红枣浓缩汁缓解小鼠体力疲劳及调节免疫功能的研究

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(1.北京御食园食品股份有限公司,北京 101407; 2.河北农业大学食品科技学院,河北保定 071001; 3.河北省农产品加工工程技术中心,河北保定 071001)



红枣浓缩汁缓解小鼠体力疲劳及调节免疫功能的研究

董立军1,白冰瑶2,+,周茜2,3,闫晨静2,董小涵2,韩雪2,蔡东伟2,杨光2,赵文2,3,*

(1.北京御食园食品股份有限公司,北京 101407; 2.河北农业大学食品科技学院,河北保定 071001; 3.河北省农产品加工工程技术中心,河北保定 071001)

目的:研究红枣浓缩汁缓解小鼠体力疲劳及调节免疫功能的作用。方法:实验设溶剂对照组(蒸馏水)和2.5、5.0、10.0 mL/kg·bw三个红枣浓缩汁组。选择运动耐力实验以及肝糖原、肌糖原、血乳酸、血清和肝脏尿素氮、肌肉总蛋白等相关生化指标,评价红枣浓缩汁对小鼠体力疲劳的影响;选择脾脏抗体生成细胞数、半数溶血值、迟发型变态反应实验、脾淋巴细胞转化实验和碳粒廓清实验等免疫学指标,分别从体液免疫、细胞免疫和非特异性免疫功能探讨红枣浓缩汁对小鼠免疫功能的影响。结果:与溶剂对照组相比,低剂量组运动耐量显著增加(p<0.05),血乳酸及尿素氮含量极显著降低(p<0.01),中剂量组肝糖原和肌糖原含量极显著提高(p<0.01),高剂量组肌肉的蛋白质含量显著提高(p<0.05)。免疫学研究表明,中剂量组红枣浓缩汁能显著提高小鼠吞噬指数和抗体生成细胞数(p<0.01),以及抗体积数(p<0.05),高剂量组红枣浓缩汁可显著提高小鼠的足趾厚度、抗体积数(p<0.01),以及吞噬指数和抗体生成细胞数(p<0.05)。结论:红枣浓缩汁具有缓解小鼠体力疲劳及增强免疫功能的作用。

红枣浓缩汁,抗疲劳,细胞免疫,体液免疫,非特异性免疫

现代研究发现,枣除了含有糖、膳食纤维、维生素、蛋白质、脂肪、微量元素等基本营养成分[1]外,还含有多糖、黄酮类、三萜类、皂苷类、生物碱类、环磷酸腺苷等多种活性成分[2-3]。具有保护肝脏、增强免疫功能、抑制癌细胞增殖、降血压、降胆固醇、抗氧化等作用[4]。

夏璐等[5]研究表明,无核枣能有效提高小鼠抗疲劳能力,增加小鼠肝糖原储备保证机体运动时血糖供应,加速小鼠运动时的乳酸消耗量,明显降低肌酐含量。袁红波等[6]发现一定剂量的金丝小枣糖浆能提高正常昆明种小鼠的体液免疫和细胞免疫功能。常江等[7]用100%红枣注射液给小鼠皮下注射,研究表明红枣注射液能使实验组小鼠免疫器官重量增加,并能增强小鼠非特异性免疫功能及特异性细胞免疫功能。Zhuo-ping Yu等[8]以西洋参提取物和红枣提取物为原料制成复方制剂,结果发现复方制剂可有效提高健康ICR小鼠的非特异性和特异性免疫功能。李兴旺等[9]采用不同剂量的复方木枣口服液给小鼠经口灌胃30 d,进行免疫指标实验,结果发现,与对照组比较,各剂量组能显著提高小鼠的抗体生成细胞数、淋巴细胞转化能力和迟发型变态反应能力。但是有关红枣浓缩汁对小鼠耐受疲劳和免疫功能影响的报道目前很少见。

浓缩果汁是受市场欢迎的果汁加工新品种之一,除可以直接饮用外,它更为下游饮料生产企业提供了原料和配料,同时,从整体发展趋势来看,纯天然、高果汁含量的果汁饮料将成为软饮料的必然发展方向,而带有某些对人体功能具有改善作用的果蔬汁饮料亦将成为未来果汁饮料发展的热点[10-11]。随着生活水平和健康意识的提高,人们对食品的要求已从裹腹和享受,向营养健康脚步迈进,纯天然且具有功能性的果汁饮料已成为人们追求的趋势。而红枣作为药食同源的食品,将拥有巨大的市场,因此本研究以方便加工和运输的红枣浓缩汁为原料,通过动物实验研究其缓解小鼠体力疲劳和调节免疫功能的作用。

1 材料与方法

1.1材料与仪器

红枣浓缩汁 由北京汇源集团冀中食品饮料有限公司提供,制作工艺流程:红枣→清洗→拣选→去核→破碎→打浆→粗滤→第一次巴氏杀菌→酶解→超滤→浓缩→脱酸→第二次巴氏杀菌→冷却→无菌灌装→入库冷藏;ICR小鼠 购自北京华阜康生物科技股份有限公司,许可证号:SCXK(京)2014-0004;棒状饲料 购于北京华阜康生物科技股份 有限公司;绵羊红细胞(SRBC) 购自中国人民解放军第二五二医院;小牛血清 购于浙江天杭生物科技有限公司;豚鼠血清 购于平睿生物科技有限公司;考马斯亮蓝试剂盒、乳酸测定试剂盒、肝(肌)糖原测定试剂盒、尿素氮测定试剂盒 南京建成生物工程有限公司。

HF90型CO2培养箱 Heal Force公司;1500-823型酶标仪 Thermo Scientific公司;ECLIPSE E100型生物显微镜 日本Nikon公司;ZB-200疲劳转棒仪 成都泰盟科技有限公司;XD-1200D型超声波细胞粉碎机 南京先欧仪器制造有限公司。

1.2实验方法

1.2.1 缓解体力疲劳实验

1.2.1.1 动物分组和剂量设计 40只雄性ICR小鼠随机分成4组,每组10只,分别为正常对照组(蒸馏水)和2.5、5.0、10.0 mL/kg·bw红枣浓缩汁组。采用等体积20 mL/kg·bw灌胃法,每天定时灌胃,连续5周,期间自由饮水、进食。

1.2.1.2 运动耐力实验 将小鼠在实验前先进行转棒训练2次,使小鼠在5 min内基本可以随转棒进行相应的运动,避免在转棒上失去平衡而落下。末次给药30 min后,先将疲劳转棒仪调整到训练状态,放上小鼠进行适应性训练10 min,然后调整疲劳转棒仪于测试状态,转速为25 r/min,将训练过的小鼠依次放在转棒上,观察记录各组小鼠的落棒时间。判定小鼠力竭时间的标准:呼吸急促,精神疲倦,背毛汗出,连续3次从转棒落下[12-14]。

1.2.1.3 生化指标测定 末次力竭训练后的小鼠,摘眼球取血,3000 r/min离心10 min取上清,按照试剂盒的方法测定血乳酸(BLA)含量和血尿素氮(BUN)的含量,同时将摘眼球后的小鼠脱臼并处死,取小鼠的肝脏计算小鼠的肝脏指数,按照试剂盒的方法,测定小鼠肝脏中肝糖原含量,测定小鼠下肢肌肉群中总蛋白含量和肌糖原含量。

1.2.2 增强免疫功能实验

1.2.2.1 动物分组和剂量设计 将80只体重18～22 g的雌性ICR小鼠分成2批进行实验,每批随机分为4组,每组10只,包括正常对照组(蒸馏水)和2.5、5.0、10.0 mL/kg·bw 3个红枣浓缩汁组,采用等体积20 mL/kg·bw灌胃法,连续灌胃28 d。

1.2.2.2 实验方法 按照《保健食品检验与评价技术规范》(2003版)[15]进行相关实验。第一批动物灌胃至第24 d用2%的SRBC免疫动物(腹腔注射0.2 mL),免疫4 d后,进行以下实验:迟发型变态反应实验：足趾厚度法,通过剂量组小鼠二次免疫前后足趾厚度差值表示红枣浓缩汁对小鼠迟发性变态反应的影响；脾淋巴细胞转化实验：MTT法,用加ConA孔的吸光度值与对照孔的吸光度值之差代表淋巴细胞的增殖能力；溶血空斑实验：Jerne改良玻片法,通过观察玻片上小鼠形成的溶血空斑数表示抗体生成细胞数；血清溶血素：血凝法,通过观察不同孔板中血球的凝集程度计算抗体积数。

第二批小鼠采用碳粒廓清实验检测巨噬细胞吞噬功能,利用吞噬指数表示小鼠的碳粒廓清能力。

表1 红枣浓缩汁对小鼠体重和肝脏指数的影响Table 1 The effect of jujube juice concentrate on weight of mice

注:与溶剂对照组相比,*:p<0.05,**:p<0.01;表2～表8同。

表3 红枣浓缩汁对小鼠肝(肌)糖原的影响Table 3 The effect of jujube juice concentrate on liver glycogen,muscle glycogen of mice

1.3统计学处理

采用SPSS 19.0统计软件进行单因素方差分析,所得结果均以平均值±标准误表示,n=10。

2 结果与分析

2.1红枣浓缩汁对小鼠抗疲劳能力的影响

2.1.1 红枣浓缩汁对小鼠体重和肝脏指数的影响 由表1可知,与溶剂对照组比较,红枣浓缩汁3个剂量组小鼠的体重虽有差异,但不具有统计学意义(p>0.05)。与溶剂对照组比较,3个剂量组小鼠的体重和肝脏指数均无明显差异(p>0.05),说明红枣浓缩汁对小鼠的体重和肝脏指数没有显著性的影响,不会对小鼠的肝脏造成负担。

2.1.2 红枣浓缩汁对小鼠运动耐受能力的影响 疲劳涉及到物理和生物化学因素,分为身体疲劳和物理疲劳,身体疲劳伴随着一些恶性的现象发生,重要的一个运动疲劳的原因是自由基的产生[16],运动耐力的提高是抗疲劳能力加强的最有力的表现,小鼠的力竭时间直接反映抗疲劳作用[17]。由表2可知,通过疲劳转棒仪测定,各剂量组的力竭时间均显著高于正常对照组(p<0.05),且与溶剂对照组比较,中、高剂量组小鼠的力竭时间具有极显著性差异(p<0.01),说明红枣浓缩汁可明显延长小鼠在转棒仪上的运动时间,其抗疲劳作用明显,且剂量越大,效果越好。

表2 红枣浓缩汁对小鼠抗疲劳能力的影响Table 2 The effect of jujube juice concentrate on anti-fatigue capacity of mice

2.1.3 红枣汁对小鼠肝(肌)糖原的影响 肝脏是能源节约和利用的直接组织,肝脏转化成糖原,糖原释放到血液中,能量最初来于糖原的分解[18],运动需要消耗机体能源物质糖原,机体肝糖原储备越充足,供应机体运动所需的能量就越多,疲劳就会推迟出现。所以他们在机体内的储备量大小,是决定力竭时间长短的重要影响因素之一。由表3可知,各剂量组的肝糖原和肌糖原较溶剂对照组均有提高,其中中剂量组和高剂量组差异极显著(p<0.01)。与溶剂对照组比较,不同剂量组的总蛋白含量有不同程度的提高,其中高剂量组有显著性差异(p<0.05),同时这可以解释红枣浓缩汁剂量组小鼠力竭时间显著延长的结果。

表4 红枣浓缩汁对小鼠血清中乳酸和尿素氮的影响Table 4 The effect of jujube juice concentrate on blood BLA and BUN of mice

2.1.4 红枣浓缩汁对小鼠血清乳酸和血尿素氮的影响 机体剧烈运动时需要大量能量,有氧代谢产生的能量已不能满足,大量能量来源于无氧代谢,无氧代谢产生乳酸等代谢产物。乳酸为公认的疲劳物质,是评价机体疲劳的重要指标,大量的乳酸会使肌肉疲劳而引起运动能力下降,同时运动时骨骼肌发生酸中毒,主要原因是肌肉的疲劳,因此乳酸是疲劳的一个重要参数,控制乳酸的增长对缓解疲劳是非常重要的[19]。血清尿素氮是蛋白质代谢的重要产物,生理条件下尿素氮保持稳定,体力消耗则导致蛋白质、氨基酸分解代谢增强、尿素氮值升高。机体对负荷适应能力越差,尿素氮的变化范围就越明显,故尿素氮可作为评定运动量的指标,尿素氮与人的身体机能、疲劳程度以及负荷量的大小呈正相关,通常血清尿素氮含量随运动负荷增加而升高,身体对负荷适应性越差,则血尿素氮产生越多[20]。由表4可知,与溶剂对照组相比,红枣浓缩汁的3个剂量组血乳酸含量极显著降低(p<0.01),说明红枣浓缩汁可以减少小鼠体内的乳酸含量,达到抗疲劳的作用。与溶剂对照组相比,红枣浓缩汁的3个剂量组血清中尿素氮含量极显著下降(p<0.01),说明红枣浓缩汁可以降低小鼠运动后体内的尿素氮含量,提高小鼠运动负荷能力,抵抗疲劳。

2.2红枣浓缩汁对小鼠免疫功能的影响

2.2.1 免疫器官指数 免疫器官由中枢免疫器官和周围免疫器官两部分组成,脾脏是重要的周围免疫器官,胸腺是中枢免疫器官的代表,两者的质量占体重的比例可以在一定程度上反映机体免疫功能的强弱。由表5可知,红枣浓缩汁3个剂量组小鼠的脾脏指数、胸腺指数与溶剂对照组小鼠相比没有显著性差异(p>0.05),说明红枣浓缩汁在2.5～10.0 mL/kg·bw剂量范围内对小鼠的免疫器官指数无显著影响(p>0.05)。

表5 红枣浓缩汁对小鼠免疫器官指数的影响Table 5 The effect of jujube juice concentrate on the index of immune organs of mice

2.2.2 红枣浓缩汁对小鼠免疫功能的影响

2.2.2.1 体液免疫功能 抗体生成细胞是重要的淋巴系细胞,主要通过分泌免疫球蛋白来发挥免疫作用,其数量可以反映机体体液免疫功能的强弱。实验动物用SRBC免疫后会产生抗SRBC的抗体,即血清溶血素,血凝法正是通过血清溶血素凝集SRBC的程度来反映其含量的,血清凝集的程度是用抗体积数来表示。由表6可知,与溶剂对照组比较,红枣浓缩汁3个剂量组小鼠的溶血空斑数均有所增加,中剂量组具有极显著性差异(p<0.01)。与溶剂对照组比较,红枣浓缩汁3个剂量组小鼠的抗体积数均有所增加,中剂量组小鼠的抗体数具有显著性差异(p<0.05)。上述实验结果表明红枣浓缩汁剂量达到5.0 mL/kg·bw可以显著提高小鼠抗体积数,增加抗体生成细胞数。

表6 红枣浓缩汁对小鼠体液免疫功能的影响Table 6 The effect of jujube juice concentrate on the humoral immunity of mice

2.2.2.2 细胞免疫功能 小鼠的脾脏淋巴细胞在体外培养过程中受到ConA刺激后会转化为淋巴母细胞,其转化率的高低可以反映机体的细胞免疫功能的高低,可作为评估机体细胞免疫功能的重要指标。迟发性变态反应是判断受试物是否具有增强机体细胞免疫作用的必要指标,小鼠足趾厚度差值反映了红枣浓缩汁对小鼠迟发型变态反应的影响。由表7可知,与溶剂对照组比较,红枣浓缩汁3个剂量组小鼠的脾淋巴细胞转化值明显增加,且高剂量组小鼠的脾淋巴细胞转化值具有显著性差异(p<0.05);与溶剂对照组比较,红枣浓缩汁3个剂量组小鼠的足趾厚度差值明显增加,且高剂量组小鼠的足跖厚度差值有极显著差异(p<0.01),说明红枣浓缩汁达到10.0 mL/kg·bw时可以促进淋巴细胞增殖、增强迟发性变态反应。王超[21]和姬玉洁[22]的实验结果表明,大枣制作成的其他产品可以提高小鼠的免疫能力。

表7 红枣浓缩汁对小鼠细胞免疫功能的影响Table 7 The effect of jujube juice concentrate on the cellular immunity of mice

2.2.2.3 非特异性免疫功能 巨噬细胞是重要的固有免疫细胞,具有很强的吞噬能力,其吞噬功能可以直接反映机体非特异性免疫功能的强弱。由表8可知,与溶剂对照组比较,红枣浓缩汁3个剂量组小鼠的巨噬细胞吞噬指数均升高,中剂量组小鼠巨噬细胞吞噬指数具有极显著性差异(p<0.01),高剂量组小鼠巨噬细胞吞噬指数具有显著性差异(p<0.05),说明红枣浓缩汁剂量达到5.0 mL/kg·bw可以增强小鼠巨噬细胞的吞噬能力。

表8 红枣浓缩汁对小鼠巨噬细胞吞噬功能的影响Table 8 The effect of jujube juice concentrate on the macrophage phagocytosis function of mice

3 结论

红枣浓缩汁对小鼠缓解疲劳的结果表明,2.5 mL/kg·bw剂量的红枣浓缩汁可以显著增加小鼠的力竭时间(p<0.05),极显著降低小鼠血清中乳酸和尿素氮含量(p<0.01),5.0 mL/kg·bw剂量的红枣浓缩汁可以极显著延长小鼠的力竭时间(p<0.01),极显著性增加小鼠的肝糖原和肌糖原含量(p<0.01)。红枣浓缩汁对小鼠免疫功能影响的结果表明,5.0 mL/kg·bw 的红枣浓缩汁能显著提高小鼠吞噬指数和抗体生成细胞数(p<0.05),以及抗体积数(p<0.05),10.0 mL/kg·bw剂量的红枣浓缩汁可极显著提高小鼠的足趾厚度、抗体积数(p<0.01),以及吞噬指数和抗体生成细胞数(p<0.01)。综上所述,红枣浓缩汁剂量达到5.0 mL/kg·bw时即能缓解小鼠的疲劳现象和增强小鼠的免疫功能。

[1]陈锦屏.红枣烘干技术[M].西安:陕西科学技术出版社,2000:1-13.

[2]赵晓.枣果主要营养成分分析[D].保定:河北农业大学,2009.

[3]Li JW,Fan LP. Nutritional composition of five cultivars of Chinese jujube[J]. Food Chemistry,2007,103(2):454-460.

[4]雷昌贵,陈锦屏,卢大新.红枣的营养成分及其保健功能[J]. 现代生物医学进展,2006,6(3):56-57,62.

[5]夏璐,王跃强.无核枣提高小鼠抗运动疲劳能力的研究[J]. 黑龙江畜牧兽医,2012,15:141-142.

[6]袁红波,赵文,赵仁邦,等.金丝小枣糖浆对小鼠免疫功能的影响[J]. 中国食品学报,2008,8(1):13-16.

[7]常江,王陆一,乌兰,等.红枣注射液对小鼠免疫功能的影响[J]. 包头医学院学报,2002,18(2):87-88.

[8]Zhuo-ping YU,Dong-dong XU,Lai-feng LU,et al.Immunomodulatory effect of a formula developed from American ginseng and Chinese jujube extracts in mice[J]. Biomedicine & Biotechnology,2016，17(2):147-157.

[9]李兴旺,尹进,邹瑾.复方木枣口服液对小鼠免疫功能影响的实验研究[J]. 中国热带医学,2009,9(8):1440-1441.

[10]王燕.菠萝浓缩汁品质及物性参数的研究[D].天津:天津科技大学,2006.

[11]A comosus. Offiee of the Gene Teehnology Regulator[J].The Biology & Ecology of Pineapple,2003:4-7.

[12]宋昆泽,陈声武,丁云录.增健粉对力竭训练大鼠抗疲劳作用的研究[J]. 吉林中医药,2006,26(10):73-74.

[13]孙建,罗慧英.肉苁蓉水煎剂对运动小鼠抗疲劳能力的影响[J]. 甘肃中医学院学报,2009,26(4):10-12.

[14]刘海霞.普伐他汀对高脂血症小鼠抗疲劳功能的影响[J]. 实用药物与临床,2015,18(10):1151-1153.

[15]中华人民共和国卫生部. 保健食品检验与评价技术规范[M].北京:人民卫生出版社,2003.

[16]Dong-Qing Jiang,Ying Guo,Dian-Hong Xu. Antioxidant and anti-fatigue effects of anthocyanins of mulberry juice purification(MJP)and mulberry marc purification(MMP)from different varieties mulberry fruit in China[J]. Food and Chemical Toxicology,2013,59:1-7.

[17]王庭欣,赵文,宋立江.蚂蚁粉的抗疲劳作用的实验研究[J]. 食品研究与开发,2006,127(5):129.

[18]Wei Tan,Ke-qiang Yu,Yan-yan Liu.Anti-fatigue activity of polysaccharides extract from Radix Rehmanniae Preparata[J]. International Journal of Biological Macromolecules,2012,50:59-62.

[19]Chao Xu,Junli Lv,Y Martin Lo.Effects of oatβ-glucan on endurance exercise and its anti-fatigue properties in Traine rats[J]. Carbohydrate Polymers,2013,92:1159-1165.

[20]吴涛.芦丁抗疲劳作用的实验研究[D].西安:陕西师范大学,2013.

[21]王超.大枣澄清浓缩汁的工艺优化及其生物活性研究[D].天津:天津科技大学,2013.

[22]姬玉洁.发酵冬枣粉成分分析及其对小鼠免疫功能的影响[D].晋中:山西农业大学,2014.

Effectofjujubejuiceconcentrateonrelievephysicalfatigueandimmunefunctioninmice

DONGLi-jun1,BAIBing-yao2,+,ZHOUQian2,3,YANChen-jing2,DONGXiao-han2,HANXue2,CAIDong-wei2,YANGGuang2,ZHAOWen2,3,*

(1.Beijing Imperial Food Garden Food Co.,Ltd.,Beijing 101407,China; 2.College of Food Science and Technology,Agricultural University of Hebei,Baoding 071001,China; 3.Engineering Technology Research Center for Agricultral Product Processing of Hebei,Baoding 071001,China)

Objective:To study the effect of jujube juice concentrate on anti-fatigue activity and immune function in mice. Method:Mice were randomly divided into 4 groups including solvent control group(distilled water)and 2.5,5.0,10.0 mL/kg·bw. In order to evaluate the effect of jujube juice concentrate on anti-fatigue activity in mice,the rod drop time were recorded,and the content of liver glycogen,muscle glycogen,blood lactic acid,blood urea nitrogen,total protein were tested by experiment. The plaque forming cell of spleen,phagocytic index,antibody level,the thickness of footput and spleen lymphocyte transformation were evaluated from two aspects of specific immunity and non-specific immunity. Results:Compared to the solvent group,in low dose group,the anti-fatigue time significantly lengthen(p<0.05),the content of blood lactic acid and blood urea nitrogen significantly decreased(p<0.05),in middle dose group,the content of liver glycogen and muscle glycogenhighly significantly increased(p<0.01),in high dose group,the content of muscle protein significantly increased(p<0.05). The middle dose could not only highly significantly improve the mouse plaque forming cell of spleen and phagocytic index(p<0.01),but also significantly improve the antibody level(p<0.05).The high dose could not only highly significantly improve antibody level and thickness of footput(p<0.01),but also significantly improved mice plague forming cell of spleen and phagocytic index(p<0.05). Conclusion:Jujube juice concentrate had anti-fatigue effect and enhanced immune function of mice.

jujube juice concentrate;anti-fatigue;humoral immunity;cellular immunity;nonspecific immune

2016-10-18 +并列第一作者

董立军(1978-)，男，大学本科，经济师，研究方向：食品加工，E-mail:bby0327@126.com。 白冰瑶(1992)，女，硕士研究生，研究方向：食品营养，E-mail:15033770373@163.com。

*通讯作者:赵文(1964-)，女，硕士，教授，研究方向：食品营养，E-mail:13582820221@163.com。

河北省科技支撑计划项目(15227106D)；河北省食品科学与工程学科“双一流”建设资金项目(2016SPGCA18)。

TS201.4

:A

:1002-0306(2017)12-0314-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.12.058