苦丁茶冬青不同萃取组分降血脂活性的比较

朱科学,赵书凡,朱红英,谭乐和,*,贺书珍

(1.中国热带农业科学院香料饮料研究所,海南万宁 571533;2.海南省热带香料饮料作物工程技术研究中心,海南万宁 571533;3.华中农业大学食品科学技术学院,湖北武汉 430070)

苦丁茶冬青不同萃取组分降血脂活性的比较

朱科学1,2,赵书凡1,3,朱红英1,2,谭乐和1,2,*,贺书珍1,2

(1.中国热带农业科学院香料饮料研究所,海南万宁 571533;
2.海南省热带香料饮料作物工程技术研究中心,海南万宁 571533;
3.华中农业大学食品科学技术学院,湖北武汉 430070)

本文通过高脂饲料诱导建立大鼠高血脂模型,比较研究苦丁茶冬青中石油醚、乙酸乙酯、正丁醇和水4种萃取组分的降血脂活性。结果显示,苦丁茶冬青石油醚萃取物得率为1.83%,乙酸乙酯萃取物得率为1.65%,正丁醇萃取物得率为6.49%,水提物得率为6.97%。苦丁茶冬青不同萃取组分对高脂诱导高血脂大鼠体重增加、血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)升高均具有改善作用,其中石油醚萃取物能显著抑制高血脂大鼠体重增加和显著降低高血脂模型大鼠血清中TC和TG含量(p<0.05)。结果表明苦丁茶冬青不同萃取物组分均具有一定调节血脂和调节高胆固醇血症的功效,本文可为苦丁茶冬青降血脂和调节胆固醇保健品的开发提供理论依据。

苦丁茶冬青,萃取物,降血脂,高血脂大鼠模型

高血脂症是由于脂质代谢异常而诱发的一组代谢紊乱性疾病,其临床特征主要表现为血清中总胆固醇(Total cholesterol,TC)、甘油三酯(Triglycerides,TG)和低密度脂蛋白胆固醇(Low-density lipoprotein cholesterol,LDL-C)含量升高,高密度脂蛋白胆固醇(High-density lipoprotein cholesterol,HDL-C)含量降低,高血脂症是诱发心血管疾病等多种急/慢性疾病的重要因素[1]。随着人们生活方式和饮食习惯的改变,患高血脂症的人群呈逐年增加的趋势并严重威胁人类健康[2]。研究发现,膳食纤维、多糖类、多酚类、生物碱类、皂苷等功能成分均具有降血脂功效[3]。因此,开发具有降血脂活性的天然药物对预防和治疗高血脂症及其诱发的心脑血管疾病具有十分重要的意义。

苦丁茶作为一种非茶属“代用茶”天然植物饮料,在我国有悠久的饮用历史。近年来,有关苦丁茶营养成分及其生物活性的相关研究越来越受到重视,有关苦丁茶的研究多集中在其三萜及其皂苷类物质、黄酮类、半萜类、多酚类、生物碱类、氨基酸、微量元素和水溶性糖等营养物质的化学成分研究方面[4-6]。刘国民[7]统计发现苦丁茶的原植物涉及12科13属30多种。目前对冬青科冬青属苦丁茶(IlexkudingchaC. J. T seng)的研究十分广泛,发现其具有心脑血管保护作用、降血压、降血脂、减肥、抗炎杀菌和抗氧化作用等多种生理活性功效[8-10]。但对苦丁茶冬青功能组分的化学成分与降血脂功效关系研究还不够深入。

为进一步挖掘冬青科冬青属苦丁茶的药理价值,笔者以苦丁茶冬青为研究对象,采用乙醇/水(v/v 4∶1)加热回流提取后,分别采用石油醚、乙酸乙酯和正丁醇进行萃取;采用高脂饲料诱导建立大鼠高血脂模型,研究不同萃取组分对高脂大鼠的体重、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)和高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)等指标的影响,以期为苦丁茶冬青降血脂保健品的研究与开发利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

SPF级SD大鼠 雄性,体重140～180 g,长沙天勤生物技术有限公司(许可证号:No. 43006700006759);高脂饲料 配方:蛋黄粉10%、蔗糖10%、炼猪油10%、胆固醇1.0%、胆酸盐0.2%、常规饲料68.8%,广东省医学实验动物中心(合格证号:No.44200300005922);苦丁茶冬青 海南兴科热带作物工程技术有限公司;高密度脂蛋白(HDL-C)、低密度脂蛋白(LDL-C)试剂盒 上海联硕生物技术有限公司;总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)试剂盒 苏州卡尔文生物技术有限公司;辛伐他汀 杭州默沙东制药有限公司;石油醚、乙酸乙酯、正丁醇 均为国产分析纯试剂。

ME4002E型电子天平 梅特勒-托利多(METTLER-TOLEDO)国际股份有限公司;WK-400B型小型高速粉碎机 青州市富尔康制药机械有限公司;RV10型旋转蒸发仪 艾卡(广州)仪器设备有限公司(IKA中国);SHB-IIIS型循环水式多用真空泵 郑州长城科工贸有限公司;LXJ-IIB型低速大容量多管离心机 上海安亭科学仪器厂;Infinite F200型多功能酶标仪 瑞士Tecan公司。

1.2 实验方法

1.2.1 苦丁茶冬青活性组分萃取 干燥的苦丁茶冬青叶经小型高速粉碎机粉碎后过40目筛,首次加入10倍体积的80%乙醇溶液加热回流1.5 h,再加入8倍体积80%乙醇溶液加热回流1.0 h,过滤合并滤液,用旋转蒸发仪浓缩蒸干至无醇味,浓缩液依次用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取,各重复3次,分别得石油醚萃取组分、乙酸乙酯萃取组分、正丁醇萃取组分和水溶性提取物,浓缩并真空冷冻干燥,称重后计算各组分得率。

1.2.2 高血脂大鼠模型的建立 SPF级雄性SD大鼠,体重140～180 g,适应性饲养4 d后,随机分为正常饲料饲养组(8只)和高血脂模型组(57只),分别饲喂正常饲料和高脂饲料,饲养第30 d通过测定血脂含量确定成模率。

1.2.3 动物分组及药物剂量 筛选高血脂大鼠随机分为6组,每组8只,随机分为模型对照组、阳性对照组(辛伐他汀4 mg/kg bw)[11]、石油醚萃取物组(9 g/kg bw)、乙酸乙酯萃取物组(9 g/kg bw)、正丁醇萃取物组(9 g/kg bw)和水提取物组(9 g/kg bw)[12],各组实验动物均采用灌胃方式进行药物处理,正常对照组和高脂模型对照组每天灌胃等体积的生理盐水,每日灌胃一次,连续灌胃30 d,第59 d,所有大鼠禁食不禁水12 h后称重,并通过眼眶静脉采血,离心取血清以检测血脂指标。

1.2.4 大鼠体重变化的测定 连续灌胃30 d后,所有实验大鼠禁食不禁水12 h,用电子天平进行称重并记录。

1.2.5 血脂生化指标的测定 按试剂盒说明书进行操作,并计算血清中TC、TG、LDL-C和HDL-C含量。

1.3 统计学分析

2 结果与讨论

2.1 不同组分得率分析

如图1所示,苦丁茶冬青石油醚萃取物得率为1.83%,乙酸乙酯萃取物得率为1.65%,正丁醇萃取物得率为6.49%,而水提物得率最高,为6.97%。

根据金亚香等分析,大叶苦丁茶中石油醚萃取物主要是脂质类物质,乙酸乙酯萃取物主要为酚类和黄酮类,正丁醇萃取物主要为蛋白质类物质,而水溶性提取物主要含有蛋白质和糖类[13];该研究结果为本实验提供重要的借鉴参考意义。

图1 苦丁茶冬青中不同萃取组分的得率Fig.1 The yieds of various solvent extracts from Ilex kudingcha C.J. Tseng

2.2 不同组分对高血脂大鼠体重变化的影响

图2显示,与正常对照组相比,高血脂模型组大鼠体重均呈增加趋势,其中模型对照组大鼠的体重显著增加(p<0.05)。与高血脂模型对照组相比,辛伐他汀和石油醚萃取物均能显著抑制高血脂诱导的大鼠体重增加(p<0.05),而乙酸乙酯萃取物、正丁醇萃取物和水提物对高血脂诱导的体重增加抑制效果不显著,表明苦丁茶中的脂类化合物可能具有抗肥胖功效。

高血脂症与肥胖关系密切，苦丁茶具有降血脂、降血压、减肥等功效，被誉为“减肥茶”。其中，苦丁茶的总黄酮部位及水煎液对营养性肥胖小鼠具有明显的减肥作用[14]。Den[15]研究发现，脂肪酸通过调节PPARγ受体增加胰岛素敏感性和控制体重增加，发挥其抗肥胖作用。张文芹[16]研究发现，苦丁茶冬青中多酚类物质可通过降血脂、抗氧化作用、抑制体内血清脂肪酶(LPS)活性等机理来起到抗肥胖作用。本研究结果显示，苦丁茶冬青不同萃取组分对高血脂诱导的体重增加具有一定的改善作用，除石油醚萃取物(苦丁茶脂类物质)外，其他萃取物均无显著性效果，可能与萃取的种类或处理剂量有关，有待进一步研究。

图2 苦丁茶冬青中不同萃取组分对高血脂大鼠体重变化的影响Fig.2 Effcets of various solvent extracts from Ilex kudingcha C.J. Tseng on the body weight of high-fat diet-induced obese SD rats注:*表示与正常对照组相比有显著性差异(p<0.05)； **表示与正常对照组相比有极显著性差异(p<0.01); #表示与模型对照组相比有显著性差异(p<0.05); ##表示与模型对照组相比有极显著性差异(p<0.01)。图3～图5同。

2.3 不同组分对高血脂大鼠TC含量的影响

由图3可知,与正常对照组相比,高脂饲料诱导的高血脂模型组大鼠TC含量极显著增加(p<0.01);与模型对照组相比,苦丁茶冬青不同萃取组分对于高脂诱发的TC含量升高均具有改善作用,其中石油醚萃取物和正丁醇萃取物对高血脂大鼠TC含量的改善效果显著(p<0.05)。同时,苦丁茶冬青中正丁醇萃取物对高血脂大鼠血清中TC的改善效果与降血脂药物辛伐他汀一致。

TC含量升高是高血脂症患者体内脂类物质代谢异常的一种常见表现,彭晓辉等[17]研究发现,不同浓度乙醇提取的海南苦丁茶组分能显著降低四氧嘧啶诱导的高血糖小鼠血清TC含量,改善高血糖模型小鼠血脂代谢异常的症状。符翠丽等[18]发现,苦丁茶水提取物能明显降低高血脂模型小鼠血清TC含量。判断苦丁茶冬青含有调节血清TC的功效组分,具有调节高血脂大鼠血脂代谢紊乱的作用。本研究结果显示,苦丁茶冬青不同萃取组分均能降低高血脂模大鼠血清TC含量,与文献报道的研究结果一致。

图3 苦丁茶冬青中不同萃取组分对高血脂大鼠总胆固醇(TC)含量的影响Fig.3 Effcets of various solvent extracts from Ilex kudingcha C.J. Tseng on the content of TC in high-fat diet-induced obese SD rats

2.4 不同组分对高血脂大鼠TG含量的影响

由图4可知,与正常组相比,模型对照组大鼠血清TG含量极显著升高(p<0.01)。与模型对照组相比,降血脂药物辛伐他汀可极显著降低高血脂大鼠TG含量(p<0.01),苦丁茶冬青不同萃取组分对高血脂大鼠TG异常均具有改善效果,作用效果表现为水提物>石油醚萃取物>正丁醇萃取物>乙酸乙酯萃取物,其中石油醚萃取物和水提物对高血脂大鼠TG含量的改善效果显著(p<0.05)。

TG作为高血脂症的一个重要指标,其主要危害是引起动脉粥样硬化、造成血管堵塞和形成血栓,引发心脑血管疾病[19]。苦丁茶能明显降低小鼠血清的TG含量,降低血脂下降和减少心脏疾病危险因子的作用[18]。金亚香等[13]利用不同溶剂萃取大叶苦丁茶中不同极性组分,并比较研究了不同提取物的抗氧化活性,表明大叶苦丁茶可以提高机体内源酶的活性。笔者前期研究发现,苦丁茶冬青水提醇沉提取物具有较强的体外抗氧化活性,并且其抗氧化活性与浓度之间存在良好的量效关系[20]。结合本研究结果,推断苦丁茶可能通过抗氧化作用,抑制脂质过氧化产物的生成,发挥其降脂减肥的作用。

图4 苦丁茶冬青中不同萃取组分对高血脂大鼠甘油三酯(TG)含量的影响Fig.4 Effcets of various solvent extracts from Ilex kudingcha C.J. Tseng on the content of TG in high-fat diet-induced obese SD rats

2.5 不同组分对高血脂大鼠LDL-C和HDL-C含量的影响

如图5(A)所示,高脂膳食诱导模型组大鼠血清LDL-C含量极显著升高(p<0.01),表明通过高脂饮食诱导的高血脂模型与人类的高血脂具有相似的特征,该模型可用于探索中药/活性组分对饮食性高脂血症大鼠的降血脂功能。与正常组相比,模型对照组大鼠血清LDL-C含量显著升高(p<0.01)。与模型对照组相比,降血脂药物辛伐他汀可显著降低高血脂大鼠LDL-C含量(p<0.05),苦丁茶冬青不同萃取组分均能降低高血脂大鼠血清LDL-C含量,其中正丁醇萃取物对高血脂大鼠LDL-C的改善效果显著(p<0.05),作用效果优于石油醚萃取物、水提物和乙酸乙酯萃取物。然而,如图5(B)所示,苦丁茶冬青不同萃取物对高脂膳食诱导模型组大鼠血清HDL-C没有显著作用功效。

图5 苦丁茶冬青中不同萃取组分对高血脂大鼠LDL-C和HDL-C含量的影响Fig.5 Effcets of various solvent extracts from Ilex kudingcha C.J. Tseng on the contents of LDL-C and HDL-C in high-fat diet-induced obese SD rats

近年来,研究发现LDL-C的增高和HDL-C的减低与冠心病的发生发展关系更为密切。滕秋叶等[21]研究证明,辛伐他汀能降低TC、TG、LDL-C水平和升高HDL-C水平,具有调节血脂和调节高胆固醇血症的功效。此外,佘颜等[22]发现,苦丁茶能降低动脉粥样硬化大鼠血清LDL-C含量和升高HDL-C含量,可有效调节动脉粥样硬化大鼠血脂的异常,并通过下调主动脉内皮细胞ICAM-1表达,通过保护血管内皮细胞发挥其抗动脉粥样硬化功效。苦丁冬青苦丁茶多酚类物质也对降低高脂饮食大鼠血清的LDL-C水平和升高HDL-C水平有明显作用[16];苦丁茶总萜类物质可显著降低高脂血症大鼠血清中LDL-C水平、降低TC/LDL-C值,对高脂血症介导的动脉粥样硬化有改善作用[23]。本研究结果显示,苦丁茶冬青不同萃取组分可降低高脂膳食诱导模型组大鼠血清LDL-C含量,进一步表明苦丁茶冬青具有调节血脂和调节高胆固醇血症的功效,对抗动脉粥样硬化有一定的预防作用。

3 结论

苦丁茶是一种非茶属纯天然植物,具有心脑血管保护作用、降血压、降血脂等药理功效。本实验研究发现,苦丁茶冬青石油醚萃取物得率为1.83%,乙酸乙酯萃取物得率为1.65%,正丁醇萃取物得率为6.49%,而水提物得率最高,为6.97%。同时,苦丁茶冬青不同萃取组分对高脂诱导高血脂大鼠体重增加、TC、TG和LDL-C升高均具有改善作用,其中石油醚萃取物能显著抑制高血脂大鼠体重增加和显著降低高血脂模型大鼠血清中TC和TG含量;表明苦丁茶冬青不同萃取物组分均具有一定调节血脂和调节高胆固醇血症的功效。然而,关于其降血脂作用机制有待进一步探索和研究。

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A comparative study on the hypolipidemic activities of various solvent extracts derived fromIlexkudingchaC.J. Tseng

ZHU Ke-xue1,2,ZHAO Shu-fan1,3,ZHU Hong-ying1,2,TAN Le-he1,2,*,HE Shu-zhen1,2

(1.Spice and Beverage Research Institute,Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences,Wanning 571533,China; 2.Hainan Provincial Engineering Research Center for Tropical Spice and Beverage Crops,Wanning 571533,China; 3.College of Food Science and Technology of Huazhong Agricultural University,Wuhan 430070,China)

Extracts were prepared fromIlexkudingchaC.J. Tseng by 80% ethanol,and followed by liquid-liquid extraction with petroleum ether,ethyl acetate,n-butanol,and water,respectively. The hypolipidemic activities of the four extracts were investigated with a model of hyperlipidemia in rats. Results showed that the yields of these four solvent extracts were of 1.83%,1.65%,6.49%,and 6.97%,respectively. The hypolipidemic results showed that the four solvent extracts could ameliorate the symptoms of hyperlipidemia to some extent,including decreased the body weight gaining,and decreased the serum levels of TC,TG and LDL-C. Especially,the petroleum ether component significantly(p<0.05)decreased body weight and the serum levels of TC,TG and LDL-C in high fat diet-induced hyperlipidemia rats. These results suggested that bioactive extracts derived fromIlexkudingchaC.J. Tseng might had an important role in modulating hyperlipidemia and provided theoretical evidences for exploiting healthy food ofIlexkudingchaC.J. Tseng.

IlexkudingchaC.J. Tseng;extracts;hypolipidemic activities;model of hyperlipidemia in rats

2016-11-08

朱科学(1986-)，男，博士，助理研究员，研究方向：功能性食品，E-mail：zhukexue163@163.com。

*通讯作者:谭乐和(1969-)，男，研究员，研究方向：热带作物的科研与工程化开发，E-mail：tlh3687@163.com。

中国热带农业科学院院本级基本科研业务费专项资金(1630142016008)；中国热带农业科学院院本级基本科研业务费专项资金(1630052015042)。

TS2722

A

1002-0306(2017)08-0330-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.08.056