王　鑫，朱　婧，劉　靜，肖　林，孫忠偉，陳小剛，李　東，*

（1.北京市營養(yǎng)源研究所，北京100069；2.山東省秸桿生物煉制技術重點實驗室，山東禹城251200）

低聚木糖潤腸通便及調節(jié)腸道菌群功能的研究

王鑫1，朱婧1，劉靜1，肖林2，孫忠偉2，陳小剛2，李東1，*

（1.北京市營養(yǎng)源研究所，北京100069；2.山東省秸桿生物煉制技術重點實驗室，山東禹城251200）

參照保健食品檢驗與技術評價規(guī)范（2003版）中關于通便功能及調節(jié)腸道菌群功能的評價方法，對小鼠攝入低聚木糖后的小腸推進率、首粒黑便時間、排黑便粒數及重量進行測定，評價低聚木糖對小鼠的排便及腸道菌群的影響。結果表明低聚木糖劑量組的小鼠小腸推進率均與模型對照組小鼠無顯著性差異（p＞0.05）；排便實驗中低聚木糖1.0、2.0g/kg劑量組小鼠首粒黑便時間、5h排便粒數及5h排便質量均與模型對照組具有顯著性差異（p＜0.05）。低聚木糖干預后，小鼠腸道內雙歧桿菌及乳桿菌數量較干預前顯著增加（p＜0.05），并與對照組形成顯著性差異（p＜0.05）。本研究驗證了低聚木糖具有潤腸通便和調節(jié)腸道菌群的功效。

低聚木糖，調節(jié)腸道菌群，潤腸通便，雙歧桿菌，乳桿菌

腸道健康影響著整個機體的綜合健康水平，其對機體的健康影響不亞于心臟、肝臟等重要器官。人體通過胃腸道對食物的消化吸收來獲取營養(yǎng)，維持正常的生命體征，腸道屏障和胃腸微生物是抵御病原微生物和食物變應原的重要防線，多種營養(yǎng)物質均需通過腸道細菌發(fā)酵而成，腸道的健康狀態(tài)影響人體的衰老速度，對人體健康起著至關重要的作用［1］。

研究發(fā)現低聚糖對于腸道健康具有積極作用［2］，但大多數的關于低聚糖與腸道健康的研究均集中在其對于腸道益生菌的增殖效應上，如低聚果糖因為其優(yōu)良的益生菌增殖效果而被譽為“超強益生元”，其余還有低聚木糖、低聚半乳糖、低聚異麥芽糖、低聚乳果糖及大豆低聚糖等。各種低聚糖由于結構及聚合度的不同而使其具有不一樣的腸道健康效應，研究證明，低聚半乳糖和低聚異麥芽糖對于各種雙歧桿菌均有較好的增殖作用［3］，低聚木糖只能被青春雙歧桿菌和長雙歧桿菌利用，但它對雙歧桿菌的整體增殖效果更強［2］。每人每天攝入0.7g的低聚木糖，3周后雙歧桿菌比例可由8.5%提高到20.2%［4］。

低聚糖屬于膳食纖維，從理論上講，低聚糖應具有膳食纖維相關的效應，如潤腸通便。目前已有研究資料證明連續(xù)攝入14d低聚果糖有利于小鼠糞便的排出［5］，但對于低聚木糖潤腸通便的研究文獻卻十分稀少，北京聯合大學魏濤等使用BALB/c小鼠，以0.5g/kg和1.0g/kg的劑量給予低聚木糖14d后，小鼠的腸推進率、排便狀況及腸道益生菌的數量均比陰性對照組優(yōu)良［6］，差異具有統計學意義（p＜0.05）。本文即采用動物實驗，按照保健食品功能評價程序和檢驗方法進行實驗設計，通過小腸推進實驗、排便實驗及腸道菌群增殖實驗對低聚木糖的通便效果和益生菌增殖效應進行研究，為其在不同人群和食物種類、膳食搭配等應用方面提供指導和借鑒。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

健康清潔級雄性昆明小鼠100只（體重18～21g），健康清潔級BALB/c雄性小鼠50只（體重18～21g） 華阜康生物科技有限公司；低聚木糖（XOS） 白色粉末，純度95%（以木二糖～木七糖計），山東龍力生物科技股份有限公司；復方地芬諾酯（每片含鹽酸地芬諾酯2.5mg） 江蘇常州康普藥業(yè)有限公司；阿拉伯樹膠粉廣西汕頭市西隴化工廠；墨汁上海精細文化用品有限公司；BBL培養(yǎng)基，MRS培養(yǎng)基，EMB培養(yǎng)基，疊氮鈉-結晶紫-七葉苷培養(yǎng)基中國疾病預防控制中心營養(yǎng)與食品安全所實驗室。

XS-1003s型電子天平梅特勒-托利多公司；SW-CJ-2F型超凈工作臺江蘇省蘇州市蘇凈安泰儀器有限公司；SMZ745T型電子顯微鏡日本尼康公司。

1.2實驗方法

1.2.1小腸運動實驗參照保健食品檢驗與評價技術規(guī)范（2003版）中關于通便功能檢驗的方法安排實驗［7］。50只昆明小鼠適應性喂養(yǎng)5d后，按照體重將小鼠隨機分為正常對照組、模型對照組、0.16g/kg劑量組、0.6g/kg劑量組、1.0g/kg劑量組共5組，每組10只小鼠，飼養(yǎng)于中國醫(yī)學科學院協和藥物研究所動物房，室溫（25±2）℃，相對濕度55%±5%，自由獲取食物和飲水。灌胃14d后，各組小鼠禁食16h（期間自由飲水）。模型對照組和各糖受試物組灌胃給予0.25g/L復方地芬諾酯，正常對照組給予蒸餾水（灌胃量為20mL/kg）30min后，各受試物實驗組小鼠灌胃含相應劑量受試物的阿拉伯膠墨汁懸液，正常對照組和模型對照組灌胃給予空白阿拉伯膠墨汁（小鼠灌胃量為20mL/kg）。25min后，脫頸椎處死動物，打開腹腔分離腸系膜，剪取上端自幽門、下端至回盲部的腸管，輕輕將小腸拉成直線，測量腸管長度為“小腸總長度”，從幽門至墨汁前沿為“墨汁推進長度”，計算墨汁推進率如下：

推進率（%）=墨水移動距離（cm）/小腸全長（cm）×100

1.2.2排便實驗參照保健食品檢驗與評價技術規(guī)范（2003版）中關于通便功能檢驗的方法安排實驗［7］。50只昆明小鼠適應性喂養(yǎng)5d后，按照體重將小鼠隨機分為正常對照組、模型對照組、0.6g/kg劑量組、1.0g/kg劑量組、2.0g/kg劑量組共5組，每組10只小鼠，灌胃給予相應的受試物。灌胃14d后，將各組小鼠禁食16h（期間自由飲水）。模型對照組和各受試物實驗組灌胃給予0.50g/L復方地芬諾酯，正常對照組給予蒸餾水（灌胃量為20mL/kg），30min后，各受試物實驗組小鼠灌胃給予含相應劑量受試物的阿拉伯膠墨汁懸液，正常對照組和模型對照組灌胃給予空白阿拉伯膠墨汁懸液（小鼠灌胃量為20mL/kg）。動物均單籠飼養(yǎng)，正常飲水進食，從灌胃阿拉伯膠墨汁懸液起開始計時，記錄每只動物排首粒黑便時間、5h內自排出首粒黑便后的糞便粒數及重量。

1.2.3調節(jié)腸道菌群功能實驗參照保健食品檢驗與評價技術規(guī)范（2003版）中關于調節(jié)腸道菌群功能檢驗相關方法進行實驗設計和腸道菌群的檢驗［7］。50只BALB/c小鼠，按照體重將小鼠隨機分為正常對照組、0.6g/kg劑量組、1.0g/kg劑量組、2.0g/kg劑量組共4組，每組10只小鼠。給予受試物前及14d后，無菌采取小鼠糞便（約0.1g），進行腸道雙歧桿菌、乳桿菌、腸球菌、腸桿菌的檢測，檢測方法參照保健食品檢驗與評價技術規(guī)范（2003版）規(guī)定的腸道菌群檢測方法進行［7］，菌群數量以菌落形成單位的對數值表示。

1.2.4數據處理與統計分析采用SPSS 17.0統計軟件對各組數據進行方差齊性分析，滿足方差齊性要求之后對受試組數據與對照組數據進行兩兩比較分析，以p＜0.05作為差異顯著性判定標準。

1.2.5結果判定參照保健食品檢驗與評價技術規(guī)范（2003版）中關于排便和調節(jié)腸道菌群陽性結果判定方法執(zhí)行［7］。

2　結果與分析

2.1低聚木糖對小鼠小腸運動功能的影響

由表1可見，模型對照組小鼠的墨汁推進率顯著低于正常對照組的墨汁推進率（p＜0.01），即小鼠腸蠕動抑制模型成立。與模型對照組相比，0.16、0.6、1.0g/kg劑量組的墨汁推進率均未出現顯著性差異（p＞0.05）。

表1　低聚木糖對小鼠小腸墨汁推進率的影響Table 1　The effect of intestinal propulsion rate on mice

2.2低聚木糖對小鼠小腸排便功能的影響

由圖1可見，模型對照組小鼠的首粒黑便時間較正常對照組顯著推遲（p＜0.05），排便粒數及排便重量較正常對照組顯著降低（p＜0.05），便秘模型成立。1.0g/kg和2.0g/kg低聚木糖組對便秘小鼠的首粒黑便時間、排便粒數和排便重量均有顯著影響（p＜0.05）。與模型對照組相比，1.0g/kg組小鼠的首粒黑便時間提早了21.3%，排便重量和粒數分別增加了133.3%和183.3%；2.0g/kg組小鼠的首粒黑便時間提早了22.7%，排便重量和排便粒數分別增加了122.2%和125.0%。在本次實驗中，0.6g/kg低聚木糖劑量組小鼠的首粒黑便時間、排便粒數、排便重量與模型組相比未發(fā)現顯著性的變化。

圖1　不同低聚木糖組的排便功能比較Fig.1　Laxative effect comparison between the groups

2.3低聚木糖對小鼠腸道菌群的影響

從表2可以看出，與實驗前比較，正常對照組小鼠腸道內的雙歧桿菌和乳桿菌數量對數值在實驗前后未出現顯著變化（p＞0.05）。在攝入低聚木糖14d后，小鼠腸道內的雙歧桿菌及乳桿菌數量對數值較實驗前明顯增加（p＜0.01）。與正常對照組相比，攝入低聚木糖14d后小鼠腸道內雙歧桿菌及乳桿菌數量對數值均顯著高于正常對照組（p＜0.01），腸桿菌和腸球菌的數量對數值未見顯著性變化。實驗前后各組小鼠腸道內的腸桿菌數量對數值未有顯著變化（p＞0.05），小鼠腸道內腸球菌數量對數值較實驗前增加，但其增加幅度遠遠低于雙歧桿菌及乳桿菌增加幅度。

表2　攝入低聚木糖前后動物腸道菌群的變化（lg cfu/g）Table 2　Changes in the intestinal flora of mice after intake xylooligosaccharides（lg cfu/g）

3　討論

腸道是人體接受外來物質的主要場所，腸道不僅擔負著消化吸收營養(yǎng)物質的重任，而且是人體最大的微生態(tài)系統和最大的免疫器官，掌管著人體70%的免疫功能［8］。因此，腸道健康關系著整個機體的正常運行。

對于改善胃腸功能的評價，包括調節(jié)腸道菌群、促進消化、潤腸通便、對胃粘膜有輔助保護作用等多個方面［7］。低聚木糖屬于低聚糖的一種，研究發(fā)現低聚果糖［9-11］、低聚異麥芽糖［12-14］等低聚糖具有潤腸通便及調節(jié)腸道菌群的功能，關于低聚木糖的潤腸通便及益生菌增殖效應的研究還相對較少，魏濤等［6］使用BALB/c小鼠，以0.5g/kg和1.0g/kg劑量對低聚木糖的腸道保健功能進行了研究，發(fā)現連續(xù)給予小鼠低聚木糖14d后，糞便中的益生菌數量呈現顯著性增長，給予21d后，小鼠的小腸推進率、排便時間等指標均呈現顯著性的變化。保健食品檢驗與評價技術規(guī)范中規(guī)定，滿足排糞便重量和糞便粒數一項結果陽性，同時小腸運動實驗和排便時間一項結果陽性，可判定該受試樣品通便功能動物實驗結果陽性［7］。本研究中使用0.16、0.6、1.0g/kg的劑量對小鼠進行灌胃，低聚木糖干預后小鼠的糞便粒數和排便重量較便秘模型組顯著增加（p＜0.05），排便時間較便秘模型組明顯縮短（p＜0.05），這與魏濤的研究結果相符，滿足通便功能實驗結果陽性的判定要求。但本實驗中鼠的腸推進率并未出現顯著性差異，這可能跟本次實驗所使用的小鼠品種有關，昆明小鼠是遠交系，個體之間的遺傳性狀差異較大，而BALB/c小鼠是近交系小鼠，個體與個體之間保持著與親代幾乎一致的遺傳性狀。在進行實驗時，遠交系小鼠不同個體所得到的數據標準差較大，而近交系小鼠所得結果標準差較小，數據離散度對統計結果產生了影響。

根據保健食品檢驗與評價技術規(guī)范（2003版），動物實驗中符合以下任一項，可判定該受試樣品調節(jié)腸道菌群功能動物實驗結果陽性：雙歧桿菌和/或乳桿菌（或其他益生菌）明顯增加，梭菌減少或無明顯變化、腸球菌、腸桿菌無明顯變化；雙歧桿菌和/或乳桿菌（或其他益生菌）明顯增加，梭菌減少或無明顯變化、腸球菌和/或腸桿菌明顯增加，但增加的幅度低于雙歧桿菌、乳桿菌（或其他益生菌）增加的幅度［7］。在本實驗中，低聚木糖干預后小鼠的雙歧桿菌和乳桿菌較非干預組顯著增加，對數值增加幅度約為1，表示干預后益生菌的菌落形成單位數量增加約10倍。與實驗前比較，實驗后高、中劑量低聚木糖干預組的腸球菌數量增加，對數值增加幅度約為0.3，變化幅度小于雙歧桿菌和乳桿菌的變化幅度。

4　結論

本研究中低聚木糖的攝入促進了小鼠的排便和腸道雙歧桿菌、乳桿菌的增殖，進而可以推論攝入低聚木糖對于改善機體腸道具有積極作用，根據保健食品檢驗與評價技術規(guī)范中排便和調節(jié)腸道菌群功能評價方法中陽性結果的判定標準，可認為低聚木糖具有通便功能和調節(jié)腸道菌群的功能。本研究為低聚木糖在食品中的應用提供了研究基礎。但動物實驗結果應用于人體還存在著一定的局限性，低聚木糖應用于人體的劑量-效應關系及適宜劑量，還需要人體實驗加以驗證。

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Study on laxative and regulating function for the intestinal flora of xylooligosaccharides

WANG Xin1，ZHU Jing1，LIU Jing1，XIAO Lin2，SUN Zhong-wei2，CHEN Xiao-gang2，LI Dong1，*
（1.Beijing Research Institute for Nutritional Resources，Beijing 100069，China；2.Key Laboratory of Shandong Province Straw Bio-refining Technology，Yucheng 251200，China）

According to the health food inspection and evaluation of technical specifications，impact of oligosaccharide on defecation and intestinal flora had been researched by detected the mice intestinal propulsive rate，the first time grain black stools，ranked melena grains and weight.There was no significant difference in intestinal propulsive rates between model group of mice and intervention groups.And there were significant differences（p＜0.05）on the first grain black stools time，defecation quality and weight between model group and intervention groups.After the xylooligosaccharides intervention，a significant（p＜0.05）increase in the number of bifidobacteria and lactobacilli，and there was significant difference（p＜0.05）compare intervention groups with the control group.According this result，positive effect of defecation promoting and intestinal flora regulation of xylooligosaccharides could be determined.

xylooligosaccharides；intestinal flora；defecation promoting；bifidobacterium；lactobacillus

TS201.1

A

1002-0306（2015）14-0359-04

10.13386/j.issn1002-0306.2015.14.065

2014－11－18

王鑫（1987-），男，碩士，實習研究員，研究方向：食品成分檢測與功能評價。

李東（1965-），男，教授級高工，研究方向：食品營養(yǎng)與生物技術。

國家科技支撐計劃（2012BAD33B05）。