富硒螺旋藻对急性高脂血症小鼠血脂水平的影响

李 茜，黄 伟，黄 蓓*

富硒螺旋藻对急性高脂血症小鼠血脂水平的影响

李 茜，黄 伟，黄 蓓*

（安徽大学生命科学学院，安徽 合肥 230601）

通过在Zarrouk培养基中添加亚硒酸钠的方法获得了硒含量达758.6 μg/g的富硒螺旋藻。采用量子共振技术检测富硒螺旋藻的主要氨基酸、维生素及抗癌能力、免疫功能、抗高脂血症相关功能性指标的量价值，发现富硒螺旋藻以上各项指标的量价值均高于普通螺旋藻。同时考察富硒螺旋藻对急性高脂血症小鼠血脂水平的影响，给予小鼠连续2 周灌胃富硒螺旋藻，通过尾静脉单次注射400 mg/kg的Triton WR-1339建立急性高脂血症小鼠模型，18 h后检测小鼠血清中血脂水平。结果表明：与Triton WR-1339对照组相比较，富硒螺旋藻高剂量组小鼠的血清中甘油三酯（triglyceride，TG）、总胆固醇（total cholesterol，TC）、低密度脂蛋白胆固醇（low density lipoprotein cholesterol，LDL-C）含量明显降低（P＜0.01），高密度脂蛋白胆固醇（high density lipoprotein cholesterol，HDL-C）含量明显升高（P＜0.01）。与普通螺旋藻高剂量组相比，富硒螺旋藻高剂量组小鼠的血清中TG、LDL-C含量显著降低（P＜0.05），HDL-C含量显著上升（P＜0.05）。富硒螺旋藻对急性高脂血症有良好的保健功效。

富硒螺旋藻；量子共振；急性高脂血症

硒（Se）是人体必需的微量元素，对人体健康有着重要的要用[1]。研究显示硒在高脂血症、动脉粥样硬化及冠心病的发生、发展过程中有着重要作用[2]。Miyazaki等[3]临床观察表明人体内Se水平与总胆固醇（total cholesterol，TC）、低密度脂蛋白胆固醇（low density lipoprotein cholesterol，LDL-C）含量成明显负相关。缺Se组人群体内的高密度脂蛋白胆固醇（high density lipoprotein cholesterol，HDL-C）含量显著低于正常人。补硒治疗可改善高脂血症患者的血硒、发硒及血脂水平，且安全性、耐受性较好[4]。目前普遍认为有机硒比无机硒具有更好的生物学效应，市场上已经开发出许多富硒保健品[5]。

螺旋藻因其含有丰富的蛋白质、氨基酸、必需脂肪酸（如γ-亚麻酸等）和其他营养成分而被作为保健品开发和利用[6-7]。螺旋藻本身具有很多生物学作用，如抗氧化[8]、抗炎症[9]、增强免疫力[6]、降低血糖血脂水平等[10-11]。螺旋藻具有较强的微量元素富集能力，利用此特点可将其作为载体，把微量元素富集转化成有机形式，从而生产出富含某些特殊微量元素的高附加值螺旋藻。研究已表明螺旋藻是一种适合硒富集的生物材料[12-13]。

量子共振检测仪（quantum resonance spectrometer，QRS）是一种类似核磁共振和红外光谱分析原理的新的波谱分析仪器，属于量子医学研究的高新仪器[14]。QRS通过测定生物体及物质中微高斯至毫高斯级的磁场，能直接从生物体或物质收集电磁波进入仪器，从被测定的物质中识别需要的成分，与预先设定的标准波进行比较，采用傅里叶分析法判定样品的波形是否变得混乱，通过计算机处理后，与仪器内置的疾病、营养指标的标准量子共振谱相比较，输出由负到正的量价值。量价值的大小标志着疾病的性质、程度和营养水平等，检测结果以正数或负数的相对比较量价值输出，数据趋向于正值越高表示含量或功能性越好[15]。目前，QRS主要应用于医学诊断领域，在食品、保健品的营养成分及功能检测方面的应用也开始起步[16-17]。采用量子共振技术对螺旋藻进行检测，可快速反映出螺旋藻 部分功能元素的相对含量，便于实验的有效进行。

随着人们生活水平的提高和饮食习惯的改变，所摄入的脂肪愈来愈多，加上生活习惯的改变，人们的运动量大大减少，故高脂血症患者越来越多，对安全有效的降血脂保健品的需求也越来越迫切。本实验以螺旋藻为硒的富集载体，将无机硒转化为安全的有机硒，利用电感耦合等离子体原子发射光谱法（inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry，ICP-AES）测定锌、铁、锰、硒这4 种元素的含量，采用量子共振技术比较富硒螺旋藻与普通螺旋藻中的14 项营养价值指标，并对抗癌能力、免疫功能、抗高脂血症这3 项功能指标进行分析。再通过非离子型表面活性剂Triton WR-1339诱导建立急性高脂血症小鼠模型[18-21]，研究评估富硒螺旋藻对急性高脂血症小鼠的降脂效果，为降脂保健品的开发和应用提供实验依据。

1 材料与方法

1.1 材料、动物与试剂

钝顶螺旋藻，由青岛中国科学院海洋生物所提供。

清洁级昆明小鼠80 只，体质量（22±2） g，雌雄各半，由安徽省实验动物中心提供，实验动物生产许可证号：SYXK（皖）2005-02。

Triton WR-1339 合肥倍迪生物技术有限公司；TC试剂盒、甘油三酯（triglyceride，TG）试剂盒、HDL-C试剂盒、LDL-C试剂盒 上海源叶生物科技有限公司；硝酸（分析纯） 上海振兴化工二厂；高氯酸（分析纯） 上海金鹿化工有限公司；其他无机盐试剂均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

ICPQ-1000型光量计 日本岛津公司；SameCOM Liss XA量子共振检测仪 同康科技有限公司；Infinite F200 PRO酶标仪 瑞士Tecan公司；Eppendorf Centrifuge 5417R离心机 德国Eppendorf公司；光照培养箱 合肥达斯卡特科学仪器有限公司；Alpha 1-2 LD plus冻干机 德国Christ公司。

1.3 方法

1.3.1 富硒螺旋藻的培养

采用Zarrouk培养基，在24～26 ℃、pH 8～10、光照度2 500～3 000 lx（13～15 h/d）条件下进行摇床培养。分别在培养的第6、7、8天添加亚硒酸钠，使其最终质量浓度达到300 mg/L。第11天过滤收集富硒螺旋藻并冻干，制得富硒螺旋藻干粉，而无硒培养中则为普通螺旋藻。

1.3.2 微量元素含量的测定

分别称取0.5 g富硒螺旋藻和普通螺旋藻干粉于100 mL烧杯中，加入10 mL硝酸-高氯酸（4∶1，V/V）混合酸液，加表面皿盖后放置过夜。过夜之后的样品放置在电热板上低温加热，蒸发至近干时，取下冷却，补加1 mL混合酸后再盖表面皿，继续放置在电热板上低温加热。在最后冒高氯酸白烟时不要打开表面皿，待试样呈白色时去盖，将高氯酸赶净，取下样品放冷后再加10.0 mL硝酸热浸提，使之完全溶解后转移到25.0 mL容量瓶中，定容后利用ICP-AES测定锌、铁、锰、硒这4 种元素的含量。

1.3.3 量子共振检测样品的量价值

将0.5 g左右的样品干粉直接放在检测盘上，利用量子共振检测仪检测富硒螺旋藻与普通螺旋藻的丙氨酸、蛋氨酸、色氨酸等14 项营养价值指标的量价值，以及分析其抗癌能力、免疫功能、抗高脂血症3 项生理功能指标的量价值。

1.3.4 高脂血症小鼠模型的建立及采样

将80 只小鼠饲养1 周后空腹过夜，随机分为8 组（每组10 只小鼠，雌雄各半）：富硒螺旋藻和普通螺旋藻的低、中、高（5.0、12.5、25.0 mg/kg）3 个剂量组及正常对照组、Triton WR-1339对照组。对富硒螺旋藻和普通螺旋藻组的小鼠分别按3 种剂量进行灌胃，正常对照组和Triton WR-1339对照组的小鼠灌胃等体积的9 g/L NaCl溶液。灌胃2 周后，除正常对照组外，其他各组小鼠均尾静脉注射400 mg/kg Triton WR-1339构建急性高脂血症小鼠模型，正常对照组注射等体积的9 g/L NaCl溶液。注射后空腹18 h，对小鼠断尾取血，3 000 r/min离心15 min得血清。

1.3.5 小鼠血脂水平检测

将采集的各组小鼠血清样品在2 d之内用酶联免疫吸附实验（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）法检测TG、TC、HDL-C、LDL-C含量。

1.4 数据统计分析

实验数据以±s表示，组间数据采用单因素方差分析，运用SPSS软件进行统计分析，P＜0.05表示差异显著，P＜0.01表示差异极显著。

2 结果与分析

2.1 螺旋藻富集硒后对其他微量元素吸收的影响

利用ICP-AES测定富硒螺旋藻和普通螺旋藻中锌、铁、硒、锰这4 种元素的含量，由表1可知，除了硒的含量从67.8 μg/g上升到758.6 μg/g外，锌、锰的含量也有所上升，而铁的含量从102.5 μg/g下降到79.6 μg/g。研究表明，硒本身对重金属元素有一定的拮抗作用，而有利于植物对一些微量元素的吸收[22-23]，硒在被螺旋藻吸收后可能产生了相似的作用，对其他微量元素的吸收产生影响，导致一些元素含量升高，某些元素含量降低。

表1 普通螺旋藻与富硒螺旋藻中Se、Zn、Fe、Mn的含量Table 1 Contents of Se, Zn, Fe and Mn in ordinary Spirulina platensis and Se-enriched Spirulina platensis

2.2 普通螺旋藻及富硒螺旋藻的量子共振检测结果

将富硒螺旋藻与普通螺旋藻分别进行量子共振分析，结果见表2。其中富硒螺旋藻的丙氨酸、蛋氨酸、赖氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、色氨酸的量价值都高于普通螺旋藻。富硒螺旋藻维生素的量价值也都高于普通螺旋藻。功能性指标中，富硒螺旋藻的抗癌能力量价值达到+9，免疫功能量价值达到+10，抗高脂血症量价值达到+5，均高于普通螺旋藻。QRS值越高，说明其含量或功能性越好，以上结果表明，富硒螺旋藻的保健功能要优于普通螺旋藻，并且对于高脂血症可能会有更好的疗效，随后以动物实验来验证这一结论。

表2 富硒螺旋藻与普通螺旋藻的QRS值的比较Table 2 Comparison of QRS values between ordinary Spirulina platensis and Se-enriched Spirulina platensis

2.3 富硒螺旋藻对小鼠血脂水平的影响

表3 富硒螺旋藻灌胃2 周后急性高脂血症小鼠血脂水平的变化Table 3 Variations in serum lipid levels in hyperlipemic mice having been gavaged with Se-enriched Spirulina platensis for 2 weeks

由表3可知，与正常对照组相比，Triton WR-1339对照组小鼠血清中TG含量升高近50 倍，TC含量升高约5 倍，HDL-C含量升高约1 倍，LDL-C含量升高约3 倍，说明造模成功。低、中、高3 个剂量组中，富硒螺旋藻降低小鼠血清中TG、TC、LDL-C水平和升高HDL-C水平的能力均优于普通螺旋藻。其中富硒螺旋藻高剂量组小鼠血清中TG、TC、HDL-C和LDL-C含量与Triton WR-1339对照组相比，差异均极显著（P＜0.01），与普通螺旋藻高剂量组相比，TG、LDL-C含量显著降低（P＜0.05），HDL-C含量显著升高（P＜0.05）。

3 结 论

硒作为微量元素中的“明星”，其在生物体内的生物学作用与谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）活性密切相关[24]。机体高含量的硒可有助于提高GSH-Px的活力，从而提高机体的抗氧化能力，调节TC和TG的代谢，减轻机体的脂质过氧化损伤[25]。螺旋藻本身营养丰富，能提高机体免疫力，具有降血糖和血脂的功能[8]。本实验以螺旋藻为硒的载体，培养出富硒螺旋藻，并以ICP-AES和量子共振技术检测了富硒螺旋藻中4 种微量元素的含量和氨基酸、维生素、抗癌能力、免疫功能、抗高脂血症等指标的量价值，并与普通螺旋藻进行对比，发现富集硒的同时，螺旋藻中锌、铁、锰的含量也发生了变化，这可能是硒的代谢对其他微量元素的代谢和吸收产生了影响，螺旋藻平衡某个元素的机理目前还不清楚。而富硒螺旋藻氨基酸、维生素以及免疫能力、抗癌能力和抗高脂血症指标QRS值的提高说明了富硒螺旋藻具有更好的免疫和保健功能，这与富硒螺旋藻的降血脂能力可能有一定关系。富硒螺旋藻调节小鼠急性高脂血症的实验进一步证实，硒的加入在某种程度上起到协同作用，使富硒螺旋藻的降血脂能力优于普通螺旋藻。这些结果都表明：硒的加入优化了螺旋藻的营养谱，富硒螺旋藻作为保健食品具有很大的开发前景。

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Effect of Selenium-Enriched Spirulina platensis on Serum Lipid Levels of Acute Hyperlipidemic Mice

LI Xi, HUANG Wei, HUANG Bei*
(School of Life Sciences, Anhui University, Hefei 230601, China)

The enrichment of 758.6 μg/g selenium in Spirulina platensis was obtained by adding Na2SeO4into Zarrouk culture medium. Selenium-enriched Spirulina platensis was detected using quantum resonance spectrometer (QRS) to analyze the major amino acids, vitamins, and measures of anticancer capacity, immune benefits and antihyperlipidemic activity. The values of these parameters in selenium-enriched Spirulina platensis were higher than in the normal one. In order to explore the effects of selenium-enriched Spirulina platensis on serum lipid levels of acute hyperlipidemic mice, we established acute hyperlipidimic mouse model by single intravenous injection of 400 mg/kg Triton WR-1339 after the mice were gavaged with selenium-enriched Spirulina platensis for two weeks. At 18 h after the injection, the mice were killed and blood samples were collected for analysis. The results showed that the serum levels of TG, TC and LDL-C in mice given high dose of selenium-enriched Spirulina platensis were significantly reduced whereas HDL-C concentration was significantly increased compared with the model control group (P ＜ 0.01). In the high-dose group, serum TG and LDL-C values were also significantly reduced and HDL-C concentration was increased compared with the ordinary Spirulina platensis group (P ＜ 0.05). The above results indicate that Se-enriched Spirulina platensis gavaged to acute hyperlipidemic mice has a significant hypolipidemic effect.

selenium-enriched Spirulina platensis; quantum resonance; acute hyperlipidemia

10.7506/spkx1002-6630-201601034

TS254.1

A

1002-6630（2016）01-0194-04

李茜, 黄伟, 黄蓓. 富硒螺旋藻对急性高脂血症小鼠血脂水平的影响[J]. 食品科学, 2016, 37(1): 194-197. DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201601034. http://www.spkx.net.cn

LI Xi, HUANG Wei, HUANG Bei. Effect of selenium-enriched Spirulina platensis on serum lipid levels of acute hyperlipidemic mice[J]. Food Science, 2016, 37(1): 194-197. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201601034. http://www.spkx.net.cn

2015-03-05

安徽省科技攻关项目（1501041177）；安徽大学大学生创新课题（KYXL2012038）

李茜（1993—），女，本科生，研究方向为藻类生物学。E-mail：1721018646@qq.com

*通信作者：黄蓓（1963—），女，教授，博士，研究方向为分子细胞生物学。E-mail：beihuang@163.com