徐小琴,楊立琛,鄧桂龍,馮玉紅,*
(1.重慶驕王天然產(chǎn)物股份有限公司,重慶300457;2.杭州娃哈哈集團(tuán)有限公司,浙江杭州310018)
菊粉(Inulin)是一種生物多糖,以能量的形式存在于多種植物和蔬菜里,尤其大量存在于菊科植物例如菊芋、菊苣等的塊根中[1]。從化學(xué)結(jié)構(gòu)來看,菊粉是天然果聚糖類碳水化合物,由直鏈果糖分子組成,通過β-2,1-糖苷鍵連接,分子鏈平均長度約10個(gè)~15個(gè)果糖單位,最長達(dá)60個(gè)果糖單位,還原性末端連接一個(gè)葡萄糖殘基,平均分子量約為3 000~5 000[2]。作為一種天然可溶性膳食纖維,菊粉幾乎不被胃酸水解和消化,而在結(jié)腸中被大量有益微生物發(fā)酵,因而具備多種保健功能,如控制血脂、調(diào)節(jié)血糖、改善腸道功能、促進(jìn)礦物質(zhì)吸收等[3-8]。菊粉不僅可以作為脂肪替代品應(yīng)用于低能量食品生產(chǎn),而且具有膳食纖維以及益生元的生理功能,是一種優(yōu)秀的功能性食品基料,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥保健品行業(yè)[9-12]。
近年來,隨著現(xiàn)代人生活節(jié)奏的加快、飲食結(jié)構(gòu)和行為生活習(xí)慣的改變,以及精神心理因素的影響,便秘的發(fā)病率有逐漸上升趨勢,人群便秘的發(fā)病率為3%~20%,嚴(yán)重影響人們的生活質(zhì)量[13]。精細(xì)的飲食向谷物食品的轉(zhuǎn)變已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢,谷物食品的膳食結(jié)構(gòu)能促進(jìn)腸道健康,谷物主要為人體提供碳水化合物、蛋白質(zhì)、膳食纖維和B族維生素,是人體熱能最主要的來源。本文首次以菊粉和谷物粉為原料,其中谷物粉由燕麥粉、大米粉、紅豆粉組成,探討了對(duì)便秘模型小鼠潤腸通便的作用,為開發(fā)以菊粉為功效素材的保健食品奠定一定的基礎(chǔ)。
菊粉:重慶驕王天然產(chǎn)物股份有限公司;谷物粉:徐州綠莊園食品有限公司;麻仁丸:湖北諾得勝制藥有限公司;復(fù)方地芬諾酯片:合肥久聯(lián)制藥有限公司;阿拉伯樹膠:西隴化工股份有限公司;活性炭:阿拉丁;ICR雄性小鼠:浙江中醫(yī)藥大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供。
JA2003N電子天平:上海菁海儀器有限公司;DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器:鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司。
2.1.1 實(shí)驗(yàn)分組及給藥劑量
取ICR雄性小鼠96只,隨機(jī)分成6組,即空白對(duì)照組、模型對(duì)照組、陽性對(duì)照組,谷物粉+低劑量菊粉組(D+10A)、谷物粉+高劑量菊粉組(D+30A)和高劑量菊粉組(30A組)。每組16只,各8只分籠喂養(yǎng)(分別為7 d和15 d試驗(yàn))。各組給予基礎(chǔ)飼料,空白對(duì)照組、模型對(duì)照組每天給予等容量的生理鹽水,陽性對(duì)照組每天以相同的容量灌麻仁丸試液(78 mg/mL,按人每日12 g推薦劑量),各個(gè)劑量組每天以0.2 mL/10 g的容量對(duì)小鼠給予受試物灌胃,連續(xù)灌胃7 d或15 d,其中菊粉人體推薦量為10 g/d,谷物粉人體推薦量為2 g/d,灌胃前配成水溶液。
2.1.2 造模及測定指標(biāo)
給受試品7天或15天后,各組小鼠禁食不禁水16 h。模型對(duì)照組、陽性對(duì)照組、各劑量組灌胃給予復(fù)方地芬諾酯(5 mg/kg),空白對(duì)照組給予蒸餾水。0.5 h后,劑量組分別給予含相應(yīng)受試樣品的墨汁(含5%的活性炭、10%阿拉伯樹脂),陽性對(duì)照組給予含陽性藥的墨汁,空白對(duì)照組和模型對(duì)照組給墨汁灌胃。給藥容量均為0.2 mg/10 g。25 min后立即脫頸椎處死小鼠,打開腹腔分離腸系膜,剪取上端自幽門,下端至回盲部的腸管,測量腸管長度為小腸總長度,從幽門至墨汁前沿為墨汁推進(jìn)長度,計(jì)算墨汁推進(jìn)率:
墨汁推進(jìn)率/%=墨汁推進(jìn)長度(cm)/小腸總長度(cm)×100。
2.2.1 實(shí)驗(yàn)分組及給藥劑量
取ICR雄性小鼠96只,實(shí)驗(yàn)分組、給藥量同2.1.1。
2.2.2 造模及測定指標(biāo)
給受試藥品7天或15天后,各組小鼠禁食不禁水16 h。空白對(duì)照組灌胃蒸餾水,模型對(duì)照組、陽性對(duì)照組、各劑量組灌胃復(fù)方地芬諾酯(10 mg/kg)。30 min后,陽性對(duì)照組、各劑量組分別給予含陽性藥、受試樣品的墨汁,空白對(duì)照組和模型對(duì)照組灌胃墨汁,給藥容量均為0.2 mL/10 g。小鼠單籠飼養(yǎng),正常進(jìn)食飲水。記錄每只小鼠自灌胃墨汁起首次排黑便時(shí)間、6 h內(nèi)排黑便粒數(shù)及重量。
用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布、方差齊者用方差分析,不符合的用秩和檢驗(yàn)。
3.1.1 菊粉和谷物粉對(duì)小鼠體重的影響
實(shí)驗(yàn)過程中,空白對(duì)照組、模型對(duì)照組、陽性對(duì)照組及各劑量組小鼠皮毛有光澤,行動(dòng)靈活,食量及大便正常。7 d實(shí)驗(yàn)小鼠體重基本都下降,空白對(duì)照組體重下降最大,且與各組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,推測是小鼠適應(yīng)新的環(huán)境和飲食改變的表現(xiàn)。15 d實(shí)驗(yàn)小鼠體重增加,各組間無顯著差異。
3.1.2 菊粉和谷物粉對(duì)小鼠小腸運(yùn)動(dòng)的影響
以墨汁推進(jìn)率為指標(biāo),考察菊粉和谷物粉對(duì)小鼠小腸運(yùn)動(dòng)的影響,試驗(yàn)分組、造模及飼喂方法見2.1.1和2.1.2,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1~表2。
表1 菊粉和谷物粉對(duì)小鼠小腸運(yùn)動(dòng)的影響(7 d)Table 1 Effects of inulin and cereal powder on small intestine movement in mice(7 days)
表2 菊粉和谷物粉對(duì)小鼠小腸運(yùn)動(dòng)的影響(15 d)Table 2 Effects of inulin and cereal powder on small intestine movement in mice(15 days)
由表1和表2的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可見,7 d實(shí)驗(yàn)與15 d實(shí)驗(yàn)中,模型對(duì)照組與空白對(duì)照組相比,墨汁推進(jìn)率都顯著降低(P<0.05),表明造模成功。而陽性對(duì)照組與模型對(duì)照組比較,差異無顯著性(P>0.05),表明陽性藥不能明顯促進(jìn)小腸運(yùn)動(dòng)。7 d實(shí)驗(yàn)中,D+10A組、D+30A組、30A組與模型組比較,墨汁推進(jìn)率較高,且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。而15 d實(shí)驗(yàn)中,各劑量組與模型組相比,都能促進(jìn)墨汁推進(jìn)率,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。
表3 菊粉和谷物粉對(duì)小鼠首便時(shí)間和排黑便量的影響(7 d)Table 3 Effects of inulin and cereal powder on first stool time and quantity of black stool of mice(7 days)
表4 菊粉和谷物粉對(duì)小鼠首便時(shí)間和排黑便量的影響(15 d)Table 4 Effects of inulin and cereal powder on first stool time and quantity of black stool of mice(15 days)
3.2.1 菊粉和谷物粉對(duì)小鼠體重的影響
實(shí)驗(yàn)過程中,空白對(duì)照組、模型對(duì)照組、陽性對(duì)照組及各劑量組小鼠皮毛有光澤,行動(dòng)靈活,食量及大便正常。各組小鼠體重隨時(shí)間增加而增長,與空白對(duì)照組比較,各試驗(yàn)劑量組體重增長未見顯著性差異。
3.2.2 菊粉和谷物粉對(duì)小鼠首便時(shí)間和排黑便量的影響
以首次排黑便時(shí)間和6 h排黑便粒數(shù)/重量為指標(biāo),考察菊粉和谷物粉對(duì)小鼠首便時(shí)間和排黑便量的影響,試驗(yàn)分組、造模及飼喂方法見2.1.1和2.1.2,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3~表4。
以小鼠首次排便時(shí)間為指標(biāo)時(shí),模型組與空白對(duì)照組差異極顯著性(P<0.01),表示造模成功。各指標(biāo)結(jié)果表明陽性對(duì)照組、各劑量組對(duì)小鼠首便時(shí)間有縮短作用,或?qū)ε疟懔坑性黾拥淖饔谩R孕∈笫妆銜r(shí)間為指標(biāo),7 d實(shí)驗(yàn)中,各劑量組與陽性藥比較,D+30A組首次排便時(shí)間明顯比陽性組短,有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);15 d實(shí)驗(yàn)中的全部劑量組都比陽性組短,且都有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。以小鼠6 h排便粒數(shù)為指標(biāo),7 d實(shí)驗(yàn)中,D+10A組、D+30A組和30A組增加排便粒數(shù)作用明顯強(qiáng)于陽性組(P<0.05);而15天實(shí)驗(yàn)中,6 h排黑便重量D+10A組、D+30A組和30A組均極顯著高于模型對(duì)照組(P<0.01),單獨(dú)使用高劑量菊粉的效果,與菊粉與谷物粉合用類似。
早期研究發(fā)現(xiàn)慢性便秘與水分?jǐn)z取不足、腸道平滑肌肌張力下降、腸道蠕動(dòng)減慢及排便肌群活動(dòng)障礙等有關(guān),近年來研究發(fā)現(xiàn)腸道菌群失調(diào)在慢性便秘的發(fā)病過程中起著重要的作用[14]。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn),頑固性便秘病人結(jié)腸黏膜菌群紊亂,表現(xiàn)為結(jié)腸黏膜菌群多樣性減少[15]。國外大量研究表明[16-22]:菊粉作為益生元,單獨(dú)或與益生菌合用,可以有效改善便秘癥狀,降低便秘的發(fā)病幾率。這些研究結(jié)果提示,菊粉自身具有潤腸通便的作用,這與本文的研究結(jié)果一致;此外,大量的研究表明菊粉還可以促進(jìn)益生菌增殖,協(xié)同發(fā)揮作用。對(duì)于菊粉和谷物粉合用,是否可以促進(jìn)益生菌增殖,還有待進(jìn)一步研究。
參考文獻(xiàn):
[1]彭英云,鄭清,張濤.菊粉的功能與利用[J].食品研究與開發(fā),2012,33(10):236-240
[2]劉小杰,趙允,童紀(jì)峰.菊粉與骨健康的研究[C].FIC2008學(xué)術(shù)論文集,2008:151-153
[3]Gibson G R,Bear E R,Wang X,et al.Selective stimulation of bifidobacteria in the human colon by oligofructose and inulin[J].Gastroenterology,1995,108:975-982
[4]Canzi E,Brighenti F B,Casiraghi M C,et al.Effect of consumption of a ready-to-eat breakfast cereal containing inulin on the intestinal milieu and blood lipids in healthy male volunteers[J].Cur J Clin Nun,1999,53(9):726-733
[5]Bosscher D,van loo J,Franck A.Inulin and oligofructose as functional ingredients to improve bone mineralization[J].International Dairy Journal,2006,16:1092-1097
[6]Pedersen A,Sandstrom B,van Amelsvoort,et al.The effect of ingestion of inulin on blood lipids and gastrointestinal symptoms in healthy females[J].Br J Nutr,1997,78:215-222
[7]Lopez H W,Coudray C,Levrat-Vemy M A,et al.Fructo-oligosaccharides enhance mineral apparent absorption and counteract the deleterious effects of phytic acid on mineral homeostasis in rats[J].J.Nutr.Biochem.,2000(11):500-508
[8]Kim Y Y,Jang K H,Lee E Y,et al.The effect of chicory fructan fibre on calcium absorption and bone metabolism in postmenopausal women[J].Nutritional sciences,2004(7):151-157
[9]羅登林,武延輝,徐寶成,等.菊粉在面制品中的應(yīng)用現(xiàn)狀及展望[J].食品科學(xué),2014,35(3):253-258
[10]于偉.菊粉保健酸奶的研制[J].乳業(yè)科學(xué)與技術(shù),2012,35(4):7-10
[11]羅登林,武延輝,徐寶成.菊粉在香腸中的應(yīng)用現(xiàn)狀及展望[J].食品科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào),2015,33(4):57-62
[12]姜瞻梅,鄭文靜,黃占權(quán),等.防便秘酸乳的研制[J].中國乳品工業(yè),2010,38(2):28-29,64
[13]Ghosh S,Papachrysostomou M,Batool M,et al.Long-term results of subtotal colectomy and evidence of noncolonic involvement in patients with idiopathic slow-transit constipation[J].Scandinavian Journal of Gastroenterology,1996,31:1083-1091
[14]于阿莉,劉響,安瑩瑩,等.腸道菌群失調(diào)與慢性便秘的研究進(jìn)展[J].國際消化病雜志,2017,37(2):83-86
[15]王林,姜軍,丁威威,等.頑固性便秘病人結(jié)腸黏膜菌群的變化特征[J].腸外與腸內(nèi)營養(yǎng),2014,21(1):12-15
[16]Bas,türk A,Artan R,Yllmaz A.Efficacy of synbiotic,probiotic,and prebiotic treatments for irritable bowel syndrome in children:A randomized controlled trial[J].Turk J Gastroenterol,2016,27(5):439-443
[17]Cudmore S,Doolan A,Lacey S,et al.A randomised,double-blind,placebo-controlled clinical study:the effects of a synbiotic,Lepicol,in adults with chronic,functional constipation[J].Int J Food Sci Nutr,2016,24:1-12
[18]Micka A,Siepelmeyer A,Holz A,et al.Effect of consumption of chicory inulin on bowel function in healthy subjects with constipation:a randomized,double-blind,placebo-controlled trial[J].Int J Food Sci Nutr,2016,5:1-8
[19]Collado Yurrita L,San Mauro Martín I,Ciudad-Caba?as MJ,et al.Effectiveness of inulin intake on indicators of chronic constipation;a meta-analysis of controlled randomized clinical trials[J].Nutr Hosp,2014,30(2):244-252
[20]Marteau P,Jacobs H,Cazaubiel M,et al.Effects of chicory inulin in constipated elderly people:a double-blind controlled trial[J].Int J Food Sci Nutr,2011,62(2):164-170
[21]Gruenwald J,Busch R,Bentley C.Efficacy and tolerability of Laxatan Granulat in patients with chronic constipation[J].Clin Exp Gastroenterol,2009,2:95-100
[22]Kleessen B,Sykura B,Zunft HJ,et al.Effects of inulin and lactose on fecal microflora,microbial activity,and bowel habit in elderly constipated persons[J].Am J Clin Nutr,1997,65(5):1397-1402