王 培,陳 伶,郭占斌,許寧俠,王漢屏
(西安外事學(xué)院 醫(yī)學(xué)院,陜西 西安 710077)
高脂血癥(Hyperlipidemia)是指血脂含量超出正常指標(biāo)的一種疾病,其原因是體內(nèi)脂肪代謝或運(yùn)轉(zhuǎn)異常,從而導(dǎo)致血液中膽固醇或甘油三酯過(guò)高或高密度脂蛋白過(guò)低、低密度脂蛋白過(guò)高等,易引發(fā)冠心病、腦中風(fēng)、高血壓等心腦血管疾病,嚴(yán)重威脅著人類(lèi)尤其是中老年人的身體健康[1-2]。因此,對(duì)高脂血癥的早期預(yù)防非常重要。
山楂和枸杞均為“藥食同源”材料,可以調(diào)節(jié)人體某種生理功能。山楂為薔薇科植物山楂的成熟果實(shí),具有消食健胃、行氣散瘀、化濁降脂之功效,主要含有黃酮類(lèi)化合物、有機(jī)酸類(lèi)、三萜類(lèi)化合物等。藥理作用研究表明,山楂具有降血脂、降血壓、保肝、抗氧化等[3-4]。枸杞為茄科植物枸杞的成熟果實(shí),具有滋補(bǔ)肝腎、益精明目等作用,主要含有枸杞多糖、類(lèi)胡蘿卜素及類(lèi)胡蘿卜素酯、維C、類(lèi)黃酮等。藥理研究表明枸杞具有保護(hù)肝臟、降血糖、降血脂、免疫調(diào)節(jié)等功效[5-7]。蘋(píng)果醋是一種發(fā)酵果醋,兼有蘋(píng)果和食醋的味道和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[8-10]。通過(guò)在蘋(píng)果醋中添加藥食同源材料,既可以改善果醋風(fēng)味,又可增加其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。
糖度和酸度是影響蘋(píng)果醋飲料風(fēng)味的主要因素,因此為了使飲料風(fēng)味更加爽口,在蘋(píng)果醋中添加山楂汁、枸杞汁、木糖醇、檸檬酸等原料,開(kāi)發(fā)一種功能性復(fù)合飲料,并對(duì)其降血脂功效進(jìn)行評(píng)價(jià),為高血脂人群尋找更多健康而有效的食品。
蘋(píng)果、山楂、枸杞、木糖醇、檸檬酸鈉。
生理鹽水、高脂飼料,南京盛民科研動(dòng)物養(yǎng)殖場(chǎng)提供;普通飼料,辛伐他汀,湖北廣濟(jì)藥業(yè)股份有限公司提供;血清總膽固醇(Total cholesterol,TC)、甘油三酯(Triglyceride,TG)、低密度脂蛋白膽固醇(Low density lipoprotein cholesterol,LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(How density lipoprotein cholesterol,HDL-C);試劑盒,南京建成試劑有限公司提供;KM小鼠50只,SPF級(jí)(許可證號(hào):SCXK(陜)2012-003)。
Secura324-1CN型電子天平(Sartorius);HH-S2型數(shù)顯恒溫水浴鍋,江蘇金怡儀器有限公司產(chǎn)品;SpectraMaxR iD5酶標(biāo)儀(Molecular Devices)離心機(jī)(Beckman Coulter)。
山楂→洗凈→破碎→加熱軟化→浸提→粗濾→分離→澄清→過(guò)濾→山楂汁→貯汁罐;
枸杞→洗凈→破碎→浸提→粗濾→分離→澄清→過(guò)濾→枸杞汁→貯汁罐;
蘋(píng)果→洗凈→破碎→榨汁→澄清→過(guò)濾→滅菌→酒精發(fā)酵→醋酸發(fā)酵→過(guò)濾→蘋(píng)果醋→調(diào)配→裝罐→滅菌;
山楂汁、枸杞汁、蘋(píng)果醋、木糖醇、檸檬酸等→配制→預(yù)熱(70℃)→灌裝→密封→殺菌(95℃,10 min)→冷卻→成品。
2.1.1 單因素試驗(yàn)
以感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo),通過(guò)單因素試驗(yàn)確定山楂汁、枸杞汁、木糖醇和檸檬酸的添加量。
(1)山楂汁添加量。分別為飲料的10%,15%,20%,其他因素保持不變,研究山楂汁添加量對(duì)飲料感官評(píng)價(jià)的影響。
(2)枸杞汁添加量。分別為飲料的15.0%,22.5%,30.0%,其他因素保持不變,研究枸杞汁添加量對(duì)飲料感官評(píng)分的影響。
(3)木糖醇添加量。分別為飲料的10%,15%,20%,其他因素保持不變,研究木糖醇添加量對(duì)飲料感官評(píng)分的影響。
(4)檸檬酸添加量。分別為飲料的0.1%,0.2%,0.3%,其他因素保持不變,研究檸檬酸添加量對(duì)飲料感官評(píng)分的影響。
2.1.2 響應(yīng)面試驗(yàn)
通過(guò)四因素三水平正交試驗(yàn),確定山楂枸杞蘋(píng)果醋復(fù)合飲料的最佳配方。
Box-behnken試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。
表1 Box-behnken試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)/%
2.1.3 感官評(píng)價(jià)
感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。
表2 感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
KM小鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)3 d后,將小鼠隨機(jī)分成5組,每組10只,進(jìn)行試驗(yàn),即正常對(duì)照組(NC)、高脂模型組(HF)、陽(yáng)性對(duì)照組(PC)及山楂枸杞蘋(píng)果醋復(fù)合飲料低(LGP)、高(HGP)劑量組。
試驗(yàn)動(dòng)物分組設(shè)計(jì)見(jiàn)表3。
表3 試驗(yàn)動(dòng)物分組設(shè)計(jì)
2.2.1 動(dòng)物的處理
灌胃4周后,小鼠禁食不禁水12 h,摘眼球取血,頸椎脫臼處死。
2.2.2 血清樣本處理
取血,收集血液于1.5 mL離心管中,4℃下靜置30 min后以轉(zhuǎn)速3 000 r/min離心15 min,吸取上層血清于-80℃冰箱中保存。
2.2.3 血清及肝臟血脂的測(cè)定
血清中(TC)、TG、HDL-C、LDL-C的含量根據(jù)相應(yīng)試劑盒進(jìn)行測(cè)定。
應(yīng)用Excel(2017)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。
山楂汁添加量、枸杞汁添加量、木糖醇添加量、檸檬酸添加量對(duì)復(fù)合飲料的影響見(jiàn)圖1。
圖1 山楂汁添加量、枸杞汁添加量、木糖醇添加量、檸檬酸添加量對(duì)復(fù)合飲料的影響
3.1.1 山楂汁添加量對(duì)復(fù)合飲料的影響
山楂汁添加量為10%~15%時(shí),感官評(píng)分逐漸升高,15%以上感官評(píng)分呈現(xiàn)降低趨勢(shì)。當(dāng)山楂汁添加量不足(<15%)時(shí),飲料中山楂氣味滋味過(guò)低,且口感欠佳,而當(dāng)山楂汁添加過(guò)量(>15%)時(shí)飲料味道太酸,感官評(píng)分略低。因此確定飲料山楂汁添加量為15%。
3.1.2 枸杞汁添加量對(duì)復(fù)合飲料的影響
枸杞汁添加量為15%~20%時(shí),感官評(píng)分逐漸升高,20%以上感官評(píng)分呈現(xiàn)降低趨勢(shì)。當(dāng)山楂汁添加量不足(<15%)時(shí),飲料中枸杞氣味滋味過(guò)低,且保健功能不足,而當(dāng)枸杞汁添加過(guò)量(>20%)時(shí)飲料口味欠佳,感官評(píng)分略低。最終確定枸杞汁添加量為20%。
3.1.3 木糖醇添加量對(duì)復(fù)合飲料的影響
木糖醇添加量為10%~20%時(shí),感官評(píng)分逐漸升高,當(dāng)高于20%時(shí)評(píng)分逐漸降低。當(dāng)木糖醇添加量不足(<20%)時(shí),飲料甜度不足,而當(dāng)木糖醇添加過(guò)量(>20%)時(shí)飲料過(guò)于甜膩,掩蓋了飲料本身原材料的滋味。因此,綜合成本、健康及人群口味,確定飲料木糖醇添加量為20%。
3.1.4 檸檬酸添加量對(duì)復(fù)合飲料的影響
檸檬酸添加量為0.1%~0.4%時(shí),感官評(píng)分呈先升后降的趨勢(shì)。分析原因,當(dāng)檸檬酸添加量不足(<0.3%)時(shí),飲料酸味不足,不夠爽口;過(guò)多時(shí)味道又會(huì)太酸,最終確定檸檬酸添加量為0.3%。
響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果與分析見(jiàn)表4,響應(yīng)面方差分析見(jiàn)表5。
表4 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果與分析
表5 響應(yīng)面方差分析
通過(guò)Design Expert軟件,以山楂汁添加量(A)、枸杞汁添加量(B)、木糖醇添加量(C)、檸檬酸添加量(D)為變量,感官評(píng)分(Y)為響應(yīng)值,進(jìn)行多元分析;以二階多項(xiàng)擬合回歸公式為對(duì)表5進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,得到二次回歸方程:
通過(guò)ANOVA方差分析結(jié)果顯示,整體模型的“Pro>F”值<0.000 1,即表示該模型極顯著(p<0.000 1),失擬項(xiàng)不顯著(p>0.05),其相關(guān)系數(shù)R2=0.914,矯正決定系數(shù)R2Adj=0.827,說(shuō)明此模型與試驗(yàn)擬合程度較高,誤差較小。
山楂汁添加量、枸杞汁添加量、木糖醇添加量、檸檬酸添加量交互作用對(duì)感官評(píng)分的響應(yīng)面見(jiàn)圖2。
圖2 山楂汁添加量、枸杞汁添加量、木糖醇添加量、檸檬酸添加量交互作用對(duì)感官評(píng)分的響應(yīng)面
由圖2可知,最佳點(diǎn)均落在試驗(yàn)設(shè)定的范圍內(nèi),感官評(píng)分隨山楂汁添加量(A)、枸杞汁添加量(B)、木糖醇添加量(C)和檸檬酸添加量(D)的上升而增加,到達(dá)中心點(diǎn)后隨之呈下降趨勢(shì),由圖2可知,枸杞添加量對(duì)感官評(píng)價(jià)的影響大于山楂添加量對(duì)感官評(píng)價(jià)的影響。在交互項(xiàng)對(duì)感官評(píng)價(jià)的影響中,枸杞添加量與檸檬酸添加量之間交互作用明顯,表現(xiàn)為曲線較陡,響應(yīng)值變化較大;山楂添加量和木糖醇添加量、檸檬酸添加量和木糖醇添加量之間的交互曲線較為平滑,對(duì)響應(yīng)值變化較小。
通過(guò)Design Expert 8.0.6 Trial軟件分析得到山楂枸杞蘋(píng)果醋飲料的最佳配方為山楂汁添加量15%,枸杞汁添加量24.35%,木糖醇添加量15%,檸檬酸添加量0.3%,感官評(píng)分可得87.45分。結(jié)合試驗(yàn)實(shí)際操作的可行性,將上述最優(yōu)化條件簡(jiǎn)化為山楂汁添加量15%,枸杞汁添加量22.5%,木糖醇添加量15%,檸檬酸添加量0.3%。以響應(yīng)面分析得到的最佳結(jié)果進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)3次,感官評(píng)分可得88分,與預(yù)測(cè)值接近,表明通過(guò)響應(yīng)面分析法得到的優(yōu)化條件結(jié)果可靠。
復(fù)合飲料對(duì)小鼠血清血脂濃度的影響見(jiàn)圖3。
血清血脂檢測(cè)包括血清總甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)及高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)等4種,對(duì)該4項(xiàng)的檢測(cè)結(jié)果可判斷高脂血癥模型是否建立成功,并可根據(jù)結(jié)果估計(jì)患心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)。
由圖3(a)~(b)可知,HM組小鼠血清TG、TC極顯著高于NC組(p<0.01)。與HM組相比,LDG、HDG組小鼠血清TG顯著下降。
由圖3(c)~(d)可知,HM組小鼠血清LDL-C極顯著高于NC組(p<0.01)。與HM組相比,LDG、HDG組小鼠血清LDL-C顯著下降,其中,高劑量組的效果更為顯著。復(fù)合飲料對(duì)高脂飲食小鼠血清HDL-C的影響如圖所示,HM組小鼠血清HDL-C極顯著低于NC組(p<0.01)。與HM組相比,LDG、HDG組小鼠血清HDL-C顯著升高,說(shuō)明復(fù)合飲料對(duì)調(diào)節(jié)小鼠血清HDL-C水平有一定的療效,其中,高劑量組的效果更為顯著。說(shuō)明山楂枸杞蘋(píng)果醋復(fù)合飲料對(duì)調(diào)節(jié)小鼠血清TG、TC、LDL-C、HDL-C水平有一定的療效。
圖3 復(fù)合飲料對(duì)小鼠血清血脂濃度的影響
分析原因可能與山楂中的黃酮類(lèi)成分、枸杞中的枸杞多糖等成分有關(guān),有文獻(xiàn)報(bào)道[11],山楂中的黃酮對(duì)高血脂等心腦血管疾病有輔助治療的功效,謝偉華等人[12]研究山楂中黃酮對(duì)小鼠血脂的調(diào)控作用,結(jié)果表明山楂黃酮可以有效地降低高血脂小鼠的代謝。枸杞多糖作為枸杞中的主要活性成分,在降血脂方面也具有較大的潛力[18],Pai P G等人[13]研究表明,枸杞多糖對(duì)高脂飲食誘導(dǎo)的大鼠高脂血癥具有積極的抗高脂血癥活性。
在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上,通過(guò)響應(yīng)面分析的方法建立了回歸模型,以感官評(píng)價(jià)為響應(yīng)值,山楂添加量、枸杞添加量、木糖醇添加量、檸檬酸添加量為影響因素,得到的山楂枸杞蘋(píng)果醋飲料的最佳工藝條件為山楂汁添加量15%,枸杞汁添加量25%,木糖醇添加量15%,檸檬酸添加量0.3%。其次,對(duì)復(fù)合飲料降血脂功效進(jìn)行評(píng)價(jià),發(fā)現(xiàn)其可顯著降低高血脂小鼠血清中的TC、TG、LDL-C濃度。
以藥食同源材料為輔料,通過(guò)在蘋(píng)果醋中添加山楂汁枸杞汁等研制一種復(fù)合飲料,結(jié)果表明該飲料風(fēng)味爽口,且具有一定的保健功能。為降血脂等預(yù)防心腦血管疾病的飲料開(kāi)發(fā)提供了一種新的思路。