華 梅，樊美玲，李志滿，董麗娜，李珊珊，孫印石,*

（1.中國農(nóng)業(yè)科學院特產(chǎn)研究所，吉林 長春 130112；2.吉林省中醫(yī)藥科學院，吉林 長春 130021）

人參（Panax ginsengC. A. Mey.）為五加科人參屬多年生草本植物，以干燥根和莖入藥，自古被視為強身補氣上品?，F(xiàn)代醫(yī)學研究也證實，人參在抗腫瘤、抗衰老、抗疲勞、調(diào)節(jié)免疫力及神經(jīng)系統(tǒng)保護等多個方面具有重要作用[1]。人參的主要成分包括皂苷、多糖、揮發(fā)性油脂和氨基酸等[2]，這些化學成分往往存在于藥渣中。而這些藥渣通常被當作廢棄物丟棄，僅有一小部分作為肥料進行再利用，產(chǎn)品附加值極低[3-4]。為充分發(fā)揮人參藥用資源潛力，有必要對藥渣，特別是人參膳食纖維進行深入研究和開發(fā)，進一步拓展人參高值化利用空間。

膳食纖維通常不能被小腸消化吸收，但卻是大腸中腸道菌群的重要發(fā)酵底物和能量來源，它可經(jīng)腸道菌群發(fā)酵產(chǎn)生短鏈脂肪酸等小分子物質(zhì)，通過腸道上皮細胞被人體吸收，進而在不同組織器官中發(fā)揮作用[5]。近年的研究證實，膳食纖維在調(diào)節(jié)機體糖脂代謝和氧化應(yīng)激狀態(tài)、改善心腦血管疾病、調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)等方面具有突出作用，可通過腸道微生物-腸-腦軸系統(tǒng)影響物質(zhì)代謝、能量穩(wěn)態(tài)和宿主健康[6-9]。當前，不同來源膳食纖維的功效活性引起人們的巨大興趣。人參作為市場接受度最廣的藥食兩用植物，其食用價值和保健功效毋庸置疑。人參藥渣中70%以上為人參膳食纖維，但是目前關(guān)于人參膳食纖維的研究還相對較少。華梅等[3]對人參膳食纖維營養(yǎng)成分、多糖結(jié)構(gòu)及熱穩(wěn)定性進行系統(tǒng)研究，證實了人參膳食纖維具有豐富的營養(yǎng)價值和良好的加工潛力。此外，Hua Mei等[10]還證實了人參膳食纖維具有良好的體外葡萄糖和脂質(zhì)吸附作用，為其體內(nèi)功效研究提供了參考。劉婷婷等[11]利用雙螺桿擠出技術(shù)對人參膳食纖維的提取工藝進行優(yōu)化；閆璐[12]對其體內(nèi)降血脂功效進行了初步研究。但是這些研究還遠遠未將人參膳食纖維的性質(zhì)和功效解釋清楚，這使得人參膳食纖維的食藥用價值被低估。

本課題組前期研究證實，人參膳食纖維具有良好的體外降糖、降脂[10]和抗氧化作用[13]，同時也發(fā)現(xiàn)，人參膳食纖維能夠顯著促進不同乳酸菌的體外增殖。在此基礎(chǔ)上，本研究以不同劑量人參水溶性膳食纖維（water soluble dietary fiber from ginseng，GSDF）連續(xù)灌胃健康SD大鼠15 d，通過測定大鼠生長性能、氧化應(yīng)激水平、炎癥因子水平和腸道菌群結(jié)構(gòu)等指標評價GSDF對健康大鼠生長狀況和腸道健康的影響。本研究旨在通過GSDF對健康大鼠的體內(nèi)活性研究探討其可能具有的健康功效，揭示GSDF食用價值，并為其在疾病模型上的研究應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料、動物與試劑

5 年生人參購自吉林省撫松縣，經(jīng)中國農(nóng)業(yè)科學院特產(chǎn)研究所特種動植物加工團隊鑒定為人參屬人參根（Panax ginsengC. A. Mey.）。人參藥渣為人參根經(jīng)10 倍體積水煎煮提取2 次（2 h/次）后的殘渣經(jīng)60 ℃干燥粉碎所得。按照GB 5009.88—2014《食品中膳食纖維的測定》提取GSDF，根據(jù)前期實驗測定結(jié)果已知GSDF中總糖質(zhì)量分數(shù)為51%、糖醛酸質(zhì)量分數(shù)18%、蛋白質(zhì)量分數(shù)10%，且不含脂肪[3]。高效液相色譜檢測結(jié)果顯示其中不含人參皂苷。

參考姜婷婷[14]、李少艇[15]的方法，選擇SPF級6 周齡雄性SD大鼠為實驗動物，體質(zhì)量（150.0±5.0）g，使用許可證號：SYXK（吉）2018-0001，購自遼寧長生生物技術(shù)股份有限公司，生產(chǎn)許可證號：SCXK（遼）2020-0001。所有動物實驗經(jīng)中國農(nóng)業(yè)科學院特產(chǎn)研究所倫理委員會評估許可，并嚴格遵守動物管理條例進行。飼料、墊料均購買于遼寧長生生物技術(shù)股份有限公司。實驗所用飲用水、生理鹽水均經(jīng)過高溫高壓滅菌處理。

羅氏家用卓越型血糖試紙 羅氏診斷產(chǎn)品（上海）有限公司；超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、丙二醛（malondialdehyde，MDA）、谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）（GSH-Px活力以GSH濃度表示）、總抗氧化能力（total antioxidant capacity，T-AOC）（T-AOC以Trolox當量表示）、總膽固醇（total cholesterol，TC）、總甘油三酯（triglyceride，TG）、高密度脂蛋白膽固醇（high density lipoprotein cholesterol，HDL-C）、低密度脂蛋白膽固醇（low density lipoprotein cholesterin，LDL-C）檢測試劑盒南京建成生物工程研究所；胰島素、炎癥因子（腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor α，TNF-α）、白細胞介素（interleukin，IL）1β、IL-2、IL-4）酶聯(lián)免疫吸附測定試劑盒 上海酶聯(lián)生物科技有限公司；其他試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

血糖儀 羅氏診斷產(chǎn)品（上海）有限公司；QD8J/BL單煎機 青島達爾電子機械銷售有限公司；Megafuge 8R高速低溫離心機 美國Thermo Scientific公司；ALPHA 1-4 LD Plus冷凍干燥機 德國Marin Christ公司；Epoch 2酶標儀 美國Bio-Tek公司；ZDX-35B高壓滅菌鍋 上海申安醫(yī)療器械廠；超低溫冰箱 青島海爾空調(diào)電子有限公司。

1.3 方法

1.3.1 動物實驗分組

24 只健康SD大鼠于SPF級動物房恒溫恒濕飼養(yǎng)，保證12 h光照/12 h黑暗循環(huán)條件，給予基礎(chǔ)飼料和足量飲用水，并定期更換墊料、清洗籠子。適應(yīng)性飼養(yǎng)7 d后，隨機分為對照組、GSDF低劑量組和GSDF高劑量組，每組8 只。飲用水經(jīng)121 ℃、15 min高溫高壓滅菌處理，不同劑量GSDF溶液由無菌生理鹽水配制，每日現(xiàn)配現(xiàn)用。GSDF劑量根據(jù)《中國藥典（2015版）》中人參的人體推薦攝入量上限9 g/（60 kgmb·d）計算，根據(jù)人參膳食纖維提取率計算得到人參中GSDF質(zhì)量分數(shù)約3%～5%，折算后得到大鼠給藥劑量為50 mg/（kgmb·d），另設(shè)高劑量100 mg/（kgmb·d）。

每日上午對照組大鼠灌胃生理鹽水2 mL/d，GSDF低、高劑量組分別按50 mg/（kgmb·d）和100 mg/（kgmb·d）劑量灌胃GSDF溶液，連續(xù)灌胃15 d。

1.3.2 樣品采集

灌胃期間，每日觀察大鼠基本狀況并記錄體質(zhì)量和采食量。實驗結(jié)束前1 d無菌收集糞便于－80 ℃保存。之后大鼠禁食不禁水12 h以上，次日戊巴比妥鈉麻醉后處死大鼠，心臟采血，收集血液樣本。摘取大鼠肝臟、脾臟和胸腺，稱質(zhì)量。

1.3.3 生長性能指標測定

根據(jù)末次給藥后大鼠體質(zhì)量和體長，按式（1）計算Lee’s指數(shù)。

根據(jù)實驗周期內(nèi)大鼠體質(zhì)量增加量和采食量計算體質(zhì)量增長率和飼料利用率，分別按式（2）、（3）計算。

1.3.4 臟器指數(shù)測定

根據(jù)大鼠解剖前體質(zhì)量、肝臟、脾臟和胸腺質(zhì)量，按式（4）計算臟器指數(shù)。

1.3.5 糖脂代謝、氧化應(yīng)激和炎癥因子指標測定

禁食12 h以上后，心臟穿刺采血，收集血液，用血糖儀測定大鼠空腹血糖濃度。經(jīng)4 000 r/min離心10 min收集血清，－80 ℃保存。大鼠血清胰島素、脂質(zhì)代謝指標（TC、TG、LDL-C和HDL-C濃度）、氧化應(yīng)激指標（SOD活力、MDA濃度、GSH-Px活力、T-AOC）和炎癥因子（TNF-α、IL-1β、IL-2、IL-4）水平分別按相應(yīng)試劑盒說明書步驟測定。胰島素抵抗指數(shù)（insulin resistance index，HOMA-IR）按式（5）計算。

1.3.6 糞便水分質(zhì)量分數(shù)和pH值測定

稱取糞便約0.25 g，以1∶9（m/V）比例加入蒸餾水稀釋，4 000 r/min離心5 min，取上清液測定pH值。稱取糞便約0.3 g，于100 ℃烘箱內(nèi)干燥至恒質(zhì)量，記錄質(zhì)量變化，按式（6）計算糞便水分質(zhì)量分數(shù)。每組樣品重復(fù)測定3 次。

1.3.7 16S rRNA糞便腸道菌群結(jié)構(gòu)分析

快速無菌取糞便約0.25 g，干冰保存并送至上海派森諾生物科技股份有限公司。按照16S rRNA V3～V4可變區(qū)設(shè)計聚合酶鏈式反應(yīng)擴增引物序列（正向引物：5’-ACTCCTACGGGAGGCAGCA-3’；反向引物：5’-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3’），采用Illumina NovaSeq平臺進行測序。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

各組數(shù)據(jù)以平均值±標準差表示。應(yīng)用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件進行單因素方差分析，通過最小顯著性差異事后檢驗比較樣本差異，P＜0.05表示差異顯著，P＜0.01表示差異極顯著。對腸道菌群16S rRNA擴增原始數(shù)據(jù)進行去冗余處理，以95%相似度劃分操作分類單元（operational taxonomic unit，OTU），并以此為基礎(chǔ)進行物種組成及多樣性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 GSDF對健康大鼠生長性能的影響

實驗期間大鼠狀態(tài)良好，身體情況和行為活動未見異常，3 組大鼠外觀未見明顯差異。由表1可知，攝入GSDF可以提高健康大鼠的體質(zhì)量增長率、總采食量、飼料利用率和Lee’s指數(shù)。與對照組相比，GSDF干預(yù)組采食量極顯著增加（P＜0.01），GSDF低劑量組Lee’s指數(shù)顯著增加（P＜0.05）。禽畜動物的采食行為受到機體能量代謝和神經(jīng)因子分泌水平的調(diào)控[16]，對其生長性能影響最為顯著?；艨琢值萚17]通過對神經(jīng)肽RFRP-3的研究證實，下丘腦神經(jīng)因子可以影響大鼠采食模式，從而提升大鼠飼料利用率和生長性能。在本研究中，GSDF能夠極顯著提升大鼠采食量，并使其Lee’s指數(shù)也有所提高，但對體質(zhì)量增長率和飼料利用率的影響不顯著。這表明攝入GSDF可能對大鼠食欲有所影響，由于多進食的飼料含有不可消化的膳食纖維，雖然大鼠體質(zhì)量上升，但未造成脂肪堆積或肥胖。

表1 GSDF對大鼠體質(zhì)量增長率、采食量、飼料利用率和Lee’s指數(shù)的影響（n＝ 8）Table 1 Effect of GSDF on percent body mass gain, food intake, food utilization and Lee’s index in rats (n= 8)

2.2 GSDF對大鼠臟器指數(shù)的影響

GSDF干預(yù)組大鼠的肝臟、脾臟和胸腺與對照組在外觀上無差異。由表2可知，攝入GSDF未對大鼠肝臟、脾臟和腎臟指數(shù)產(chǎn)生顯著影響，表明15 d的GSDF干預(yù)未對大鼠主要器官產(chǎn)生損傷。

表2 GSDF對大鼠臟器指數(shù)的影響（n＝8）Table 2 Effect of GSDF on organ indexes of rats (n= 8)

2.3 GSDF對大鼠糖脂代謝水平的影響

糖脂代謝是生命活動的核心內(nèi)容之一，膳食纖維的飲食干預(yù)尤其對此有重要影響。由表3可知，與對照組相比，攝入GSDF使大鼠空腹血糖濃度呈下降趨勢，GSDF高劑量組大鼠空腹血糖濃度顯著降低（P＜0.05），而GSDF低劑量組空腹胰島素水平顯著升高（P＜0.05），但GSDF干預(yù)組HOMA-IR較對照組均無顯著變化。與對照組相比，GSDF低劑量組TC濃度顯著降低（P＜0.05），GSDF高劑量組TG濃度極顯著降低（P＜0.01），但GSDF干預(yù)組大鼠的HDL-C和LDL-C濃度均未發(fā)生顯著變化。以上結(jié)果表明，GSDF可以通過降低血糖、膽固醇和甘油三酯水平對大鼠的糖脂代謝產(chǎn)生有益影響。

表3 GSDF對大鼠血糖、血脂水平的影響（n＝8）Table 3 Effect of GSDF on blood glucose and lipid levels in rats (n= 8)

2.4 GSDF對大鼠氧化應(yīng)激水平的影響

MDA是機體脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的主要代謝產(chǎn)物。體內(nèi)代謝過程中產(chǎn)生的自由基引起了脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，產(chǎn)生的MDA等醛類物質(zhì)可與DNA、膜蛋白和酶等生物分子發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，使細胞膜通透性增加，導致細胞膜結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生改變，最終對細胞造成嚴重損傷[18]。由圖1可知，與對照組相比，攝入GSDF極顯著降低了大鼠血清MDA濃度，極顯著提高了血清T-AOC（P＜0.01），但對SOD活力和GSH-Px活力無顯著影響。以上結(jié)果表明，GSDF可以通過清除MDA減輕細胞氧化損傷程度，從而對抵抗疲勞和延緩衰老產(chǎn)生積極作用。

圖1 GSDF對大鼠血清氧化應(yīng)激水平的影響（n＝8）Fig. 1 Effect of GSDF on serum oxidative stress level in rats (n = 8)

2.5 GSDF對大鼠炎癥因子水平的影響

有研究表明，血清炎癥因子水平與膳食纖維攝入量有關(guān)，膳食纖維能夠使正常人群和糖尿病患者體內(nèi)升高的炎癥因子水平降低，如TNF-α、C-反應(yīng)蛋白、IL-6、IL-8等[19-20]。膳食纖維還可以降低脂質(zhì)過氧化程度，從而降低炎癥因子水平[21]。此外，膳食纖維的降糖機制還可能與其抗炎效應(yīng)有關(guān)[22]。由圖2可知，與對照組相比，低劑量GSDF極顯著降低了大鼠血清炎癥因子TNF-α和IL-4質(zhì)量濃度（P＜0.01），顯著降低了IL-1β質(zhì)量濃度（P＜0.05），但高劑量GSDF對大鼠血清4 種炎癥因子水平均無顯著影響。本研究結(jié)果表明，GSDF降低了健康大鼠血糖血脂水平，同時下調(diào)了血清炎癥因子水平，但其中的作用機制還有待進一步研究。

圖2 GSDF對大鼠血清炎癥因子水平的影響（n＝8）Fig. 2 Effect of GSDF on serum inflammatory factors level in rats (n = 8)

2.6 GSDF對大鼠腸道健康的影響

2.6.1 GSDF對大鼠糞便水分質(zhì)量分數(shù)和pH值的影響

提高糞便含水量被認為是水溶性膳食纖維最典型的促進腸道健康作用之一，這將有利于糞便攜帶機體代謝廢物順利排出[23]。由表4可知，與對照組相比，GSDF低劑量組大鼠糞便水分質(zhì)量分數(shù)顯著提高（P＜0.05），但GSDF干預(yù)均未對糞便pH值產(chǎn)生顯著影響。

表4 GSDF對大鼠糞便水分質(zhì)量分數(shù)和pH值的影響（n＝8）Table 4 Effect of GSDF on fecal water content and pH of rats (n= 8)

2.6.2 GSDF對大鼠腸道菌群多樣性的影響

通過對糞便腸道菌群16S rRNA的V3～V4可變區(qū)進行雙端測序，經(jīng)DADA2方法去燥質(zhì)控后，按照95%相似度，從對照組、GSDF低劑量組和GSDF高劑量組中分別獲得289 241、311 233 條和256 795 條高質(zhì)量序列（OTUs）。采用QIIME2平臺對所得OTUs進行生境多樣性分析，如圖3A所示，與對照組相比，GSDF低劑量組大鼠糞便腸道菌群Chao1多樣性指數(shù)極顯著降低（P＜0.01），其相應(yīng)的Good’s coverage指數(shù)極顯著升高（P＜0.01），Observed species指數(shù)高度顯著下降（P＜0.001）。同樣的，如稀釋曲線（圖3B）和豐度等級曲線（圖3C）所示，曲線隨測序數(shù)目增加趨于平緩，表明分析數(shù)據(jù)量能夠充分代表各組大鼠糞便菌群多樣性水平，且GSDF低劑量組大鼠糞便微生物豐富度低于對照組和GSDF高劑量組。但就組間β多樣性差異分析而言，3 組未見顯著差異（圖3D）。

圖3 GSDF對大鼠腸道菌群多樣性的影響（n＝8）Fig. 3 Effect of GSDF on intestinal microbial diversity in rats (n = 8)

2.6.3 GSDF對大鼠腸道菌群組成的影響

由圖4A可知，在門水平上，與對照組相比，攝入GSDF后大鼠腸道菌群中厚壁菌門（Firmicutes）相對豐度增加，擬桿菌門（Bacteroidetes）相對豐度降低，GSDF低、高劑量組大鼠厚壁菌門與擬桿菌門豐度（F/B）比值分別為6.42和3.67，大于對照組（2.37）。由圖4B可知，在屬水平上，與對照組相比，GSDF低劑量組大鼠腸道菌群中主要為乳桿菌屬（Lactobacillus）相對豐度增加，GSDF高劑量組主要為梭菌屬（Clostridium）和瘤胃球菌屬（Ruminococcus）相對豐度增加。熱圖分析（圖4C）也再次印證，與對照組相比，GSDF低劑量組中Lactobacillus、雙歧桿菌屬（Bifidobacterium）等益生菌相對豐度提高，脫硫弧菌屬（Desulfovibrio）、顫螺菌屬（Oscillospira）、副擬桿菌屬（Parabacteroides）等菌屬相對豐度降低，而GSDF高劑量組中梭狀芽孢桿菌（Clostridium）、鏈球菌屬（Streptococcus）、帕拉普氏菌屬（Paraprevotella）、密螺旋體屬（Treponema）、不動細菌屬（Acinetobacter）、普雷沃氏菌屬（Prevotella）、阿德勒克羅伊茨菌屬（Adlercreutzia）等相對豐度升高，志賀氏菌屬（Shigella）、糞球菌屬（Coprococcus）、不動桿菌屬（Turicibacter）、擬桿菌屬（Bacteroides）等相對豐度降低。與多樣性結(jié)果相一致的是，與對照組相比，攝入GSDF后，干預(yù)組特有OTUs數(shù)量降低（圖4D），使得菌群結(jié)構(gòu)向發(fā)酵和能量代謝等專一性方向演化，從而降低了干預(yù)組菌群多樣性水平。

圖4 GSDF對大鼠腸道菌群組成的影響（n＝8）Fig. 4 Effect of GSDF on intestinal microbial composition in rats (n = 8)

研究顯示，即使是短時間小劑量的膳食纖維干預(yù)也會對腸道菌群產(chǎn)生較大影響[24-25]。本研究中，GSDF干預(yù)顯著提高了Firmicutes和Lactobacillus豐度，其中GSDF低劑量組作用效果更為明顯，F(xiàn)/B比值也最高。這一趨勢與該組大鼠體質(zhì)量增加的結(jié)果共同印證了F/B比值升高與體質(zhì)量增加之間存在正相關(guān)性[26]。此外，GSDF攝入還增加了Lactobacillus、Bifidobacterium等益生菌豐度，這與Sun Yifan等[27]關(guān)于長期攝入人參提取物可以提升腸道中Bifidobacterium和Lactobacillus豐度的結(jié)果相符。以上結(jié)果表明，人參中存在對腸道菌群有益的成分，其益生元功效有待深入研究。

采用隨機森林模型進一步分析導致對照組和GSDF干預(yù)組間大鼠糞便微生物菌群差異的主要菌屬[28]。如圖5所示，對照組的高豐度代表性菌屬包括Shigella、Bacteroides和Turicibacter等，對菌群結(jié)構(gòu)特征的貢獻也較大。與對照組相比，GSDF低劑量組中Lactobacillus和Bifidobacterium等豐度明顯升高，Clostridium、Streptococcus、Akkermansia等豐度明顯降低；GSDF高劑量組中Luteimonas、Clostridium、Streptococcus、Akkermansia等豐度明顯升高，而Bifidobacterium等豐度顯著降低，這些菌屬豐度的變化是造成干預(yù)組和對照組大鼠糞便菌群結(jié)構(gòu)差異的主要因素。而其中Lactobacillus豐度的增加可能是GSDF低劑量組厚壁菌門相對豐度顯著升高的主要原因。GSDF的益生元活性體現(xiàn)在提高益生菌豐度的同時，對Shigella等致病菌和Turicibacter、Desulfovibrio等促炎菌[29]有一定程度的抑制作用。此外，GSDF干預(yù)的另一個顯著特征是提高了Clostridium、Prevotella等纖維素分解菌的豐度，這些菌通過表達多種纖維素水解酶幫助宿主有效利用人參膳食纖維，產(chǎn)生有益于代謝的短鏈脂肪酸等小分子物質(zhì)，使機體獲得額外能量，并使代謝活動更佳旺盛[15,30]。

圖5 隨機森林模型揭示GSDF造成大鼠腸道菌群結(jié)構(gòu)差異的代表性菌屬（n＝8）Fig. 5 Representative genera that contributed to the difference in intestinal microbiota structure between normal rats and those intervened with GSDF as revealed using the random forest model method (n = 8)

2.6.4 GSDF基于腸道菌群對大鼠代謝水平的影響

微生物群落結(jié)構(gòu)的改變使其生理功能隨之改變，并進一步影響宿主的生理狀態(tài)。本研究通過KEGG生物代謝通路分析數(shù)據(jù)庫（https://www.kegg.jp/）預(yù)測3 組16S rRNA基因樣本功能基因所屬代謝通路的豐度情況。經(jīng)分析后發(fā)現(xiàn)GSDF高、低劑量組功能基因豐度水平十分接近，因此將兩組合并作為GSDF干預(yù)組進行分析，由圖6A可知，GSDF干預(yù)組KEGG生物代謝通路主要集中在新陳代謝（metabolism）和遺傳信息處理（genetic information processing）方面，其中氨基酸代謝（amino acid metabolism）、碳水化合物代謝（carbohydrate metabolism）、輔助因子和維生素代謝（metabolism of cofactors and vitamins）、脂質(zhì)代謝（lipid metabolism）等二級信號通路功能基因相對豐度較高。進一步比較發(fā)現(xiàn)，GSDF高、低劑量組均能極顯著上調(diào)二級信號通路中信號分子與互作功能基因豐度（P＜0.01），顯著下調(diào)神經(jīng)退行性疾病（P＜0.01）和消化系統(tǒng)功能基因豐度（P＜0.05、P＜0.01）。這表明攝入人參膳食纖維可對機體多個代謝通路產(chǎn)生影響，GSDF可能被作為腸道細胞營養(yǎng)來源或能量物質(zhì)被菌群利用，促進機體新陳代謝和遺傳信息處理等代謝活動。王樂琪等[31]利用糖脂代謝病理論和網(wǎng)絡(luò)藥理學方法詳細研究了參芪降糖顆粒治療脂代謝紊亂性疾病的潛在分子機制，發(fā)現(xiàn)以人參為主要成分的參芪顆粒參與脂蛋白顆粒重塑、RNA聚合酶II啟動子轉(zhuǎn)錄調(diào)控糖酵解和炎癥反應(yīng)等生物過程，其作用機制與晚期糖基化終末產(chǎn)物-糖基化終末產(chǎn)物受體通路信號通路、TNF信號通路、膽汁分泌等多條信號通路相關(guān)。而關(guān)于GSDF更詳細的代謝調(diào)節(jié)機制還需通過疾病模型和生物信息學技術(shù)進行深入研究。

圖6 GSDF對大鼠代謝水平的影響（n＝8）Fig. 6 Effect of GSDF on the metabolism of rats (n = 8)

此外，GSDF對代謝通路的調(diào)節(jié)還可能對大鼠采食量和體質(zhì)量產(chǎn)生影響。傳統(tǒng)觀點認為膳食纖維能夠抑制食欲，降低體質(zhì)量，但很多體內(nèi)干預(yù)結(jié)果并非如此。這主要是由于不同來源膳食纖維的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)千差萬別，實驗受體情況也各不相同所致。因此，至今無法對膳食纖維對進食的影響作出概括結(jié)論[32]。本研究中GSDF低劑量組大鼠體質(zhì)量有所增加，總采食量和Lee’s指數(shù)顯著升高，推測應(yīng)與其自身消化特性有關(guān)。騫宇[33]報道不同抗性淀粉膳食纖維顯著增加了SD大鼠攝食量，認為可能是由于抗性淀粉不能在小腸內(nèi)被消化吸收，故難以快速緩解饑餓感，進而造成大鼠反饋性攝食增加，同時由于腸道菌群大量發(fā)酵膳食纖維，使機體獲得了更多額外的能量，導致體質(zhì)量增加。李少艇[15]報道飼喂大豆膳食纖維后，膳食纖維組大鼠體質(zhì)量增幅顯著高于肥胖大鼠，認為可能是腸道菌群通過對膳食纖維的發(fā)酵使機體獲得了更多能量，進而導致體質(zhì)量增加。由此可見，膳食纖維與能量攝入和物質(zhì)代謝的關(guān)系仍是需要深入研究的問題，且單純的能量攝入增加并不一定伴隨肥胖和糖尿病等負面效應(yīng)[15]。結(jié)合本研究結(jié)果來看，GSDF能夠在促進生長的同時有效控制糖脂代謝，降低氧化損傷和炎癥因子水平，對健康大鼠生長代謝產(chǎn)生積極影響。

3 結(jié) 論

本實驗在前期針對人參膳食纖維化學成分、結(jié)構(gòu)和體外活性進行系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上，開展GSDF對大鼠健康影響的研究。結(jié)果顯示，GSDF對大鼠采食量、空腹血糖濃度、空腹胰島素水平、血清TC和TG濃度均有有益作用。GSDF還可顯著降低血清MDA濃度，提高T-AOC，降低血清相關(guān)炎癥因子質(zhì)量濃度，并提高大鼠糞便水分質(zhì)量分數(shù)。此外，GSDF主要增加了大鼠腸道菌群中Firmicutes和Lactobacillus豐度，使腸道菌群結(jié)構(gòu)向益生菌和纖維素降解菌增殖的方向改變，同時對相關(guān)代謝通路功能基因的表達產(chǎn)生影響。以上研究結(jié)果證實，GSDF能夠通過調(diào)節(jié)糖脂代謝水平、氧化應(yīng)激狀態(tài)和腸道菌群結(jié)構(gòu)對大鼠健康產(chǎn)生積極影響。本研究揭示了人參膳食纖維的食用價值，為人參膳食纖維健康產(chǎn)品的開發(fā)提供了理論依據(jù)，并為其在疾病模型中的研究和應(yīng)用提供了參考。