彭禛菲,阿依姑麗·艾合麥提,王妙穎,海 雯

(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院,新疆烏魯木齊 830052)

野山杏屬薔薇科(Rosaceae)落葉喬木,在我國(guó)資源豐富[1],集中分布在伊犁、哈密,是重點(diǎn)保護(hù)野生植物[2-3],種植面積有擴(kuò)大趨勢(shì)[4]。近年來(lái),人們對(duì)野山杏資源利用主要集中在杏核上,如提取杏仁油、蛋白質(zhì)等成分,而果肉往往被丟棄,大大降低其利用價(jià)值。

野山杏果肉中含有大量膳食纖維(dietary fiber,DF)[5],研究發(fā)現(xiàn)膳食纖維具有預(yù)防肥胖、潤(rùn)腸通便、預(yù)防結(jié)腸癌、調(diào)節(jié)腸道菌群、調(diào)節(jié)血糖水平、預(yù)防糖尿病等功能[6-7]。水不溶性膳食纖維(insoluble dietary fibre,IDF)是膳食纖維的一部分,包括纖維素、木質(zhì)素和大部分的半纖維素等,是果蔬類食物中的主要成分[8],主要有促進(jìn)腸道機(jī)械蠕動(dòng),增加糞便體積,預(yù)防便秘、腸癌等代謝綜合性疾病的功能[9-14]。目前,大量研究集中探討IDF在腸道中的主要作用,即增加糞便重量、預(yù)防便秘[15-17],關(guān)于野山杏果肉不溶性膳食纖維(insoluble dietary fiber from wild apricot,IDFWA)對(duì)小鼠腸道功能及腸道菌群的影響相關(guān)研究較少。

本研究通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn),考察了IDFWA對(duì)小鼠小腸推進(jìn)率、首粒排便時(shí)間、首粒排藍(lán)便時(shí)間、6 h排糞便總質(zhì)量及腸道菌群的影響,以期進(jìn)一步探明IDFWA對(duì)小鼠腸道功能與腸道菌群的影響,這對(duì)充分利用新疆豐富的野山杏資源,開(kāi)發(fā)高附加值的野山杏相關(guān)成分保健食品有十分重要的意義。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

KM小鼠140只 (20±2) g,雌雄各半,新疆醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心,許可證號(hào):SYXK(新)2018-0003,適應(yīng)1周,自由飲食;野山杏果肉 新疆哈密地區(qū)伊吾縣葦子峽鄉(xiāng);依文思藍(lán) 上海如吉生物科技發(fā)展有限公司;復(fù)方地芬諾酯片(每片含鹽酸地芬諾酯2.5mg) 長(zhǎng)春長(zhǎng)紅制藥有限公司;冰乙酸、乙酸鈉 天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司;伊紅美藍(lán)培養(yǎng)基、乳酸桿菌選擇性瓊脂、雙歧桿菌BS培養(yǎng)基、纖維素酶 Solarbio;蛋白胨、瓊脂粉 北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司;羥甲基纖維素鈉 上海山浦化工有限公司。

RE-52AA型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器 上海亞榮生化儀器廠;HH-S型數(shù)顯恒溫水浴鍋 江蘇省金壇市醫(yī)療器廠;DNP-9052A型電熱恒溫培養(yǎng)箱 上海冠戈實(shí)業(yè)有限公司;PHS-3C pH 計(jì)上海儀器科學(xué)儀器股份有限公司;BSA124S型電子天平 賽多利斯科學(xué)儀器有限公司;SW-CJ-2FD型雙人單面凈化工作臺(tái) 蘇州凈化設(shè)備有限公司;TOMY SX-500高壓滅菌鍋 Kagoshima Seisakusyo Inc;THZ-82A氣浴恒溫振蕩器 江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 IDFWA的提取 將野山杏果肉切碎,于60 ℃干燥箱內(nèi)干燥24 h,粉碎,過(guò)40目篩,與5.4%醋酸緩沖鹽溶液(pH4.8)1∶15 (w/V)混合,加6%的纖維素酶,50 ℃下酶解4 h后,80 ℃滅酶10 min,過(guò)濾,所得濾渣于60 ℃干燥后,即為IDFWA。

1.2.2 IDFWA性能的測(cè)定 持水性與溶脹性的測(cè)定方法參照劉昱迪等[18]。

持水性(WHC)=(樣品吸水后的質(zhì)量(g)-樣品干質(zhì)量(g))/樣品干質(zhì)量(g)

式(1)

溶脹性(SW)=(溶脹后纖維體積V2(mL)-溶脹前體積V1(mL))/樣品干質(zhì)量(g)

式(2)

1.2.3 動(dòng)物分組及小腸推進(jìn)實(shí)驗(yàn) 參考牛廣財(cái)?shù)萚19]的方法,略有改動(dòng)。將50只KM小鼠隨機(jī)分成5組,每組10只,雌雄各半,分別為空白對(duì)照組、模型對(duì)照組(即復(fù)方地芬諾酯組)、IDFWA低劑量組(0.6 mg/(g·d))、中劑量組(1.2 mg/(g·d))、高劑量組(2.4 mg/(g·d))?？瞻讓?duì)照組及模型對(duì)照組灌服蒸餾水,低、中、高IDFWA處理組灌服相應(yīng)劑量的IDFWA,連續(xù)給藥14 d后,各組小鼠禁食不禁水12 h,除空白對(duì)照組外,模型對(duì)照組與IDFWA處理組灌服復(fù)方地芬諾酯 0.05 mg/g,進(jìn)行造模;30 min 后,各組灌服0.4%的伊文思藍(lán)(2 mg/g)。20 min后頸椎脫臼處死小鼠,打開(kāi)腹腔,取上自幽門,下至回盲部的腸管,將腸管輕輕拉成直,測(cè)量的長(zhǎng)度為小腸總長(zhǎng)度,從幽門至伊文思藍(lán)推進(jìn)前沿長(zhǎng)度,計(jì)算小鼠小腸伊文思藍(lán)推進(jìn)率[20]。

伊文思藍(lán)推進(jìn)率(%)=伊文思藍(lán)推進(jìn)長(zhǎng)度(cm)/小腸總長(zhǎng)度(cm)×100

式(3)

1.2.4 小鼠排便實(shí)驗(yàn) 按1.2.3中分組并給藥,從給予伊文思藍(lán)開(kāi)始計(jì)時(shí),單籠飼養(yǎng)每只小鼠,讓其自由飲食,觀察并記錄首粒排便時(shí)間、首粒排藍(lán)便時(shí)間及6 h排糞便總質(zhì)量。

1.2.5 IDFWA對(duì)小鼠腸道菌群影響

1.2.5.1 動(dòng)物分組 參考白冰瑤等[21]的動(dòng)物分組方法,略有改動(dòng)。將40只KM小鼠機(jī)分成4組,每組10只,雌雄各半,分別為空白組與IDFWA低劑量組(0.6 mg/(g·d))、中劑量組(1.2 mg/(g·d))、高劑量組(2.4 mg/(g·d)),除空白組灌服蒸餾水外,3組受試組灌服相應(yīng)劑量IDFWA,連續(xù)灌胃14 d,期間自由飲水與進(jìn)食標(biāo)準(zhǔn)飼料。

1.2.5.2 糞便的采集 在無(wú)菌條件下采取逼迫法、按摩腹部法收集小鼠新鮮糞便0.05 g于無(wú)菌EP管,無(wú)菌生理鹽水定容至5 mL,于漩渦振蕩器上充分振蕩,使糞便均質(zhì)化,-20 ℃凍藏,備用[22]。

1.2.5.3 菌落計(jì)數(shù) 參考白冰瑤等[21]的方法,略有改動(dòng)。取0.5 mL上述糞便菌液,進(jìn)行稀釋,選擇合適梯度的100 μL稀釋液分別涂布于相應(yīng)的選擇性培養(yǎng)基上,37 ℃培養(yǎng)。大腸桿菌(伊紅美藍(lán)培養(yǎng)基)和金黃色葡萄球菌(BP培養(yǎng)基)培養(yǎng)24 h;乳酸桿菌(乳酸桿菌選擇性瓊脂)培養(yǎng)48 h;雙歧桿菌(雙歧桿菌BS培養(yǎng)基)于厭氧帶中,培養(yǎng)48 h。

1.2.5.4 菌落鑒定、計(jì)數(shù)方法 培養(yǎng)后,以菌落形態(tài)、革蘭氏染色鏡檢確定目的菌:金黃色葡萄球菌為革蘭氏陽(yáng)性菌,排列是葡萄球狀,無(wú)芽胞,無(wú)莢膜,致病性葡萄球菌菌體較小,平板上菌落厚、有光澤、圓形凸起,直徑1～2 mm,其他3種菌參考樂(lè)碧云[23]的方法,結(jié)果以lgN表示,按以下公式計(jì)算:

每克糞便中菌落總數(shù)=lg(菌落數(shù)×稀釋倍數(shù)×10)

式(4)

1.3 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 野山杏果肉不溶性膳食纖維的持水性、膨脹性

不溶性膳食纖維的溶脹性和持水力賦予不溶性膳食纖維特殊的生理功能和保健功能[24]。本實(shí)驗(yàn)測(cè)得IDFWA的持水性和膨脹性分別為6.11 g/g、4.40 mL/g,較劉昱迪等[18]測(cè)的金針菇子實(shí)體不溶性膳食纖維持水性(3.749 g/g)和溶脹性(4.026 mL/g)高,說(shuō)明IDFWA比金針菇子實(shí)體IDF有更好的持水性與溶脹性。

2.2 小腸推進(jìn)作用變化

由表1可知,與空白對(duì)照組比較,模型對(duì)照組及IDFWA各劑量組小鼠小腸的總長(zhǎng)度沒(méi)有顯著性差異(P>0.05);與空白對(duì)照組比較,模型對(duì)照組伊文思藍(lán)推進(jìn)長(zhǎng)度和推進(jìn)率極顯著降低(P<0.01),說(shuō)明便秘模型造模成功。與模型對(duì)照組相比,低劑量組伊文思藍(lán)推進(jìn)長(zhǎng)度和推進(jìn)率顯著增加(P<0.05),糞便推進(jìn)率增加20.46%,IDFWA中、高劑量組伊文思藍(lán)推進(jìn)長(zhǎng)度和推進(jìn)率極顯著增加(P<0.01),糞便推進(jìn)率分別增加26.15%和29.04%。以上結(jié)果表明,IDFWA具有促進(jìn)小鼠小腸蠕動(dòng)、改善便秘的作用。

表1 IDFWA對(duì)小鼠小腸推進(jìn)作用的影響

2.3 糞便質(zhì)量的測(cè)定

由表2可知,與空白對(duì)照組比較,模型對(duì)照組首粒排便時(shí)間、首粒排藍(lán)便時(shí)間、6 h排便總質(zhì)量差異極顯著(P<0.01),說(shuō)明便秘模型造模成功。與模型對(duì)照組比較,IDFWA低劑量組首粒排便時(shí)間顯著縮短(P<0.05),中、高劑量組極顯著縮短(P<0.01);IDFWA各劑量組首粒排藍(lán)時(shí)間均極顯著縮短(P<0.01);中劑量組6 h排便總質(zhì)量顯著增加(P<0.05),高劑量組極顯著增加(P<0.01)。IDFWA具有明顯促進(jìn)便秘小鼠首粒排便時(shí)間、首粒排藍(lán)便時(shí)間、6 h排便總質(zhì)量的作用,且促進(jìn)便秘小鼠首粒排便時(shí)間與6 h排便總質(zhì)量與IDFWA的劑量有關(guān),隨著IDFWA劑量的增加,促進(jìn)便秘小鼠首粒排便時(shí)間、6 h排便總質(zhì)量的作用增強(qiáng)。

表2 IDFWA對(duì)小鼠首粒排便時(shí)間、首粒排藍(lán)便時(shí)間和6 h排便總質(zhì)量的影響

2.4 腸道菌群數(shù)量的測(cè)定

如表3所示,與空白對(duì)照組相比,IDFWA低劑量組中大腸桿菌數(shù)量極顯著降低(P<0.01),降低了13.53%,中、高劑量組中大腸桿菌數(shù)量有所降低,但差異不顯著(P>0.05),說(shuō)明IDFWA對(duì)體內(nèi)大腸桿菌有一定的抑制作用,低劑量組抑制作用最好;各劑量組中金黃色葡萄球菌數(shù)量均有所降低,但不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

表3 IDFWA對(duì)小鼠腸道菌群的影響(lg CFU/g)

與空白對(duì)照組比較,中、高劑量組小鼠糞便中乳酸桿菌數(shù)量分別顯著增加了8.92%和7.79%(P<0.05),各劑量組的雙歧桿菌數(shù)量均極顯著增加(P<0.01),分別增加了12.23%、14.04%和13.78%,說(shuō)明IDFWA有促進(jìn)乳酸桿菌和雙歧桿菌生長(zhǎng)的作用。

3 討論與結(jié)論

IDFWA的持水性和膨脹性分別為6.11 g/g、4.40 mL/g,有較好的持水性與溶脹性。膳食纖維由于高持水力和較大的膨脹性能,在腸胃道中更容易吸水膨脹形成大體積、高黏度的溶膠或凝膠,產(chǎn)生飽腹感而抑制進(jìn)食量,同時(shí)刺激腸道蠕動(dòng),吸附腸道的油脂,從而達(dá)到減肥、通便等作用[25]。

IDFWA能明顯提高小鼠小腸推進(jìn)率、降低首粒排便時(shí)間、降低首粒排藍(lán)便時(shí)間和增加小鼠6 h排便總質(zhì)量,表明具有良好的潤(rùn)腸通便的作用,其中對(duì)小鼠小腸推進(jìn)率、小鼠6 h排便總質(zhì)量的影響存在量效關(guān)系。長(zhǎng)期便秘可誘發(fā)相關(guān)機(jī)體細(xì)胞癌變[26]。便秘的形成主要與腸道蠕動(dòng)不足、腸道益生菌數(shù)量下降等有關(guān),如能提高腸道內(nèi)容物的持水能力和膨脹性、促進(jìn)腸道蠕動(dòng)或增加腸道益生菌數(shù)量的物質(zhì),均能起到改善便秘的效果[27]。

DF在腸道內(nèi)酵解產(chǎn)生的短鏈脂肪酸能夠降低腸道內(nèi)的pH,低pH環(huán)境能夠在一定程度上抑制大腸桿菌的增殖[30],從而減少有害菌的生長(zhǎng),乳酸桿菌與雙歧桿菌為腸道中的益生菌,益生菌能夠明顯改變腸道中的內(nèi)環(huán)境,改善便秘。IDFWA能抑制腸道大腸桿菌與金黃色葡萄球菌的生長(zhǎng),促進(jìn)乳酸桿菌與雙歧桿菌生長(zhǎng)。該結(jié)果表明IDFWA能夠抑制腸道中有害菌的生長(zhǎng),促進(jìn)益生菌的生長(zhǎng),該作用進(jìn)一步提示IDFWA通過(guò)改善腸道內(nèi)環(huán)境,從而改善便秘。

IDFWA通過(guò)其良好持水性和膨脹能力、促進(jìn)腸道的蠕動(dòng)以及增加腸道的益生菌的作用,呈現(xiàn)對(duì)腸道的內(nèi)環(huán)境具有很好的改善效果,達(dá)到潤(rùn)腸通便改善便秘的功效。