不同产地奇亚籽的组分分析及其对肠道收缩推进能力的影响*

苗族康，王桂美，王 丹，王嘉仪，李月舒，庞小刚

山东中医药大学，山东 济南 250355

奇亚籽Chia Seed是唇形科鼠尾草属薄荷类植物芡欧鼠尾草Salvia His panicaL.的种子，2014年我国卫生健康委员会（卫生计划生育委员会）将其列为新食品原料，正式批准进入我国市场。研究表明［1-2］，奇亚籽富含脂肪酸、蛋白质、矿物质、维生素、多酚和膳食纤维等多种活性成分，在抗氧化、降血脂、改善心血管等方面发挥重要作用。奇亚籽中富含脂肪酸，不饱和脂肪酸约占总量的88.79%，其中α-亚麻酸含量最高为59.35%［3］。高浓度的omega-03脂肪酸能有效降低冠心病、高血压、Ⅱ型糖尿病、自身免疫性疾病和癌症患病风险［4］。奇亚籽的蛋白质含量高于其他传统作物如大麦、玉米、燕麦、小麦、大米等［5］。奇亚籽蛋白包括4种成分，其中球蛋白是主要成分（占52%），白蛋白、谷蛋白和醇溶蛋白比例相当，奇亚籽蛋白具有良好的持水性和起泡性［6］。奇亚籽中的可溶性膳食纤维吸水膨胀后形成一种胶状物质，浸泡后食用可以起代餐减肥、持续供能、润肠通便作用［7］，无不良反应以及抗营养和毒性作用，受到较多关注。

奇亚籽的原产地为墨西哥南部和危地马拉等北美洲地区。为防止物质入侵等危害的发生，现在国内市场上奇亚籽均从美洲进口，因种植地理环境和生长条件等因素的影响，不同产地奇亚籽差异较大，品质不一，阻碍了其在新食品等方面的开发利用。现根据奇亚籽的产地分布，选取具有代表性的产于美国（北美）、墨西哥（南美）两地的奇亚籽进行研究。通过分析两个不同产地的奇亚籽的营养成分（还原糖、蛋白质、脂肪、游离态脂肪酸）、物理性质（膨胀率、黏度），以及对其在体、离体肠管生理特性的比较，为奇亚籽的深加工及多元化应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1奇亚籽美国产奇亚籽（Salvia HispanicaL）、墨西哥产奇亚籽（Salvia HispanicaL）。

1.2 试剂氢氧化钠、苦味酸、盐酸、硫酸铜、硫酸钾、硫酸、硼酸、甲基红指示剂、溴甲酚绿指示剂、亚甲基蓝指示剂、酒石酸钾钠、乙酸、冰乙酸、亚铁氰化钾、无水乙醚、石油醚、乙酰胆碱（以上试剂均购自上海国药集团）；盐酸普萘洛尔（江苏亚邦爱普森药业有限公司）；95%乙醇（利尔康）。

1.3 仪器科伟202型电热恒温干燥箱（北京科伟永兴仪器有限公司）；可调温电炉（北京中科北仪科技有限公司）；FA2204分析天平（上海双旭电子有限公司）；HH-S4恒温水浴锅（江苏金怡仪器科技有限公司）；高速冷冻离心机（美国Thermo Fisher公司）；NDJ-8S数字式黏度计（上海衡平仪器仪表厂）；运邦YB-1000A型高速多功能粉碎机（永康市速锋工贸有限公司）；MP160多道生理记录仪（美国Biopac公司）；生物张力传感器（美国Biopac公司）；HW200S恒温平滑肌实验系统（四川泰盟科技有限公司）。

1.4 方法

1.4.1 奇亚籽预处理 将两种产地奇亚籽分别用高速粉碎机粉碎，过40目筛，装罐，密封备用。

1.4.2 还原糖、脂肪及游离态脂肪酸、蛋白质测定 依据最新食品安全国家标准，对两种产地奇亚籽中的还原糖、脂肪、游离态脂肪酸、蛋白质含量进行测定［8-10］。

1.4.3 最适泡发温度、膨胀率测定 准确称取1.00 g奇亚籽粉末，置于离心管中，轻轻振荡使均匀平铺，记录干燥时样品体积。分别加入35 mL，30℃、60℃、100℃的纯净水，振荡混合均匀。随时记录溶液体积变化，记录达到最大膨胀体积时间，将离心管置于高速离心机中，离心半径13.5 cm，4500 r/min离心5 min后除去上层水分，记录物料膨胀后总体积，计算泡发率。

膨胀率（%）=（最大泡发后的总体积-干燥样品体积）/干燥样品体积×100%

1.4.4 黏度测定 准确称取1.00 g奇亚籽粉末，置于50 mL干燥烧杯中，分别加入35 mL，30℃、60℃、100℃纯净水至最大泡发程度，黏度计3号转子60 r/min下测得黏度变化，做黏度变化曲线图。

1.4.5 消化道平滑肌生理特性 新西兰白兔，雌雄不限，体质量1.8～2.2 kg,适应饲养1周，自由饮食,灯光12 h交替照明。禁食24 h，用木棰猛击其后枕部，使其晕迷，迅速剖腹，剪取胃幽门与十二指肠交界至回盲结合部的肠管20～30 cm，去除内容物及肠系膜制成3～4 cm左右离体肠管标本，浸于含38℃台氏液浴管中，用生物信号采集处理系统记录肠管收缩曲线，观察正常离体肠管自动节律性收缩运动情况，滴加奇亚籽溶液（1 g奇亚籽粉末溶至50 mL生理盐水）2 mL，观察肠管运动节律变化［11］。

1.4.6 消化道平滑肌作用机制 同“1.4.5”项下操作方法制成3～4 cm左右离体肠管标本，浸于含38℃台氏液浴管。选取活动性较好的两段肠管，分别悬挂在张力换能器上，并使其完全浸没于38℃持续通气的台氏液中，调节挂线张弛程度，使两段肠管均能自主运动，直至肠管收缩曲线稳定。分别滴加乙酰胆碱（1 mg溶于0.5 mL纯水）20～40μL，普萘洛尔（1 mg溶于0.5 mL纯水）20～40μL，滴加奇亚籽溶液（1∶50）2 mL，观察记录肠管运动。

1.4.7 在体肠管推进率实验 将14只雄性昆明小鼠体质量（20±2）g禁食12 h后随机分为空白组和奇亚籽组，用苦味酸标记。空白组以活性炭生理盐水混悬液0.1 g/mL，每只0.4 mL灌胃；奇亚籽组用奇亚籽生理盐水混悬液0.05 g/mL（含活性炭0.02 g/mL），每只0.4 mL灌胃。给药25 min后脱颈椎处死小鼠，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，测量肠管长度作为“小肠总长度”。从幽门至活性炭炭末前沿的距离作为“炭末在肠内推进距离”，计算炭末推进百分率［12］。

炭末推进率（%）=［炭末在肠内推进距离（cm）/小肠总长度（cm）］×100%

1.5 统计学方法采用SPSS 20.0软件进行数据分析，计量资料以±s表示，多组间比较采用单因素方差分析，组间两两比较采用LSD检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 不同产地奇亚籽主要营养成分含量美国产奇亚籽还原糖含量均值为4.08 mg/100 g，墨西哥产奇亚籽还原糖含量均值为4.10 mg/100 g，两者比较差异无统计学意义（P＞0.05）。墨西哥奇亚籽蛋白质含量均值为5.019 g/100 g，高于美国奇亚籽蛋白质含量均值的3.217 g/100 g（P＜0.05）；墨西哥产奇亚籽脂肪含量均值为9.03 g/100 g，高于美国产奇亚籽脂肪含量均值的4.62 g/100 g（P＜0.05）；美国产奇亚籽游离态脂肪酸含量均值为30.03 g/100 g，墨西哥产奇亚籽游离态脂肪酸含量均值为34.48 g/100 g，两者比较差异无统计学意义。见图1。

图1 美国及墨西哥产奇亚籽主要营养成分比较

2.2 不同产地奇亚籽膨胀率美国奇亚籽粉末（1∶35）60℃的膨胀率最大，达15.40%。墨西哥奇亚籽粉末（1∶35）60℃和100℃膨胀率最大，均为16.00%。可见，奇亚籽在粉碎后进行冲泡，可大幅度提高其膨胀率；并且，在一定范围内升高温度可以提高奇亚籽膨胀率。美国奇亚籽粉在泡发膨胀方面优于墨西哥奇亚籽，更易于泡发。见表1。

表1 美国及墨西哥产奇亚籽不同温度下膨胀率 %

2.3 不同产地奇亚籽黏度在测量时间段内，美国奇亚籽最大黏度为983（mPa·s）。墨西哥奇亚籽最大黏度为1160（mPa·s）。60℃时两者的黏度均高于30℃和100℃下黏度。美国奇亚籽与墨西哥奇亚籽的黏度大致随时间延长逐渐增大。文献研究显示［13］，食物黏度越高，能延长自身在胃内滞留时间，进而产生饱腹感。美国产奇亚籽在各温度下的黏度均高于墨西哥奇亚籽，说明美国奇亚籽食用后饱腹感维持时间更长。见图2—3。

图2 美国产奇亚籽不同温度下黏度变化

图3 墨西哥产奇亚籽不同温度下黏度变化

2.4 不同产地奇亚籽对家兔离体肠管生理特性作用与空白组相比，美国产奇亚籽组、墨西哥产奇亚籽组家兔肠管运动频率基本无明显变化，但峰峰值明显降低，其中美国产奇亚籽最低抑制浓度为2.00 mg/mL，优于墨西哥产奇亚籽的最低抑制浓度5.00 mg/mL，见图4—6。

图4 美国及墨西哥产奇亚籽对离体肠管收缩频率的影响（n=3）

2.5 奇亚籽对在体肠管推进率的影响奇亚籽组在体肠道推进率低于空白组（P＜0.001），证明奇亚籽能明显抑制肠道运动。见图7。

图7 奇亚籽对在体肠管推进率的影响

2.6 奇亚籽对家兔离体肠管抑制作用通路分析与空白组相比，加入乙酰胆碱后再加入奇亚籽混合液，肠管的运动频率无明显变化，与文献相符［14］；加入乙酰胆碱后肠管的峰峰值较空白组明显增加（P＜0.01），再加奇亚籽后肠管峰峰值降低，与空白组比较差异有统计学意义（P＜0.001）。乙酰胆碱为M受体激动剂，可使肠道平滑肌兴奋，促进肠道平滑肌收缩［15］。在乙酰胆碱存在的情况下，奇亚籽仍能起到抑制作用，由此推测，奇亚籽不通过M受体通路发挥作用。见图8—10。

图5 美国产奇亚籽对离体肠管平滑肌舒缩功能的影响

图6 墨西哥产奇亚籽对离体肠管平滑肌舒缩功能的影响

图8 乙酰胆碱联合奇亚籽对兔离体肠管平滑肌频率的影响（n=3）

图9 乙酰胆碱联合奇亚籽对兔离体肠管平滑肌峰峰值的影响（n=3）

图10 乙酰胆碱联合奇亚籽对兔离体肠管平滑肌舒缩功能的影响

离体肠管加入普萘洛尔后，肠管的运动频率基本无变化，加入奇亚籽后也无明显改变；离体肠管在加入普萘洛尔后，肠管峰峰值显著增加（P＜0.01），待运动稳定后再加奇亚籽溶液，肠管运动无明显改变。普萘洛尔能通过阻断肠管上的β受体，兴奋肠管平滑肌，使肠管运动幅度加强［16］。在普萘洛尔阻断β受体的情况下，奇亚籽不再起作用，由此推测奇亚籽是通过兴奋β受体通路而抑制肠管运动。见图11—13。

图11 普萘洛尔联合奇亚籽对兔离体肠管平滑肌频率的影响（n=3）

图12 普萘洛尔联合奇亚籽对兔离体肠管平滑肌峰峰值的影响（n=3）

图13 普萘洛尔联合奇亚籽对兔离体肠管平滑肌舒缩功能的影响

3 讨论

本研究对同品种不同产地的奇亚籽营养成分、物理性质以及肠道收缩进行研究，结果表明，不同产地奇亚籽营养成分存在一定差异性。美国和墨西哥产奇亚籽游离脂肪酸含量均超过30%，说明奇亚籽具有高脂肪特点而且游离脂肪酸含量尤其显著。美国产奇亚籽水分高于墨西哥奇亚籽；墨西哥产奇亚籽的脂肪和蛋白质含量均高于美国产奇亚籽；还原糖、游离态脂肪酸含量两产地差异不大。

在同等泡发温度下美国产奇亚籽的膨胀率、黏度均优于墨西哥产奇亚籽，且在60℃泡发时粘度表现最好。可知美国产奇亚籽更易于泡发且成糊性较好。

美国产奇亚籽与墨西哥产奇亚籽均能通过降低肠管运动幅度（峰峰值）来抑制肠管运动。相同条件下美国产奇亚籽对肠管的抑制作用更强。对其抑制机制的进一步探索实验推测奇亚籽通过兴奋β受体产生抑制作用。离体肠管推进率实验也证明奇亚籽能明显抑制肠管运动。

通过对不同产地奇亚籽营养物质的比较和新功能的研究来发现奇亚籽应用的新方向、新思路，为奇亚籽的应用提供数据支持。