醇，预防心血管疾病的功效较为显著，它能发挥上述生理功能的主要影响因素是其β-葡聚糖的含量较高。许多研究人员的大量实验也证实了β-葡聚糖的优良功效[5-14]。

前期研究发现，经不同加工方式处理后青稞中β-葡聚糖含量会有一定程度的增加，本实验采用炒制、微波、蒸煮、挤压膨化加工处理的西藏青稞为原料进行研究。关于青稞及其中的β-葡聚糖的生理功能的研究已有很多报道，但是关于不同的加工方式对青稞生理功效性影响的研究却少有报道。不同加工方式处理过的青稞，其内部化学组成、结构和理化性质会发生一定变化，表现出对机体生理功能的作用和影响也会有所不同，因此，研究较为合理的膳食处理方式从而更好地发挥其生理功能尤为必要。

更年期妇女由于卵巢功能减退，分泌过高的促性腺激素，引起植物神经功能紊乱，出现结肠炎、血脂升高等疾病。而目前治疗更年期综合征的药物又大多具有副作用，因此研究能治疗或者预防由于雌激素缺乏所导致的更年期综合征越来越受到人们的广泛关注。卵巢切除大鼠不但能很好的模拟女性绝经期状态，而且也是很好的高血脂模型。本实验主要通过对雌性大鼠进行双侧卵巢切除手术，模拟建立更年期模式，研究不同加工方式处理的青稞对去势大鼠血脂和肠道的影响。

1 材料与方法

1.1 动物与材料

雌性SD大鼠购自重庆滕鑫比尔实验动物销售有限公司。

炒制青稞（预处理的青稞于130 ℃炒制处理5 min，粉碎过50 目筛制得）、微波处理青稞（预处理的青稞于640 W微波处理5.5 min，粉碎过50 目筛制得）、蒸煮处理青稞（预处理的青稞于115 ℃条件下蒸煮处理40 min，自然晾干后粉碎，过50 目筛制得）、挤压膨化青稞（预处理的青稞在温度为160 ℃，螺杆转速45 r/min的条件下进行挤压膨化处理，粉碎过50 目筛制得），基础饲料、加工青稞饲料 本实验室自制。

1.2 试剂

血清总胆固醇（total cholesterol，TC）测定试剂盒、血清甘油三酯（triglyceride，TG）测定试剂盒、血清高密度脂蛋白胆固醇（high-density lipoprotein cholesterol，HDL-C）测定试剂盒、血清低密度脂蛋白胆固醇（low-density lipoprotein cholesterol，LDL-C）测定试剂盒 上海北海生物技术工程有限公司；乙醇、氢氧化钠、氯化钠、柠檬酸、钨酸钠、硫酸、苯酚、硝普钠、次氯酸钠（分析纯） 成都市科龙化工试剂厂；乙酸、巴豆酸标准品（纯度＞99.7%） 英国Johnson Matthey公司；丙酸、丁酸、异丁酸标准品（纯度＞99%） 梯希爱（上海）化成工业发展有限公司；TPY琼脂培养基、肠球菌琼脂（胆汁七叶叠氮钠琼脂）、乳酸杆菌选择性琼脂、伊红美蓝琼脂 青岛高科园海博生物技术有限公司。

1.3 仪器与设备

HH-6数显恒温水浴锅 常州澳华仪器有限公司；Centrifuge 5810台式高速离心机 德国艾本德股份公司；1-15PK冷冻离心机 美国Sigma公司；7020型全自动生化分析仪 株式会社日立制作所；SW-CJ-1FD洁净工作台 苏州安仪器有限公司；DHG-9070电热恒温鼓风干燥箱 上海齐欣科学有限公司；WH-1微型漩涡混合器 上海沪西分析仪器厂有限公司；722-P可见分光光度计 上海现科仪器有限公司；GC-2010高效气相色谱仪 日本岛津公司；Stabilwax-DA色谱柱 美国Restek公司；ES-315 高压蒸汽灭菌锅 日本Seisakusyo公司；HH-B11电热恒温培养箱 上海跃进医疗器械厂。

1.4 方法

1.4.1 实验设计

SD雌性大鼠36 只，室温（25±1） ℃，12 h明暗轮换（9：00—21：00）。基础饲料饲喂1 周（基础饲料表见表1），自由进食饮水。适应喂养环境后，称取大鼠体质量，按体质量随机分为6 组，进行双侧卵巢切除手术（ovariectomized，OVX）。腹部注射戊巴比妥钠（无菌生理盐水配制3%溶液，注射量0.1 mL/100 g大鼠体质量）使其麻醉，第一组6 只进行伪切除手术（Sham），其余5 组全部进行双侧卵巢切除手术（OVX）。手术完毕后饲喂基础饲料，进行1 周左右的恢复。恢复1 周后，按体质量将OVX大鼠随机分为5 组，分别为空白组、炒制处理组、微波处理组、蒸煮处理组、挤压膨化处理组。空白组、伪切除手术组大鼠饲喂基础饲料，其他组饲喂青稞加工饲料（表1），自由采食和饮水，每天称量大鼠体质量并记录其采食量。

实验周期为4 周，实验期最后4 d收集大鼠粪便，真空冷冻干燥后称重，贮存在干燥器中。饲养过程结束前10 h对大鼠断粮，用乙醚麻醉后断头处死大鼠，颈部取血，用含有抗凝剂肝素钠的采血管收集血液，3 000 r/min、4 ℃条件下离心15 min，血清分装于微型试管中贮存于－80 ℃条件下待分析。

项目玉米淀粉加工青稞预糊化淀粉酪蛋白蔗糖大豆油复合矿物质复合维生素L-胱氨酸氯化胆碱

表1 基础饲料和加工青稞饲料配方Table 1 Composition of basal diet and processed hulless barley diet g/kg

1.4.2 饲料效率的测定[15]

实验前测定每只大鼠的体质量，实验期间每天记录采食量，实验结束时测定每只大鼠体质量。计算出4 周的实验期内大鼠体质量增加量和总的饲料采食量。

1.4.3 盲肠壁表面积测定[16]

用生理盐水洗净盲肠，展开后固定在划有标准刻度线（cm）白色塑料板上，用数码相机拍摄展开的盲肠，将盲肠照片用打印纸打印，然后将纸上的盲肠轮廓图剪下，测出照片上的1 cm刻度线的长度（L，cm），用精度为0.000 1 g的电子天平精确称量轮廓图纸质量（m2）和1 cm2的打印纸质量（m1），然后按公式（2）计算出盲肠表面积。

1.4.4 盲肠内容物含水量测定

称取一定质量的新鲜盲肠内容物，放入预恒质量铝盒中，105 ℃质量恒定，测其含水量。

式中：m1为盲肠内容物湿质量/g；m2为盲肠内容物干质量/g。

1.4.5 盲肠内容物pH值测定

称取一定质量的新鲜盲肠内容物于10 mL去离子水预处理离心管中，加入10 倍（V/m）去离子水，旋涡混合仪上混匀后静置，测上清液pH值。

1.4.6 盲肠内容物游离氨测定[17]

将预处理的盲肠内容物样品4 000 r/min条件下离心5 min，吸取上清液1 mL，依次加入1 mL含有0.001 mol/L亚硝基铁氰化钠的0.5 mol/L苯酚溶液和1 mL含有0.03 mol/L次氯酸钠的0.625 mol/L氢氧化钠溶液，60 ℃保温5 min，于625 nm波长处测吸光度。

1.4.7 盲肠内容物SCFAs测定

将预处理的盲肠内容物样品在4 000 r/min转速下离心15 min，吸取上清液转移至预处理10 mL离心管中，10 000 r/min转速下继续离心15 min，1 mL一次性注射器吸取上清液1 mL，0.25 μm滤膜过滤至2 mL进样小瓶中待测。

气相色谱条件[18]：进样量1 μL；进样口温度220 ℃；柱流量0.95 mL/min，柱温90 ℃、平衡时间0.5 min，5 ℃/min升温至150 ℃，保留时间7 min；检测器温度230 ℃；氢气流量40 mL/min，空气流量400 mL/min，尾吹流量40 mL/min。

1.4.8 盲肠内容物微生物测定

取－80 ℃冷冻盲肠内容物0.2 g左右，加入9 倍（V/m）无菌生理盐水，旋涡混合仪振荡混匀，稀释到合适的倍数，用于测定微生物菌落总数。大肠杆菌、双歧杆菌、乳酸杆菌和肠球菌分别选用EMB培养基、TPY琼脂、乳酸杆菌选择性琼脂和肠球菌琼脂进行培养，结果以lg（CFU/g）表示。

1.4.9 血脂测定

血脂按试剂盒的要求处理后，用全自动生化分析仪测定其TC、TG、HDL-C和LDL-C。记录数据并进行分析。动脉硬化指数（atherosclerosis index，AI）按公式（4）计算。

1.5 统计分析

采用SPSS Statistics 17.0软件对结果进行统计分析，实验数据以±s表示；各组结果采用Duncan’s显著性差异测验进行单向方差分析，显著水平为0.05。

2 结果与分析

2.1 不同加工方式处理青稞对大鼠采食量与体质量增加量的影响

表2 加工处理青稞对OVX大鼠体质量增加量、采食量和饲料效率的影响（x±s，n=6）Table 2 Effects of processed hulless barley on body weight, food intake and dietarryy (x ± s,n=6)

由表2可知，与Sham组相比，空白组的采食量略有上升。与OVX空白组相比，处理组大鼠采食量均增加，除了炒制组外，其余处理组采 食量的增加量均达到了显著水平（P＜0.05），4 个加工处理组间采食量无显著差异。与Sham组相比，空白组大鼠的体质量明显上升，其体质量增加量达到显著水平（P＜0.05）。然而，处理组的体质量增加量与OVX空白组相比均显著下降（P＜0.05），组间差异不显著。OVX空白组与Sham组相比，饲料效率显著降低。各处理组与OVX空白组相比较饲料效率有所上升，但只有挤压膨化组达到了显著水平（P＜0.05）。

2.2 不同加工方式处理青稞对OVX大鼠盲肠表面积、质量的影响

由表3可知，与Sham组相比，OVX空白组的盲肠表面积和盲肠壁湿质量均显著降低（P＜0.05）。与OVX空白组相比，处理组的盲肠表面积均有一定程度的增加，其中炒制处理组、微波处理组和挤压膨化处理组大鼠的盲肠表面积分别增加11.28%、12.85%和16.75%，达到显著水平（P＜0.05），各处理组间无显著差异；与OVX空白组相比，处理组的盲肠壁湿质量增加，且均达到显著水平（P＜0.05），其中炒制处理组，蒸煮组与微波和挤压膨化组间也存在显著差异（P＜0.05）。

表3 加工处理青稞对OVX盲肠表面积、质量的影响（x±s，n=6）Table 3 Effects of processed hulless barley on the weight and area of cecal tissue in ovariectomized rats (x ± s,n=6)

2.3 不同加工方式处理青稞对OVX大鼠盲肠内容物的影响由表4可知，与Sham相比，OVX空白组大鼠的盲肠内容物质量显著降低，盲肠内容物含水率和pH值显著增加（P＜0.05）。在OVX组中，与空白组相比，4

表4 加工处理青稞对OVX大鼠盲肠内容物的影响（x±s，n=6）Table 4 Effects of processed hulless barley on cecal contents in ovariectomized rattss (x ± s,n=6)

个处理组的盲肠内容物质量均升高，且达到显著水平（P＜0.05）。与空白组相比，除挤压膨化组外，其他处理组盲肠内容物含水率均有显著下降；不同处理的青稞均能显著降低OVX大鼠盲肠内容物的pH值，分别降低6.28%、11.71%、4.19%和8.74%，均达到显著水平（P＜0.05）。

2.4 不同加工方式处理青稞对OVX大鼠盲肠内容物中游离氨的影响

表5 加工处理青稞对OVX大鼠盲肠内容物中游离氨的影响（x ±s，n=6）Table 5 Effects of processed hulless barley on cecal contents FA in ovariectomized rattss (x ± s,n=6)

由表5可知，与Sham组相比，OVX空白组盲肠内容物中的游离氨含量增加，但无显著性。与OVX空白组相比，4 个处理组的盲肠内容物种游离氨的含量均有所下降，其中以微波处理组和挤压膨化组下降最为明显，达到了显著水平（P＜0.05）。

2.5 不同加工方式处理青稞OVX大鼠盲肠内容物SCFAs含量的影响

表6 加工处理青稞对OVX大鼠盲肠内容物SCFAs含量的影响（x±s，n=6）Table 6 Effects of processed hulless barley on cecal contents SCFAs in ovariectomized rattss (x ± s,n=6)

由表6可知，与Sham组相比，OVX空白组大鼠盲肠内容物SCFA含量均有增加，丁酸含量达到显著水平。在OVX组中，与空白组相比，4 个处理组的乙酸浓度均显著增加（P＜0.05）。4 个处理组的盲肠内容物中丙酸、丁酸含量也有所增加，其中，除蒸煮组外，其余处理组的丙酸均达到了显著水平。总SCFAs含量均有显著增加（P＜0.05），其中微波处理组和挤压膨化处理组的增加最为明显。

2.6 不同加工方式处理青稞对OVX大鼠盲肠内容物中微生物的影响

表7 加工处理青稞对OVX大鼠盲肠内容物中微生物的影响Table 7 Effects of processed hulless barley on cecal contents microbe in ovariectomized rats

由表7可知，与Sham组相比，OVX空白组大鼠盲肠内容物中双歧杆菌和乳酸杆菌菌落总数有所减少，大肠杆菌菌落总数和肠球菌菌落总数的增加达到了显著水平（P＜0.05），这可能与去势大鼠因雌激素分泌减少而引起的肠道代谢紊乱有关。在OVX组中，与空白组相比，挤压膨化组和微波组中的双歧杆菌菌落总数有显著增加（P＜0.05）；而对于乳酸杆菌菌落总数，除了炒制组有所上升但不显著外，其余处理组都显著增加（P＜0.05）；4个处理组的大肠杆菌和肠球菌菌落总数都显著下降（P＜0.05）。

2.7 不同加工方式处理青稞对OVX大鼠血脂的影响

由表8可知，与Sham组相比，OVX空白组血清的TC和TG显著增加，其中TC比空白组增加64.88%，达到显著水平（P＜0.05），说明造模成功。与Sham组相比，OVX空白组大鼠的LDL-C有所增加，而HDL-C显著下降。在OVX中，与空白组相比，处理组大鼠的血清TC、TG和LDL-C均有所下降，处理组大鼠的血清TC分别下降了35.74%、38.99%、34.65%和38.63%，均达到了显著水平（P＜0.05）。处理组大鼠血清TG含量，其中只有挤压膨化处理组下降最明显并达到了显著水平（P＜0.05）。而处理组的HDL-C，除炒制组外，其余组都达到了显著水平（P＜0.05），处理组的LDL-C含量均有下降，其中微波组与挤压膨化组大鼠的LDL-C含量分别降低了27.78%和33.33%，达到显著水平（P＜0.05）；与Sham组相比，OVX空白组的AI值显著增加。与OVX空白组相比，各处理组的AI值均显著降低（P＜0.05），炒制组与其他处理组间存在显著差异，其他各处理组间物无显著差异。AI值是反映动脉粥样硬化和冠心病危险性的重要指标，而HDL-C、LDL-C被认为是动脉粥样硬化重要的影响因子。前者能有效防御动脉粥样硬化的形成，后者则会导致其形成。AI值升高，意味着患动脉硬化的危险增加[19]。与OVX空白组相比，处理组的AI值均显著降低，其中微波组的效果最显著。

表8 加工处理青稞对OVX大鼠血脂的影响Table 8 Effects of processed hulless barley on serum lipids in ovariectomized rraattss

3 结论与讨论

肠道环境的稳定维系着机体的健康，肠道微生物对肠道环境的调节起着很重要的作用。氨是不消化蛋白质在结肠内腐败的主要产物，它能改变结肠表皮细胞的形态和代谢，被认为是结肠内潜在的肿瘤促进因子[20]。而SCFAs是盲肠上皮细胞最重要的能量来源，可以被上皮细胞吸收利用, 同时可以促进细胞分化成熟、调节基因表达、维持肠道内环境稳定和预防结肠癌的发生。本研究发现喂食不同加工处理的青稞后，大鼠的盲肠壁表面积、盲肠壁湿质量、盲肠内容物都有不同程度的增加；大鼠肠道中的肠球菌和大肠杆菌都显著减少，双歧杆菌和乳酸菌数量有所增加，其中，挤压膨化组和微波组中双歧杆菌数量的增加达到了显著水平，除炒制组外，其他处理组中乳酸杆菌均显著增加。申瑞玲等[21]研究也发现，燕麦β-葡聚糖可增加小鼠肠道内的双歧杆菌和乳酸杆菌，抑制大肠杆菌的增殖。微波处理组和挤压膨化组的游离氨浓度也都显著降低，处理组的总SCFAs均显著增加且肠道pH值也都显著降低。这可能是因为盲肠内容物中的有益微生物的繁殖，消耗发酵底物中的氮源，从而减少游离氨的生成，降低了游离氨的浓度。肠道微生物还可以进一步分解发酵肠道中未消化的多糖和低聚糖等食物残渣，产生乙酸、丙酸、丁酸等SCFAs，使得总SCFAs均显著增加。SCFAs的增加降低了肠道的pH值，而肠道pH值的降低有利于抑制腐生菌的生长，对于预防和治疗肠道疾病具有重要的意义。

本研究结果还表明，加工处理组的大鼠体重增加量和TC都显著下降，处理组TG的含量也均有所下降，挤压膨化组TG含量显著下降；微波和挤压膨化处理组的LDL-C含量也都显著降低；处理组的HDL-C均有增加，除了炒制组外，其余组都达到了显著水平。由此可知，经加工处理的青稞对大鼠有一定的降血脂作用。其主要原因可能是，加工处理后青稞所含的β-葡聚糖有一定程度的升高，且不同的加工处理中β-葡聚糖的含量不同。陈建澍等[22]研究发现，在小鼠饲料中混合大麦β-葡聚糖的粗提物，能够有效降低血浆TC、LDL水平。这与本研究结果相似。

综合分析可知，不同加工方式处理的青稞均有一定程度的降脂益肠功效，其中微波组和挤压膨化组效果较好，推测其可能是由于经加工处理后青稞中的β-葡聚糖有一定程度的升高，且微波组和挤压膨化组的升高量相对较大。本研究为人们对青稞的膳食加工提供了一定的指导性建议，也为开发功能性食品提供了一些理论基础，但具体的作用机制还有待进一步研究。

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Influence of Different Processing Methods on the Effect of Hulless Barley on Improving Intestinal Health and Lowering Serum Lipid Levels

WANG Qian-qian1, LI Ming-ze2, LU Hong-jia1, LIU Qing-qing1, GUO Ting1, TIAN Bao-ming1, LIU Xiong1,3,*
(1. College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400715, China; 2. Agricultural Product Storage and Processing Research Institute, Gansu Academy of Agricultural Sciences, Lanzhou 730070, China; 3. ChongQing Jun Qin Food Co. Ltd., Chongqing 400715, China)

Purpose: To study the effect of different processing methods on the physiological function of hulless barley. Methods: Ovarietomized rats were randomly divided into five groups by weight. Control group was fed on a basal diet and four experimental groups were fed on fried, microwave-treated, cooked and extruded hulless barley, respectively. After 28 days, all rats were sacrificed to assay serum lipid, microbes in cecum contents, intestinal metabolites, and so forth. Results: Processed hulless barley increased cecum tissue weight, short-chain fatty acid content and the content of high-density lipoprotein cholesterol, decreased the intestinal pH and the contents of intestinal free ammonia, serum cholesterol, serum triacylglycerol and low density lipoprotein cholesterol, promoted the proliferation of the beneficial bacteria, and inhibited the p roliferation of harmful bacteria. Conclusion: Processed hulless barley could improve intestinal health and decrease blood lipid to some extent. Microwave-treated and extruded samples were more effective.

processing method; hulless barley; intestinal health; serum lipid

TS201.2

A

1002-6630（2014）13-0276-05

10.7506/spkx1002-6630-201413055

2013-09-26

王倩倩（1987—），女，硕士研究生，研究方向为食品化学与营养。E-mail：779019173@163.com

*通信作者：刘雄（1970—），男，教授，博士，研究方向为碳水化合物功能与利用，食品营养学。 E-mail：liuxiong848@hotmail.com