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油茶粕多肽降血脂活性研究

2012-12-03龚吉军钟海雁黄卫文王青云唐静黄亮杨自洁

食品研究与开发 2012年10期
关键词:降脂药高血脂多肽

龚吉军,钟海雁,黄卫文,王青云,唐静,黄亮,杨自洁

(1.稻谷及副产物深加工国家工程实验室,湖南 长沙 410004;2.中南林业科技大学食品科学与工程学院,湖南 长沙 410004)

油茶(Camellia Oleifera Abel)系山茶科山茶属多年生木本油料植物,是我国特有的木本油料树种,也是与油棕、橄榄和椰子齐名的四大木本油料之一[1]。我国每年生产约100万t油茶籽,榨油后的副产物——油茶粕约68万t,大多数的油茶粕只是作为有机肥料来使用,造成优质资源的严重浪费。在油茶粕中含有10%~20%的蛋白质,是一种潜在的优质植物蛋白资源,而以油茶粕蛋白为原料进行降血脂活性肽的研究尚未见报道。

血脂异常是指总胆固醇(Total cholesterol,TC)、甘油三酯(Triglyceride,TG)和低密度脂蛋白胆固醇(Lowdensity lipoprotein-cholesterol,LDL-C)升高,而高密度脂蛋白胆固醇(High density lipoprotein-cholesterol,HDL-C)低下。高脂血症是导致动脉粥样硬化(Atherosclerosis,AS)、冠心病(coronary artery heart disease,CHD)、中风等心脑血管疾病发生的重要危险因素[2-3]。此外,高脂血症与非胰岛素依赖型糖尿病(Noninsulin-dependent diabetes mellitus,NIDDM) 的发病也有一定的关系[4]。降脂疗法是预防和治疗这些疾病重要而有效的手段,通过膳食补充剂或保健食品辅助降血脂则是安全性极高的降脂疗法之一。

本试验以高脂饲料喂养大鼠,建立高血脂动物模型,探究油茶粕多肽对血脂代谢的影响,以期为油茶粕多肽在功能食品上的开发和应用提供试验依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

油茶粕多肽:自制。用Alcalase水解,酶解条件为:酶与底物比1.57%、时间6.66 h、温度50.5℃、pH8.1[5]。水解液经膜超滤法分离,收集分子量(MW)<3 ku的肽段,冷冻干燥,-20℃储藏,使用时用生理盐水溶解后配成所需要的浓度。

猪油、蛋黄粉、玉米粉、米粉、面粉、鱼粉、豆粕、油糠、麦麸均为市售;大豆多肽(MW<3 ku):武汉九生堂生物工程有限公司;胆固醇、脱氧胆酸钠、甲基硫氧嘧啶:上海江莱生物科技有限公司;总胆固醇测定试剂盒、甘油三酯测定试剂盒、高密度脂蛋白胆固醇测定试剂盒:南京建成生物工程有限公司;降脂药物(舒降之辛伐他汀片):杭州默沙东制药有限公司。

1.2 主要仪器

D-78532高速离心机:Hettich(德国);722分光光度计:上海精密科学仪器有限公司;HPM-100板框式超滤器:中科院上海原子能研究所。

1.3 试验动物及处理方法

试验动物:单一雌性昆明种SD大鼠70只(145±8 g),购自湖南斯莱克景达实验动物有限公司。在良好的试验环境条件(温度:24℃~25℃、湿度:55%~65%)下,对SD大鼠按体重随机分为7组,每组10只,取其中1组饲喂基础饲料,另6组饲喂高脂饲料用于高血脂模型的建立,持续喂养30 d后测定TG、TC和HDL-C,以判定高血脂模型建是否已建立[6-7]。在确认高血脂模型成功建立后,对60只高血脂模型大鼠按体重重新分成6组,每组10只,分别设模型对照组,降脂药物对照组,油茶粕蛋白组和油茶粕多肽低、中、高剂量组。各组继续给予高脂饲料,并定期称量体重,在此基础上,按下列方式进行差别处理:油茶粕多肽低、中、高剂量组分别按 250、500、1000 mg/kg·bw 灌胃油茶粕多肽,模型对照组用等量的生理盐水代替,降脂药物剂量为0.3 mg/kg·bw,油茶粕蛋白组采用剂量为 1000 mg/kg·bw,每天一次,每日 10∶00-11∶00 灌胃。30 d之后,禁食12 h,拔眼球取血,在3000 r/min离心15 min分离血清,测定血清中TC、TG和HDL-C的含量。

1.4 动脉硬化指数(AI)的测定[8-9]

动脉粥样硬化指数(Atherosclerosis index,AI)是国际医学界制定的一个衡量动脉硬化程度的指标。正常AI值应低于4,数值越小动脉硬化的程度就越轻,引发心脑血管病的危险性就越低;如果动脉硬化指数≥4就说明已经发生了动脉硬化,数值越大动脉硬化的程度就越重,发生心脑血管病的危险性就越高。AI值按下式计算:

1.5 大鼠饲料配方[10-11]

高血脂模型建立及试验期所用饲料配方(%):胆固醇1、猪油5、蛋黄粉10、甲基硫氧嘧啶0.5、脱氧胆酸钠0.5、基础饲料83。

基础饲料配方(%):玉米粉25、次粉(小麦制粉后的副产品,为面粉与麸皮间的部分)25、面粉15、鱼粉8、豆粕 8、油糠 10、麦麸 9。

1.6 数据处理

2 结果与分析

2.1 高血脂大鼠模型的建立

肥胖Zucker鼠是一种自发性高血脂鼠[12],其肝脏在出生后数周内会快速发展成脂肪肝[13]。Wergedahl等[14]曾采用肥胖Zucker鼠研究鱼蛋白水解物的降血脂效果。在肥胖Zucker鼠不可得的情况下,通过建立SD大鼠高血脂模型来评价功能因子的降血脂功效则是一种较为经济的方式[10]。用高脂饲料喂养SD大鼠30 d后,对TC,TG和HDL-C的含量进行测定,结果见表1。

表1 大鼠高血脂模型与正常组的比较Tablel 1 Comparison between hypercholesterolemia model rats and normal rats

用高脂饲料喂养SD大鼠30 d后,与正常对照组相比,模型对照组的TC与TG含量显著上升(P<0.01),而 HDL-C 的含量显著降低(P<0.01),证明 SD大鼠高血脂模型已成功建立。

2.2 油茶粕多肽对大鼠血清中TC含量的影响

不同处理在0 d与30 d时大鼠血清中TC含量的测定结果见表2。从表2中结果可以看出,正常对照组大鼠血清的TC含量在30 d试验期中无明显变化(P>0.05)。模型对照组随着时间的推移,血清TC的水平仍在上升,30 d后的含量与试验前相比差异显著(P<0.05),提示随着高脂饲料饲喂时间的延长,模型对照组大鼠的高血脂症在进一步加重。与模型对照组相比,饲喂30 d后,油茶粕多肽高剂量组大鼠血清的TC含量显著降低(P<0.05),已完全恢复至正常水平,与正常对照组及降脂药物组相比无显著性差异(P>0.05),初步表明高剂量油茶粕多肽降TC的效果与市售降脂药物相当。中、低剂量组大鼠灌胃30 d后,TC呈下降趋势,与模型对照组相比差异显著(P<0.05),但均明显高于正常对照组(P>0.05),而中、低剂量组之间亦存在显著差异(P<0.05),提示油茶粕多肽对高血脂大鼠TC的影响存在明显的剂量-效应关系。据Sugano等[15],Sugano 等[16],Choi等[17]和 Van Raaij等[18]报道,大豆蛋白具有良好的抑制胆固醇吸收与促进胆固醇排泄的作用。本研究也发现,油茶粕蛋白亦具有良好的降低大鼠血清TC的作用,虽然效果不如油茶粕多肽高剂量组(P<0.05),但与中剂量组相比没有明显差异(P>0.05)。Nagaoka等[19]的研究发现,大豆蛋白酶解物具有比大豆蛋白更强的降血浆胆固醇的作用,且能促进粪胆汁酸和固醇的排出,这与本试验的结果存在相似之处。但也有不一致的报道,Sugano等[20]的研究发现,大豆蛋白经进一步酶解后,其降血清胆固醇的作用减弱。

表2 油茶粕多肽对大鼠血清TC含量的影响Table 2 Effects of OTSMP on the contents of TC in serum of rats

2.3 油茶粕多肽对大鼠血清中TG的影响

不同处理在0 d与30 d时大鼠血清TG含量的测定结果见表3,可知,正常对照组大鼠血清TG在试验期无显著性变化(P>0.05)。高血脂模型对照组随着时间的推移,血清TG显著升高(P<0.05),说明持续饲喂高脂饲料导致高血脂病症在进一步加深。与模型对照组相比,油茶粕多肽低、中、高剂量组的TG水平明显降低(P<0.05),且随着剂量的增加,TG明显下降,三者之间有显著差异(P<0.05)。油茶粕多肽高剂量组的TG与降脂药物组基本相当,无显著差异(P>0.05),而汪丽等[21]将大豆多肽合剂应用于高血脂人群,亦发现其具有良好的降低TG的效果(P<0.05)。这提示,部分植物蛋白多肽具有开发成降脂保健食品的良好潜质。

表3 油茶粕多肽对大鼠血清TG含量的影响Table 3 Effects of OTSMP on the contents of TG in serum of rats

2.4 油茶粕多肽对大鼠血清HDL-C浓度的影响

不同处理在0 d与30 d时大鼠血清HDL-C含量的测定结果见表4。

表4 油茶粕多肽对大鼠血清HDL-C含量的影响Table 4 Effects of OTSMP on the contents of HDL-C in serum of rats

从表4中数据可以看出,与试验前相比,正常对照组、油茶粕蛋白组、油茶粕多肽低、中剂量组的HDL-C含量在30 d内没有明显变化(P>0.05),模型对照组的HDL-C水平显著降低(P<0.05),降脂药物组和高剂量油茶粕多肽组的HDL-C水平明显升高(P<0.05)。灌胃30 d后,油茶粕蛋白组、油茶粕多肽低剂量组的HDL-C含量均显著高于模型对照组(P<0.05),但均低于正常对照组的水平(P<0.05),而降脂药物组与油茶粕多肽高剂量组的HDL-C含量已恢复至正常的水平(P>0.05);对不同剂量的油茶粕多肽组而言,低剂量组与高剂量组的HDL-C含量差异显著(P<0.05),但中剂量组与前两者之间没有差异(P>0.05)。上述结果说明,不同剂量的油茶粕多肽与油茶粕蛋白对模型大鼠的HDL-C均有显著影响,油茶粕多肽的剂量-效应关系明显。方俊等[11]在研究中发现,猪血多肽对高血脂大鼠HDL-C的影响与其剂量呈正相关,这与笔者的研究结果存在相似之处。

2.5 油茶粕多肽对大鼠AI的影响

不同处理在0 d与30 d时大鼠动脉AI的测定结果见表5。注:同列标有相同小写字母为差异不显著(P>0.05);标有不同小写字母为差异显著(P<0.05)。同行标有相同大写字母为差异不显著(P>0.05);标有不同大写字母为差异显著(P<0.05)。

表5 油茶粕多肽对大鼠动脉硬化指数的影响Tab1e 5 Effects of OTSMP on atherogenic index(AI)of artery of rats

由表可见,模型对照组动脉硬化指数远高于正常对照组(P<0.05),动脉硬化指数升高说明血液中LDLC的相对浓度增高,HDL-C的相对浓度降低,表明动脉硬化发生的可能性增加[22]。灌喂30 d后,油茶粕多肽高剂量组和降脂药物组的AI值与正常对照组没有显著差异(P>0.05),提示高剂量油茶粕多肽和降脂药物均可以有效防止高脂饲料饲喂SD大鼠的动脉硬化。而对油茶粕多肽低、中剂量组而言,灌胃30 d后,其AI已明显下降,与模型对照组相比存在明显差异(P<0.05),但仍然显著高于正常对照组的AI(P<0.05),提示中、低剂量油茶粕多肽对高血脂症大鼠的动脉硬化均可起到减缓作用,但无法使AI恢复到正常水平。油茶粕多肽低、中、高3个剂量组的AI值均存在显著差异,剂量越高效果越好,显示明显的剂量-效应关系。值得指出的是,高剂量油茶粕多肽对AI的影响已与降脂药物相当,众所周知,人工合成的降脂药物均有一定的副作用,而油茶粕多肽天然无毒的特点是人工合成的降脂药物无法比拟的,所以利用油茶粕多肽开发人工合成降脂药物替代品的前景良好。由试验数据可知,油茶粕蛋白也具有一定的缓解试验SD大鼠动脉硬化的作用,其效果好于低剂量油茶粕多肽,但明显不如中、高剂量油茶粕多肽。

3 结论

低、中、高剂量(250、500、1000 mg/kg体重)的油茶粕多肽(Alcalase水解,MW<3 ku)均能显著降低高血脂模型SD大鼠血清中TC与TG的含量、显著降低动脉硬化指数(AI),还能显著提高HDL-C的水平。所制备的油茶粕多肽具有良好的降血脂活性,可防止动脉粥样硬化,因而可减少因动脉粥样硬化而引起心脑血管疾病发生的风险。

油茶粕多肽对模型大鼠血脂的影响存在明显的剂量-效应关系。高剂量的油茶粕多肽与降脂药物(剂量为0.3 mg/kg·bw)效果相当,虽然产生同等效应的剂量差异巨大,但油茶粕多肽开发利用的价值与前景是显而易见的。

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