猪皮明胶酶解物对小鼠体重及游泳时间的影响

娄文娟，董文宾，许先猛，2，缑敬轩

（1.陕西科技大学生命科学与工程学院，陕西西安710021；2.运城职业技术学院有机食品工程系，山西运城044000）

猪皮明胶酶解物对小鼠体重及游泳时间的影响

娄文娟1，董文宾1，许先猛1，2，缑敬轩1

（1.陕西科技大学生命科学与工程学院，陕西西安710021；2.运城职业技术学院有机食品工程系，山西运城044000）

探讨猪皮明胶及其酶解产物对小鼠体重以及负重游泳时间的影响。分别选用胃蛋白酶、胰蛋白酶、酸性蛋白酶、碱性蛋白酶、中性蛋白酶、木瓜蛋白酶酶解猪皮明胶，选用猪皮明胶、Ⅰ号蛋白酶酶解物、Ⅱ号蛋白酶酶解物，经口灌胃给予小鼠。结果表明：与对照组相比，猪皮明胶组小鼠体重显著降低（P＜0.01），猪皮明胶能够显著控制小鼠生长期体重增长；Ⅰ号蛋白酶酶解物组小鼠负重游泳时间长达（3 668.5±348.12）s，两种猪皮明胶酶解物均能显著延长小鼠负重游泳时间（P＜0.01）。

猪皮明胶；酶解物；体重；负重游泳时间

明胶是一种从动物的结缔或表皮组织的胶原部分水解出来的蛋白质，系天然的蛋白产品，内含18种氨基酸，易被人体消化吸收。明胶兼具蛋白质和高分子材料双重特性[1]，首先，明胶作为高分子生物材料，具有一系列优异物性，如保水性、成膜性、表面活性等，使其在食品、感光材料、医药、化妆品、造纸、建材、化工等行业及许多产品中得到广泛应用，另一方面，明胶作为蛋白质，在体内氧化产生较少热能，可防止肥胖病，被开发为减肥食品[2]。

目前对新型控制体重膳食的要求是具有最少的能量、但含有足量的蛋白，这样可在保持身体氮平衡的前提下主要通过脂肪损失来减少体重[3]。具有高生物价的肽配制的低卡软饮料是一种颇具吸引力的减轻体重的膳食，它基本能保持氮的摄入平衡，且可通过消耗脂肪减轻体重。另外，蛋白水解物强化的膳食有助于降低食欲。张学忠[4]等报道，大豆肽与抑制脂肪合成、加速脂肪燃烧相关。日本Niiho[5]等报道，给予肥胖模型小鼠口服从大豆提取的小肽片段，可显著减少体重及子宫周围的脂肪水平。然而目前尚鲜见明胶及其酶解产物 的相关报道，因此，研究猪皮明胶及其水解物对体重的影响程度，对人们的日常饮食及体重控制有一定指导意义。此外，《保健食品检验与评价技术规范》中对缓解体力疲劳功能检验方法中规定：负重游泳试验结果为阳性，血乳酸、血清尿素氮、肝糖原/肌糖原三项生化指标中任意两项指标阳性，则判定该受试样品具有缓解体力疲劳功能的作用[6]。本文通过研究猪皮明胶及其酶解产物对小鼠体重以及负重游泳时间的影响，为猪皮明胶酶解产物的抗疲劳作用及其相关产品应用开发提供一定的参考价值。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

昆明种雄性小鼠，购于西安市第四军医大学，7～8周龄，体重20 g～26 g，平均体重（24.63±1.83）g，试验动物许可证号：SCXK-（军）2012-0007；食品级明胶：山东淄博宝恩生物科技有限公司提供。

1.2 仪器与设备

PHS-3C型精密pH计：上海精密科学仪器有限公司；TW-RU15型小型超滤器：上海沃迪自动化装备股份有限公司；TCL-16G型台式离心机：江苏省金坛医用仪器有限公司；JA5103N型电子天平：奥豪斯仪器有限公司；HH-4型数显恒温水浴锅：金坛市荣华仪器有限公司；N-1100型旋转蒸发器：上海爱郎仪器有限公司；FDU-1100型冷冻干燥机：北京博医康实验仪器有限公司；XMTW-4100型恒温游泳箱：北京硕林苑科技有限公司；HHS型电热恒温水浴锅：上海博讯实业有限公司；铅丝：市购。

1.3 方法

1.3.1 受试物的制备

猪皮明胶→酶解→煮沸灭酶→离心，取上清液→过滤→超滤截留→水浴浓缩→冷冻干燥→酶解产物

1.3.2 动物分组设计

将小鼠按照体重随机分为3个试验组和1个空白对照组，3个试验组分别为明胶组、Ⅰ号蛋白酶酶解物组、Ⅱ号蛋白酶酶解物组，每组20只。全价颗粒饲料饲养3 d以适应环境，饲养环境为温度18℃～25℃，湿度为45%～50%，期间自由饮水。

1.3.3 灌胃剂量

适应性饲养3d后，饲养环境不变，采取灌胃给药，每组每日灌胃一次，每次灌胃时间均为下午4点。3个试验组灌胃剂量均为人体推荐剂量0.5 g/（人·d）～13.5 g/（人·d），即0.083 g/（kg·d）～0.225 g/（kg·d）体重/日）的10倍，灌胃体积为1mL/100 g体重。其中，猪皮明胶组灌胃经温水溶胀均匀的猪皮明胶溶液，正常空白对照组给予相同体积的双蒸水；每日观察小鼠的精神状态、毛发、饮食饮水以及大小便情况。连续给药35 d后，记录小鼠负重游泳时间以及体重。

1.3.4 小鼠负重游泳训练

每日灌胃受试样品30min后，将小鼠尾根部负荷5%体重铅丝（铅丝缠绕松紧适宜）的小鼠置于游泳箱中游泳10min～15min，水深不少于30 cm，水温（25± 1）℃，保持各组水温控制一致，每一游泳箱一次放入小鼠不宜过多，保证在整个训练过程中每只小鼠的四肢保持运动，如果小鼠漂浮于水面四肢不动，可用木棒在其附近轻轻搅动。

1.3.5 体重的检测

试验前、后各测量小鼠体重一次，试验过程中每周称量体重一次。

1.4 数据统计与分析

2 结果与分析

2.1 小鼠一般情况观察

灌胃期间，各组小鼠摄食情况良好，饮水正常，未见大小便异常、活动异常现象。各试验小组小鼠皮毛光滑、动作敏捷、精神活泼。

2.2 各试验小组小鼠体重变化

4组小组体重增长变化如图1。

图1 各组小组体重增长变化图Fig.1 Effects of different samples on mice′s body weight

由图1可知，4组小鼠在试验过程中体重均逐渐增加，给样7周后，4组小鼠体重相比0周分别增长了93.12%、73.79%、92.21%、94.33%，其中明胶组（73.79%）显著低于空白对照组（93.12%）及其余各组，这可能是因为明胶溶胀后，其特有的黏稠性质，在小鼠体内氧化时需消耗较多能量，而产生的能量较少，从而致使小鼠体重增加缓慢。与空白对照组相比，从给样开始至第1周，明胶组小鼠体重增长最为缓慢，说明明胶对小鼠生长期的体重控制作用在短期内即有明显体现。

将上述4种受试样品按照剂量1.5 g/（kg·d）体重/日，经口灌胃给予小鼠，共4组，比较各组之间的小鼠在不同生长期体重增长情况，结果见表1。

表1 不同样品对小鼠体重的影响（n=20；±s）Table 1 Effects of different samples on mice′s body weight（n=20；±s）

表1 不同样品对小鼠体重的影响（n=20；±s）Table 1 Effects of different samples on mice′s body weight（n=20；±s）

注：与对照组比较，**P＜0.01，*P＜0.05。

平均体重增长值/g对照 9.44±1.23 6.25±0.50 4.00±0.71 2.50±0.67明胶 7.89±1.05** 7.50±0.86 3.00±0.96** 0.77±1.18**Ⅰ号酶解物 10.00±1.03* 7.29±0.92 2.50±0.53** 1.85±0.90**Ⅱ号酶解物 9.00±1.23 7.38±0.99 4.60±0.81** 2.37±1.72组别第一周 第三周 第五周 第七周平均体重增长值/g平均体重增长值/g平均体重增长值/g

由表1可知，其中4组小鼠在试验过程中的体重均逐渐增加，随着灌胃时间延长，增长值逐渐降低。而在第2次试验中，4组小鼠体重平均增长值无统计学意义（P＞0.05），即相同剂量的不同受试样品对小鼠体重增长无影响。经统计学处理，第一周、第三周和第七周小鼠的平均体重增长值之间均具有统计学意义（P＜0.05），两两比较的结果显示，明胶组的小鼠体重平均增长值与其余各组相比，均具有统计学意义（P＜0.05，P＜0.01），即明胶组小鼠体重增长均值显著低于空白对照组、Ⅰ号酶解物组、Ⅱ号酶解物组，说明一定剂量的明胶对小鼠的体重增长具有显著抑制作用。而与空白对照组相比，Ⅰ号酶解物组和Ⅱ号酶解物组小鼠在第五周和第七周体重增长值呈现降低趋势，对小鼠整个生长期体重增长的影响未呈现出一定的规律性。

2.3 各试验小组负重游泳时间情况

将各试验小组小鼠尾根部负荷5%体重铅丝，注意铅丝缠绕松紧适宜。放入（25±1）℃的恒温游泳箱中进行游泳试验，保证在整个试验过程中每只小鼠的四肢保持运动。负重游泳试验结果如图2。

图2 4组小鼠负重游泳时间Fig.2 Effectsof different sam plesonmice′s loaded sw imm ing time

由图2可知，4组试验小鼠负重游泳时间：明胶组＜空白对照组＜Ⅱ号酶解物＜Ⅰ号酶解物，Ⅰ号酶解物和Ⅱ号酶解物均能较大幅度地延长小鼠负重游泳时间，且1号酶解物组小鼠负重游泳时间相对最长，明胶组小鼠则相对最短。

采用spass软件对其结果进行分析，结果如表2。

表2 各试验组小鼠负重游泳时间（n=20；±s）Table2 Effects of different samples on mice′s loaded swimming time（n=20；±s）

表2 各试验组小鼠负重游泳时间（n=20；±s）Table2 Effects of different samples on mice′s loaded swimming time（n=20；±s）

注：与对照组比较，**P＜0.01，*P＜0.05。

组别 负重游泳时间/s对照组 465.2±6.17明胶组 331.6±36.21*Ⅰ号酶解物组 3 668.5±348.12**Ⅱ号酶解物组 2 167.0±320.07**

由表2可知，各试验组小鼠负重游泳时间两两之间比较，均具有统计学意义（F（3，100）=2231.17，P＜0.05），其中，与空白对照组相比，Ⅰ号酶解物和Ⅱ号酶解物组小鼠游泳时间分别延长了7.88倍和4.66倍，说明Ⅰ号酶解物和Ⅱ号酶解物均能显著延长小鼠负重游泳时间（P＜0.05），这是由于这些酶解物可以在肌肉组织中氧化脱氨，一方面生成相应的产物氧化供能；另一方面，脱下来的氨基与丙酮酸或者谷氨酸偶联，形成丙氨酸和谷氨酸酰胺，提供能量，在特殊的应急情况下，可直接向肌肉供能。因为肽易于吸收、迅速利用[7]，所以抑制或者缩短了体内“负N平衡”，减少了肌蛋白降解，维持体内正常蛋白质合成，减轻了由运动引发的其它生理方面改变，达到抗疲劳的效果。而明胶则降低小鼠负重游泳时间，其原因有待进一步研究。

3 讨论

有学者将肥胖、高血压、高血糖、高血脂称为“死亡四重奏”[8]，肥胖同时是高血压、高脂血症、冠心病、Ⅱ型糖尿病及某些肿瘤（如卵巢癌、结肠癌）等慢性疾病发生的主要诱因[9-10]，因此，如何预防并有效治疗肥胖已经成为近年来医学界研究的热点。此外，随着现代人社会压力的增大，疲劳已成为当今社会人类生存中的一个突出问题，开展抗疲劳功能性食品的研究开发符合当下社会发展的趋势。

本文在小鼠自由摄食饮水的基础上，研究了猪皮明胶及其两种酶解产物对生长期小鼠体重增长的控制作用，结果显示，明胶具有显著控制小鼠体重增长作用，说明在正常饮食的情况下，一定剂量的明胶能够有效控制小鼠体重增长，预防小鼠生长过程中的肥胖症，但明胶控制小鼠体重增长的作用机理以及作用成分，尚有待进一步研究确定。负重游泳结果表明，两种明胶酶解产物均具有显著延长小鼠负重游泳时间，为将猪皮明胶进一步开发为抗疲劳产品提供了一定的前期基础。

目前所报道的抗疲劳肽，从结构讲，主要有高F值寡肽和谷胱甘肽等；从来源讲，主要有大豆多肽，肌肽和鹅肌肽，海参肽和鲑鱼肽等[11]。然而对于猪皮明胶的抗疲劳功效及其作用机理目前鲜有报道，有待于进一步研究。

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Effects of Pigskin Gelatin Hydrolysates on Mice Body Weight and Swimming Time

LOU Wen-juan1，DONG Wen-bin1，XU Xian-meng1，2，GOU Jing-xuan1
（1.College of Life Science and Engineering，Shaanxi University of Science and Technology，Xi′an 710021，Shaanxi，China；2.Department of Organic Food Engineering，Yuncheng Vocational and Technical College，Yuncheng 044000，Shanxi，China）

This research was aimed to discover pigskin gelatin and its enzymatic hydrolyzates impact on mouse weight and the loaded swimming time.Six enzymes （trypsin，neutral protease，acidic protease，alkaline protease，pepsin and papain）hydrolyse in the optimum condition respectively.Choose hydrolyzates of NO.Ⅰand NO.Ⅱprotease，administered to mice by gavage.Results showed comparing with distilled group，the body weight of mice significantly lower when gavaged with gelatin （P＜0.01），gelatin can significantly reduce mice body weight；the enzymatic hydrolysates of pigskin gelatin could significantly prolong mice swimming time（P＜0.01），when gavaged with hydrolyzates of NO.Ⅰprotease，mice swimming time could last（3 668.5±348.12）seconds，while gelatin could reduce mice swimming time.

enzymatic hydrolyzate；gelatin；bodyweight；loaded swimming time

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.01.006

2014-03-03

山东淄博杰乐宝恩生物科技有限公司资助项目（20124880）

娄文娟（1989—），女（汉），在读硕士，研究方向：功能食品与食品安全性。