四种益生元聚糖对高脂血症仓鼠血脂的影响

张泽生，赵春晓，陈晓强，李健，王俊辉，刘甜甜

（1.天津科技大学食品工程与生物技术学院，天津 300457；2.河北维乐夫农业科技有限公司，河北 300000）

益生元又可称为益生协同剂，是指通过选择性的刺激一种或少数种菌落中的细菌的生长与活性而对寄主产生有益的影响从而改善寄主健康的不可被消化的食品成分[1]。益生元与其他促生长物质如抗生素和益生素相比有着不可替代的优点，它无污染，无药物残留，耐高温，性质稳定，是一种天然的食品添加剂。益生元符合现代人的健康消费观念，因此有着广阔的开发前景。有益生元功能的物质主要是一些非（或难）消化性低聚糖，如低聚异麦芽糖（IMO）、低聚果糖（FOS）、低聚半乳糖（GOS）、低聚木糖等[2-3]；多糖类物质如聚葡萄糖、菊粉等。

由于生活节奏加快，工作压力加大以及居民饮食结构的不合理[4]，如脂肪摄入量过多等，动脉粥样硬化、冠心病和等心脑血管疾病[5]及高血脂症的发病率越来越高。已有研究表明高血清胆固醇是导致高血脂、冠心病等的重要因素[6]，因而降低血清总胆固醇和非高密度脂蛋白胆固醇的浓度可以减少这类疾病的发生[7-10]。

聚糖类益生元具有甜度低、热量低及难消化的特性，所以不易转化为胆固醇和脂肪[11]。因而具有益生元功能的聚糖的降血脂功效尤为显著，具有较好的研究价值。选择聚葡萄糖、聚木糖、菊粉和阿拉伯半乳聚糖（AG）作为试验原料，以研究益生元聚糖的降血脂效果和机理。

以上四种聚糖虽属益生元，但其结构、组成和糖苷键的差异可能会导致其效果的差别[12]。由于试验方法、研究对象及检测指标等的不同，不同益生元的效果难以比较[12]。所以各研究报道多以空白组为对照而体现其益生元效果，鲜见各种益生元之间的相互比较。因而可以通过建立动物模型，对几种益生元聚糖的效果进行探讨比较，以期为益生元降血脂效果的研究和合理应用提供一定的参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

聚葡萄糖、聚木糖：天津科技大学生产；短链菊粉：河北维乐夫农业科技有限公司；阿拉伯半乳聚糖（AG）：郑州龙和化工有限公司；基础饲料：北京维通利华试验动物技术有限公司；胆固醇：湖北远成药业有限公司；总胆固醇试剂盒（TC）、甘油三酯试剂盒（TG）、高密度脂蛋白试剂盒（HDL-C）：中生北控生物科技股份有限公司。

1.2 试验动物

叙利亚仓鼠（Hamster），清洁级，体重约123 g，雄性，购自北京维通利华试验动物技术有限公司。

1.3 仪器设备

1.4 方法

1.4.1 动物饲养条件及试验分组

动物饲养条件：屏障系统动物房，温度为（22±2）℃，相对湿度为40%～60%，控制照明时间为12 h∶12 h。适应饲养1 周后开始试验。

试验分组：将健康成年雄性仓鼠随机分为6 组，每组9 只，每3 只放置1 笼。分别为正常组、模型组、聚葡萄糖组、聚木糖组、菊粉组、阿拉伯半乳聚糖（AG）组。其中，正常组喂饲基础饲料，模型组喂饲高脂饲料（胆固醇0.1%，猪油8%），给药组喂饲分别添加5%的聚葡萄糖、聚木糖、菊粉和阿拉伯半乳聚糖，均匀混合后制成的高脂饲料。各组试验仓鼠自由进食饮水。记录仓鼠日进食量，每周称量仓鼠体重一次，喂饲6 周。

1.4.2 血清总胆固醇及脂质含量的测定

分别在喂饲第2 周，第4 周和第6 周时，仓鼠禁食12 h，眼底静脉丛取血，测定血浆TC、TG 和HDL-C 指标，初步验证高脂模型组的建模是否成功，各给药组是否有降血脂效果。喂饲6 周后，仓鼠禁食12 h，摘眼球取血，颈椎脱臼处死。血液静置后，以3 000 r/min，4 ℃离心15 min，移取仓鼠血清样本，于-80 ℃保存，用于后期检测。

1.4.3 肝脏总胆固醇和甘油三酯含量的测定

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仓鼠解剖后，获取主要脏器并称重，以进行脏器指数的分析。肝组织于-80 ℃保存。测定肝脏组织生化指标时，准确称取组织重量，按重量体积比，添加9 倍的生理盐水制成10%的匀浆，于4 ℃条件下，2 000 r/min离心10 min，取上清液测定指标。TC、TG、HDL-C 分别按各试剂盒方法进行测定。

non-HDL-C=TC-HDL-C

脏器指数=脏器重量/体重×100%

动脉硬化指数（AI）=non-HDL-C/HDL-C

1.4.4 数据处理

采用SPSS 软件进行数据分析。结果以均数标准差M±SD 表示。

2 结果与分析

2.1 摄入5%的四种益生元聚糖对仓鼠正常生长的影响

仓鼠6 周体重变化趋势见图1，仓鼠6 周饲养期每只每日平均摄食量见图2。

图1 仓鼠6 周体重变化趋势Fig.1 Bodyweight tendency of hamsters for 6 weeks

图2 仓鼠6 周每日摄食量变化Fig.2 Average intake of hamsters for 6 weeks

由图1，图2 可知，仓鼠喂饲6 周，与模型组相比，各给药组的摄食量和体重均无显著性差异（P＞0.05），各组仓鼠的体重增长趋势平缓。由此可知，摄入四种益生元聚糖对仓鼠的正常生长和摄食量无不良影响。

2.2 摄入5%的四种益生元聚糖对高脂血症仓鼠血清胆固醇的影响

四种益生元聚糖对仓鼠血清胆固醇（TC）的影响见表1。

表1 四种益生元聚糖对仓鼠血清胆固醇（TC）的影响（g/L，M±SD，n=9）Table 1 Effects of four species of prebiotics on on the cholesterol（TC）in serm of hamsters（g/L，M±SD，n=9）

由表1 可知，试验第2 周，第4 周，第6 周，与模型组相比，各给药组的TC 值均显著性降低（P＜0.01）。表明摄入一定量的聚葡萄糖、聚木糖、菊粉和阿拉伯半乳聚糖，能有效抑制血清胆固醇升高。

2.3 摄入5%的四种益生元聚糖对仓鼠血清非高密度脂蛋白胆固醇的影响

四种益生元聚糖对仓鼠血清非高密度脂蛋白胆固醇（Non-HDL-C）的影响见表2。

由表2 可知，试验第2 周，第4 周，第6 周，与模型组相比，各给药组的Non-HDL-C 值均显著性降低（P＜0.01）。表明摄入一定量的聚葡萄糖、聚木糖、菊粉和阿拉伯半乳聚糖，能有效抑制血清非高密度脂蛋白胆固醇升高。

2.4 摄入5%的四种益生元聚糖对高脂血症仓鼠血清甘油三酯的影响

四种益生元聚糖对仓鼠血清甘油三酯（TG）的影响见表3。

表2 四种益生元聚糖对仓鼠血清非高密度脂蛋白胆固醇（Non-HDL-C）的影响（g/L，M±SD，n=9）Table 2 Effects of four species of prebiotics on the non-high density lipoprotein cholesterol（Non-HDL-C）in serm of hamsters（g/L，M±SD，n=9）

由表3 可知，试验第2 周，与模型组相比，聚葡萄糖组和聚木糖组的Non-HDL-C 值均显著性降低（P＜0.05）。表明摄入一定量的聚葡萄糖、聚木糖能有效抑制血清甘油三酯升高。

2.5 摄入5%的四种益生元聚糖对仓鼠血清综合血脂指数的影响

四种益生元聚糖对仓鼠血清综合血脂指数的影响见表4。

由表4 可知，试验第2 周，与模型组相比，聚葡萄糖组的TG/HDL-C 值显著降低（P＜0.05），聚葡萄糖组和聚木糖组的动脉硬化指数（AI）值显著降低（P＜0.01和0.05）。试验第4 周，各给药组的TG/HDL-C 值均显著降低（P＜0.05 和0.01），除AG 组外，各给药组的AI值均显著降低（P＜0.01）。试验第6 周，各给药组的TG/HDL-C 值和AI 值均显著低于模型组（P＜0.05 和0.01）。表明几种益生元聚糖降血清胆固醇效应可能主要表现在降低非高密度脂蛋白胆固醇，这对防治高脂血症和心血管病有重要意义。

表4 四种益生元聚糖对仓鼠血清综合血脂指数的影响（M±SD，n=9）Table 4 Effects of four species of prebiotics on the comprehensive blood-lipid index in serm of hamsters（M±SD，n=9）

2.6 摄入5%的四种益生元聚糖对仓鼠肝脏胆固醇和甘油三酯的影响

试验6 周后，依上述条件测定肝组织中的TC 和TG 含量，结果如表5 所示。

表5 试验6 周仓鼠肝脏胆固醇（TC）和甘油三酯（TG）的含量（mg/g，M±SD，n=9）Table 5 Content of TC and TG in the liver of hamsters fed for 6 weeks（mg/g，M±SD，n=9）

与模型组相比，分别摄入5%的四种益生元聚糖后，除AG 组，其它各给药组的肝脏总胆固醇水平均显著降低（P＜0.05），各给药组的肝脏甘油三酯值水平均显著低于模型组（P＜0.05）。

2.7 摄入5%的四种益生元聚糖对高脂血症仓鼠脏器指数的影响

四种益生元聚糖对仓鼠脏器指数的影响见表6。

表6 四种益生元聚糖对仓鼠脏器指数的影响（M±SD，n=9）Table 4 Effects of four species of prebiotics on organs index of hamsters（M±SD，n=9）

由表6 可知，试验6 周后，与模型组相比，聚葡萄糖组的肾周脂重指数显著降低（P＜0.05），聚葡萄糖组、聚木糖组和菊粉组的附睾周脂重指数显著降低（P＜0.05 和0.01）。表明摄入一定量的益生元聚糖可以降低肾周和附睾周的脂肪重，这可能对防治肥胖有一定的功效。

3 结论

试验结果表明，添加5%的聚葡萄糖，聚木糖，菊粉和阿拉伯半乳聚糖这四种聚糖类益生元对仓鼠的饮食和正常生长无不良影响，却能显著地降低进食高脂膳食仓鼠的空腹血清总胆固醇（TC）及非高密度脂蛋白胆固醇（Non-HDL-C）的含量，可在一定程度上降低血清甘油三酯（TG）水平；并且能有效地降低试验6 周仓鼠肝脏组织TC 和TG 的含量；从而能显著地降低血清综合血脂指数，这可以对动脉粥样硬化等冠心病类疾病起到有效地防治作用。

通过益生元聚糖的摄入对试验动物血清及肝组织血脂指标的影响，推测其可能由于与导致高血脂症的胆固醇发生螯合作用，从而降低其被吸收利用的可能性，可作为预防或治疗高血脂症的有效功能营养物质。另外，这四种聚糖类益生元还具有可溶性膳食纤维的基本特性，可以降低粪便pH，加速肠腔蠕动，从而减轻便秘，起到“肠内清道夫”的作用[13-14]。还可以吸附肠道中阴离子和胆汁酸从而有效降低血脂和胆固醇[15]。由此还可结合益生元的各项优势，将之与益生菌同时并用，即合生元（Synbiotic）的应用，也可与膳食纤维复合以获得更好的功能效果，使其降血脂的作用更为显著，应用也可更加广泛。

[1]Gibson G R,Roberfroid M B.Dietary modulation of the human colonic microbiota：introducing the concept of prebiotics[J].Journal of nutrition,1995,125(6)：1401-1412

[2]朱俊玲,卢智.功能性低聚糖的研究进展及其应用现状[J].食品研究与开发,2003,24(3)：72-75

[3]Yanahira S,Morita M,Aoe S,et al.Effect of Lactitololigosaccharides on the intestinal microflora in rats[J].Nutr Sci Vitaminol,1995,41(1)：83-94

[4]刘迎利,李建科.高血脂的病因及治疗[J].现代医药卫生,2004,20(7)：522-523

[5]任勇.血脂异常健康杀手幕后主谋[J].健康文摘,2006(12)：4-5

[6]Rifkind B M,Lenfant C.Cholesterol lowering and the reduction of coronary heart disease risk[J].JAMA,1986,256(20)：2872-2873

[7]Blankenhorn D H,Nessim,S A,Johnson R L,et al.Beneficial effects of combined colestipol-niacin therapy on coronary atherosclerosis and coronary venous bypass grafts[J].JAMA,1987,257(23)：3233-3240

[8]Brown G,Albers JJ,Lloyd D,et al.Regression of coronary artery disease as a result of intensive lipid-lowering therapy in men with high levels of apolipoprotein[J].B N Engl J Med,1990,323(19)：1289-1298

[9]Shepherd J,Cobbe S M,Ford I Isles,et al.Prevention of coronary heart disease with pravastain in men with hypocholesterolemia[J].N Engl J Med,1995,333(20)：1301-1307

[10]Watts G F,Lewis B,Brunt J N,et al.Effects on coronary artery disease of lipid-lowering diet plus cholestyamine,in the St Thomas’Atherosclerosis Regression Study (Stars)[J].Lancet,1992,339(8793)：563-569

[11]单黎然,龚月桦,贾建光,等.4 种重要功能性低聚糖的研究进展[J].西北农林科技大学学报：自然科学版,2006,34(7)：96-100

[12]黄婧,辛修锋.不同功能性低聚糖的益生元功效比较[J].中国食品添加剂,2009(S1)：30-33

[13]王辉.益生元的营养及应用研究进展[J].广州食品工业科技,2003,19(Z1)：87-89

[14]徐营,李霞,杨利国.双歧杆菌的生物学特性及对人体的生理功能[J].微生物学通报,2001,28(6)：92-96

[15]杨远志,刘峰.益生元时代的到来[J].中国食品添加剂,2008(S1)：61-67