小米油复合饮料降血脂作用的实验研究

孙青山,王常青,张生万,白云云,陈　彤,宁庆鹏,王君宇

(山西大学生命科学学院,山西太原 030006)



小米油复合饮料降血脂作用的实验研究

孙青山,王常青*,张生万,白云云,陈彤,宁庆鹏,王君宇

(山西大学生命科学学院,山西太原 030006)

目的:研究小米油与大豆蛋白复合饮料的降血脂作用。方法:观察高脂模型大鼠饮用不同剂量的小米油复合饮料后的血脂水平变化。结果:与模型组2相比,在小米油复合饮料的三个剂量中,高剂量(1.5 mL/100 g·d)的降脂作用最佳,血清甘油三酯(TG)和胆固醇(TC)均极显著降低(p<0.01),高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)显著升高(p<0.05);中剂量(0.75 mL/100 g·d)组的TC极显著降低(p<0.01)、TG显著降低和HDL-C显著升高(p<0.05);低剂量(0.30 mL/100 g·d)组的TC虽显著降低(p<0.05),但TG和HDL-C变化不显著,降血脂效果较差。结论:该小米油复合饮料在一定剂量范围内有较好的降血脂作用。

小米油,大豆蛋白,复合饮料,降血脂

近年来,由于人们饮食结构的改变和运动的减少,导致高血脂患者数量增多,高血脂能引起心脑血管等疾病,潜在危害巨大。随着人们的预防保健意识逐渐增强,国际社会对降血脂保健食品的需求日益增加。目前,我国市场上的辅助降血脂保健食品的产品剂型单一,主要为胶囊型[1],且价格昂贵,很难被人们接受。因此,开发食用安全、口感大众化、剂型新颖且价格低廉的辅助降血脂产品,对广大消费者预防高血脂症和心脑血管疾病具有重要意义。

小米糠是谷子加工小米的副产物,研究表明,小米糠中含脂肪14%～18%[2]。但过去这些小米糠多数作为粗饲料[3],少量被当作草木灰还田,其中的油脂未得到合理的开发利用,造成了宝贵资源的浪费。据报道[4],小米油(millet bran oil,MBO)中的不饱和脂肪酸含量高达80%以上,其中亚油酸含量在70%左右,是目前常见食用油中亚油酸含量最高的一种油脂;同时还含有谷维素、维生素E(VE)和角鲨烯等抗氧化与降血脂功效成分[5-6]。研究表明,亚油酸能促进胆固醇和脂类的新陈代谢,降低血浆中胆固醇含量[7];谷维素能调控烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸(NADPH)生成酶的活性,抑制肝脏生成过量的甘油三酯和胆固醇[8];VE可以通过其抗氧化性对低密度脂蛋白(LDL)起保护作用,防止氧化低密度脂蛋白的生成[9];角鲨烯通过降低3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A(HMG-CoA)还原酶的活性来抑制胆固醇的合成,同时可加快胆固醇转变成粪胆汁酸,随大便排出体外[10],具有降血脂作用。可见,小米油是一种高营养价值、高附加值的植物油。

本课题组赵陈勇等研究表明[11],灌胃小米油0.05 g/(100 g·bw)具有显著降血脂作用。但直接食用小米油口感不佳,油腻感重。若将小米油开发成一种复合蛋白饮料,则既可改善食用口感,又可为新型功能食品开发提供技术支持。因此本实验将小米油与大豆蛋白复合,加工乳化成符合GB16322-2003质量要求的植物蛋白饮料,并研究了不同剂量小米油复合饮料的降血脂作用,为下一步保健食品的申报奠定基础。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

小米油山西阳泉好益农农业科技有限公司提供;可溶性大豆蛋白山东谷神集团生物食品有限公司生产;雄性SD大鼠,清洁级,体重(180±20) g,动物及饲料山西医科大学动物中心;甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)试剂盒南京建成生物工程研究所;亚油酸标准品成都格雷西亚化学技术有限公司;谷维素标准品上海缘聚科技有限公司;VE标准品广州本科生物科技有限公司。其它试剂均为分析纯。

Spectra Max M5酶标仪上海龙捷仪器设备有限公司;Thermo MR23低温冷冻离心机美国热电公司;HRSP-H系列生化培养箱海尔集团公司;6890N气相色谱仪美国Agilent公司;UV-2550紫外分光光度计日本岛津;F-2500荧光分光光度计北京华拓科技发展有限责任公司;真空乳化器新乡红阳油脂设备有限公司定制;高压均质机上海东华实验设备厂。其它仪器均为常规。

1.2实验方法

1.2.1营养与功效成分检测方法蛋白质:参照GB5009.5-2010食品中蛋白质的测定中的凯氏定氮法;脂肪:参照GB/T5009.6-2003食品中脂肪的测定中的酸水解法;总糖:参照SB/T10009-2008冷冻饮品检验方法;小米油复合饮料中VE含量采用荧光分光光度法测定[4];谷维素和亚油酸含量分别采用紫外分光光度法[12]和气相色谱法测定[13]。

1.2.2血脂测定血清中TG、TC、HDL-C水平均按试剂盒操作说明,用Spectra Max M5酶标仪进行测定。

1.2.3小米油复合饮料的制备在一定量的小米油中添加一定比例的吐温60和司盘80混合溶解后,在70 ℃高速剪切下将含有1%大豆蛋白和6%蔗糖的同温水相倒入含有乳化剂的油相,真空乳化5 min,形成含小米油3.0%～3.3%的乳化饮料。实验确定了以上乳化饮料在15～20 MPa压力下均质两次,第一次均质温度为85 ℃,第二次均质温度为70 ℃;均质饮料装瓶,95 ℃加热10 min排气,再经121 ℃杀菌20 min后快速冷却到室温,可获得稳定性好且符合GB16322-2003卫生与质量要求的小米油复合蛋白饮料,以备营养成分分析和动物实验。

1.2.4基础饲料与高脂饲料配方基础饲料:豆饼面20%、小麦粉20%、玉米面20%、麸皮15%、红面10%、鱼粉5%、骨粉5%、干酵母2%、食盐1%、鱼肝油0.2%、复合维生素0.3%、食用油1.5%。高脂饲料是在基础饲料中添加20%蔗糖、15%猪油、1.2%胆固醇、0.2%胆酸钠。

1.2.5动物分组与饲养小米油复合蛋白饮料降血脂实验按照国家食药监局《辅助降血脂功能评价方法》[14]中的混合型高脂血症检验方法进行。实验比较不同剂量小米油复合蛋白饮料的降血脂作用。48只大鼠适应性喂养1周后,随机取8只作为基础组(Normal group,N),喂以基础饲料。余下40只喂养高脂饲料2周后,尾部静脉取血测定血清TG、TC和HDL-C;建模成功后,再随机分为高脂模型组1(Model group 1,M-1)、高脂模型组2(Model group 2,M-2)、小米油复合饮料低剂量组(millet bran oil compound drink low dose group,MBOCD-L)、小米油复合饮料中剂量组(millet bran oil compound drink middle dose group,MBOCD-M)和小米油复合饮料高剂量组(millet bran oil compound drink high dose group,MBOCD-H),每组8只动物。高、中、低剂量分别按60 kg成人日饮90 mL饮料的10倍、5倍和2倍计,灌胃量为1.5 mL/100 g·d、0.75 mL/100 g·d和0.30 mL/100 g·d。模型组2灌胃0.75 mL/100 g·d含1%大豆蛋白与6%蔗糖的等量水溶液,基础组和模型组1灌胃等量蒸馏水,实验5周。动物饲养温度20～24 ℃,湿度35%～55%,日投饲料15 g/只,自由饮水,每周称体重。实验结束时采尾部静脉血,测定血清TG、TC和HDL-C 水平。

1.3数据分析

2　结果与分析

2.1饮料样品中营养与功效成分的检测结果

检测结果(见表1)表明,小米油复合饮料中的蛋白质含量符合GB16322-2003植物蛋白饮料的质量要求,该复合饮料中含有约1%的大豆蛋白。虽然每百克小米原油中,谷维素、VE与亚油酸含量分别为1020.30 mg、52.40 mg和69.24 g,但加工成复合饮料后,每100 mL饮料中谷维素、VE和亚油酸含量只有30.78 mg、1.15 mg和2.03 g。据报道[15-16],不饱和脂肪酸降血脂的剂量范围与其种类和比例有关,例如富含多不饱和脂肪酸的杜仲籽油和亚麻籽油分别在0.025～0.1 g/100 g·bw和0.05～0.5 g/100 g·bw的剂量范围内有显著的降血脂作用;而施佳慧等[17]报道的将不饱和脂肪酸含量为46.35%的磷虾油与乳化剂混合对大鼠进行灌胃,磷虾油的有效剂量在0.0083～0.0996 g/100 g范围内均有显著降血脂作用。

表1　100 mL小米油和小米油复合饮料中部分营养与功效成分测定结果

表2　不同剂量饮料对大鼠体重的影响±s)

注:*表示与模型组2比较差异显著,p<0.05;**表示与模型组2比较差异极显著,p<0.01。本实验饮料中的小米原油含量为3.0%～3.3%,相当于小米油的灌胃量为0.009～0.0495 g/100 g·d,剂量范围在以上报道结果之内,另外小米油中还含有谷维素和VE等降血脂功效成分,且具有降脂作用的大豆蛋白或可提高小米油复合饮料的降血脂作用[18]。

2.2不同剂量小米油复合饮料对大鼠体重的影响

由表2可知,各组大鼠在实验前的初体重均无明显差异(p>0.05)。实验结束时,与基础组比较,模型组2及实验组体重显著增加(p<0.05)。模型组2与各实验组相比体重增加,但差异不显著。此结果说明高脂、高热量饲料会造成动物肥胖,而小米油复合饮料可缓解因高热量造成的肥胖。这与Kim Jung Hee报道[19]的亚油酸和谷维素具有降低体重的作用,但无显著性的结果相一致。

2.3不同剂量小米油复合饮料对大鼠血脂水平的影响

由降脂实验结果(见表3)可知,与基础组相比,模型组1和2的动物血清TG、TC水平极显著升高(p<0.01),说明高脂模型建立成功。小米油复合饮料组与模型组2相比,在低、中、高剂量下的TG水平均有不同程度降低,其中低剂量组TG水平降低未达到显著性(p>0.05),中剂量组显著降低(p<0.05),高剂量组极显著降低(p<0.01)。各剂量组的TC水平也都有不同程度降低,分别下降了12.10%、20.00%和15.24%,其中低剂量组显著降低(p<0.05),中、高剂量组极显著降低(p<0.01)。各剂量组的HDL-C水平均有不同程度升高,但低剂量组没有显著性(p>0.05),中、高剂量组显著升高(p<0.05)。说明该配方小米油复合饮料在中、高剂量下能显著降低大鼠的TG和TC、升高HDL-C水平,且有一定的量效关系。赵陈勇等[11]报道的灌胃小米油低剂量(0.05 g/100 g·bw)时具有显著降血脂作用,效果优于中剂量(0.1 g/100 g·bw)和高剂量(0.5 g/100 g·bw),但未考察更低剂量下的降血脂作用。本实验结果说明小米油在0.0225～0.0495 g/100 g·d的剂量范围内同样具有显著降血脂作用。模型组1和模型组2相比,动物血清TG、TC和HDL-C水平差别不大,说明低剂量的大豆蛋白不能产生显著降血脂作用。

表3不同剂量饮料对大鼠血脂水平的影响

Table 3　Effects of different doses of the drink

组别TGTCHDL-CN1.451±0.2074.112±0.8530.928±0.420M-12.290±0.653ΔΔ7.186±0.409ΔΔ0.618±0.327ΔM-22.285±0.659ΔΔ7.179±0.760ΔΔ0.621±0.283ΔMBOCD-L1.808±0.4376.310±0.552*0.851±0.392MBOCD-M1.318±0.241*5.743±0.617**0.901±0.271*MBOCD-H1.065±0.306**6.085±0.637**0.962±0.471*

注:Δ表示与基础组比较差异显著,p<0.05;ΔΔ表示与基础组比较差异极显著,p<0.01；*表示与模型组2比较差异显著,p<0.05;**表示与模型组2比较差异极显著,p<0.01。3讨论与结论

马青等[20]研究表明,大豆蛋白显著降血脂的有效剂量为0.958 g/100 g,而本实验中高脂模型组2灌胃0.75 mL/100 g·d含1%大豆蛋白的水溶液,相当于大豆蛋白灌胃量为0.0075 g/100 g·d,远低于其有效降脂剂量,所以未体现出显著降血脂作用。小米油复合饮料的降血脂作用可能与小米油中丰富的亚油酸、谷维素、维生素E和角鲨烯等活性成分有关。实验表明,小米油复合饮料在日摄入0.75～1.5 mL/100 g·d剂量范围内均有显著的降血脂作用;摄入0.30 mL/100 g·d剂量小米油复合饮料虽可显著降低TC,但TG和HDL-C并无显著变化。说明该小米油复合饮料在一定剂量范围内有较好的降血脂作用。以上研究为小米油功能饮料的开发提供了技术支持。

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Hypolipidemic effect experimental research of millet oil compound drink

SUN Qing-shan,WANG Chang-qing*,ZHANG Sheng-wan,BAI Yun-yun, CHEN Tong,NING Qing-peng,WANG Jun-yu

(College of Life Science,Shanxi University,Taiyuan 030006,China)

Objective:To investigate the effect of hypolipidemic about the millet oil and soybean protein compound drink. Methods:The changes of serum lipid levels in high fat model rats fed with the millet oil compound drink of different doses were researched. Results:Among the three doses of the millet oil compound drink,the hypolipidemic effect of high dose(1.5 mL/100 g·d)was the best. Compared with the model group 2,the serum triglyceride(TG)and cholesterol(TC)contents were decreased significantly(p<0.01)and the high density lipoprotein cholesterol(HDL-C)content was increased remarkably(p<0.05);In middle dose(0.75 mL/100 g·d)group,TC content was decreased significantly(p<0.01)and TG content was decreased and HDL-C content was increased significantly(p<0.05);In low dose(0.30 mL/100 g·d)group,TC content was decreased significantly(p<0.05),but TG and HDL-C contents did not be changed a lot,and the hypolipidemic effect was the worst. Conclusion:The millet oil compound drink can reduce serum lipid levels in hyperlipidemia rats effectively in a certain dose range.

millet bran oil;soybean protein;compound drink;hypolipidemic

2016-03-16

孙青山(1990-)，男，硕士研究生，研究方向：功能性食品，E-mail:15735158211@163.com。

王常青(1956-)，男，学士，教授，研究方向：食品科学，E-mail:wcq@sxu.edu.cn。

山西省科技厅科技攻关计划项目(2014ZD0305)。

TS275.4

A

1002-0306(2016)17-0332-04

10.13386/j.issn1002-0306.2016.17.056