王 瑩,王思予,申秀娟,張 磊,徐亞杰,劉 斌,李大軍
(吉林農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院,吉林 長春 130118)
火炬樹(RhustyphinaL.)別名鹿角漆,漆樹科木本植物,在我國東北、華中和西南等地區(qū)廣泛種植,在東北地區(qū)其芽枝于5月初萌發(fā)?;鹁鏄渚哂休^強(qiáng)的氣候適應(yīng)能力,芽枝鮮嫩、出芽量大,可人工繁殖取材。研究表明,火炬樹中富含蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì),樹皮等部位有止血效果[1];果實中含有蘇氨酸、賴氨酸和丙氨酸等15種人體所需的氨基酸,被人們稱為“無毒漆果”[2-3];樹葉可入藥,具有降低人體血糖的功效[4],此外其樹葉提取液具有抑菌、清除自由基等作用[5-7]。
近年來,高血脂癥的發(fā)生率呈明顯上升趨勢[8]。有研究證實,血脂異常與動脈粥樣硬化性疾病有關(guān)[9]?,F(xiàn)有的木本植物類食品通常富含多酚、皂苷類物質(zhì),具有保健功能,如刺嫩芽具有補(bǔ)氣、活血等功效,能夠緩解神經(jīng)衰弱、肝炎等疾病的癥狀[10];香椿的根皮及果實可入藥,能夠有效去濕止痛,有保肝、健脾、抗菌的功效[11];柳樹在民間常被作為食物和飼料使用,其葉片中的氨基多糖等物質(zhì)有降血脂作用[12]?;鹁鏄渚哂袣夂蜻m應(yīng)性廣泛、繁殖能力強(qiáng)等優(yōu)點,其樹葉含有木本植物特有的功能成分。然而,目前尚未見針對火炬樹芽食用功能的研究報道。因此,本研究以小鼠作為試驗動物,將火炬樹芽加工成飼料添加劑,以柳樹葉為對照,探討其對高脂模型小鼠抗氧化性能及血脂水平的影響,以期為將火炬樹芽開發(fā)為降血脂減肥新型食材或產(chǎn)品提供依據(jù)。
火炬樹芽于5月份采摘于吉林省長春市凈月區(qū),于3~4年樹齡火炬樹側(cè)枝分生出的枝芽長到8~15 cm時采摘,清洗、瀝水后切碎,以干物質(zhì)(蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.6%)為基礎(chǔ),按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)0%,2.5%,5%,10%比例混入小鼠高脂飼料。柳樹葉對照按質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.5%的比例混入小鼠高脂飼料。
健康SPF級昆明小鼠60只,體質(zhì)量為(18±2)g/只?;A(chǔ)飼料為玉米-魚粉-豆粕型(粗蛋白18%、粗脂肪4%、粗纖維5%、粗灰分8%,均為質(zhì)量分?jǐn)?shù));高脂飼料配方為:78.8%基礎(chǔ)飼料、1%膽固醇、0.2%牛膽鹽、10%蛋黃粉和10%豬油,均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)。2種飼料均由吉林大學(xué)實驗動物中心提供。
丙二醛(MDA)測試盒、總超氧化物歧化酶(T-SOD)試劑盒、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)測試盒、總蛋白(BCA)定量試劑盒、甘油三酯(TG)測試盒、總膽固醇(T-CHO)測試盒、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)和高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)測試盒,均購自南京建成生物工程研究所。乙醇、石油醚、正丁醇、甲醇、高氯酸、冰乙酸、丙酮和乙醚,皆為分析純級試劑。
WD-2102型自動酶標(biāo)儀,北京市六一儀器廠;FA2104電子天平,上海精天電子儀器有限公司;DY89-Ⅱ型電動玻璃勻漿機(jī),寧波新芝生物科技股份有限公司;臺式高速冷凍離心機(jī),上海力申科學(xué)儀器有限公司;超純水系統(tǒng),法國Millapore公司。
1.3.1 火炬樹芽成分分析 按照GB 5009.3-2010的方法檢測水分含量,采用水提醇沉法[13]測定多糖得率,超聲輔助提取法[14]測定總黃酮得率,分光光度法[15]測定皂苷得率。
1.3.2 動物分組與處理 昆明小鼠60只,雌雄各半,隨機(jī)均分為6組,先期投喂基礎(chǔ)飼料適應(yīng)7 d,空調(diào)動物房溫度為18~22 ℃,自然光照。分別設(shè)置如下6組:基礎(chǔ)飼料空白組(1組,空白對照)、高脂飼料摻質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.5%柳樹葉陽性對照組(2組)及高脂飼料摻質(zhì)量分?jǐn)?shù)0%(3組),2.5%(4組),5%(5組),10%(6組)火炬樹芽處理組。其中柳樹葉陽性對照組和火炬樹芽處理組小鼠進(jìn)入正試前,先連續(xù)30 d喂食高脂飼料進(jìn)行建模,然后按試驗設(shè)計給予不同的飼料,連續(xù)給料28 d,自由飲水、采食,稱取小鼠初始體質(zhì)量,之后每隔1周稱小鼠體質(zhì)量1次。
1.3.3 測定指標(biāo) 試驗結(jié)束后,小鼠禁食12 h,稱體質(zhì)量。摘眼球取血,3 500 r/min離心10 min后得到血清。按照試劑盒說明,用GPO-PAP酶法檢測血清中TG含量,COD-PAP法檢測血清中TC含量,并直接測定血清中LDL-C和HDL-C含量。
取小鼠肝臟,稱質(zhì)量并計算肝臟指數(shù),然后加入9倍體積生理鹽水作勻漿處理,羥胺法檢測其T-SOD活力,TBA法檢測MDA含量,比色法測定GSH-Px含量。肝臟指數(shù)的計算公式為:
肝臟指數(shù)=肝臟質(zhì)量/小鼠體質(zhì)量。
采用Graphpad Prism 5.0統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析,各組數(shù)據(jù)均進(jìn)行方差分析,用LSD法進(jìn)行檢驗。
測定結(jié)果表明,火炬樹芽中水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到60%,干品中多糖得率為3.47%,總黃酮得率為3.19%,皂苷得率為2.43%。
如表1所示,連續(xù)喂養(yǎng)30 d高脂飼料后,2.5%柳樹葉組(2組)和火炬樹芽處理組(3~6組)小鼠體質(zhì)量均極顯著高于空白對照組(1組)。第58天時,火炬樹芽處理組小鼠體質(zhì)量均有所下降;與0%火炬樹芽處理組(3組)相比,2.5%柳樹葉處理組小鼠體質(zhì)量下降了6.18%,5%火炬樹芽處理組(5組)體質(zhì)量顯著下降(P<0.05), 10%火炬樹芽處理組(6組)小鼠體質(zhì)量極顯著下降(P<0.01),且低于2.5%柳樹葉處理組(4組),體質(zhì)量接近空白對照組小鼠水平。
表1 火炬樹芽飼料處理對高脂模型小鼠體質(zhì)量的影響Table 1 Effect of sprout of Rhus typhina on body weight of hyperlipidemic mice g/只
注:與空白對照組(1組)相比,#表示差異顯著(P<0.05),##表示差異極顯著(P<0.01);與0%火炬樹芽處理組(3組)相比,*表示差異顯著(P<0.05),**表示差異極顯著(P<0.01)。下表同。
Note:Compared with normal group(group 1), # indicates significant difference(P<0.05),and ## indicates extremely significant difference (P<0.01).Compared with the 0% sprout treatment(group 3),*indicates significant difference(P<0.05) and ** indicates extremely significant difference(P<0.01).The same below.
高脂血癥主要表現(xiàn)為血脂水平異常,火炬樹芽對高脂模型小鼠血清生化指標(biāo)的影響結(jié)果見表2。表2表明,與空白對照組(1組)相比,2.5%柳樹葉處理組(2組)和火炬樹芽處理組(3~6組)小鼠的TG、TC、LDL-C、HDL-C均極顯著升高,但升高幅度不同。與0%火炬樹芽處理組(3組)相比,2.5%,5%,10%火炬樹芽處理組(4,5,6組)小鼠TG含量分別下降1.42%,16.11%和29.86%,其中10%火炬樹芽處理組極顯著下降(P<0.01),TG含量低于2.5%柳樹葉處理組;2.5%,5%,10%火炬樹芽處理組小鼠TC值均有下降,其中5%和10%火炬樹芽處理組極顯著下降 (P<0.01);5%和10%火炬樹芽處理組小鼠的LDL-C含量分別極顯著下降了27.64%和31.71%(P<0.01),10%火炬樹芽處理組與2.5%柳樹葉處理組小鼠的LDL-C含量下降至同一水平;2.5%,5%,10%火炬樹芽處理組小鼠的HDL-C含量顯著或極顯著升高。說明火炬樹芽可以改善高脂模型小鼠的血脂水平。
表2 火炬樹芽對高脂模型小鼠血清TG、TC、LDL-C、HDL-C的影響Table 2 Effect of sprout of Rhus typhina on TG,TC,LDL-C and HDL-C levels in serum of hyperlipidemic mice mmol/L
如圖1所示,與空白對照組(1組)相比,0%火炬樹芽處理組(3組)小鼠在連續(xù)58 d飼喂高脂飼料后,承擔(dān)脂肪代謝的肝臟負(fù)擔(dān)較大,造成肝臟指數(shù)升高。與0%火炬樹芽處理組相比,2.5%,5%,10%火炬樹芽處理組(4,5,6組)小鼠的肝臟指數(shù)均顯著或極顯著降低,且10%處理組小鼠肝臟指數(shù)小于2.5%柳樹葉組(2組)。
與空白對照組(1組)相比,#表示差異顯著(P<0.05),##表示差異極顯著(P<0.01);與0%火炬樹芽處理組(3組)相比,*表示差異顯著(P<0.05),**表示差異極顯著(P<0.01)。下圖同Compared with normal group(group 1), # indicates significant difference(P<0.05),and ## indicates extremely significant difference (P<0.01).Compared with the 0% sprout treatment (group 3),*indicates significant difference(P<0.05),and ** indicates extremely significant difference(P<0.01).The same below圖1 火炬樹芽對小鼠肝臟指數(shù)的影響Fig.1 Effect of sprout of Rhus typhina on liver index of hyperlipidemic mice
2.5.1 T-SOD和GSH-Px活力 火炬樹芽對小鼠肝臟T-SOD、GSH-Px活力的影響見圖2。
圖2 火炬樹芽對小鼠肝臟T-SOD和GSH-Px活力的影響Fig.2 Effect of sprout of Rhus typhina on T-SOD and GSH-Px activities in liver of hyperlipidemic mice
從圖2可以看出,2.5%,5%和10%火炬樹芽處理組(4,5,6組)小鼠T-SOD活力顯著或極顯著高于空白對照組 (1組),極顯著高于0%火炬樹芽處理組(3組),且10%火炬樹芽組T-SOD活力略高于2.5%柳樹葉組(2組)。結(jié)果表明,火炬樹芽能夠有效提升機(jī)體T-SOD活力,且呈現(xiàn)一定的量效關(guān)系。
圖2顯示,火炬樹芽處理組小鼠肝臟GSH-Px活力均高于0%火炬樹芽處理組,其中5%處理組升高20.0%(P<0.05),10%處理組升高58.42%(P<0.01)。結(jié)果表明,火炬樹芽能夠提升機(jī)體的抗氧化能力。
2.5.2 MDA含量 圖3顯示,由于長期攝食高脂飼料,0%火炬樹芽處理組(3組)小鼠肝臟MDA含量極顯著高于空白對照組(1組),肝臟受損較為嚴(yán)重。經(jīng)飼喂火炬樹芽飼料28 d后,小鼠肝臟MDA含量出現(xiàn)不同程度下降,其中5%和10%火炬樹芽處理(5,6組)組極顯著下降(P<0.01),且10%火炬樹芽處理組小鼠MDA含量低于2.5%柳樹葉組(2組)。結(jié)果表明,火炬樹芽能夠降低小鼠肝臟MDA含量,有效保護(hù)肝臟。
圖3 火炬樹芽對小鼠肝臟MDA含量的影響Fig.3 Effect of sprout of Rhus typhina on MDA content in liver of hyperlipidemic mice
當(dāng)人體攝入大量飽和脂肪酸或過量攝入糖時會引起血脂水平升高,致使血清中TG、TC、LDL-C過高或HDL-C過低,進(jìn)而誘發(fā)心腦血管等疾病。目前,高血脂癥已成為人類的一種普遍性疾病[16]。
本研究發(fā)現(xiàn),高脂模型小鼠經(jīng)2.5%,5%和10%火炬樹芽處理后,體質(zhì)量分別降低了4.66%,7.82%和15.96%,由于試驗過程中小鼠自由飲食,能量攝入水平未作控制,因此該結(jié)果表明火炬樹芽具有一定的減肥作用,且效果優(yōu)于2.5%柳樹葉處理組。
本研究結(jié)果表明,與0%火炬樹芽處理組小鼠相比,2.5%~10%火炬樹芽處理能夠降低小鼠血清中TG、TC、LDL-C水平,同時提高對健康有益的HDL-C水平,表明火炬樹芽能夠有效調(diào)節(jié)血脂水平。此外,飼喂火炬樹芽還能降低小鼠肝臟指數(shù),顯著提升肝臟T-SOD和GSH-Px活性,并降低肝臟MDA的含量。由于T-SOD和GSH-Px活性能夠反映抗氧化能力,而MDA含量可反映氧化損傷程度[17-19],因此該結(jié)果說明火炬樹芽能夠增強(qiáng)肝臟的抗氧化能力,降低肝臟的氧化損傷程度,表明火炬樹芽在人工誘導(dǎo)的高血脂模型中對肝臟有一定的保護(hù)作用。
木本植物中已經(jīng)得到普遍認(rèn)可的具有食用保健功能的刺嫩芽、香椿芽富含皂苷、粗纖維等營養(yǎng)成分[10-11],能夠影響食品物料的消化速度,降低血脂水平。而火炬樹作為木本植物,亦含有比較豐富的具有保健功能的多糖、總黃酮及皂苷,在不控制試驗動物能量攝入的情況下,其具有顯著的降血脂、減肥及護(hù)肝功效。這些功效的發(fā)揮與多種活性成分密切相關(guān),但具體機(jī)制還有待深入研究。
綜上所述,將火炬樹芽作為飼料添加劑飼喂小鼠,能顯著降低小鼠血脂水平和高脂模型小鼠體質(zhì)量及肝臟指數(shù),改善肝臟中GSH-Px、T-SOD、MDA等指標(biāo),且效果優(yōu)于柳樹葉,說明火炬樹芽具有降血脂減肥和抗氧化功效,具有被開發(fā)成新型功能性食材及相關(guān)產(chǎn)品的潛力。