不同燕麦品种对大鼠胆固醇代谢的影响

郭丽娜 佟立涛 钟 葵 周素梅

(中国农业科学院农产品加工研究所农业部农产品加工重点实验室，北京 100193)

心脑血管疾病是严重威胁人类特别是中老年人健康的常见病，而高血脂症是导致心血管疾病的重要原因之一。通过食用有降脂功能的食品来预防心脑血管疾病正在成为食品科学家和营养学家关注的焦点。大量动物试验和人体试验表明燕麦(A.sativa L)具有降低血清胆固醇功效［1－2］，国内外关于燕麦的降血脂功效研究目前主要集中于燕麦中可溶性膳食纤维β－葡聚糖［2－3］。可溶性膳食纤维是可以通过增加消化道中食糜的黏性，阻碍机体对食物中脂质的吸收以及促进胆汁酸的排泄从而发挥降血脂作用［4－5］。美国FDA在1997年发布了“建议人们每日摄入3 g β－葡聚糖有助于降低胆固醇水平”的健康声称。燕麦中蛋白质、脂肪含量较高，也含有多酚类物质［6］，这些物质是否有降血脂作用尚未见报道。周素梅等［7］在前期的研究中推测，除了β－葡聚糖，燕麦中的其他成分也可能对燕麦的降脂效果有影响。因此，本研究考察了β－葡聚糖含量有差异的3个燕麦品种对饲喂高脂饲料大鼠胆固醇代谢的影响及作用机制，为优良燕麦品种的选育及燕麦降脂机理的研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料和试剂

1.1.1 燕麦品种

从国内收集的31种主栽裸燕麦品种中筛选β－葡聚糖含量有差异的3个燕麦品种，其中坝莜1号、花早2号:河北张家口农业科学院燕麦研究所;白燕8号:西藏农科院农研所;收获期均为2011年。将上述样品蒸熟烘干，磨制成粉待用。

1.1.2 实验动物

4周龄雄性Wistar大鼠平均体重(270±10)g，购买于北京维通利华试验动物科技有限责任公司，合格证号:SCXK(京)2007－0001，饲养于中国医学科学院药用植物研究所SPF级动物实验室内，动物房许可证号为SYXK(京)2008－0019，动物试验通过中国医学科学院、中国协和医科大学药用植物研究所动物实验伦理委员会审核。大鼠高脂饲料在AIN－93标准饲料的基础上制定配方，由北京阜康生物科技股份有限公司制备。

1.1.3 其他材料与试剂

β－葡聚糖测定试剂盒:爱尔兰Megazyme公司;总胆固醇酶法、游离胆固醇酶法和甘油三酯酶法测定试剂盒:北京普利莱基因技术有限公司;胆汁酸酶联免疫分析试剂盒:南京森贝伽生物科技有限公司。

1.2 仪器设备

HR2006搅拌机:飞利浦电子香港有限公司;NN－GS597M微波炉:上海松下微波炉有限公司;THZ－82A水浴恒温振荡器:金坛市荣华仪器制造有限公司;全自动生化分析仪:7060日本Hitachi公司;TU－1900双光束紫外可见分光光度计:北京普析通用仪器有限公司;Kieltec Analysister全自动凯氏定氮仪:FOSS仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 原料基本组成分析

称取适量燕麦粉，参照GB/T 21305—2007(谷物及谷物制品水分的测定常规法)测定含水量;按照Foss公司凯氏定氮仪标准方法测定蛋白质含量(N×5.83);脂肪含量测定参照GB/T 14772—2008(食品中粗脂肪的测定);β－葡聚糖含量测定参照AOAC 995.16法(大麦和燕麦中β－D－葡聚糖采用改进酶法);燕麦总酚含量采用福林酚法测定［8］。

1.3.2 动物试验

雄性Wistar大鼠40只，预饲养7 d，眼底静脉丛取血后，测定血清TC、TG、HDL－C和LDL－C水平。根据平均体重和血清总胆固醇水平，分为4组，每组10只，分别为对照组、坝莜1号组、花早2号组和白燕8号组。试验期间各组大鼠自由饮水，每3 d称重1次。屠杀前3 d收集大鼠粪便，冷冻干燥后待测。喂食试验饲料第10、20、30 d时，分别由眼底静脉丛采血，利用全自动生化分析仪测定血清 TC、TG、HDL－C和LDL－C水平。喂养30 d后禁食16 h，大动脉取血处死。摘取肝脏，－20℃储存。按照试剂盒说明书，测定各组大鼠肝脏中TC、TG、FC水平以及粪便中TC、BA水平。粪便中总脂质含量采用索氏抽提法测定。

表1 动物饲料组成/g/1 000 g

本研究以美国营养学会推荐的标准饲料(AIN－93G)为基础制备高脂饲料。参照国内外对燕麦产品的有效推荐用量(50 g/(kg体重·d))，试验动物的燕麦粉摄食量折合后约为10 g/(kg体重·d)［7］。因此，在高脂饲料基础上，以10%的不同品种燕麦粉替代其中的基础饲料来制备燕麦组饲料。根据燕麦的组成，在保证每组中总的物质组成、总的能量相同的原则下，取代高脂饲料中的相应成分制成试验饲料。具体的饲料组成见表1。

1.4 数据处理

运用SAS 8.0分析软件，采用Tukey－Kramer的多重比较检验方法对数据进行分析。

2 结果与讨论

2.1 不同品种燕麦组成分析

不同品种燕麦组成的分析结果表明，所选的3个燕麦品种β－葡聚糖含量有显著性差异(P＜0.05)，β－葡聚糖含量由低到高依次为:坝莜1号、花早2号和白燕8号;白燕8号蛋白质含量显著高于坝莜1号和花早2号(P＜0.05);所选的3个燕麦品种脂肪含量有显著性差异(P＜0.05);坝莜1号总酚含量显著高于花早2号和白燕8号(P＜0.05)。

表2 燕麦组成分析

2.2 不同品种燕麦对大鼠生长参数的影响

本研究测定了不同品种燕麦对于大鼠生长参数的影响。如表3所示:各组大鼠初体重、终体重、体重增值和摄食量组间没有显著性差异。

表3 不同燕麦品种对大鼠生长参数的影响

2.3 不同燕麦品种对大鼠血清脂质水平的影响

本研究考察了喂食不同燕麦品种第0、10、20、30 d对大鼠血清脂质水平的影响，试验结果见图1～图4。

图1 第0、10、20、30 d不同组间大鼠血清TC水平变化

图2 第0、10、20、30 d不同组间大鼠血清LDL－C水平变化

图3 第0、10、20、30 d不同组间大鼠血清TG水平变化

图4 第0、10、20、30 d不同组间大鼠血清HDL－C水平变化

试验第0 d时，试验组大鼠血清中TC、LDL－C、HDL－C和TG含量组间没有显著性差异。3个燕麦组大鼠在试验第0、10、20、30 d 血清中 TC、LDL －C、HDL－C和TG含量变化趋势基本相同。试验第30 d，坝莜1号能够显著降低血清中TC和LDL－C水平(P＜0.05)，白燕8号和花早2号只能显著性降低血清TC水平(P＜0.05)，对LDL－C水平没有显著性影响。大鼠血清脂质分析结果表明摄入燕麦能够降低血清胆固醇水平，但其作用效果并未随着β－葡聚糖含量的增加而增加。燕麦组血清HDL－C和TG含量与高脂对照组没有显著性差异，表明本试验中燕麦的摄入对大鼠血清HDL－C和TG水平无显著影响。在本次试验中β－葡聚糖含量低的坝莜1号表现出最好的降低大鼠血清中胆固醇效果，而β－葡聚糖含量较高的白燕8号和花早2号降低胆固醇能力较坝莜1号弱。徐向英［9］研究证实，灌胃4.78 g/(kg体重·d)的燕麦蛋白能够降低大鼠血清中TC和LDL－C水平。Illman等［10］报道燕麦麸皮降低血清中的胆固醇水平除归功于β－葡聚糖以外，也可能与燕麦脂质有关。燕麦中多酚有一定抗氧化活性，也被报道可能具有降血脂活性［11］。本试验中大鼠摄入燕麦全粉时，燕麦中的β－葡聚糖含量高的组降脂效果并非最好，故燕麦降低血清胆固醇的功能可能是由β－葡聚糖、蛋白、油脂和多酚共同作用的结果。

2.4 不同燕麦品种对大鼠肝脏脂质水平的影响

为研究燕麦降低血清胆固醇的作用机制，分析了大鼠肝脏中脂质水平，结果见表4。饲喂高脂饲料会导致脂质在肝脏中的积累，喂食30 d后，3个燕麦组均能显著降低肝脏中TC和CE水平(P＜0.05)，其中坝莜1号组大鼠肝脏TC和CE降低程度最大。坝莜1号和花早2号组能够显著降低肝脏中FC水平(P＜0.05)，而白燕8号组大鼠肝脏中FC含量没有显著性变化。3个燕麦组肝脏TG水平与高脂对照组没有显著性差异。以上结果表明摄入燕麦可以减少胆固醇在肝脏中积累，但不同燕麦组大鼠肝脏胆固醇的降低程度不同。

表4 不同组间大鼠肝脏TC、FC、CE以及TG水平/μmol/g

2.5 不同品种燕麦对大鼠粪便脂质和胆汁酸水平的影响

为进一步阐释燕麦降低血清胆固醇作用的机理，本研究测定了不同品种燕麦对大鼠脂质排泄的影响，结果如表5所示。坝莜1号组和白燕8号组显著性增加大鼠粪便胆汁酸的排泄，花早2号组大鼠胆汁酸水平高于高脂对照组，但未达显著效果，表明燕麦主要是通过促进粪便中胆汁酸排泄来降低血清和肝脏中胆固醇水平。坝莜1号能够显著性增加大鼠粪便排泄量和总脂肪含量(P＜0.05)，白燕8号组和花早2组大鼠粪便排泄量和总脂肪含量没有显著性变化，这可能是坝莜1号组大鼠血清和肝脏中胆固醇水平比白燕8号组和花早2号组低的原因。但是3个燕麦组大鼠粪便TC水平都显著性低于高脂对照组，表明摄入燕麦不能促进大鼠粪便TC的排泄。

表5 不同组间大鼠粪便质量、总脂肪含量、总胆固醇和胆汁酸水平

2.6 大鼠血清脂质变化率与肝脏和粪便脂质变化率关系

通过血清、肝脏和粪便的脂质分析可知，不同β－葡聚糖含量的燕麦品种降低血清中胆固醇能力不同，因此，本试验分析了3个燕麦组血清脂质变化率与肝脏和粪便脂质变化率的关系，见图5。坝莜1号组大鼠血清TC和LDL－C水平变化率最大，其次为白燕8号组，最后为花早2号组。3个燕麦组肝脏TC和CE水平的变化率，粪便质量、脂肪含量变化率与其血清胆固醇变化率有相同的趋势。摄入燕麦全粉可能会抑制肝脏中胆固醇合成［12］，促进肝脏中胆固醇转化为胆汁酸［12－13］以及抑制小肠对胆汁酸的重吸收作用［14］。大鼠肝脏中胆固醇积累越少，粪便中脂质排出体外的越多则其血清中胆固醇降低程度越大。

图5 血清TC、LDL－C变化率与肝脏TC、CE、粪便质量、脂肪、BA含量变化率之间的关系

3 结论

3.1 不同品种燕麦均能降低大鼠血清TC和LDLC水平，及肝脏中TC和CE水平。

3.2 摄入燕麦主要是通过促进粪便中胆汁酸的排泄，从而导致血清和肝脏中胆固醇水平降低。

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