大豆拉丝蛋白不同加工方式对高脂血症小鼠降脂功效的影响

白莉莉，陈玉玲，杨 梅，邓姝颖，薛 阳，陈 康，蔡慧珍

(宁夏医科大学公共卫生与管理学院，宁夏银川 750011)

随着生活水平的不断提高，人们的饮食结构也逐渐改变，营养性疾病愈发增多，如高血脂症、高血糖等营养性疾病严重危及到人们的生活质量[1]。目前高脂血症和糖尿病已成为困扰科学界的一大难题。高脂血症常继发于糖尿病、肾病综合症等疾病，是动脉粥硬化、冠心病的危险因素之一。因此，控制和降低血胆固醇水平对预防心血管疾病，特别是预防冠心病的发生和发展有重要意义。大豆蛋白具有降血脂、降血糖、预防骨质疏松、降血压等多种保健功能，一直以来大豆蛋白制品都受到人们的广泛关注[2-3]。随着人们生活质量的提高，大豆组织蛋白已不能满足消费者的需求，进而食品研究技术人员研发出大豆拉丝蛋白，从质地、口感上可以更加满足消费者的需求[4-5]。

大豆拉丝蛋白是以脱脂豆粕为主要原料，通过热塑性挤压形成的组织化高蛋白制品[6]，具有与肌肉纤维相似的黏弹性和咀嚼性，可以替代部分畜禽肉，也可直接加工成素食制品，提高其营养价值或改善其口感[7]。本课题组关于大豆拉丝蛋白的前期研究也表明，大豆拉丝蛋白素丸子的蛋白质含量高、胆固醇低、氨基酸含量高、有丰富的不饱和脂肪酸、营养价值高、口感佳，可以作为传统肉丸的替代品[8]。

前期研究结果虽然表明大豆拉丝蛋白丸子胆固醇低、丰富的不饱和脂肪酸，但是大豆拉丝蛋白丸子及不同加工方式对高脂血症的降脂功效仍不确定。因此本实验采用大豆拉丝蛋白、大豆拉丝蛋白丸子(油炸)、大豆拉丝蛋白丸子(水煮)(本实验非油炸加工方式采取水煮方式)三种干预饲料饲喂高脂血症小鼠，观察小鼠脂代谢水平、肝功能等指标的变化，探讨大豆拉丝蛋白不同加工方式对高脂血症小鼠脂代谢的影响，为大豆拉丝蛋白在食品领域预防和控制心血管疾病提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

甘油三酯试剂盒(20190806)、胆固醇试剂盒(20190806)、高密度脂蛋白试剂盒(20190806)、低密度脂蛋白试剂盒(21090803)、谷草转氨酶试剂盒、谷丙转氨酶试剂盒 均购买于南京建成生物工程研究所；大豆拉丝蛋白 宁夏海纳源食品有限公司；高脂饲料 北京中科科奥生物科技有限公司；实验动物ICR小鼠 宁夏医科大学动物实验中心，50只，雌雄各半，体重为(20±2)g，饲养在温度为(22±1)℃、相对湿度50%±5%的SPF屏障环境中。每组小鼠分笼喂养，每笼5只小鼠，每隔2 d更换一次垫料，每周称取小鼠体质量，观察小鼠一般情况；普通饲料 由宁夏医科大学动物实验中心提供；高脂饲料配方：普通饲料中添加15%猪油，20%蔗糖，1.2%胆固醇，0.2%胆酸钠；干预饲料：大豆拉丝蛋白、大豆拉丝蛋白丸子(油炸)、大豆拉丝蛋白丸子(水煮)破碎后分别与普通饲料按照2∶3的比例混合而成。

Heal ForceSY50超纯水制备机 力康生物医疗科技控股有限公司； Multiskan GO全波长酶标仪 美国THermo公司；自动组织脱水机 湖北康强医疗器械有限公司；生物组织包埋机 泰维科技有限公司；石蜡切片机 美国Thermo公司；正置显微镜 德国Leica显微系统有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 高脂血症小鼠造模、分组和干预 40只ICR小鼠高脂饲料饲喂6周。禁食12 h后尾静脉取血, 测定血清中TC水平,当小鼠的TC水平高于正常水平(2.35～3.53 mmol·L-1)，表明高脂模型小鼠造模成功(《保健食品检验与评价技术规范 (2003版)》)。将造模成功的小鼠随机分为4组(n=10)，分别为高脂模型组、大豆拉丝蛋白组、大豆拉丝蛋白丸子(油炸)组、大豆拉丝蛋白丸子(水煮)组。大豆拉丝蛋白丸子(油炸)由大豆拉丝蛋白 35%、大豆分离蛋白5%、水30%构成，含盐、葱、姜、蒜少量。使用熔点为 24.6 ℃、烟点为 192 ℃的棕榈油油炸生产加工[8]。大豆拉丝蛋白丸子(水煮)由大豆拉丝蛋白35%、大豆分离蛋白 5%、水30%构成，含盐、葱、姜、蒜少量。使用沸点为 100 ℃的饮用水生产加工。对于造模成功的高脂血症小鼠，每种干预饲料每只笼盒每天限量12.5 g，饮水自由摄入。另取10只ICR小鼠作为正常组，饲喂普通饲料。造模成功后，干预7周，乙醚麻醉后，眼球取血，留取肝脏、附睾周脂肪组织放入-80 ℃超低温冰箱备用[9]。

1.2.2 小鼠一般情况的观察 每周称取并记录各组小鼠体质量，观察其体质量变化情况，各组小鼠活动情况、皮毛光泽程度及精神状态。

1.2.3 肝组织病理学检查 将分离的小鼠肝右叶组织块，放置于预冷的4%多聚甲醛溶液中，避光固定24 h。肝组织固定好后，用双面刀片将组织块修剪成合适大小，流水冲洗3 h。按照设定好的程序进行脱水透明浸蜡操作，11 h 后取出。放置石蜡包埋机中进行包埋，冷却后用切片机制成 4 μm连续切片，置于载玻片上，进行常规HE染色。利用光学显微镜观察各组小鼠肝组织结构的病理变化。

1.2.4 血脂和肝功能指标的测定 按照试剂盒提供的方法检测小鼠血清TC、TG、LDL-C、HDL-C、AST、ALT。

1.2.5 计算肝脏指数 各组小鼠摘眼球取血后，冰上分离小鼠的肝脏，置于生理盐水中清洗，去除血污，滤纸拭干，称重并计算肝脏指数。计算公式为[10]：肝脏指数(%)=脏器质量(g)/体质量(g)×100。

1.2.6 附睾周脂数 各组小鼠眼球摘血后，冰上分离小鼠的附睾周脂，置于4 ℃生理盐水中清洗，去除血污，滤纸拭干，称重并计算附睾周脂指数。

计算公式[11]：总脂肪重量(g)=附睾脂肪重量(g)+周围脂肪重量(g)；附睾脂肪指数(%)=总脂肪重量(g)×100/体重(g)。

1.3 数据处理

2 结果与讨论

2.1 建立小鼠高脂血症模型

由图1可知，高脂饲料干预6周后，高脂模型组的血清胆固醇水平5.96 mmol/L显著高于正常组的血清胆固醇水平2.94 mmol/L(P<0.01)。参照《保健食品检验与评价技术规范2003版》，小鼠TC水平均高于正常水平(2.35～3.53 mmol/L)，表明高脂血症小鼠造模成功。

图1 造模第六周正常组与高脂血症模型组的血脂水平Fig.1 Blood lipid levels in normal group and hyperlipidemia model group at the sixth

2.2 大豆蛋白不同加工方式对高脂血症小鼠降脂的功效

2.2.1 不同干预组对小鼠体重的影响 由表1可知，干预前，各小鼠间的体重无统计学差异，虽然高脂模型组体重高于正常组，但两组之间仍无统计学差异(P>0.05)。干预3周，大豆拉丝蛋白组和大豆拉丝蛋白丸子(水煮)组小鼠体重相比高脂模型组显著降低(P<0.05)。在第5、7周时，大豆拉丝蛋白、大豆拉丝蛋白丸子(油炸)和大豆拉丝蛋白丸子(水煮)组小鼠体重显著低于高脂模型组(P<0.05)。且随着干预时间的增长，高脂模型组小鼠体重和其他干预组小鼠体重差异越来越大。

表1 不同膳食干预方式对小鼠体重的影响(±s ，n=10)Table 1 Effects of different diet interventions on mouse body weight (±s , n=10)

表1 不同膳食干预方式对小鼠体重的影响(±s ，n=10)Table 1 Effects of different diet interventions on mouse body weight (±s , n=10)

注：与正常组相比，aa表示P<0.01，a表示P<0.05，与高脂模型组相比，bb表示P<0.01，b表示P<0.05。

组别 干预前(g) 干预1周(g) 干预3周(g) 干预5周(g) 干预7周(g)正常组 46.10±8.19 44.87±9.12 46.50±8.61 46.85±8.40 48.83±8.44高脂模型组 52.95±10.96 54.73±12.61 59.31±12.92a 61.05±14.88a 63.77±16.05a大豆拉丝蛋白组 52.53±10.63 48.26±8.98 46.19±9.07b 45.41±8.65b 43.14±8.60bb大豆拉丝蛋白丸子(油炸)组 52.97±16.74 47.71±14.73 50.06±13.71 44.91±11.35b 44.47±9.89b大豆拉丝蛋白丸子(水煮)组 50.01±12.01 44.95±12.93 45.99±11.35b 43.96±10.43b 43.22±9.14bb

2.2.2 不同干预组对高脂血症小鼠的肝脏组织的影响 由图2可知，正常组的肝细胞大小均匀，无明显的脂肪变性；与正常组相比，高脂模型组小鼠肝小叶结构不清，肝索排列紊乱，肝细胞核被挤压移位，细胞之间缝隙宽大，脂滴弥漫浸润入肝细胞中，病变肝细胞极度肿胀呈圆形，体积较正常明显增加，并呈现大小不等的空泡变性，部分空泡融合的现象。大部分肝细胞可见明显脂肪变性，腺泡内多见点状或灶状坏死；与高脂模型组相比，大豆拉丝蛋白、大豆拉丝蛋白丸子(水煮)细胞间缝隙很小，细胞体积比模型组小，腺泡内灶状坏死不明显，无明显的脂质空泡以及脂肪滴的形成，病理图片正常；大豆拉丝蛋白丸子(油炸)组，相比大豆拉丝蛋白及大豆拉丝蛋白(水煮)组仍可见明显的脂肪滴形成。

图2 各组小鼠肝脏组织HE染色图片(200×)Fig.2 Image of staining in liver tissues of mice in each group (200×)

2.2.3 不同干预组对高脂血症小鼠血脂指标的影响 由图3可知，干预7周后，与对照组相比，高脂模型组小鼠TC、TG、LDL-C升高，且差异有显著统计学意义(P<0.05)。与高脂模型组相比，三组大豆拉丝蛋白干预组小鼠血清TC、TG、LDL-C降低，且差异有显著统计学意义(P<0.05)。各组小鼠HDL-C水平无显著性变化(P>0.05)。结果表明，大豆拉丝蛋白具有较好的降低血脂的功效。

图3 不同干预组对高脂血症小鼠血脂的影响(±s， n=10)Fig.3 Effect of different intervention groups on liver and epididymal lipid weight of hyperlipidemia mice (±s, n=10)

2.2.4 不同干预组对高脂血症小鼠肝功能ALT、AST的影响 由图4知，干预7周后，与对照组相比，高脂模型组小鼠血清ALT和AST升高，且差异有显著统计学意义(P<0.01)。与高脂模型组相比，三组大豆蛋白干预组小鼠血清ALT和AST降低，且差异有显著统计学意义(P<0.01)。结果表明，大豆拉丝蛋白可以改善高脂血症小鼠的肝功能。

图4 不同干预组对高脂血症小鼠肝功能ALT、AST的影响( ，n=10)Fig.4 Effects of different intervention groups on liver function ALT and AST of hyperlipidemia mice (, n=10)

2.2.5 不同干预组对高脂血症小鼠的肝脏及附睾周脂质量及指数的影响 由图5可知, 干预7周后，与对照组相比，高脂模型组、大豆拉丝蛋白组和大豆拉丝蛋白(油炸)组小鼠肝脏及肝脏指数显著升高(P<0.05)，高脂模型组小鼠附睾脂肪质量和附睾周脂指数极显著升高(P<0.01)。与高脂模型组相比，大豆拉丝蛋白(油炸)组小鼠肝脏质量降低，且差异有统计学意义(P<0.05)，大豆拉丝蛋白、大豆拉丝蛋白丸子(油炸)和大豆拉丝蛋白(水煮)组小鼠附睾脂肪质量和附睾周脂指数显著降低，且差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。

图5 不同干预组对高脂血症小鼠的肝脏及附睾周脂指数的影响(±s ，n=10)Fig.5 Effects of different intervention groups on liver and periepididymal lipid index of hyperlipidemia mice (±s, n=10)

3 结论与讨论

植物蛋白具有肝硬化患者的营养支持作用、降低胆固醇水平、减少癌症的发生、改善肾脏病和心血管疾病的症状等多种生理功能[12]，大豆拉丝蛋白丸子属于低胆固醇食品。胆固醇与人类的生命健康相关密切，是维持机体的正常代谢的重要物质，也是人体分泌的多种激素必不可少的重要合成原料[13]。我国的丸子类食品消费量巨大，因此研究大豆拉丝蛋白丸子对于改善高脂、高胆固醇饮食方式具有重要的现实意义。本研究中采用大豆拉丝蛋白丸子干预7周后，油炸和非油炸大豆拉丝蛋白丸子均表现了和大豆拉丝蛋白类似的功能，降低了高脂模型小鼠的体重以及血清中TC、TG和LDL的含量，这与Aylin等[14]的结果类似。Anderson[15]也发现了类似的结果，每天食用大豆蛋白47 g后，可以降低血清中的TC、TG、LDL。表明大豆蛋白具有良好的降低血脂的功效，特别对于高脂血症小鼠作用更加明显。 大豆拉丝蛋白丸子及大豆拉丝蛋白均显著降低了血清中的丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天冬氨酸转移酶(AST)。ALT、AST可直接反映肝细胞的病理生理状况，转氨酶水平增高则证明患者肝细胞存在损伤[16-17]。与正常组相比，高脂模型组小鼠的血清ALT和AST升高，小鼠肝细胞出现受损。采用大豆拉丝蛋白干预后，小鼠的ALT和AST指标降低，表明大豆拉丝蛋白丸子可改善肝细胞受损的症状。本研究中病理切片显示，两组大豆拉丝蛋白丸子均表现与大豆拉丝蛋白类似结果，肝细胞内无明显的脂质空泡形成和炎症细胞聚集。表明大豆拉丝蛋白丸子在一定程度上改善了高脂饲料造成的脂质沉积。小鼠体内脂肪沉积减少，进而导致体重降低。这与吴晶等[18]结果类似，补充大豆蛋白降低了肥胖和超重人群的体重、身体脂肪质量、腰围，具有一定的减肥效果。Howard等[19]也发现摄入大豆蛋白能够在女性进入更年期的五年内减缓动脉阻塞。

王玉环等[20]发现大豆纤维等明显影响了外裹糊的流变性能，抑制了外裹糊鱼块深度油炸过程的油脂渗透。陆一敏等[21]也发现大豆分离蛋白复合膜涂膜薯条能够有效降低吸油率。本研究中，虽然大豆拉丝蛋白丸子采用瞬时油炸的方式来定型，但因大豆纤维可以减少油炸过程中的优质渗透，因此相比其他油炸食品，营养物质破坏较少，产生的有害物质也相对较少。吉宏武等[22]发现大豆分离蛋白显著增加面包虾的裹粉率，且发现它能有效降低油炸面包虾产品的水分损失和吸油量。Wang等[23]发现大豆浓缩蛋白(SPC)含天然的抗氧化剂，可降低烹饪造成的诱变活性。由此猜想大豆拉丝蛋白可能由于含有抗氧化剂，即使采用油炸方式烹饪，对大豆拉丝蛋白的降脂功效影响不大。郭玉琴等[24]发现水煮时间不影响大豆蛋白质含量。Matsuoka 等[25]也发现蛋清食用前是否加热不影响蛋白质利用率。这与本研究中无论是水煮还是油炸对大豆拉丝蛋白的降脂功效无显著影响结果类似。这与豆海港等[26]非油炸大豆拉丝蛋白素食比油炸型食品更安全结果有差异。可能本研究只从大豆拉丝蛋白的降脂效果分析，结果比较局限。本研究创新性探讨了大豆拉丝蛋白不同加工方式对降脂功效的影响，研究结果打破了水煮比油炸大豆拉丝蛋白烹饪方式更健康的传统认知。

综上所述，本课题组研究的大豆拉丝蛋白丸子可以减轻高脂血症对机体脂质代谢的影响，且油炸和水煮两种加工方式对降脂功效无明显影响，为大豆拉丝蛋白产品在食品领域降脂应用提供了理论依据。