盧煥俊，楊艷召，章小松，許青松，劉麗萍，李范洙，金元哲＊，李成福＊

（1.延邊大學(xué) 長白山生物資源與功能分子教育部重點實驗室（延邊大學(xué)），延邊大學(xué)醫(yī)學(xué)院 生理學(xué)與病理生理學(xué)教研部，吉林 延吉133002；2.延邊大學(xué)附屬醫(yī)院 心血管外科，吉林 延吉133000；3.延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)院，吉林 延吉133002）

人參是我國傳統(tǒng)的滋補(bǔ)養(yǎng)生名貴藥材，素有“百草之王”之美稱，被東方醫(yī)學(xué)界譽(yù)為“滋陰補(bǔ)腎，扶正固本”之極品。大量的研究發(fā)現(xiàn)，人參具有抑制血小板聚集、改善微循環(huán)、提高機(jī)體抗缺氧能力外還有抗輻射、抗衰老、抗疲勞、抗腫瘤等藥理學(xué)功效[1，2]。

現(xiàn)在市場上的人參原料，有水參、生曬參、紅參等。水參又叫鮮人參，鮮人參含水量很高，不易保藏。生曬參又容易受潮霉變或蟲蝕。紅參是鮮人參的熟制品，經(jīng)過浸潤、清洗、分選、蒸制、晾曬、烘干等工序加工而成。紅參雖然易于保存，但是其加工工藝非常復(fù)雜，而且其組織堅硬，難于粉碎，有效成分不易浸提[3]。目前其加工產(chǎn)品僅限于紅參提取液為原料的加工產(chǎn)品。

近年來有些學(xué)者利用食品膨化技術(shù)，即雙螺桿擠壓技術(shù)加工人參獲得了新的產(chǎn)品。這種技術(shù)是在很短的時間內(nèi)（2－3min）將原料的混合、加熱、粉碎、成型、干燥等單位操作同時發(fā)生的經(jīng)濟(jì)效率高且連續(xù)的熱處理加工方法[3]。人參在膨化過程中其化學(xué)成分發(fā)生變化，而且又優(yōu)于傳統(tǒng)紅參[4]。由于雙螺桿擠壓人參（以后簡稱－膨化人參）系人參的新工藝制品，所以關(guān)于其生物學(xué)效應(yīng)研究甚少。

本試驗用雙螺桿擠壓技術(shù)加工所得的產(chǎn)品－膨化人參，觀察了對大鼠骨骼生長發(fā)育的影響，并初步探討了其可能的機(jī)制，為膨化人參的進(jìn)一步利用將提供可靠的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗動物與分組

選取清潔級雄性SD大鼠32只，體重190g左右，由吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)部實驗動物科提供[許可證號：SCXK（吉）－20110004]。將實驗動物隨機(jī)分為膨化人參低、中、高劑量組和對照組，每組各8只，分別灌胃。各給藥組給予相應(yīng)劑量（0.75g／kg、1.5 g／kg、3g／kg）膨化人參，對照組給予等容量蒸餾水，1d一次連續(xù)灌胃21d。每日下午14時左右給藥，同時測量體重。動物自由攝食和飲水。根據(jù)初次實驗的結(jié)果，在部分實驗只設(shè)正常組和膨化人參最佳劑量組。

1.2 藥物

膨化人參由延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)院提供[4]。用屹立高速兩萬轉(zhuǎn)粉碎機(jī)（QE－100g，浙江屹立工貿(mào)有限公司）粉碎為200目粉末，一蒸水配制成懸濁液。

1.3 動物的一般狀態(tài)與體重

所有動物在灌胃期間，注意觀察毛發(fā)、呼吸、進(jìn)食、二便、口鼻分泌物、精神狀態(tài)的變化，并每日灌胃前記錄每只大鼠體重，并繪制體重記錄表以體現(xiàn)各組體重增長率。

1.4 股骨標(biāo)本的采集與處理

待灌胃結(jié)束第二天，動物腹腔注射水合氯醛（300 mg／kg）進(jìn)行麻醉，真空采血管心臟采血后，取大鼠雙側(cè)股骨，剃干凈軟組織，先用生理鹽水潤濕，再用紗布包裹，最后用錫紙包裹，冰箱（－20℃）保存。

股骨長度、直徑：利用游標(biāo)卡尺（精度0.02 mm）測量（股骨干中點）。

股骨／體重比：用分析天平（BT125D，德國，賽多利斯科學(xué)儀器有限公司）測定。

表觀骨密度：用排水法（精度為0.001ml的微量量筒）測量股骨的體積后，計算出表觀骨密度（骨濕重與體積之比）[5]。

股骨生物力學(xué)性能（三點彎曲實驗）：用CSS－44100型電子萬能試驗機(jī)（長春試驗機(jī)研究所有限公司 中國），（載荷量程為1 000N，分辨力為0.01 N，橫梁位移分辨力為0.001mm）將－20℃保存的大鼠股骨常溫解凍，生理鹽水復(fù)濕，進(jìn)行三點彎曲實驗。跨距20mm，加載速度5mm／min，參考富東慧等的方法[6]測量并計算出股骨的最大彎曲應(yīng)力、彎曲能量、彎曲彈性模量和彎曲韌性系數(shù)。

1.5 血液生化指標(biāo)

真空采血管（促凝）心臟取血后3 000r／min高速低溫離心10min，取上清用全自動生化分析儀（7600型全自動生化分析儀，日本）檢測血鈣、血磷濃度和堿性磷酸酶活性。

1.6 數(shù)據(jù)處理

所有實驗數(shù)據(jù)均以 Mean±SEM表示，應(yīng)用SPSS11.5統(tǒng)計軟件進(jìn)行單因素方差分析。設(shè)定P值小于0.05具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 動物的一般狀態(tài)和大體病理學(xué)觀察

在21d的灌胃過程中，各組大鼠一般狀態(tài)均良好。除了膨化人參大劑量組動物進(jìn)食量減少以外其他各組動物的攝食量、大小便、體毛、呼吸等均無異常。其中中劑量組大鼠精神狀態(tài)最好。實驗結(jié)束后，各組進(jìn)行解剖，肉眼觀察心、肝、脾、肺、腎和胃腸等內(nèi)臟臟器，均未發(fā)現(xiàn)明顯異常。表明膨化人參不會引起實質(zhì)性臟器的大體病理損傷。

2.2 膨化人參對大鼠體重的影響

實驗期間各組大鼠體重隨時間的延長逐漸增加。灌胃之前膨化人參大、中、小和對照組大鼠的體重分別為191.25±6.89、192.75±6.93、190.25±6.23和189.75±6.21g，各組間沒有明顯差異。但是灌胃21d后，除了膨化人參大劑量組體重增加率（體重增長率＝體重增加量／體重）明顯減少（與對照組比較P＜0.05）之外，其余各組大鼠體重均增加。另外，與對照組比較膨化人參的中、低劑量組雖然有增加趨勢，但是無顯著性差異（P＞0.05）。參見（圖1）。

圖1 各組大鼠體重增長率比較

2.3 膨化人參對大鼠股骨／體重比的影響

各組動物灌胃結(jié)束后膨化人參各組股骨／體重比均增加，分別為2.44±0.06、2.37±0.05、2.33±0.05。與對照組（2.18±0.03）比較，高、中兩個劑量組股骨的重量和股骨／體重比均明顯大于對照組（P＜0.05），參見圖2。

接著作者選擇效果明顯的中劑量組，觀察了大鼠股骨長度、直徑、體積和骨密度的變化。發(fā)現(xiàn)，除了骨密度以外其他各項指標(biāo)均大于對照大鼠（P＜0.05）。另外，雖然膨化人參組股骨的密度與對照組相比沒有明顯的差異（P＞0.05），但是卻有提高趨勢（見表1）。提示，膨化人參中劑量具有促進(jìn)大鼠股骨生長的作用。

圖2 各組大鼠股骨／體重比

表1 各組大鼠股骨基本物理指標(biāo)（n＝8）

2.4 膨化人參對大鼠股骨生物力學(xué)指標(biāo)的影響

通過三點彎曲試驗發(fā)現(xiàn)，中劑量組大鼠股骨最大彎曲應(yīng)力、彎曲彈性模量、彎曲能量、和彎曲韌性系數(shù)均大于對照組大鼠（P＜0.05）。提示，中劑量膨化紅參明顯提高大鼠股骨生物力學(xué)抗壓韌性（表2）。

表2 各組大鼠生物力學(xué)指標(biāo) （n＝8）

2.5 膨化人參對血鈣、血磷和堿性磷酸酶水平的影響

為了探討膨化人參促進(jìn)股骨生長的機(jī)制，觀察了中劑量組動物血清血鈣、血磷含量和堿性磷酸酶水平的變化。發(fā)現(xiàn)藥物組的各項指標(biāo)均明顯高于對照組（P＜0.05）。膨化人參促進(jìn)股骨的生長可能與增加大鼠血液中血鈣、血磷和堿性磷酸酶有關(guān)（表3）。

表3 各組大鼠血鈣、血磷、堿性磷酸酶水平的變化 （n＝8）

3 討論

關(guān)于人參的化學(xué)成分和藥理學(xué)作用的研究眾多[7，8]。人參中含有各種類型的人參皂甙、糖類、氨基酸、維生素、蛋白質(zhì)、多肽、有機(jī)酸、脂溶性成分以及微量元素等。但是，其中最主要的有效成分是人參皂甙和人參多糖?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)證明，人參能興奮神經(jīng)系統(tǒng)、降血糖、改善消化吸收和代謝功能、抗腫瘤、抗癌、抗過敏、抗疲勞、延緩衰老，而且這些作用與人參皂甙和人參多糖關(guān)系密切[9]。

紅參系鮮人參經(jīng)蒸制、烘烤所得的棕紅色半透明角質(zhì)狀的初加工品。在加工過程中其成分發(fā)生變化[10，11]。

雙螺桿擠壓（twin－screwextrusion）人參是把一種新型的食品加工技術(shù)應(yīng)用到人參加工所得制品，是一種新的人參加工工藝[12－14]。已有的研究發(fā)現(xiàn)，這種加工工藝簡單、省時，而且質(zhì)地疏松、均勻，有利于開發(fā)膨化類人參保健食品。同時，還能提高褐變物質(zhì)的含量，改變其成分的構(gòu)成比[3，4]。但是由于膨化人參為新的工藝生產(chǎn)制品，所以對其生物學(xué)功能性研究尚未廣泛開展。

本實驗發(fā)現(xiàn)，長期給予膨化人參（1.5mg／kg）明顯提高大鼠股骨的長度、直徑。表明，膨化人參促進(jìn)了大鼠骨骼生長。

眾所周知，骨骼的生長與血液中的鈣和磷密切相關(guān)[15]。體內(nèi)的鈣和磷大部分存在于骨骼內(nèi)，而且主要以羥磷灰石形式存在，保證骨骼的生長和硬度及韌性。另外，血液中堿性磷酸酶是一種普遍存在的胞內(nèi)酶，是參與骨代謝的重要蛋白質(zhì)，與骨的形成高度相關(guān)。認(rèn)為他可通過分解磷酸酯的無機(jī)磷促進(jìn)基質(zhì)礦化。因此堿性磷酸酶是反映成骨細(xì)胞的重要標(biāo)志[16]。實驗還發(fā)現(xiàn)，膨化人參使動物的骨重／體重比、骨密度、血鈣和血磷含量明顯增加，血清的堿性磷酸酶活性增高，同時又顯著提高股骨的生物力學(xué)效能。骨骼力學(xué)指標(biāo)的提升，也反映了骨結(jié)構(gòu)和材料上的強(qiáng)化。

可見，適量的膨化人參，可能通過增加鈣磷的吸收、提高血液中的堿性磷酸酶，激活成骨細(xì)胞的活性來提高骨骼的生長發(fā)育。但是是否還有其他機(jī)制，另外膨化人參的什么成分或哪些物質(zhì)起主要的作用，尚待進(jìn)一步研究。

[1]尹麗麗.人參的藥理作用及現(xiàn)代研究進(jìn)展[J].中醫(yī)藥臨床雜志，2013，5（5）：122.

[2]呂建平，郝冠中.人參抗疲勞作用研究進(jìn)展[J].中國社區(qū)醫(yī)師雜志，2012，14（34）43.

[3]張翠英，王存林，莫志玲，等.生曬參膨化炮制實驗研究[J].時珍國醫(yī)國藥，2008，19（7）：1670.

[4]李范珠，金 鐵，張 先，等.物料含水量和機(jī)筒溫度對雙螺桿擠壓人參制品褐變效果的影響[J].食品科學(xué)，2010，31（20）：170.

[5]房冬梅，大強(qiáng)度間歇跑臺運(yùn)動隊大鼠長骨生長的影響[J].山東體育學(xué)院學(xué)報，2009，25（6），32.

[6]史念柯，富慧東，蔡 霞.大鼠股骨生物力學(xué)實驗研究[J].天津大學(xué)學(xué)報，2006，39（4），459.

[7]張前進(jìn).人參的化學(xué)成分和藥理活性[J].光明中醫(yī)，2011，26（2）：368.

[8]王悅虹，婁大為，于曉洋，等.人參的藥理學(xué)作用研究進(jìn)展[J].吉林化工學(xué)院學(xué)報，2010，27（2）：38.

[9]馮 彥.人參藥理作用及臨床應(yīng)用研究進(jìn)展[J].中醫(yī)臨床研究，3012，5（6）121.

[10]李向高，鄭毅男，劉默祥，等.紅參加工中美拉德反應(yīng)及其產(chǎn)物的研究[J].中國中藥雜志，1999，24（5）：274.

[11]李向高，楊繼祥.人參栽培與初加工[M].長春：吉林科學(xué)技術(shù)出版社，1988：164.

[12]徐紅華，申德超，李鐵晶，等.大豆擠壓膨化物料浸出動力學(xué)模型的建立[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報，2008，39（10）：113.

[13]徐 沖，王 靜，曹維強(qiáng).擠壓膨化技術(shù)在醬油生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].中國調(diào)味品，2005，（5）：4.

[14]Ha DC，Ryu GH.Chemical components of red，white and extruded root ginseng[J].Korean Jj Korean Soc Food Sci Nlltr，2005，34（2）：247.

[15]劉忠厚.骨質(zhì)疏松癥[M].北京：科學(xué)出版社，1998：67－78.

[16]Brown JP，Albert C，Nassar BA.Bone turnover markers in the management of postmenopausal osteoporosis[J].Clin Biochem，2009，42：929.