譚岸,王智誠,袁銘,胡浩,曹庸*,溫林鳳*
(1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院,廣東省功能食品活性物重點實驗室,廣東省天然活性物工程技術(shù)研究中心,廣東廣州 510642)(2.湖南伍星生物科技有限公司,湖南婁底 417700)
余甘子是一種藥食同源的果實,國內(nèi)外均有栽種,在中國主要分布于云南、福建、廣東、廣西等地,是中國南方地區(qū)的特色經(jīng)濟物種[1]。研究表明,余甘子含有黃酮、酚酸、鞣質(zhì)和生物堿等活性物質(zhì),具有抗氧化、降血脂、抗?jié)?、護肝和護胃等生物活性功能[2,3]。山楂是一種藥食兼用的植物,廣泛分布于亞洲、歐洲、中北美洲及南美洲的北部,我國主要有北方山楂和云貴高原云南山楂兩大產(chǎn)區(qū)[4]。山楂中生物活性成分主要包括多糖、有機酸類、萜類、黃酮類及其衍生物,具有抗氧化、抗炎、提高免疫力、降脂、護肝、健胃消食等功效[5-7]。茯苓是一種重要的藥食同源原料,常寄生于松科植物赤松和馬尾松等植物的根上,主要化學(xué)成分多糖類、三萜類、二萜類、甾醇類以及其他類化合物[8],具有抗衰老、鎮(zhèn)靜催眠、抗炎和利尿等多種生物活性功能[9]。白術(shù)是一種菊科藥用植物,包含多糖類、倍半萜類、聚乙炔類等多種生物活性物質(zhì),具有保肝、抗菌抗炎、抗腫瘤、調(diào)節(jié)胃腸功能、調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)、調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)、調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝等生物活性功能[10,11]。陳皮是藥食同源的寶貴原料之一,富含黃酮類化合物、揮發(fā)油、生物堿、微量元素等多種生物活性成分,具有抑菌、抗炎、抗氧化、抗腫瘤、促消化、祛痰、保肝、降血壓和神經(jīng)保護等多種作用[12]。麥芽由禾本科一年生草本植物大麥的成熟果實經(jīng)發(fā)芽干燥而得,是中醫(yī)臨床上常用的一味消食藥,含有多種酶類及生物堿類化學(xué)成分,具有抗氧化、助消化、降血糖、護肝等作用[13]。
消化不良是由消化功效減弱、內(nèi)部絮亂所引發(fā)的胃腸道不適的系統(tǒng)性疾病[14]?!秱s病論》中指出消化不良是由于長期飲食不節(jié)制、暴飲暴食而出現(xiàn)的氣機阻滯,并時常伴有的胃脘癥狀[15]。功能性消化不良(Functional Dyspepsia,F(xiàn)D)是一種常見的功能性胃腸道疾病,涉及胃腸道的胃十二指腸區(qū),包括胃脘痛或灼燒感、餐后飽脹或早飽等癥狀[16-18]。已有研究表明多種配方對功能性消化不良具有改善作用,比如陳皮、山楂、半夏、黨參、炙甘草等組成的藥方[19],陳皮、當(dāng)歸、厚樸等藥材[20]。
目前,針對余甘子以及山楂、茯苓、白術(shù)、陳皮、麥芽等復(fù)配物對功能性消化不良癥狀的研究鮮見報道,且不同食物基質(zhì)與生物活性物質(zhì)相互作用對其功效可能產(chǎn)生一定影響。因此,本研究通過《保健食品功能檢驗與評價方法(2022 年版)》中的促進(jìn)消化功能檢驗方法構(gòu)建功能性消化不良小鼠模型,探討余甘子及4 種復(fù)配物對功能性消化不良癥狀的改善作用,為開發(fā)食藥兩用資源以及功能性促消化食品提供理論依據(jù)。
余甘子、山楂、茯苓、白術(shù)、陳皮、麥芽等提取物從西安三江生物工程有限公司購買獲得,其提取部位分別為果實、果實、干燥菌核、根莖、果皮、種子,均采用熱水浸提法提取,再對提取液進(jìn)行濃縮、噴霧干燥獲得提取物粉末樣品。鹽酸洛哌丁胺及多潘立酮為處方藥,其余試劑均為國產(chǎn)分析純試劑。
六周齡雄性balb/c 小鼠(18~22 g),8 組,每組8 只;SD 大鼠(120~150 g),6 組,每組8 只;均從廣東斯嘉景達(dá)生物科技有限公司(生產(chǎn)許可證號:SCXK (粵) 2020-0052)采購獲得。動物飼養(yǎng)在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)實驗動物中心,實驗動物使用許可證號:SYXK (粵) 2019-0136。
UV-1750PC 型紫外可見分光光度計,日本島津儀器公司;ME204 型電子分析天平,上海梅特勒-托利多儀器公司;游標(biāo)卡尺,美耐特;恒溫培養(yǎng)箱,上海一恒科學(xué)儀器有限公司;真空干燥箱,上海一恒科學(xué)儀器有限公司。
1.4.1 小腸運動實驗
適應(yīng)性喂養(yǎng)balb/c 小鼠一周,隨機將其分為8 組,每組8 只。模型對照組用鹽酸洛哌丁胺進(jìn)行造模[21]。每日經(jīng)口給予空白組、模型組小鼠0.2 mL蒸餾水/只,其余組別按照表1 提取物灌胃,灌胃30 d。實驗結(jié)束前禁食不禁水16 h,于測定當(dāng)天各實驗組再給予一次受試樣品,空白對照組和模型對照組給予蒸餾水。30 min 后各實驗組和模型對照組給予洛哌丁胺(3 mg/kg,按體質(zhì)量計),空白對照組給予蒸餾水。30 min 后各組給予0.6 mL 5%炭末半固體糊,30 min后處死動物。取幽門至盲腸部的整段小腸直鋪于白紙上,測量記錄小腸全長和幽門到黑色半固體糊前沿的距離,并計算小腸推進(jìn)率[22],計算公式(1)為:
表1 小鼠分組Table 1 Grouping of mice in each group
式中:
T——小腸推進(jìn)率,%;
L1——半固體糊推進(jìn)長度,cm;
L2——小腸總長度,cm。
1.4.2 胃排空率的測定
稱量全胃質(zhì)量(即胃內(nèi)容物+胃組織質(zhì)量),0.9%生理鹽水洗去胃內(nèi)容物后用濾紙吸干并稱量空胃質(zhì)量(即胃組織質(zhì)量),胃排空率計算公式(2)為:
式中:
B——胃排空率,%;
m0——全胃質(zhì)量,g;
m1——空胃質(zhì)量,g。
1.4.3 大鼠體質(zhì)量增重、攝食量、食物利用率實驗
隨機將大鼠分為空白組和余甘子以及復(fù)配提取物處理組共6 組(見表2),每組8 只,實驗開始時對動物的體質(zhì)量進(jìn)行稱重,其體質(zhì)量差異應(yīng)不高于動物平均體質(zhì)量的10%。經(jīng)口受試樣品30 d,實驗期間,需要每周對動物的體質(zhì)量和食物攝入量進(jìn)行稱量和記錄,實驗結(jié)束后需要根據(jù)此前的記錄來計算體質(zhì)量、體質(zhì)量增重、攝食量和食物利用率[23],計算公式(3)為:
表2 大鼠分組Table 2 Grouping of rats in each group
式中:
U——食物利用率,%;
Δm——體質(zhì)量增加量,g;
m——攝食量,g。
1.4.4 胃蛋白酶指標(biāo)檢測
按表2 方法進(jìn)行分組及給藥,實驗結(jié)束時對所有大鼠采取禁食不禁水24 h 的處理方式,再用水合氯醛麻醉大鼠幽門結(jié)扎方法收集3 h 內(nèi)排出的胃液,測定每小時胃液量。用內(nèi)徑1 mm,長100 mm的毛細(xì)玻璃管吸滿新鮮雞蛋清,置于熱水中凝固雞蛋清,即得蛋白管。取胃液1 mL 放入50 mL 的三角燒瓶中,加入0.05 mol/L 鹽酸溶液15 mL 搖勻,放入新鮮制作的蛋白管兩根。塞好瓶口,在37 ℃恒溫箱中孵育24 h,取出蛋白管,用尺測量蛋白管兩端透明部分的長度(mm),以四端之值求其平均值[24,25]。計算胃蛋白酶活性和胃蛋白酶排出量,計算公式(4、5)為:
式中:
D——胃蛋白酶活性,U/mL;
——四端蛋白管透明部分長度均值,mm;
E——胃蛋白酶排出量,U/h;
A——胃蛋白酶活性;
V——每小時胃液量。
實驗數(shù)據(jù)均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(Mean±SD)表示。多組間差異采用單因素方差分析(One Way Analysis of Variance,ANOVA)分析,數(shù)據(jù)分析軟件為GraphPad Prism 8.0.2。P<0.05 表示差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。
對余甘子、山楂、陳皮、白術(shù)、茯苓、麥芽等原料的提取結(jié)果進(jìn)行分析,其得率分別為25%、25%、25%、20%、5%、3%。上述6 種提取物檢測結(jié)果表明,余甘子提取物中沒食子酸和多酚分別為6.14%、17.33%,山楂提取物中枸櫞酸3.87%,陳皮提取物中橙皮苷和總黃酮分別為0.76%、0.18%,白術(shù)、茯苓、麥芽3 種提取物中粗多糖分別為43.38%、25.84%和32.14%,此外,其水分含量分別為2.05%、2.46%、3.15%、4.10%、3.35%和2.95%。
胃腸運動是消化機體中重要的生理功能[26],通過測定小腸運動功能可以評價消化功能狀態(tài)[25]。
余甘子和四種復(fù)方對小鼠小腸運動功能的影響如圖1 所示。圖1a 中,與空白組76.49%相比,模型組小腸推進(jìn)率39.96%下降了47.76%,具有顯著性差異(P<0.001),表明本實驗的消化不良模型構(gòu)建成功;與模型組相比,余甘子(單方組)66.33%,余甘子、山楂、茯苓和陳皮(復(fù)方1)72.14%,余甘子、山楂、白術(shù)和麥芽(復(fù)方2)83.08%,余甘子、山楂、茯苓、白術(shù)和陳皮(復(fù)方3)66.92%,余甘子、山楂、茯苓、白術(shù)、麥芽和陳皮(復(fù)方4)76.11%,陽性組80.84% 顯著提高小腸推進(jìn)率(P<0.05),相對于模型組分別提高了65.99%、80.53%、107.91%、67.47%、90.47%、102.30%,表明余甘子及四種復(fù)方對模型小鼠的小腸運動率具有推進(jìn)作用,其中復(fù)方2最突出,余甘子單方組和復(fù)方3 最弱。
圖1 余甘子和四種復(fù)方對小鼠小腸運動功能的影響Fig.1 Effects of Phyllanthus emblica L and four kinds of complexes on small intestine movement in mice
已有研究表明胃排空延遲被認(rèn)為是功能性消化不良的病理生理機制[27-29]。圖1b 中,與空白組44.50%相比,模型組小鼠胃排空率27.08%下降了39.15%,具有顯著性差異(P<0.01)。與模型組相比,余甘子(單方組)33.58% 未見明顯差異(P>0.05),復(fù)方1(40.79%),復(fù)方2(41.62%),復(fù)方3(45.39%),復(fù)方4(51.34%),陽性組(42.49%)顯著提高小腸胃排空率(P<0.05),相對于模型組分別提高了50.63%、53.69%、67.61%、89.59%、56.91%,表明四種復(fù)方對模型小鼠的小腸胃排空率具有促進(jìn)作用,其中復(fù)方4 最突出,復(fù)方2 和復(fù)方3 最弱。
本研究連續(xù)灌胃給予大鼠余甘子單方及4 種復(fù)方30 d,通過測定攝食量、體質(zhì)量增量、食物利用率評價單方和復(fù)方的促消化效果。結(jié)果如表3 所示,余甘子單方組、四種復(fù)方組對大鼠體質(zhì)量和攝食量均無顯著影響(P≥0.05),在食物利用率指標(biāo)上,除復(fù)方4 外,其他4 組均無顯著影響(P≥0.05),與空白組29.52%相比,復(fù)方4 食物利用率34.05%增加了15.35%(P<0.05)。
表3 余甘子及復(fù)配提取物對大鼠體質(zhì)量、體質(zhì)量增重、攝食量和食物利用率的影響Table 3 Effects of Phyllanthus emblica L and four kinds of complexes on body weight,weight gain,food intake and food utilization in rats (X±S,n=8)
食物在胃腸中進(jìn)行消化與消化酶的消化和胃腸運動有關(guān)[30],本研究通過測定胃蛋白酶活性和胃蛋白酶排出量來對比余甘子單方組和四種復(fù)方組的促消化效果[25],結(jié)果如圖2 所示。與空白組胃蛋白酶活性130.1 U/mL 和胃蛋白酶排出量65.03 U/h 相比,余甘子、山楂、茯苓和陳皮提取物(復(fù)方1)的胃蛋白酶活性208.7 U/mL 和胃蛋白酶排出量104.3 U/h 無顯著性差異(P≥0.05),余甘子單方組246.2 U/mL,余甘子、山楂、白術(shù)和麥芽(復(fù)方2)264.2 U/mL,余甘子、山楂、茯苓、白術(shù)和陳皮(復(fù)方3)227.1 U/mL,余甘子、山楂、茯苓、白術(shù)、麥芽和陳皮(復(fù)方4)269.1 U/mL 胃蛋白酶活性顯著增強(P<0.05),分別增強了89.24%、103.07%、74.56%、106.84%;余甘子單方組123.1 U/h,復(fù)方2 組132.1 U/h,復(fù)方3 組 113.6 U/h,復(fù)方4 組134.6 U/h 胃蛋白酶活性顯著增強(P<0.05),分別增強了89.30%、103.14%、74.69%、106.98%,表明余甘子單方及復(fù)方2 組、復(fù)方3 組、復(fù)方4 組均能顯著增強胃蛋白酶活性。
圖2 余甘子和四種復(fù)方對大鼠胃蛋白酶活性(a)、胃蛋白酶排出量(b)的影響Fig.2 Effects of Phyllanthus emblica L and four kinds of compounds on pepsin activity (a),pepsin excretion (b) in rats
本研究根據(jù)保健食品功效學(xué)研究中的促進(jìn)消化功能方法測定了小鼠小腸運動、大鼠增重、攝食量、食物利用率、胃蛋白酶測定等指標(biāo),余甘子(單方組),余甘子、山楂、茯苓和陳皮(復(fù)方1 組),余甘子、山楂、白術(shù)和麥芽(復(fù)方2 組),余甘子、山楂、茯苓、白術(shù)和陳皮(復(fù)方3 組),余甘子、山楂、茯苓、白術(shù)、麥芽和陳皮(復(fù)方4 組)顯著提高了小鼠小腸推進(jìn)率(P<0.05、P<0.01、P<0.000 1、P<0.05、P<0.001),除復(fù)方1 外,其他組均顯著增強了胃蛋白酶活性和大鼠胃蛋白酶排出量(P<0.01、P<0.01、P<0.05、P<0.01)。此外,復(fù)方4 組顯著增加了大鼠食物利用率(P<0.05),說明余甘子及其復(fù)配物對功能性消化不良小鼠胃腸道運動具有促進(jìn)作用。本研究通過對比余甘子及其復(fù)配物的促消化效果,為相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)提供了理論依據(jù)。