玉米皮膳食纤维对高脂家兔血胆固醇的影响

马溪遥，刘 泽，李 娜，武永科，祝 福，马浩铭，杜 娟

（延安大学 医学院，陕西 延安 716000）

0 引言

高脂血症（Hyperlipidaemia，HLP）是血液脂质成分异常增高引起的疾病，具有知晓率低、治愈率低、控制率低等特点[1]。近年来，随着人们生活方式和饮食结构的改变，高血脂症患病率明显增加。如何有效降低血液脂质成分已成为当下亟待解决的问题。有研究结果表明，高脂患者尤其是心血管疾病高风险患者在接受降脂药物治疗后，仍存在血脂代谢紊乱[2]。临床高脂血症治疗制剂如他汀类药物、贝特类及胆汁酸螯合剂Cholestyramine和Colestipol等，虽然治疗效果明显，但存在胃肠道、肝肾的不良反应。目前，新一代降胆固醇药物前蛋白转化酶枯草溶菌素9（PCSK9）抑制剂已引起世界各国广泛关注，其研究尚在逐步深入。因此，更多高脂血症治疗药物和方法的发现对治疗高脂血症具有重要意义。

膳食纤维（Dietary Fiber，DF）是指不易被消化酶消化的多糖类成分，与人类健康密切相关，被称为第七类营养素[3]。20世纪70年代，基于大量流行病学研究结果[4-5]，研究人员发现麦麸等富含膳食纤维的粗粮食物可以有效防治糖尿病、肥胖、心血管疾病、便秘、结肠癌等疾病。而临床研究结果也显示，以上疾病的发生发展与膳食纤维摄入量日趋减少有关[6]。在玉米膳食纤维的研究中发现，经淀粉酶处理后得到的玉米皮膳食纤维结构良好，含量较高且具有吸附胆酸盐的生理功能。我国玉米资源丰富，但与国外相比，玉米皮深加工方面较为滞后[7-9]。促进玉米皮膳食纤维的加工和利用、开发玉米皮保健产品、调整膳食结构，不仅可以提高玉米皮的经济价值，也有助于防治高血脂症等慢性病。

1 材料与方法

1.1 材料

家兔，延安大学实验动物饲养中心提供；玉米皮，河北省饲料厂提供；基础饲料，延安大学实验动物饲养中心提供；α-淀粉酶、中性蛋白酶、糖化酶、胆固醇、猪油、蛋黄粉、总胆固醇、甘油三酯测定试剂盒。

1.2 试验方法

1.2.1 玉米皮膳食纤维的制备与改性

玉米皮可溶性膳食纤维制备流程：

①中性蛋白酶、α-淀粉酶和糖化酶；

②玉米皮粉碎过筛后酶解；

复合纤维素酶和木聚糖酶

↑

①+②→离心→沉淀物改性→离心后上清液蒸馏离心→乙醇沉淀后真空干燥→粉碎制得SDF。

玉米皮表面的蛋白质和淀粉去除：玉米皮水洗2遍后沥水，低温干燥，粉碎过80目筛。脱水后，用70%乙醇，料液比1∶15，振荡提取1 h，干燥备用。原料预处理完成后，调节pH值7.5，加入0.6%中性蛋白酶，42℃条件下水浴搅拌3.5 h（120 r/min），最大限度去除蛋白质。调节pH值5.5，加入总量为0.3%的中温α-淀粉酶和糖化酶（1∶1），55℃条件下水浴搅拌1 h（120 r/min）。100℃下水浴灭酶10 min，离心收集沉淀物，烘干粉碎。由此制得玉米皮不溶性膳食纤维（IDF）。选用复合纤维素酶和木聚糖酶，这2种酶的作用条件有相交区间，故酶解时考虑采用同一条件同时添加进行改性制备。将脱蛋白、脱淀粉后的玉米皮IDF按1∶15的料液比加水，调节温度和pH值，加入复合纤维素酶和木聚糖酶，水浴搅拌（120 r/min），酶解特定时间后，100℃下水浴灭酶10 min。由此制得玉米皮可溶性膳食纤维（SDF）[10]。

1.2.2 动物饲料的配置

正常饮食组（空白组）饲料：饲养场基础饲料；高脂饮食组（高脂对照组）饲料：78.8%基础饲料、1%胆固醇、10%蛋黄粉、10%猪油；试验组饲料：高脂饮食+5%玉米皮膳食纤维组，高脂饮食+15%玉米皮膳食纤维组，高脂饮食+30%玉米皮膳食纤维组。

1.2.3 动物分组及处理

家兔适应性饲养1周后，称重，按体重分层随机分为5组，分别为正常饮食组（空白组）、高脂饮食组（高脂对照组）、高脂饮食+5%玉米皮膳食纤维组、高脂饮食+15%玉米皮膳食纤维组、高脂饮食+30%玉米皮膳食纤维组，每组2只，常规饲养。除空白组正常饲料喂养外，各组动物预先以高脂饲料喂养4周，建模成功后，膳食纤维组在高脂饲料的基础上添加低、中、高剂量SDF（5%，15%，30%）饲喂10周，分别于0，3，6，10周测定其血清总胆固醇（TC）水平，探究玉米皮膳食纤维对家兔血清胆固醇的影响。试验总周期为15周。

1.2.4 测定指标

测定家兔血胆固醇水平时，取血清0.1 mL置于带塞试管中，向管中冲入异丙醇2.5 mL，使沉淀呈细粒状。加入氧化铝0.4 g，加塞振摇数次后置60℃下水浴1～2 min，然后于漩涡式混合器上混合15 s或手摇2 min，离心留上清液备用。依上法同样处理标准液，留离心上清液备用。混合后水浴15 min。取出冷却，于波长540 nm以空白调零比色，读取各管光密度值。

各管光密度值见表1。

表1 各管光密度值 /mL

1.3 统计学处理

采用SPSS19.0软件处理，试验数据以平均数±标准差（X±s）表示，组间差异采用t检验，p＜0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 一般状态

试验过程中，有2只家兔因无法适应新环境，精神萎靡，大小便出现异常，其余各组家兔精神状态良好，饮食饮水正常，一般活动、毛色、粪便及分泌物未见异常变化。

2.2 高脂饲料和玉米皮膳食纤维对家兔体重变化的影响

试验期间各组家兔体重变化无差异（p＞0.05）。玉米皮可溶性膳食纤维对高脂血症家兔体重变化的影响见表2。

表2 玉米皮可溶性膳食纤维对高脂血症家兔体重变化的影响

2.3 玉米皮可溶性膳食纤维对家兔心脏和肝脏的影响

试验结束后，解剖摘取家兔的心脏和肝脏，肉眼观察发现，空白组家兔心脏大小及颜色均正常，肝脏颜色红润、质地柔软、体积始终、弹性较好；高脂对照组家兔心脏脂肪层增加，肝脏部分呈粉红色，弹性较差；除低剂量组家兔心脏和肝脏的外观与高脂对照组无明显差异外，中、高剂量膳食纤维组家兔心脏和肝脏均有不同程度的恢复，但与正常组相比，心脏脂肪层明显增加。

各试验组家兔心脏及肝脏见图1。

图1 各试验组家兔心脏及肝脏

2.4 玉米皮可溶性膳食纤维对家兔血脂的影响

与高脂饮食对照组相比，各不同剂量膳食纤维试验组家兔TC水平变化在SDF添加第3周、第6周无明显差异（p＞0.05），但在SDF添加第10周显著降低（p＜0.01）。与空白组相比，低、中、高剂量组家兔TC水平均有不同程度升高（p＞0.05）。

3 讨论

已有大量试验证实，膳食纤维可有效控制血清总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白（LDL-C），改善脂质代谢紊乱。李来好等人[11]研究表明，食用麒麟菜膳食纤维可显著抑制高脂饮食引起的TC、TG和LDL-C上升。李春明等人[12]证实了果胶可以调节高脂血症大鼠的血脂。有文献报道[13]，玉米皮能增加人体排便量，有降低机体血脂的趋势。动物试验中，各膳食纤维试验组家兔的排便量明显增加，与文献报道试验相符。目前，认为玉米皮膳食纤维降血胆固醇的作用机制是多方面的[14-18]，玉米皮膳食纤维可以降低脂代谢相关酶活性，减少胆固醇的吸收，并且阻滞胆汁酸的重吸收，阻断胆固醇的肠肝循环，促进更多胆固醇转化为胆汁酸。同时，玉米皮膳食纤维可以在小肠中束缚胆酸盐，促进短链脂肪酸的产生，抑制胆固醇的合成，促进胆固醇的排出。

膳食结构与人体健康的关系十分密切，对高脂血症的防治有着重要的意义。饮食治疗和药物控制仍然是治疗高脂血症的主要方法。虽然药物治疗高脂血症效果明显，但药物存在胃肠道、肝肾等不良反应。通过调整膳食结构进行饮食治疗，不仅可以减轻长期大量用药带来的经济负担，还可以避免过量药物产生的毒副作用。我国人口老龄化问题日益凸显，心血管疾病、糖尿病和便秘等老年慢性疾病的预防十分迫切。因此，研究玉米皮膳食纤维降血脂的作用及机制具有重要的现实意义。

4 结论

以玉米皮为原料，酶解去除玉米皮表面淀粉和蛋白质，改性制备玉米皮可溶性膳食纤维。通过饲喂高脂饲料构建高脂血症家兔模型，建模成功后，正常饲料中添加不同剂量玉米皮SDF，于不同时间段测定其TC水平，并于试验结束后解剖观察家兔心脏和肝脏标本变化。试验发现，玉米皮SDF可以增加家兔排便量，各不同剂量膳食纤维试验组家兔TC水平在SDF添加第3周、第6周无明显差异（p＞0.05），但在SDF添加第10周显著降低（p＜0.01）。与空白组相比，低、中、高剂量组家兔TC水平均有不同程度升高（p＞0.05）。家兔心脏及肝脏标本显示，玉米皮SDF可以减轻高血脂对心脏和肝脏产生的影响。试验结果表明，玉米皮可溶性膳食纤维可以降低高脂饲料饲喂导致的高脂血症家兔的血胆固醇水平，提示长期玉米皮膳食摄入可有效降低血液脂质。然而，因动物伦理、试验条件限制，研究所用动物数量较少，试验周期较短，研究未对不同玉米皮SDF摄入量降低家兔血脂的机制进行更深入的探究。未来，试验将在进一步扩大样本量和延长实验周期确定研究结果的同时，对玉米皮SDF摄入降低家兔血脂的机制做更深入的研究，以期为玉米皮加工应用于高血脂治疗提供理论依据。