马文芳,张玲玲,王敏
(西北农林科技大学食品科学与工程学院,陕西杨陵712100)
便秘是一种复杂常见的临床症状,其特征为排便次数减少(<3次/周)、排便干硬和(或)排便困难,或两种症状兼备;排便困难包括排便费力、大便不尽感、粪便干结(硬便)、大便时间延长、需要辅助排便等[1]。随着饮食结构的变化,食物精细化程度越来越高、生活节奏加快、社会心理等因素的影响,便秘的患病率呈上升趋势。据统计,世界各地报道的成年慢性便秘的患病率在2.5%~79%之间[2]。目前文献所报道的我国便秘发生率为3%~17%[3]。便秘通常会引起人们情绪变化,使之心烦意乱,影响日常生活与工作,生活质量下降,且与引发肛门直肠疾病,如:痔、肛裂、直肠脱垂等密切相关[4]。研究发现,慢性便秘在结直肠癌、肝性脑病、乳腺疾病、阿尔茨海默病等疾病的发生中可能起重要作用。长期便秘可使肠道细菌发酵产生致癌物质刺激肠黏膜上皮细胞,导致异性增生,易诱发癌变,增加患病的风险[5]。此外,合并急性心机梗死、脑血管意外等疾病时,过度用力排便甚至可导致死亡[6]。
枣树为鼠李科枣属(jujube Mill.)植物,枣果富含很多生物活性物质,如:黄酮类化合物、皂苷类化合物、环磷酸腺苷类,纤维素等,具有很好的食用价值和保健功效[7]。《本草纲目·果部》中载,枣可用于主治大便燥塞“有大枣一枚去核,加轻粉半钱入枣中,煨熟服,枣汤送下”。据中国农业年鉴资料,2012年全国枣产量为588.7万吨,约占世界99%,在干果中居第一位[8]。但枣果不耐贮藏,易发生失水皱缩、酒化变软腐烂,且在贮藏过程中也极易受到微生物侵染,引发大量腐败,也因此造成了极大的经济损失[9]。所以,除鲜食外,对枣果进行进一步的加工利用,开发新产品具有广阔的市场前景。
抗性糊精是一种水溶性膳食纤维,由淀粉加工而成,具有降低血糖,调节血脂,改善肠道功能等功能特性。因其在消化道中不被吸收可直接进入大肠,具有膳食纤维的生理作用。同时,优越的耐酸、耐热等加工特性,使之广泛用于乳制品,保健品,肉制品及面制品等中。
本文采用复方地芬诺酯灌胃造成小鼠便秘模型,分别考察了鲜枣汁、抗性糊精水溶液以及二者复配对便秘小鼠小肠推进和排便的影响。
昆明种小鼠SPF级,体质量为18 g~22 g,购自于第四军医大学实验动物中心,许可证号为SCXK(军)2012-0007。在西北农林科技大学动物实验房 [室温(23±1)℃,相对湿度40%~70%,12 h光照:12 h黑暗]以标准饲料适应饲养4 d后开始实验。
冬枣:采收于陕西省大荔县;食用玉米淀粉:市购;α-淀粉酶(80 000 U/g):诺维信生物技术有限公司;转苷酶(300 000 U/g):广东翁江化学试剂有限公司。
墨汁的配制:准确称取阿拉伯树胶100 g,加水800 mL,煮沸至溶液透明,称取活性碳(粉状)50 g加至上述溶液中煮沸3次,待溶液凉后加水定容至1000mL。
复方地芬诺酯片(批号为1608013):常州康普药业有限公司,每片含复方地芬诺酯2.5 mg。取复方地芬诺酯片25 mg(10片),用研钵研碎呈粉末后加水至100 mL,浓度为0.25 mg/mL,为小肠推进实验模型临用前配制。取复方地芬诺酯片50 mg(20片),用研钵研碎呈粉末后加水至100 mL,浓度为0.5 mg/mL,为排便实验模型临用前配制。
干法反应釜(GL-014):陕西三原恒力机械有限公司;喷雾干燥机(SP-1500):上海顺仪实验设备有限公司;酸度计(雷磁PHS-3C):上海仪电科学仪器股份有限公司。
以八至九成熟的新鲜枣为原料,对其进行挑选、除杂、消毒清洗后,加入一定用量的工艺用水打浆过滤,于碟式离心机中离心分离枣皮、枣核,高温瞬时灭菌处理后得到鲜枣汁,具有新鲜枣汁特有的滋气味。人体口服推荐量为每人240 mL/d,按每人60 kg体重计算,则为4 mL/(kg bw·d)。
参考郭峰等的方法,将食用玉米淀粉加入干法反应釜中,搅拌过程中,将占淀粉干基0.1%的0.1 mol/L盐酸、占淀粉干基0.1%质量分数0.5%的柠檬酸喷入反应釜,搅拌2 h至混合均匀。打开加热器,在100℃条件下烘干样品,当水分含量降到3%~5%时封闭反应釜,将温度调至160℃,热解4 h。反应结束后将样品配置成40%的溶液,以16 000 U/100 g的用量加入α-淀粉酶95℃pH 6.0酶解处理2 h,再用60 000 U/100 g转苷酶60℃pH 5.0酶解24 h处理后调节pH至6.0,喷雾干燥得到抗性糊精样品[10]。所制备的抗性糊精快速消化淀粉(RSD)含量为33.67%,慢消化淀粉(SDS)含量64.80%,抗性淀粉(RS)含量1.53%。
将12 g抗性糊精溶于240 mL鲜枣汁中,得抗性糊精的浓度为0.05 g/mL的鲜枣汁与抗性糊精复配物。人体口服推荐量为每人240 mL/d,按每人60 kg体重计算,则为4 mL/(kg bw·d)。
将受试的雄性昆明种小鼠随机分组,共两个动物实验组,分开同时进行,每组实验动物包括空白对照组、模型对照组和3个实验组[鲜枣汁组(40 mL/kg bw),抗性糊精组(2 g/kg bw),鲜枣汁与抗性糊精复配组(40 mL/kg bw)],实验组剂量相当于人体推荐量的10倍。小鼠按0.2 mL/10 g bw容量经口灌胃给予,每组动物数均11只。小鼠连续灌胃14 d后开始通便功能评价实验或小肠推进实验。
采用灌胃法,空白对照组和模型对照组给予蒸馏水,其它组给予受试样品,连续给予受试物14 d后,各组小鼠禁食不禁水16 h。模型对照组和各剂量组灌胃给予复方地芬诺酯(0.25 mg/mL),按0.2 mL/10 g bw容量经口灌胃给予,空白对照组给蒸馏水。30 min后,剂量组分别给予含相应受试样品的墨汁,空白对照组给予空白墨汁,给药容量为0.2 mL/10g bw。25 min后脱颈椎处死动物,打开腹腔分离肠系膜,剪取上端至幽门,下端至回盲部的肠管,置于托盘上,轻轻将小肠拉成直线,测量肠管长度为“小肠总长度”,从幽门至墨汁前沿为“墨汁推进长度”,计算墨汁推进率。
墨汁推进率/%=墨汁推进长度(cm)/小肠总长度(cm)×100
采用灌胃法,空白对照组和模型对照组给予蒸馏水,其它组给予受试样品,连续给予受试物14 d后,各组小鼠禁食不禁水16 h。模型对照组和各剂量组灌胃给予复方地芬诺酯(0.5 mg/mL),按0.2 mL/10 g bw容量经口灌胃给予,空白对照组给蒸馏水。30 min后空白对照组和模型对照组小鼠用空白墨汁灌胃,各剂量组给予含相应受试样品的墨汁,灌胃体积均为0.2 mL/10 g bw并开始计时。动物均单笼饲养,正常饮水进食,记录每只动物首粒排黑便时间、6 h内排黑便粒数及重量。
动物实验的结果采用SPSS 18.0软件包进行统计分析,各组计量资料的描述采用均数±标准差(±s),使用单因素方差分析(ANOVA)及Tukey检验进行组间差异比较,p<0.05表示差异有显著性,p<0.01表示差异极显著,有统计学意义。
在小鼠小肠推进实验和排便试验中,各组小鼠实验前后体重变化如表1所示。
由表1可知,各组小鼠的初始体重与空白组比较,均无显著性差异(p>0.05),小鼠分组的均衡性良好。各剂量组小鼠的终重与空白对照组比较,均无显著性差异(p>0.05),受试样品对小鼠体重无明显影响。
小鼠小肠推进实验结果见表2。
表1 各组动物实验前后小鼠的体重比较Table 1 Weight comparison in each group before and after animal’s experiment
表2 鲜枣汁对墨汁推进率的影响Table 2 The effect of testing samples on ink-pushing rate in small intestine
由表2可知,与空白对照组相比,模型对照组小鼠墨汁推进率明显降低(p<0.01),说明给予0.25 mg/mL复方地芬诺酯诱导小鼠小肠蠕动抑制模型成立。抗性糊精组和鲜枣汁与抗性糊精复配组与模型对照组墨汁推进率相比较均有极显著性差异(p<0.01)。鲜枣汁组与模型对照组比较无显著性差异(p>0.05)。
小鼠排便实验结果见表3。
由表3可知,与空白对照组比较,模型对照组小鼠首粒排黑便时间明显延长,6 h内黑便粒数和重量明显减少(p<0.01),有极显著差异说明给予0.5 mg/mL复方地芬诺酯诱导小鼠便秘模型成立。鲜枣汁组小鼠的首粒黑便时间与黑便重量较便秘模型组不显著(p>0.05),6 h内黑便粒数显著高于便秘模型组(p<0.05);抗性糊精组与鲜枣汁与抗性糊精复配组小鼠的首粒排黑便时间极显著低于便秘模型组(p<0.01),6 h内排黑便粒数与重量均高于便秘模型组。
表3 鲜枣汁对小鼠首粒排黑便时间、6 h排黑便粒数和黑便重量的影响Table 3 The effect of testing samples on first black feces time,the number of black feces in 6 hours and feces weight in mice
食物摄入纤维素含量减少是影响便秘患病率的重要因素,摄入膳食纤维可以改善便秘。不溶性膳食纤维由于口感粗涩不光滑,加入饮料中消费者难以接受,而高分子水溶性膳食纤维,由于其黏度较高、凝胶性大,在食品加工上不能得到良好应用[11]。抗性糊精属于低分子水溶性膳食纤维,不存在上述问题,含有抗人体消化酶,如:淀粉酶、葡萄糖淀粉酶,作为难消化成分,在消化道中不会被消化吸收,可直接进入大肠[12]。其吸水性强,膨胀后能增加粪便体积,刺激肠壁蠕动,促进肠道蠕动;促进肠道蠕动的同时,缩短了肠道内容物通过的时间,从而缩短首次排黑便的时间;其在大肠内被微生物分解发酵可产生短链脂肪酸,会降低大肠pH值,影响肠道微生物的代谢,肠道菌群和数量变化,结合其吸水膨胀,可增加排便粒数和重量。
鲜枣汁组在实验中,粪便粒数与便秘模型有显著差异,其它指标均为阴性,不具有润肠通便作用。枣果本身虽营养价值很高,其膳食纤维的含量可以达到1.6%[13],但其主要为水不溶性膳食纤维,水溶性膳食纤维所占比例较小,在鲜枣汁的制备过程中,经离心分离后大量的不溶性膳食纤维被除去,少量的不溶性膳食纤维及水溶性膳食纤维发挥的作用不足以使其具有润肠通便作用,使枣果再被进一步加工生产为饮料时这方面的营养价值大大降低。
本实验表明,鲜枣汁与抗性糊精复配后润肠通便作用效果显著。实验过程中,没有对小鼠的体重造成影响,未观察到小鼠有腹泻的症状,且实验前后小鼠进食量差异不大,表明鲜枣汁与抗性糊精复配物其润肠通便作用温和。鲜枣汁与抗性糊精复配物的作用效果优于抗性糊精单独作用,原因可能是鲜枣汁具有辅助润肠通便的作用或鲜枣汁与抗性糊精复配改善便秘模型小鼠产生了相加或协同的功效。
本文通过采用复方地芬诺酯建立小鼠便秘模型,研究了新鲜枣汁与抗性糊精及其复配物的润肠通便功能。研究发现:生产加工的鲜枣汁没有显著的润肠通便作用;抗性糊精和鲜枣汁与抗性糊精复配能缩短复方地芬诺酯小鼠的排便时间,增加6 h小鼠排出的粪便粒数和重量,提高给予复方地芬诺酯小鼠的墨汁推进率,促进其肠蠕动,具有温和有效的润肠通便作用,且复配后效果更佳。本研究为枣汁相关饮料及抗性糊精在食品中的开发应用提供了很好的依据。
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