大米蛋白调控胆固醇代谢的研究进展

栾 慧，杨 林

（哈尔滨工业大学食品科学与工程学院，黑龙江哈尔滨150090）

大米蛋白调控胆固醇代谢的研究进展

栾 慧，杨 林*

（哈尔滨工业大学食品科学与工程学院，黑龙江哈尔滨150090）

由于胆固醇代谢紊乱已成为威胁人类健康的第一杀手，胆固醇与许多疾病如冠心病及动脉粥样硬化等疾病密切相关，所以开发一种降低胆固醇的保健食品已经成为世界范围研究的热点。大米蛋白具有高营养价值，是一种优质的植物蛋白。介绍了大米蛋白的营养价值和大米蛋白的结构组成，并对国内外大米蛋白的降低胆固醇水平及调控胆固醇代谢机制进行了综述。研究表明，大米蛋白能够降低血液和肝脏的胆固醇水平，促进粪便和类固醇的排泄，降低LDL的水平。

大米蛋白，胆固醇，代谢，植物蛋白

据世界卫生组织统计，目前发达国家中由于胆固醇代谢紊乱而引发疾病并导致死亡的人数占总死亡人数的30%左右，胆固醇代谢紊乱已成为威胁人类健康的第一杀手。研究表明，胆固醇与冠心病、动脉粥样硬化等疾病密切相关，尤其是血浆总胆固醇、低密度脂蛋白-胆固醇与冠心病、动脉粥样硬化等疾病发病有直接的关系[1]。虽然近年来对于植物性蛋白质预防常见生活习惯性疾病已经引起世界的广泛关注，但是有限的研究仅集中在大豆蛋白质，关于大米蛋白降低胆固醇的研究还不是很多。但是大米蛋白是重要的膳食蛋白，在世界范围内有着不可忽视的地位，目前关于大米蛋白的研究正在兴起，本文主要介绍了大米蛋白降低胆固醇水平及调控胆固醇代谢的机制。

1 大米蛋白营养价值及结构组成

1.1 大米蛋白营养价值

大米蛋白是一种优质的植物蛋白。主要表现在以下几个方面[2-3]：大米蛋白利用率和生物价高；氨基酸的配比合理，与WHO推荐的蛋白质氨基酸最佳模式十分相近；成分比较完全，几乎含有所有的人和动物生长所必需的各种氨基酸；低敏性，是唯一一种可以免于过敏实验的谷物；大米蛋白中赖氨酸含量高。

1.2 大米蛋白的结构组成

大米蛋白按其溶解性可以分为四类：清蛋白、球蛋白、谷蛋白、醇溶蛋白。谷蛋白是大米蛋白中的主要蛋白质，占80%以上；醇溶蛋白占总量的1%～5%。谷蛋白和醇溶蛋白统称为贮藏蛋白；球蛋白和清蛋白统称为生理活性蛋白。不同蛋白的氨基酸组成是不同的。研究表明，谷蛋白中的赖氨酸、蛋氨酸、半胱氨酸和组氨酸含量比醇溶蛋白相应的氨基酸含量要高；而醇溶蛋白中富含谷氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸等氨基酸，但是半胱氨酸和蛋氨酸残基及赖氨酸含量却很少；清蛋白中的谷氨酸含量最低，赖氨酸含量最高；球蛋白中精氨酸和谷氨酸及含硫氨基酸含量比较高。此外，在胚乳中也有大米蛋白的存在，并且主要以两种聚集体形式存在，即PB-Ⅰ型和PB-Ⅱ型。醇溶蛋白主要存在于PB-Ⅰ，而谷蛋白和球蛋白存在于PB-Ⅱ型聚集体中。另外PB-Ⅰ和PB-Ⅱ型聚合体消化性有明显的不同，PB-Ⅰ型聚集体不容易被酶消化，而PB-Ⅱ型聚集体容易被酶消化。这主要是由于两种聚集体的结构和成分上的不同而造成的，因为PB-Ⅰ含有较多的二硫键，所以PB-Ⅰ型聚集体不容易被酶消化。所以PB-Ⅰ的营养价值低于PB-Ⅱ的营养价值[4-6]。

2 大米蛋白调控胆固醇水平效果的研究进展

综合国内外文献发现，无论是在正常膳食条件下，还是在添加胆固醇的膳食条件下，大米蛋白与酪蛋白相比能够显著降低血清、血浆及肝脏胆固醇水平。研究表明，大米蛋白不但能调控生长期幼鼠胆固醇水平，还能调控成熟期大鼠的胆固醇水平。另外还有研究表明，大米蛋白在低水平（7%）条件下，不能调控胆固醇代谢，但在高水平（14%）条件下，大米蛋白与动物蛋白相比，能显著调控胆固醇水平，并显示与大豆蛋白一致的实验结果。

2.1 大米蛋白在无胆固醇膳食条件下调控幼鼠胆固醇水平

根据杨林等研究表明，在正常的膳食条件下，即不在膳食中添加胆固醇的条件下，大米蛋白能够显著调控幼鼠的胆固醇水平，与酪蛋白组相比，大米蛋白组能够显著降低幼鼠的肝脏总胆固醇水平，显示与大豆蛋白一致的结果。此外在不添加胆固醇的膳食条件下，大米蛋白组与酪蛋白组相比还能够显著降低血浆总胆固醇水平。但是实验结果显示，大米蛋白却不能增加总粪胆汁酸的排泄，与大豆蛋白显示的结果不一致[7-8]。

2.2 大米蛋白在添加胆固醇膳食条件下调控幼鼠胆固醇水平

杨林等以幼鼠为研究对象并在膳食中添加1%的胆固醇时，探讨大米蛋白降低胆固醇的效果，研究表明，大米蛋白组与酪蛋白组相比，能够显著降低幼鼠的血清总胆固醇水平，与大豆蛋白显示一致的结果。并且与酪蛋白组相比，大米蛋白组能够显著降低幼鼠的肝脏总胆固醇水平及游离胆固醇水平，并与大豆蛋白显示一致的结果。此外，大米蛋白和大豆蛋白在降低肝脏胆固醇的酯化率方面显示一致的结果，与酪蛋白组比明显降低。另外在当前条件下，大米蛋白组与酪蛋白组相比，还能显著降低血浆总胆固醇水平，并与大豆蛋白显示一致的结果。研究结果还显示，与酪蛋白相比，大米蛋白能够刺激幼鼠的粪便排出，增加总粪类固醇、总粪中性类固醇、总胆汁酸、总中性类固醇、粪总胆汁酸、中性粪固醇的排泄。但是在刺激幼鼠粪固醇排泄方面，大豆蛋白的效果要好于大米蛋白组。此外，大米蛋白组与酪蛋白组相比还能显著抑制胆固醇的吸收效率，与大豆蛋白显示一致的结果。在添加胆固醇的条件下，大米蛋白能够增加干粪的排泄[9]。

2.3 大米蛋白在无胆固醇膳食条件下调控成熟期大鼠胆固醇水平

研究结果表明，在正常的膳食条件下，大米蛋白能够显著调控成熟期大鼠的胆固醇水平，并与大豆蛋白显示一致的结果。可见在正常的膳食条件下，大米蛋白能够调控生长期幼鼠和成熟期大鼠胆固醇代谢，但是大米蛋白调控生长期幼鼠和成熟期大鼠胆固醇代谢水平的程度却有差别，大米蛋白组与酪蛋白组相比，能够更加显著地降低成熟期大鼠的肝脏及血液的胆固醇水平。所以在正常膳食条件下，年龄对大米蛋白调控胆固醇代谢有一定的影响，但是影响不是很大[7]。

杨林等[10]研究了“春阳”大米降低胆固醇的效果，表明在不添加胆固醇的条件下，大米蛋白与酪蛋白相比能够显著降低成熟期大鼠的血浆总胆固醇、低密度脂蛋白-胆固醇和极低密度脂蛋白-胆固醇的水平，此外还发现大米蛋白能够显著降低成熟期大鼠血浆非高密度胆固醇水平，且饲养两周后，与酪蛋白组相比，大米蛋白能显著地降低成熟鼠的动脉硬化指数，并且效果好于大豆蛋白组。此外，大米蛋白组的肝脏总胆固醇、肝脏游离胆固醇、肝脏胆固醇酯的含量显著低于酪蛋白组，并显示与大豆蛋白组一致的效果。另外，大米蛋白和大豆蛋白均能降低成熟期大鼠的肝脏胆固醇酯化率。此外大米蛋白组与酪蛋白组相比能显著增加大鼠总粪固醇、中性粪固醇、粪胆固醇的排泄，与大豆蛋白显示一致的结果，并且与Morita的实验结果一致。另外大米蛋白还能阻碍成熟期大鼠肠道胆固醇的吸收，其胆固醇表观吸收量较酪蛋白显著降低了60.95%，与大豆蛋白显示一致的结果。

另外，近来杨林等[11]还研究了蛋白水平对大米蛋白调控胆固醇水平的影响，并以成熟期大鼠为实验对象，发现在大米蛋白低水平时，大米蛋白几乎没有降低血液总胆固醇的能力，只有在大米蛋白高水平（14%）的条件下，大米蛋白与酪蛋白相比有明显的降低血液总胆固醇的能力，与Morita的研究结果一致。并且研究发现，随着蛋白水平的提高，大米蛋白降低血液总胆固醇的能力也增强。而对肝脏总胆固醇来讲，在低蛋白水平下，大米蛋白比酪蛋白更能显著地降低肝脏总胆固醇的水平，在高蛋白水平下也有一样的规律，只是随着蛋白水平的提高，大米蛋白降低肝脏总胆固醇的水平更高。

根据Morita[12]的研究表明，大米蛋白降低胆固醇的效果与饲养时间有一定的关系，饲养3d后，大豆蛋白氨基酸组比大米蛋白氨基酸组和酪蛋白氨基酸组的血浆胆固醇浓度要低得多，饲养7d后，大米蛋白氨基酸组和大豆蛋白氨基酸组对比酪蛋白组，血浆胆固醇浓度有明显的降低，此时大米蛋白氨基酸组已经有降低血浆胆固醇的功效。在饲养7～14d时，大米蛋白氨基酸组和大豆氨基酸组降低血浆胆固醇的程度非常接近。

2.4 大米蛋白在添加胆固醇膳食条件下调控成熟期大鼠胆固醇水平

在膳食中添加胆固醇的条件下，与酪蛋白组相比，大米蛋白组能促进胆汁的流动，胆道内胆汁酸、胆固醇的排出，从而降低了肝脏胆固醇的积累，大米蛋白组与酪蛋白组相比肝脏中总胆固醇及极低密度脂蛋白-胆固醇的浓度降低，所以大米蛋白在添加胆固醇的条件下，能够调控成熟期大鼠的胆固醇水平。另外，大米蛋白能够调控成熟期大鼠的粪便的排泄，大米蛋白组与酪蛋白组相比能增加总粪类固醇、总胆汁酸、总中性类固醇、总粪中性类固醇的排泄[8]。

3 大米蛋白降低胆固醇水平的可能机制

综合国内外研究表明，大米蛋白降低胆固醇的机制主要包括以下几个方面。

3.1 大米蛋白通过抑制脂质合成酶的活性来降低胆固醇水平

HMG-CoA还原酶是体内催化胆固醇从头合成的关键酶，在体内HMG-CoA催化乙酰COA合成甲羟戊酸，甲羟戊酸进一步合成胆固醇，此外胆固醇的合成还受固醇调节元件结合蛋白（SREBP）的调控，研究表明，SREBP能增加HMG-CoA合成酶基因启动子的活性，并最终受控于脂质合成酶[13-14]。研究表明[15-16]，与酪蛋白相比，大豆蛋白能降低HMG-CoA还原酶的活性，并能抑制肝脏脂肪酸合成酶的活性，降低肝脏胆固醇的积累，从而达到降低肝脏胆固醇的目的。根据实验结果可知，大米蛋白能够降低肝脏胆固醇的水平，所以大米蛋白降低胆固醇水平的机制之一是降低HMG-CoA还原酶和脂质合成酶的活性。

3.2 大米蛋白有效阻碍肠道胆固醇吸收

在众多的降低胆固醇机制中，能够抑制胆固醇的吸收是其中尤其重要的机制。有研究表明，如果能够抑制胆固醇的吸收，就能有效地降低人体血浆胆固醇水平[17]。“春阳”大米蛋白中有大量具有低消化性的醇溶蛋白，能够阻碍肠道对胆固醇的吸收，降低胆固醇的吸收效率。所以大米蛋白降低胆固醇的机制可能是通过阻碍肠道对胆固醇的吸收。无论是哪种蛋白，最后都要被消化成氨基酸而起作用，无论是大米蛋白还是大豆蛋白，这些植物蛋白都有一个共同的特点就是高精氨酸含量和低赖氨酸含量，研究已经表明，大豆蛋白的高精氨酸/赖氨酸比例是破坏肠道胆固醇吸收的主要因素。此外大米蛋白也具有相似的赖氨酸和精氨酸比例，所以大米蛋白降低胆固醇的机制之一是能有效地阻碍肠道胆固醇吸收[10]。此外还有报道，高精氨酸和低赖氨酸比例能增高7α-胆固醇羟化酶的活性，促进胆固醇转化成胆汁酸，但也有报道显示相反的结论。

3.3 促进胆固醇转化和排泄

消化系统是机体维持胆固醇平衡的重要系统，尤其肝脏是重要的胆固醇代谢部位[18]，如果能将摄入的胆固醇转化成胆汁酸或者分解，就能减少肝脏胆固醇水平，从而有利于人体胆固醇水平的降低。研究表明，大米蛋白能够增加总粪类固醇、总粪中性类固醇、粪胆固醇、中性粪固醇、粪醇、替他粪类固醇的排泄，促进了鼠胆固醇水平的降低。此外，大米蛋白还能促进胆汁的排放，减少肝脏胆固醇的蓄积，促进肝脏胆固醇的代谢与释放[19]。

研究表明，大豆蛋白降低胆固醇机制是能增加胆汁酸的合成和排泄，从而降低机体胆固醇水平[20]。而大米蛋白不能刺激粪胆汁酸的排泄，所以大米蛋白降低胆固醇的机制不是简单地通过刺激粪胆汁酸的排泄来完成的，与大豆蛋白的机制有所不同[10]。但是大米蛋白依旧能增加粪固醇的排泄，所以大米蛋白降低胆固醇的机制是促进胆固醇的转化和排泄。

3.4 影响胆固醇运输

血清胆固醇主要由LDL和HDL来运输，其中低密度脂蛋白（LDL）是人血清中运输胆固醇的主要脂蛋白[21]。研究表明，大米蛋白能够降低血清低密度胆固醇的水平，但是对比酪蛋白，血清中的高密度脂蛋白的浓度变化却没有意义，所以大米蛋白主要是通过降低血清低密度胆固醇的浓度来达到降低血清胆固醇水平的目的。此外有研究表明，大豆蛋白降低血清胆固醇水平的机制之一是通过降低血清中LDL水平和增加HDL水平来达到的[22]，所以大米蛋白降低血清胆固醇的机制之一是降低血清中LDL的浓度。

3.5 其它机制

以上是大米蛋白降低血液、肝脏中胆固醇的主要机制，此外大米蛋白中的氨基酸也有调控胆固醇的作用[23]。此外通过抑制某些基因和开启某些基因也能调控体内胆固醇的代谢。研究表明，ACAT2可能导致动脉粥样硬化，因为它能促进胆固醇酯的合成。近期的研究表明，如果敲除小鼠的ACAT2基因，就会降低动脉粥样硬化的发生[24]，所以大米蛋白降低胆固醇的机制之一可能是抑制ACAT2基因的表达。此外还有研究表明，增加CYP7A1基因的表达会降低血浆胆固醇的浓度[25]，这也可能是大米蛋白降低胆固醇的机制之一，总之这都与基因有关。虽然未见大米蛋白在这些方面的系统报道，但推测大米蛋白降低胆固醇的机制可能是抑制ACAT2基因的表达和增加CYP7A1基因的表达。

4 结语

本文综述了大米蛋白的营养价值，大米蛋白的结构组成，主要综述了大米蛋白降低胆固醇的水平及大米蛋白调控胆固醇代谢的机制。研究结果表明，大米蛋白能够降低血液和肝脏胆固醇，促进粪便和各种类固醇的排泄，降低LDL的浓度。最后介绍了大米蛋白降低胆固醇水平的机制，目前研究较多的有四种机制，将来大米蛋白调控胆固醇代谢的机制可能朝着基因表达的方向发展。

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Research progress in rice protein affect cholesterol metabolism

LUAN Hui，YANG Lin*
（School of Food Science and Engineering，Harbin Institute of Technology，Harbin 150090，China）

Cholesterol metabolism disorders became the first threat to human health.Cholesterol was related to many diseases，such as coronary heart disease and atherosclerosis.The development of a cholesterol-lowing food became a hot research worldwide.Rice protein was a high-quality plant protein with high nutritional value. The nutritional value，composition，home and abroad lower cholesterol concentration and metabolism of rice protein were described.Studies showed that rice protein could reduce cholesterol levels in blood and liver，increase fecal and sterol excretion and reduce LDL levels.

rice protein；cholesterol；metabolism；plant protein

TS210.1

A

1002-0306（2012）05-0421-04

2011－04－08 *通讯联系人

栾慧（1986-），女，在读硕士，研究方向：食品科学。

国家自然科学基金（31071526）；黑龙江省自然科学基金（C201027）；哈尔滨市科技创新基金（2009RFLXN013）；中国博士后科学基金及特别资助（20080440864，200902391）。