香蕉低聚糖的通便功能评价

汪雨亭,陈挺强,王 娟

(华南理工大学食品科学与工程学院,广东广州 510640)

香蕉低聚糖的通便功能评价

汪雨亭,陈挺强,王 娟*

(华南理工大学食品科学与工程学院,广东广州 510640)

为比较不同品种香蕉低聚糖的通便功能,选取皇帝蕉(Musa AA Pisang Mas)和粉蕉(Musa ABB Pisang Awak),提取低聚糖后分别设置两种浓度(高剂量组2.5 g/(kg·BW·d)和低剂量组1.25 g/(kg·BW·d)),参考《保健食品检验与评价技术规范(2003版)》中“通便功能检验方法”开展小肠运动实验和排便实验。小肠运动实验和首便时间结果表明,在95%的置信区间内,四个药剂组的小肠墨汁推进率显著高于便秘模型组,首例黑便排出时间显著低于便秘模型组,表明两种香蕉低聚糖在实验设置的两种浓度下都有促进小鼠肠道蠕动的效果,差异有统计学意义(p<0.05)。两种香蕉共四个剂量组的组间差异性不明显。同时,两种香蕉在两种浓度下对受试小鼠的排便粒数和粪便重量均无积极影响。在此基础上测定粪便含水量和肠道含水量结果表明,两种香蕉在两种浓度下对受试动物的粪便及小肠的含水量无显著影响,推测香蕉低聚糖并不是通过提高肠道系统或粪便含水量从而促进排便。

香蕉,低聚糖,通便功能,评价,皇帝蕉,粉蕉

香蕉(Masa parasdisiac),又名甘蕉、芭蕉等,属芭蕉科(Musaceae)芭蕉属(Musa),多年生单子叶大型草木[1]。香蕉是全球贸易量最大、鲜果消费量最大的水果,栽培区域遍及全球超过100个国家和地区,主要集中在南北纬20°区间的热带、亚热带地区[2]。作为一款老少皆宜的水果,香蕉果实营养丰富[3],且具有良好的保健功能,如香蕉中富含钾元素,适量食用香蕉有助于维持人体的电解质平衡和酸碱代谢平衡,有效防治低血钾症[4];日本学者山崎正利设计动物实验证实香蕉在众多蔬果中的免疫活性最好,能改善免疫系统功能[5];Kelly[6]等着力研究包括香蕉在内的不同低聚果糖的摄入对克罗恩病患者的积极影响。

而伴随着越来越快的生活节奏和越来越大的工作压力,加之饮食不规律、缺乏锻炼等不良习惯,便秘已成为现代人健康的一大困扰,且有愈趋严重的趋势。作为最常见的慢性消化道症状,其临床表现为排便次数少、排便费力或粪便过硬等[7]。全球范围内有5%～25%的人口深受便秘困扰,国内的发病率约为10%～15%[8]。便秘会对患者的身心造成严重的伤害,包括导致人体内有害物质(如硫化氢、吲哚等)累积[9]、对女性患者情绪和心理造成不良影响(如抑郁、焦虑等)[10]、易引起肛周感染[11]、增加罹患肠癌的风险[12]等,严重影响其正常生活。中西医对该病症的诊断标准有异,其形成原因也相对复杂,因此提倡多管齐下的辩证治疗,其中改善饮食结构和习惯是一种有效的预防及治疗手段[13]。

目前国内外对于香蕉低聚糖的研究相对匮乏。Wang等[14]曾设计动物实验证实大蕉低聚糖具有促进肠道蠕动的效果;同时,已有研究表明《保健食品检验与评价技术规范(2003版)》中的“通便功能检验方法”部分在验证低聚糖润肠通便效果的可行性[15-17]。本研究根据《保健食品检验与评价技术规范(2003版)》中“通便功能检验方法”部分设计小肠运动实验和排便实验,并测定粪便和肠道的含水量,以测定并比较两种香蕉品种(皇帝蕉和粉蕉)的低聚糖的通便效果。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 香蕉低聚糖 以香蕉为原料,采用水浸提得到粗糖液,通过SephadexG-25柱层析纯化获得[18];盐酸洛哌丁胺[19-20]:规格为2 mg×6 西安杨森制药有限公司,商品编码:02000553,批准文号:国药准字H10910085;阿拉伯树胶:化学纯 广州南方化玻公司(分装);活性炭粉:分析纯 天津市福晨化学试剂厂;实验所用试剂 均为分析纯。便携式手持天平,灌胃针,手术剪,眼科镊,直尺,注射器,101-1型电热鼓风干燥箱 上海锦屏仪器仪表有限公司,JA-1003型电子天平 上海精密科学仪器有限公司等。屏障环境由华南农业大学实验动物中心提供。

1.1.2 实验动物 昆明种小白鼠,无特定病原体(Specific Pathogen Free,SPF)级别,雄性,初始体重为16～19 g,由广东省医学实验动物中心提供,许可证号:SCXK(粤)2013-0002。动物实验已获华南农业大学实验动物伦理审查委员会批准。

1.2 实验方法

参照保健食品检验与评价技术规范(2003版)中关于通便功能检验的方法安排实验。60只小鼠适应性养2 d后,按照体重将小鼠随机分为空白对照组、模型对照组、皇帝蕉高剂量组、皇帝蕉低剂量组、粉蕉高剂量组和粉蕉低剂量组,每组10只小鼠,饲养于华南农业大学动物房,室温25±2 ℃,相对湿度55%±5%,自由获取食物和饮水。实验选取皇帝蕉(Musa AA Pisang Mas)和粉蕉(Musa ABB Pisang Awak),分别设置两种浓度(高剂量组2.5 g/(kg· BW· d)和低剂量组1.25 g/(kg· BW· d))开展实验。

1.2.1 造模方法 盐酸洛哌丁胺溶液的配制:取盐酸洛哌丁胺20 mg(10片),用研钵研碎后加蒸馏水至100 mL,临用前配制。模型对照组和四个剂量组连续灌胃给予盐酸洛哌丁胺溶液0.5 mL/(只·次),正常组连续灌胃给予生理盐水0.5 mL/(只·次),于早晚每天两次。灌胃14 d后,各组小鼠禁食16 h(期间自由饮水)。

1.2.2 小肠运动实验 墨汁的配制:准确称取阿拉伯树胶100 g,加水800 mL,煮沸至溶液透明,称取活性碳(粉状)50 g加至上述溶液中煮沸3次,待溶液凉后加水定容到1000 mL,于冰箱中4 ℃保存,用前摇匀。模型对照组和各香蕉低聚糖受试物组灌胃给予0.20 g/L盐酸洛哌丁胺溶液4 mg/(kg· BW),正常对照组给予生理盐水20 mL/(kg· BW)30 min后,各受试物实验组小鼠灌胃含相应剂量受试物的阿拉伯胶墨汁悬液,正常对照组和模型对照组灌胃给予空白阿拉伯胶墨汁(小鼠灌胃量为20 mL/kg)。25 min后,脱颈处死小鼠,打开腹腔分离肠系膜,剪取上端自幽门、下端至回盲部的肠管,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:

式(1)

粪便和小肠含水量测定实验的前期饲喂同小肠运动实验,造模7日后,收集6 h内的新鲜粪便,脱颈处死后取其小肠(上端自幽门、下端至回盲部),烘干至恒重,称取其干重。计算公式如下:

式(2)

1.3 数据处理方法

2 结果与分析

2. 1 小肠运动实验

经观察,小肠运动实验期间各组受试小鼠的健康状况和精神状态均良好,各项生理活动正常,未出现明显异常。

小肠运动实验期间各组受试小鼠的体重变化、进食量及摄水量如表1所示。

表1 小肠运动实验低聚糖对小鼠体重、进食量和摄水量的影响Table 1 Effect of BOS on body weight,food and water intake of mice

表2 香蕉低聚糖对小肠墨汁推进率的影响Table 2 Effect of BOS on CSS advance ratio

注：与模型组比较*p<0.05,**p<0.01,表4、表5同。

表3 排便实验低聚糖对小鼠体重、进食量和摄水量的影响Table 3 Effect of BOS on the body weight,food and water intake of mice

由表1可知,空白对照组、模型对照组与四组剂量组的初始体重、终了体重无显著性差异(p>0.05),每日进食量和摄水量也无显著性差异(p>0.05),说明受试样品香蕉低聚糖对小鼠的体重增长和进食及摄水无消极影响。

小肠运动实验结果如表2所示。

墨汁推进率需进行数据转换,X=Sin-1√P,式中P为墨汁推进率,用小数表示。由表2可知,在墨汁推进率P这一考察指标上,模型对照组(51.67%±7.60%)显著低于空白对照组(77.92%±7.04%)(p<0.01),说明本实验使用盐酸洛哌丁胺构建小鼠肠道蠕动抑制模型(便秘模型)成功。

四组剂量组的墨汁推进率与模型对照组相比均有所提高,说明皇帝蕉低聚糖和粉蕉低聚糖在1.25 g/(kg· BW· d)和2.5 g/(kg· BW· d)两种剂量下都有促进小鼠肠道蠕动的效果,差异有统计学意义(p<0.05)。比较四组剂量组,发现四组间无显著性差异(p>0.05),说明本实验中香蕉品种和剂量设置对小鼠墨汁推进率无影响。

2.2 排便实验情况

经观察,排便实验期间各组受试小鼠的健康状况和精神状态均良好,各项生理活动正常,未出现异常。各组小鼠的粪便均为黑褐色梭形,颗粒饱满,湿度适中。

排便实验期间受试小鼠的体重变化、进食量及摄水量如表3所示。

由表3可知,空白对照组、模型对照组与四组剂量组的初始体重、终了体重无显著性差异(p>0.05),每日进食量和摄水量也无显著性差异(p>0.05),说明受试样品对小鼠的体重增长和进食无消极影响。

受试样品对小鼠首便时间的影响如表4所示。在排便实验中,模型对照组的首便时间(185.9±22.6 min)显著长于空白对照组的首便时间(104.7±17.6 min)(p<0.01),说明本实验使用盐酸洛哌丁胺构建小鼠便秘模型成功。

表4 香蕉低聚糖对首便时间的影响Table 4 Effect of BOS on time of the first black dejecta of treated mice

四组剂量组的首便时间与模型对照组相比均有所缩短(p<0.05),说明在95%的置信区间内,皇帝蕉低聚糖和粉蕉低聚糖在1.25 g/(kg· BW· d)和2.5 g/(kg· BW· d)两种剂量下能缩短小鼠的首便时间;比较四组剂量组,发现四组间无显著性差异(p>0.05),说明本实验中香蕉品种和剂量设置对小鼠首便时间无影响。

表5 香蕉低聚糖对鼠粪便粒数及重量的影响Table 5 Effects of BOS on dejecta granules and weight of mice

表6 香蕉低聚糖对小鼠粪便含水量和及小肠含水量的影响Table 6 Effect of BOS on dejecta moisture content and small intestine moisture content

受试样品对小鼠粪便粒数和重量的影响如表5所示。由表5可知,模型对照组6h内的粪便粒数(20.5±5.1粒)和重量(323±96 g)均低于与空白对照组(26.0±3.9粒和432±97 g)(p<0.05),说明本研究使用盐酸洛哌丁胺构建小鼠便秘模型成功。

在6 h粪便粒数和6 h粪便重量这两个考察项目上,四组剂量组与模型对照组相比较均无显著性差异(p>0.05),说明皇帝蕉低聚糖和粉蕉低聚糖在1.25 g/(kg· BW· d)和2.5 g/(kg· BW· d)两种剂量下对6 h粪便粒数和6 h粪便重量没有积极的影响;比较四组剂量组,发现四组间无显著性差异(p>0.05),说明本实验中香蕉品种和剂量设置对小鼠6 h粪便数和重量无影响。

2.3 粪便含水量及小肠含水量的测定结果

经观察各组小鼠的粪便均为黑褐色梭形,颗粒饱满,湿度适中。

小鼠粪便含水量及小肠含水量的测定结果如表6所示。由表6可知,模型对照组、空白对照组与四组剂量组的粪便含水量及小肠含水量无显著性差异(p>0.05),说明本研究中造模药物对受试动物的粪便及小肠的含水量并无显著影响,两种香蕉(皇帝蕉和粉蕉)在两种浓度下(1.25 g/(kg· BW· d)和2.5 g/(kg· BW· d))对受试小鼠的粪便含水量及小肠含水量并无影响。

3 结论

本研究中,分别从皇帝蕉和粉蕉中提取出来的低聚糖在1.25 g/(kg· BW· d)和2.5 g/(kg· BW· d)两种剂量下能显著增加小肠墨汁推进率(p<0.05),能显著缩短小鼠的首便时间(p<0.05),进而可以推论摄入低聚糖可以促进小肠蠕动。同时,两种香蕉低聚糖在1.25 g/(kg· BW· d)和2.5 g/(kg· BW· d)两种剂量下对受试小鼠的排便粒数、粪便重量和粪便及小肠的含水量均无消极影响,推测香蕉低聚糖并不是通过提高肠道系统或粪便的水分含量从而促进排便。本研究为香蕉低聚糖在食品中的应用提供了研究基础。但动物实验结果应用于人体还存在着一定的局限性,香蕉低聚糖应用于人体的剂量一效应关系及适宜剂量,还需要人体实验加以验证。

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Evaluation on the defecation functions of banana oligosaccharides

WANG Yu-ting,CHEN Ting-qiang,WANG Juan*

(School of Food Science and Engineering,South China University of Technology,Guangzhou 510641,China)

Oligosaccharides were extracted from two cultivars of bananas(Musa AA Pisang Mas and Musa ABB Pisang Awak)separately,and 2 dose groups 2.5 g/(kg·BW·d)and 1.25 g/(kg·BW·d)were set up for each variety. According to “Handbook of Technical Standards for Testing and Assessment of Health Food in China”,the laxative effects of banana oligosaccharides(BOS)were studied. Results showed that the ink-impelling ratio of the small intestine in four BOS-dose groups was significantly greater than that in the model group,and the time of the first ink defecation was shorter than that in the model group significantly,suggesting that two BOS doses of two banana cultivars were effective in facilitating bowel movement. The difference between four dose groups was not significant. Effects of BOS on dejecta moisture content and small intestine moisture content showed no significant difference,indicating that defecation functions caused by BOS was not based on increasing the moisture content of dejecta and small intestine possibly.

banana;oligosaccharides;laxative effect;evaluation;Musa AA Pisang Mas;Musa ABB Pisang Awak

2016-08-01

汪雨亭(1993-)，女，硕士研究生，研究方向：食品科学与工程，E-mail：529763004@qq.com。

*通讯作者:王娟(1981-)，女，博士，副研究员，研究方向：食品科学与工程，E-mail：wangjuan@scut.edu.cn。

国家自然科学基金资助项目(31301530)；中央高校基本科研业务费专项资金资助(2015ZZ122)。

TS255.1

A

:1002-0306(2017)03-0357-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.03.061