β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与益生菌复配物的润肠通便功能

赵娟，刘元法，晨光，王亚琪，赵珊，付顺哲，黄玉坤

（1.四川合泰新光生物科技有限公司，四川成都 610000；2.白马未来食品研究院，江苏南京 210000；3.深圳市金伯金供应链有限公司，广东深圳 518000；4.西华大学食品与生物工程学院，食品微生物四川省重点实验室，四川成都 610039）

功能性便秘是一种无明显器质性病变，但具有持续性排便困难、排便次数减少或排便不尽感的功能性肠病[1⁃2]。通过调查发现在功能性便秘中，女性的患病率高于男性[3⁃4]。老年人胃肠功能逐渐减退及儿童胃肠功能尚未发育完善，因此便秘的发病率在老年人和儿童[5⁃6]中较高。据统计，在60～101 岁的老年人中，便秘的患病率约33.5%[7]。在儿童群体中，功能性便秘占90%～95%[8]，男童的功能性便秘患病率为8.6%，女童为8.9%[9]。

宿便在肠道中堆积时间过长、过多，毒素会被吸收，从而引起体内环境的紊乱，容易出现口臭、长痘、长斑、皮肤暗沉等情况。长时间便秘可诱发肛裂、痔疮、结肠癌等疾病。老年人排便时因太过用力易出现心脑血管意外。久治不愈的便秘患者多出现精神心理障碍，如烦躁易怒、焦虑、抑郁[10]，甚至可能出现自杀倾向，严重影响人们的生活质量。

普通人群可以通过补充益生菌来增加肠道有益菌的数量，维持肠道菌群平衡、改善和保持肠道屏障功能[11]、预防便秘、痢疾、抑制病原菌、抑制大肠杆菌产生的肠毒素、减轻乳糖不耐受、改善乳糖吸收、参与新陈代谢、增强免疫力、帮助营养物质消化吸收和预防癌症，抑制肿瘤生长[12]等。

益生菌制剂改善肠道功能的机理可能有以下几个方面：1）用正常微生物制成的益生菌制剂在肠道内生长、繁殖、死亡和溶解过程中不断有内毒素释放出来，这些内毒素作为抗原，刺激免疫系统，产生抗毒素；2）细菌或细胞壁刺激宿主免疫细胞，使其激活产生促分裂因子，促进巨噬细胞吞噬活力或作为佐剂而发挥作用；3）益生菌在肠内繁殖，产生大量乳酸和醋酸，促进肠蠕动，从而改善便秘[13]，同时产生的乳酸和醋酸对肠道致病菌有抑制作用，因而可消除肠感染或腹泻；4）双歧杆菌通过影响胆汁酸的代谢进而缓解便秘[14]。

β⁃葡聚糖是一种结构性非淀粉多糖，是自然合成的多聚糖含量最多的糖类，广泛存在于酵母、真菌（包括蘑菇）、一些细菌、海藻和谷物中的细胞壁中[15]。根据β⁃葡聚糖的溶解性又将其分为可溶性β⁃葡聚糖和非水溶性β⁃葡聚糖，大多数β⁃葡聚糖由于在分子结构上存在β⁃（1→3）键而能溶解于水，因而具有可溶性膳食纤维的功能[16]。β⁃葡聚糖已被证实可以促进胃肠蠕动和肠道内有益菌生长[17]。β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖是一种新型水溶性葡聚糖，是由专利菌株ZX09 发酵得到的一种天然水溶性胞外多糖[18]，且水溶性极高，能完全溶于水，2021年已被国家批准为新食品原料。周梦怡等[19]在研究β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖对正常小鼠和两种药物性便秘小鼠粪便排出量和小肠运输的影响时发现，β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖具有良好的保水能力和膨胀作用，对小肠蠕动产生刺激作用，进而促进排便。宁益春[20]在β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖对小鼠肠道功能的调节作用的研究中表明β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖可以改善肠道菌群。

β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖作为一种新食品原料，经过研究发现其在肠道中可以作为益生元，促进肠道有益菌生长、调节肠道健康。β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖具有高持水性，这一性质使得β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖可以软化粪便，利于粪便排出。益生菌亦被证实具有通便作用，其进入肠道后会分泌大量的乳酸，促进肠道的蠕动，加快体内的新陈代谢和体内毒素的排出，从而起到润肠通便的作用。二者单独作用均有润肠通便的功效，但对于β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与不同益生菌菌种复配后的通便效果还未知。因此本研究采用盐酸洛哌丁胺诱导的急性便秘小鼠模型，探讨β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与益生菌复配后的通便效果，观察各组小鼠首粒黑便排出时间、6 h 黑便粒数、粪便质量、粪便含水量及小肠墨汁推进率，以期为β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与其他原料复配在通便方面的作用提供参考，也为其在食品中的应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

副干酪乳杆菌菌粉（5×1011CFU/g）、鼠李糖乳杆菌菌粉（5×1011CFU/g）、乳双歧杆菌菌粉（5×1011CFU/g）：北京和益源生物技术有限公司；β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖：四川合泰新光生物科技有限公司；盐酸洛哌丁胺、阿拉伯树胶：阿拉丁试剂（上海）有限公司；活性炭粉：上海麦克林生化科技有限公司。所用试剂均为分析纯。

1.2 实验动物

100 只健康雄性昆明小鼠：成都达硕实验动物有限公司[实验动物生产许可证号：SCXK（川）2020⁃0030]。饲养环境为屏障级，饲养温度25 ℃，相对湿度60%。

1.3 仪器与设备

BSA4202S 电子天平：赛多利斯科学仪器有限公司；5804 R 冷冻离心机：德国Eppendorf 公司；HH⁃54数显恒温水浴锅：金坛市医疗仪器厂；DHG⁃9030（A）电热鼓风干燥箱：上海一恒科学仪器有限公司。

1.4 方法

1.4.1 墨汁的配制

准确称取25 g 阿拉伯树胶，加入200 mL 蒸馏水，煮沸溶解至透明，再加入25 g 活性炭粉末，小火煮沸3 次，将溶液自然冷却后再用蒸馏水定容至250 mL，放入冰箱4 ℃保存，使用前摇匀。

1.4.2 盐酸洛哌丁胺混悬液的配制

盐酸洛哌丁胺剂量为5～10 mg/kg bw。依据盐酸洛哌丁胺的使用剂量取用，用研钵研碎成粉末后按实验所需浓度配制，注意要待溶质完全溶解、充分摇匀后使用。

1.4.3 动物分组

所有小鼠适应性喂养7 d 后，随机分为5 组：阴性对照组、模型组以及3 组样品组，每组10 只。样品组按质量比计，分别为β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与副干酪乳酸杆菌1∶1 组、β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与鼠李糖乳杆菌1∶1组、β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与乳双歧杆菌1∶1 组。排便实验和小肠运动实验均为以上5 组组别，每天实验50 只小鼠单独实验。

1.4.4 排便实验

阴性对照组、模型组灌胃等容量的蒸馏水，样品组按每天500 mg/kg bw 的剂量分别灌胃受试物，连续14 d后，各组小鼠禁食不禁水20 h。阴性对照组灌胃蒸馏水，其余组灌胃盐酸洛哌丁胺。在给药10 mg/kg bw 盐酸洛哌丁胺0.5 h 后，对各组小鼠进行墨汁灌胃并开始计时。将灌胃结束的小鼠分别置于独立笼内，正常饮水进食。从灌墨汁开始，记录每只小鼠的首粒排黑便时间，收集6 h 内每只小鼠排出的黑便，统计黑便粒数及粪便质量。

实验结束后，将收集的黑便样品置于电热鼓风干燥箱中，在105 ℃下干燥至恒重。按照下式计算粪便含水量（X，%）。

式中：m1为粪便湿重，g；m2为粪便干重，g。

1.4.5 小鼠肠运动实验

小鼠喂养方法同排便实验，在给药5 mg/kg bw 盐酸洛哌丁胺0.5 h 后，对各组小鼠用墨汁灌胃，25 min后立即脱颈椎处死动物，打开肠腔分离肠系膜，剪取上端自幽门、下端至回盲部的肠管，置于托盘上，轻轻将小肠拉成直线，测量肠管长度为“小肠总长度”，从幽门至墨汁前沿为“墨汁推进长度”。按下式计算墨汁推进率（Y，%）。

式中：L1为墨汁推进长度，cm；L2为小肠总长度，cm。

1.5 数据分析

采用SPSS 软件进行数据分析处理。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果与分析

2.1 β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与益生菌复配对小鼠首粒黑便排出时间、粪便粒数的影响

β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与益生菌复配对便秘小鼠首粒黑便排出时间、6 h 黑便粒数的影响见表1。

表1 β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与益生菌复配后对小鼠排便时间、粪便粒数的影响Table 1 Effects of β⁃1，3/α⁃1，3⁃glucan combined with probiotics on defecation time and number of feces in mice

由表1 可知，模型组首粒黑便排出时间与阴性对照组相比差异极显著（P＜0.01），表明盐酸洛哌丁胺诱导的小鼠便秘模型造模成功。与模型组相比，β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与副干酪乳酸杆菌1∶1 组、β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与鼠李糖乳杆菌1∶1 组、β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与乳双歧杆菌1∶1 组显著缩短首粒黑便排出时间（P＜0.05）；β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与副干酪乳酸杆菌1∶1 组、β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与鼠李糖乳杆菌1∶1 组、β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与乳双歧杆菌1∶1 组极显著增加6 h 黑便粒数（P＜0.01）。说明β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与副干酪乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、乳双歧杆菌复配对便秘小鼠的排便时间、排便粒数均有显著的改善和增加。结果表明β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与副干酪乳酸杆菌1∶1 组对便秘小鼠首粒黑便排出时间、6 h 黑便粒数的作用效果最佳。

2.2 β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与益生菌复配对便秘小鼠粪便质量、粪便含水量的影响

β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与益生菌复配对便秘小鼠粪便质量、粪便含水量的影响见表2。

表2 β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与益生菌复配对便秘小鼠粪便质量、粪便含水量的影响Table 2 Effects of β⁃1，3/α⁃1，3⁃glucan combined with probiotics on weight and water content of feces in mice with constipation

由表2 可知，模型组粪便湿重、粪便干重、粪便含水量与阴性对照组相比，有显著差异（P＜0.05），表明盐酸洛哌丁胺诱导的小鼠便秘模型造模成功。与模型组相比，β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与副干酪乳酸杆菌1∶1 组、β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与鼠李糖乳杆菌1∶1 组、β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与乳双歧杆菌1∶1 组3 组粪便含水量均极显著增加（P＜0.01）；β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与副干酪乳酸杆菌1∶1 组、β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与鼠李糖乳杆菌1∶1组、β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与乳双歧杆菌1∶1 组3 组粪便湿重、粪便干重均有明显增加。β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与副干酪乳酸杆菌1∶1 组粪便含水量与阴性对照组相比，有极显著差异（P＜0.01）。β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与鼠李糖乳杆菌1∶1 组、β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与乳双歧杆菌1∶1 组与β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与副干酪乳酸杆菌1∶1组相比，粪便含水量有显著差异（P＜0.05）。说明β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与副干酪乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、乳双歧杆菌复配对便秘小鼠的粪便质量、粪便含水量有显著的改善和增加。其中β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与副干酪乳酸杆菌1∶1 组增加便秘小鼠粪便质量、粪便含水量的效果最佳。

2.3 β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与益生菌复配对小鼠肠运动的影响

β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与益生菌复配对小鼠肠运动的影响见表3。

表3 β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与益生菌复配对小鼠肠运动的影响Table 3 Effects of β⁃1，3/α⁃1，3⁃glucan combined with probiotics on intestinal peristalsis in mice

由表3 可知，与阴性对照组相比，模型组小鼠的小肠墨汁推进率极显著降低（P＜0.01），表明灌胃盐酸洛哌丁胺后，小鼠小肠蠕动受到抑制。β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与副干酪乳酸杆菌1∶1 组、β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与鼠李糖乳杆菌1∶1 组与模型组相比，小肠墨汁推进率极显著增加（P＜0.01），β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与乳双歧杆菌1∶1 组显著增加（P＜0.05）。说明β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与副干酪乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、乳双歧杆菌复配可以促进肠道蠕动。其中β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与副干酪乳酸杆菌1∶1 组促进肠道蠕动效果最佳。

综上所述，β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与益生菌复配后可以促进肠道蠕动，缩短胃肠运输时间，促进便秘小鼠排便，增加粪便含水量，有效改善便秘。研究结果表明，β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与副干酪乳杆菌1∶1 组改善小鼠便秘效果最佳，β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与鼠李糖乳杆菌1∶1 组次之。

3 讨论与结论

慢性便秘是胃肠临床实践中发现的最常见的疾病之一，在女性和老年人中尤为常见[21]。当今社会，人们的精神经常处于高度紧张的状态，日常摄入过多的高蛋白、高脂肪食物，过少的膳食纤维；甚至有人通过节食来减肥，食物摄入量少，使得便秘的发病率逐年升高。而肠道又是人体内最大的内分泌组织，肠道菌群是在肠道内生存的各种各样的细菌群落，与肠道的健康息息相关。肠道菌群一般受卫生习惯、饮食习惯和成长环境等多种因素影响，可将食物分解为短链脂肪酸、次级胆汁酸、氨基酸代谢物等[22]。这些代谢物可直接或间接影响宿主的生理和病理过程，对机体的健康有很大的影响。肠道微生物群紊乱会影响机体的平衡，干扰机体的新陈代谢，破坏肠道上皮细胞，引起炎症，从而导致疾病[23]。

目前治疗便秘的药物多为刺激性泻药，但是这些药物仅能短期内缓解便秘而不能做到根治，而且长期服用还会产生副作用。大量服用渗透性泻药会造成结肠运输时间增长[24]。便秘人群急需作用温和且安全有效无副作用的产品[25]。目前已有使用益生菌及其他来源的β⁃葡聚糖等多种原料复配来缓解便秘，但是因为β⁃葡聚糖来源不同，所以功效不稳定。新食品原料β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖，通过急性及亚慢性毒理试验表明其安全无毒，在食品中使用不会对人类健康构成风险。因此开展复配产品通便功能对比研究对于后续产品的开发具有重要作用。

本研究将β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与益生菌复配后在小鼠体内进行实验，实验表明与模型组相比，灌胃β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与益生菌复配样品的小鼠首粒黑便排出时间、6 h 黑便粒数、粪便质量、粪便含水量、墨汁推进率均有显著差异。结果表明β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖复配副干酪乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、乳双歧杆菌能够促进肠道蠕动、缩短排便时间、增加粪便持水量，有效改善小鼠便秘。研究结果中β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与副干酪乳杆菌1∶1 组改善小鼠便秘效果最佳，β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与鼠李糖乳杆菌1∶1 组次之。表明β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与益生菌复配可显著改善盐酸洛哌丁胺诱导的便秘小鼠的症状，促进肠道蠕动，缩短胃肠运输时间，促进便秘小鼠排便，增加粪便含水量，有效改善便秘。

本研究为β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖与益生菌复配的润肠通便作用及开发β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖功能性产品提供依据。后续仍需要对β⁃1，3/α⁃1，3⁃葡聚糖复配益生菌的通便作用的确切机制进行深入研究。