蒲蓮蓮,楊 穎,劉 漫,嵇 晶,程建明,劉陶世
(南京中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院,江蘇省經(jīng)典名方工程研究中心,江蘇南京 210023)
代餐粉是一種常見沖調(diào)粉劑的食品形式,通常由一種及以上的原輔料粉調(diào)配而成,一般要求營(yíng)養(yǎng)均衡,方便食用,飽腹感強(qiáng),口感、風(fēng)味俱佳。近年來(lái),隨著社會(huì)發(fā)展以及中醫(yī)藥文化的傳播普及,養(yǎng)生、保健需求增加,功能性食品市場(chǎng)及相關(guān)研究也越來(lái)越火爆。在中醫(yī)藥理論指導(dǎo)下,加入藥食兩用中藥,利用食物特性來(lái)調(diào)節(jié)機(jī)體功能,獲得健康或是預(yù)防治療疾病的代餐食品應(yīng)運(yùn)而生,代餐粉便是其中較受歡迎的一種。市場(chǎng)常見的養(yǎng)生性代餐粉主要有降血糖、降血壓、降血脂、抗氧化、調(diào)節(jié)免疫力及慢性脾胃病的治療等[1]。
在制備工藝方面,代餐粉原料的加工處理較為簡(jiǎn)單,一般只需熟化、粉碎即可。代餐粉的原料多為谷物類,富含淀粉,其熟化是一種淀粉充分糊化的過(guò)程,谷物經(jīng)熟化處理后,可改善其沖調(diào)性和風(fēng)味品質(zhì)。主要熟化工藝有蒸煮、微波、烘烤、炒制、擠壓膨化等,不同種類的食物經(jīng)過(guò)不同工藝熟化,其品質(zhì)也有所不同。在產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)中,應(yīng)根據(jù)不同需求選擇最佳熟化工藝,最大程度發(fā)揮藥食兩用中藥的價(jià)值[2]。
抑郁癥是21 世紀(jì)人類所面臨的一種常見疾病,患者一般可見興趣索然、情緒低落、思維遲緩,常伴隨失眠、飲食不振等癥狀,嚴(yán)重者產(chǎn)生自傷、自殺念頭及行為[3-4]。研究表明一些藥食兩用中藥可通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)體單胺遞質(zhì)或炎性因子水平,或調(diào)理脾胃來(lái)改善抑郁癥狀[5-6]。臨床常用甘麥大棗湯、百合雞子湯等加減[7-8],其組成多為藥食兩用中藥,開發(fā)為食療產(chǎn)品多為傳統(tǒng)藥物劑型,功能、形式單一,如甘麥大棗湯顆粒劑。本研究以甘麥大棗湯與健脾類中藥組成的代餐粉為研究對(duì)象,實(shí)驗(yàn)篩選代餐粉制備的熟化工藝,并對(duì)代餐粉的抗抑郁功能進(jìn)行評(píng)價(jià),為藥食兩用中藥的熟化制備及相關(guān)抗抑郁產(chǎn)品的的研發(fā)提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。
Babl/c 雄性小鼠 32 只,體質(zhì)量18~20 g,上海斯萊克實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限責(zé)任公司,生產(chǎn)許可證號(hào)SCXK(滬)2022-0004,適應(yīng)性喂養(yǎng)7 d,自由飲食和飲水,南京中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理委員會(huì)審查并批準(zhǔn)(202207A062);蓮子、薏苡仁、山藥等 安徽亳州中藥材市場(chǎng);NaOH、NaNO2、KCl、KH2PO4、NaCl、MgCl2.6H2O、(NH4)2CO3、CaCl2·2H2O、苯酚、3,5-二硝基水楊酸等 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;甲醇
廣東光華科技股份有限公司;乙醇 無(wú)錫市亞盛化工有限公司;硫酸(95%~98%) 西隴科學(xué)股份有限公司;胃蛋白酶(1:3000)、糖化酶(100000 U/g)、三號(hào)膽鹽 北京Solarbio 公司;胰酶(1:4000) 上海瑞永生物科技有限公司;葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品(99%)、蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品(99%) 上海源葉生物科技有限公司;鹽酸氟西汀 上海上藥中西制藥有限公司;生理鹽水四川科倫藥業(yè)股份有限公司;脂多糖(LPS) LPS Biosharp 公司;ELISA 試劑盒 南京翼飛雪生物科技有限公司。
MC-HW2210 型電陶爐 廣東美的生活電器制造有限公司;WP700(MS-2030T)微波爐 韓國(guó)LG公司;TGF-9140A 型鼓風(fēng)干燥箱 上海喆圖科學(xué)儀器有限公司;YL100L-4 型家用小型擠壓膨化機(jī) 曲阜鴻旭機(jī)械有限公司;TGL-16R 型高速離心機(jī) 山東百歐醫(yī)療科技有限公司;DK-98-Ⅱ型恒溫水浴鍋
江蘇金怡儀器科技有限公司;FW100 型高速粉碎機(jī) 天津市泰斯特儀器有限公司;85-2A 型磁力攪拌器 金壇區(qū)西城新瑞儀器廠;KH-300E 型超聲波清洗器 昆山禾創(chuàng)超聲儀器有限公司;SY-2230 型恒溫水浴搖床 美國(guó)Crystal 公司;T6 型新世紀(jì)紫外分光光度計(jì) 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司。
1.2.1 熟化處理
1.2.1.1 蒸煮熟化 稱?。?0±0.5)g 混合中藥飲片(蓮子14%,薏苡仁18%,山藥10%,赤小豆14%,淮小麥30%,綠豆14%,下同),根據(jù)前期預(yù)實(shí)驗(yàn)對(duì)浸泡和蒸煮時(shí)間的篩選結(jié)果,以感官評(píng)分為標(biāo)準(zhǔn),按照最佳蒸煮熟化工藝熟化:將中藥飲片浸泡30 min,蒸煮15 min,70 ℃烘干,取出放冷,粉碎,過(guò)篩(100 目),備用。
1.2.1.2 炒制熟化 稱?。?0±0.5)g 混合中藥飲片,根據(jù)前期預(yù)實(shí)驗(yàn)對(duì)炒制火力、炒制時(shí)間的篩選結(jié)果,以感官評(píng)分為標(biāo)準(zhǔn),按照最佳炒制熟化工藝熟化:粉碎,過(guò)篩(40 目),火力600 W,翻炒5 min,倒出放冷,粉碎,過(guò)篩(100 目),備用。
1.2.1.3 微波熟化 稱?。?0±0.5)g 混合中藥飲片,根據(jù)前期預(yù)實(shí)驗(yàn)對(duì)含水量和微波時(shí)間的篩選結(jié)果,以感官評(píng)分為標(biāo)準(zhǔn),按照最佳微波熟化工藝熟化:粉碎,過(guò)篩(40 目),將水均勻噴灑于中藥粉末,攪拌均勻,密封靜置4 h,待充分吸收后測(cè)定其水分,高火微波5 min,取出放冷,粉碎,過(guò)篩(100 目),備用。
1.2.1.4 烘烤熟化 稱取50(±0.5)g 混合中藥飲片,根據(jù)前期預(yù)實(shí)驗(yàn)對(duì)含水量和烘烤時(shí)間的篩選結(jié)果,以感官評(píng)分為標(biāo)準(zhǔn),按照最佳烘烤熟化工藝熟化:粉碎,過(guò)篩(40 目),將水均勻噴灑于中藥粉末,攪拌均勻,密封靜置4 h,待充分吸收后測(cè)定其水分,150 ℃烘烤20 min,取出放冷,粉碎,過(guò)篩(100 目),備用。
1.2.1.5 擠壓膨化熟化 稱?。?0±0.5)g 混合中藥飲片,根據(jù)前期預(yù)實(shí)驗(yàn)對(duì)含水量、機(jī)筒溫度、喂料速度的篩選,按照最佳擠壓膨化工藝熟化:粉碎,過(guò)篩(10 目),將水均勻噴灑于中藥粉末,攪拌均勻,密封靜置4 h,待充分吸收后測(cè)定其水分,170 ℃、240 r/min(轉(zhuǎn)速)、60 g/min(喂料速度)擠壓膨化,放冷,粉碎,過(guò)篩(100 目),備用。
1.2.2 體外消化
1.2.2.1 模擬胃液 配比:0.51 g/L KCl,0.12 g/L KH2PO4,2.10 g/L NaHCO3,2.76 g/L NaCl,0.02 g/L MgCl2(H2O)6,0.05 g/L (NH4)2CO3,0.02 g/L CaCl2(H2O)2和4000 U/mL 胃蛋白酶,以純水配制[9-10]。
1.2.2.2 模擬小腸液 配比:0.51 g/L KCl,0.11 g/L KH2PO4,7.14 g/L NaHCO3,2.24 g/L NaCl,0.07 g/L MgCl2(H2O)6,1.11g/L CaCl2(H2O)2,2 mg/mL 胰酶,5 mg/mL 膽鹽和5 mg/mL 糖化酶,以純水配制[9-10]。
1.2.2.3 模擬體外胃腸道消化 將1 g 樣品與10 mL模擬胃液混合均勻,并用1 mol/L 鹽酸迅速調(diào)節(jié)pH至3.0±0.2,放入39 ℃水浴振蕩鍋中進(jìn)行胃消化1 h。胃消化結(jié)束后,向反應(yīng)體系中加入20 mL 模擬小腸液,混合均勻,并用1 mol/L 的NaOH 迅速調(diào)整pH 至7.0±0.2,繼續(xù)在39 ℃水浴振蕩鍋中進(jìn)行腸消化2 h。分別在消化0、20、60、90、120、180 min 時(shí)取樣,滅酶,DNS 法測(cè)定不同時(shí)間下葡萄糖的含量[11]。
1.2.2.4 消化指標(biāo)測(cè)定 a.消化前樣品葡萄糖的提?。悍謩e稱取1.5 g 消化前各樣品,少量水調(diào)成均勻糊狀,再加入25 mL 水,混勻,50 ℃水浴20 min,使葡萄糖浸出。8500 r/min 離心15 min,用10 mL 水洗滌殘?jiān)?,離心,合并兩次上清液,定容至50 mL,混勻,作為葡萄糖提取液待測(cè)[11-12]。
b.葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立:分別精密量取0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL 1 mg/mL 的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品溶液于25 mL 具塞玻璃試管中,加水至2 mL,加入1.5 mL DNS 試劑(配制一周后使用),搖勻,沸水浴10 min,取出冷卻至室溫,水定容至25 mL,搖勻,于540 nm 處測(cè)定吸光度,標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y=14.643x+0.002,R2=0.999。
c.樣品中淀粉的測(cè)定:將葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液換為消化前各樣品提取液及不同消化階段消化液,依照“1.2.2.4 b”項(xiàng)下方法測(cè)定樣品中淀粉含量。計(jì)算樣品水解率和快消化淀粉(RDS)、慢消化淀粉(SDS)、抗性淀粉(RS)的含量。
式中,Gt 為樣品體外消化t min 后產(chǎn)生的葡萄糖含量;G20 為樣品消化20 min 后產(chǎn)生的葡萄糖含量;G120 為樣品消化120 min 后產(chǎn)生的葡萄糖含量;FG 為消化前樣品中葡萄糖含量;TG 為總葡萄糖釋放量;TS 為總淀粉含量;m 為樣品質(zhì)量。
1.2.3 理化指標(biāo)測(cè)定
1.2.3.1 水溶性指數(shù)(WSI)及吸水性指數(shù)(WAI) 稱取2 g 樣品(m1),加入25 mL 水,振蕩、攪拌使樣品完全分散于水中,30 ℃水浴中保持30 min,每隔5 min 振搖30 s,取出,5000 r/min 離心15 min,合并上清液倒人已恒重的蒸發(fā)皿中(m2),105 ℃干燥箱烘干至恒重(m3),并稱量沉淀的重量(m4)[13]。
1.2.3.2 離心沉淀率(SR) 將樣品以5 倍量的75 ℃熱水進(jìn)行沖調(diào),稱量樣品糊重量m1,8000 r/min 離心20 min,棄去上清液,稱量沉淀的重量m2[14]。
1.2.3.3 分散性 在200 mL 燒杯中加入100 mL水,置磁力攪拌器上,溫度70 ℃,轉(zhuǎn)速500 r/min。稱取1.5 g 樣品,均勻快速地加入上述燒杯中,并從樣品加入開始計(jì)時(shí),至樣品分散均勻時(shí)終止計(jì)時(shí),該段時(shí)間即為分散時(shí)間[15]。
1.2.3.4 潤(rùn)濕性 在250 mL 燒杯中加入50 ℃的200 mL 水,稱取0.5 g 樣品,均勻散布于水面,記錄樣品從加入至全部沉降所需時(shí)間[16]。
1.2.3.5 總多糖 a.葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立:分別精密量取0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL 的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品溶液(1 mg/mL),置25 mL 具塞玻璃試管中,加入1 mL 5%苯酚溶液,搖勻,加入5 mL 濃硫酸,搖勻,加水稀釋至25 mL,迅速沸水浴15 min,取出冷卻至室溫,于490 nm 處測(cè)定吸光度,標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y=13.955x-0.0138,R2=0.996[17]。
b.樣品中總多糖測(cè)定:稱取各樣品粉末1 g,加入30 mL 水,水浴2 h,離心,精密量取1 mL 上清液,加入4 倍量乙醇,搖勻,4 ℃靜置過(guò)夜,離心,棄去上清液,沉淀用5 mL 水溶解,搖勻,照“1.2.3.5 a”項(xiàng)下方法測(cè)定。
1.2.3.6 總黃酮 a.蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立:分別精密量取0、1、2、3、4、5、6 mL 濃度為0.2968 mg/mL的蘆丁甲醇溶液,置25 mL 具塞玻璃試管中,加入1 mL 5%(g/mL)NaNO2溶液,搖勻,靜置6 min,加入1 mL 10%(g/mL)Al(NO3)3,搖勻,靜置6 min,加入10 mL 2%(g/mL)NaOH,加水定容至25 mL,搖勻,40 ℃水浴30 min,于510 nm 處測(cè)定吸光度,標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y=11.841x-0.0124,R2=0.999[18]。
b.樣品中總黃酮測(cè)定:稱取各樣品1 g,加入25 mL 甲醇,超聲(250 W,40 kHz)提取30 min,離心(5000 r/min,10 min),取上清液,照“1.2.3.6 a”項(xiàng)下的方法測(cè)定。
c.消化液中總黃酮測(cè)定:精密量取各階段消化液1 mL,乙醇滅酶,離心,取上清液,照“1.2.3.6 a”項(xiàng)下的方法測(cè)定。
1.2.4 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)
1.2.4.1 供試品制備 根據(jù)前期預(yù)試驗(yàn),該代餐粉配方為中藥提取物20%(甘草16%,大棗42%,山楂18%,枸杞24%,四味藥加水煎煮兩次,第一次10 倍水50 min,第二次8 倍水40 min,濾過(guò),合并濾液,濃縮,干燥即得)與混合中藥熟化粉80%(蓮子14%,薏苡仁18%,山藥10%,赤小豆14%,淮小麥30%,綠豆14%,按“1.2.1.4”方法熟化即得)組成。以水為溶劑,制備為1 g/mL 的混懸液。
1.2.4.2 分組及給藥 小鼠于22 ℃、相對(duì)濕度50%、晝夜比12/12 的環(huán)境下適應(yīng)性喂養(yǎng)7 d 后,隨機(jī)分為空白組、模型組、鹽酸氟西汀組、養(yǎng)生代餐粉組,每組8 只小鼠。陽(yáng)性藥鹽酸氟西汀以生理鹽水配制為2 mg/mL 的藥物溶液。各組小鼠均灌胃給藥,1 d 2 次(隔12 h)連續(xù)給藥7 d??瞻捉M、模型組灌胃純水,其他組灌胃各組對(duì)應(yīng)藥物,灌胃體積均為10 mL/kg。
1.2.4.3 急性抑郁造模方法 在實(shí)驗(yàn)第8 d,以LPS腹腔注射方式造模[19-20]:除空白組外,各組小鼠腹腔注射LPS 溶液(0.83 mg/kg),給藥體積10 mL/kg,空白組注射等體積生理鹽水。4.5 h 后開始行為學(xué)檢測(cè),評(píng)價(jià)小鼠抑郁癥狀。造模6 h 后,眼眶取血,靜置1 h 后離心取血清,-20 ℃保存;取血后頸椎脫臼法處死小鼠,斷頭取腦,-80 ℃保存。
1.2.4.4 行為學(xué)檢測(cè)方法
1.2.4.4.1 懸尾實(shí)驗(yàn) 在小鼠尾尖約2 cm 處固定,將小鼠頭朝下懸掛于一四周封閉紙箱內(nèi)6 min,距離底部約10 cm,記錄小鼠2~6 min 內(nèi)的累計(jì)不動(dòng)時(shí)間。1.2.4.4.2 強(qiáng)迫游泳實(shí)驗(yàn) 將小鼠置于一直徑10 cm,水深20 cm 容器內(nèi),水溫24 ℃左右,觀察6 min 內(nèi)小鼠游泳情況,記錄小鼠2~6 min 內(nèi)的累計(jì)不動(dòng)時(shí)間。
1.2.4.5 小鼠外周血清IL-1β、TNF-α、5-HT、NE 含量檢測(cè) 采用ELISA 法檢測(cè)TNF-α、IL-1β、5-HT、NE 的含量,實(shí)驗(yàn)步驟按試劑盒方法操作。
1.2.4.6 小鼠腦組織BDNF 含量檢測(cè) 采用ELISA法檢測(cè)BDNF 的含量,實(shí)驗(yàn)步驟按試劑盒方法操作。
所有實(shí)驗(yàn)均重復(fù)3 次,實(shí)驗(yàn)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用WPS Ofice 2019 和SPSS 26 軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì)學(xué)分析;采用OriginPro 2022軟件作圖。
WSI 可反映樣品中淀粉顆粒的降解度,降解度大則說(shuō)明淀粉釋放易被人體消化吸收的可溶性小分子物質(zhì)(糊精、葡萄糖等)含量高,WAI 則與樣品中淀粉的糊化程度密切相關(guān),體現(xiàn)的是樣品中大分子物質(zhì)的吸水能力[21]。綜合參考,這兩個(gè)指標(biāo)可用于樣品粉末沖調(diào)特性的評(píng)價(jià)。
由圖1 可知,與未處理組相比,除蒸煮組外,其他各組WSI 值均在10%以上,且具有顯著性差異(P<0.05),其中擠壓膨化組(34.35%)是其他各組的3 倍及以上;蒸煮組WSI 值較其他組低,可能是蒸煮過(guò)程中,可溶性成分溶于水中。與未處理組比較,各組WAI 值均有明顯提升,其中擠壓膨化組達(dá)3.18 g/g;膨化時(shí)螺桿擠壓使樣品中的淀粉、蛋白質(zhì)等在高溫、高壓、高剪切作用下與水瞬時(shí)反應(yīng),產(chǎn)生更多的親水基團(tuán)[22],從而使樣品吸水性增加;同時(shí)樣品中淀粉、纖維素等大分子發(fā)生降解,可溶性小分子物質(zhì)含量增加,使物料水溶性提高[23-24]。因此,從營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收及沖調(diào)性能來(lái)看,擠壓膨化工藝較適合代餐粉的熟化。
圖1 不同熟化工藝中藥混合粉WSI、WAI 值Fig.1 WSI、WAI of TCM powder with different curing processes
SR 表示樣品在水中難以溶解的部分,能夠反映樣品的沖調(diào)穩(wěn)定性,一般來(lái)講,離心沉淀率越小則代表樣品在水中的穩(wěn)定性越好。由圖2 可知,與未處理組(31.9%)比較,烘烤組SR 值(27.72%)顯著減小(P<0.05),其他各組SR 值則明顯增加,其中擠壓膨化組達(dá)52.16%。這可能與樣品吸水性相關(guān),擠壓膨化工藝使樣品吸水性大大增加,導(dǎo)致樣品SR 增大。從樣品沖調(diào)穩(wěn)定性來(lái)看,則烘烤工藝更適合代餐粉熟化。
圖2 不同熟化工藝中藥混合粉離心沉淀率Fig.2 SR of TCM powder with different curing processes
不同熟化工藝處理的樣品分散性、潤(rùn)濕性見圖3??傮w而言,與未處理組相比,除擠壓膨化組外,各組變化差異不大;擠壓膨化組分散及潤(rùn)濕時(shí)間為184.12 s、195.02 s,是其他各組的幾十倍。猜測(cè)原因可能是擠壓時(shí)將樣品中的油脂類物質(zhì)擠出,包裹于粉體表面,導(dǎo)致疏水性增加,從而使分散及潤(rùn)濕時(shí)間變長(zhǎng),分散性和潤(rùn)濕性下降。分散性、潤(rùn)濕性影響代餐粉的沖調(diào),綜上,炒制、微波、烘烤等較擠壓膨化適合代餐粉的熟化。
圖3 不同熟化工藝中藥混合粉分散性、潤(rùn)濕性Fig.3 Dispersibility and wettability of TCM powder with different curing processes
由圖4 可知,各組總多糖含量均顯著高于未處理組(4.23 mg/g,P<0.05),特別是烘烤和擠壓膨化組分別為25.37、32.2 mg/g。未處理前,淀粉與不溶性蛋白質(zhì)、纖維等緊密結(jié)合,熟化加工則破壞這種結(jié)合,使其淀粉充分釋放,從而使總多糖含量增加[25]。此外,擠壓膨化組總多糖含量顯著高于其他組,可能是因?yàn)閿D壓膨化使樣品結(jié)構(gòu)疏松,高溫、高壓使糖類及其衍生物從植物細(xì)胞壁上釋放、酸性多糖含量增加,加大了淀粉降解和糊化程度[11]。而蒸煮組總多糖顯著低于其他工藝,但仍高于未處理組,可能是由于蒸煮過(guò)程中部分多糖溶于水。
圖4 不同熟化工藝中藥混合粉總多糖、總黃酮含量Fig.4 Content of total polysaccharides and total flavonoids in TCM powder with different curing processes
由圖4 可知,擠壓膨化組總黃酮含量(0.62 mg/g)略低于未處理組(0.64 mg/g),其他組均顯著高于未處理組(P<0.05),特別是烘烤組達(dá)1.09 mg/g。黃酮類成分多存在于細(xì)胞液中,一定范圍內(nèi)對(duì)熱穩(wěn)定,加熱處理可破壞細(xì)胞膜使其更易溶出[26]。而擠壓膨化可能在擠壓過(guò)程中溫度過(guò)高,導(dǎo)致熱敏性游離黃酮損失,同時(shí)結(jié)合態(tài)黃酮部分水解使游離黃酮增加,但對(duì)游離黃酮的降解仍占主導(dǎo)作用,因此,總黃酮含量降低[27]。
總多糖、總黃酮既屬于功效活性物質(zhì)也是營(yíng)養(yǎng)成分,熟化處理后從兩者含量考慮,烘烤及擠壓膨化工藝較適合代餐粉的熟化。
由圖5 可知,消化60~120 min 內(nèi)淀粉水解率增長(zhǎng)較快,特別是蒸煮和擠壓膨化組此段增長(zhǎng)率超過(guò)45%,說(shuō)明胰酶、糖化酶等有助于淀粉消化。除烘烤工藝外,各工藝樣品在消化60 min 后的階段淀粉水解率均顯著高于未處理組(P<0.05),可能是烘烤組的熟化程度較其他組低,結(jié)構(gòu)緊密,再加上樣品中多酚、黃酮等生物活性物質(zhì)可抑制消化酶活性,延緩淀粉消化[12,28-29]。
圖5 不同熟化工藝對(duì)中藥混合粉淀粉體外消化水解率的影響Fig.5 Effects of different curing processes on external digestion hydrolysis rate of TCM powder starch
未處理組水解率在消化20 min 后接近平衡,而各熟化處理組水解率在20 min 后仍有較大上升趨勢(shì),可能是未經(jīng)處理樣品結(jié)構(gòu)較緊密,抗消化能力強(qiáng),而經(jīng)熟化后,淀粉顆粒受到損傷,酶作用機(jī)會(huì)增加[30-31],從而使熟化的樣品水解率顯著增高。消化90 min 后,擠壓膨化組水解率(41.24%)顯著高于其他各組(P<0.05),可能是高溫、高壓將包裹淀粉的細(xì)胞壁破壞,減弱淀粉與蛋白質(zhì)、纖維等物質(zhì)的作用,增加了其與消化酶的接觸面積[32]。
由表1 可知,與未處理組相比,各組RDS 顯著降低(P<0.05),SDS 和RS 則顯著增加(P<0.05)??赡苁且?yàn)槭旎幚砗蟮鞍鬃冃裕逊e于淀粉周圍,降低其RDS[15];熟化處理使淀粉分子原有結(jié)構(gòu)改變,分子鏈于無(wú)定型區(qū)交聯(lián)互作,導(dǎo)致淀粉顆粒和分子固定化,提高了淀粉的抗消化性;并使淀粉顆粒出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象和蛋白變性,且蛋白粘附于淀粉顆粒團(tuán)塊的表面,抵擋了淀粉酶作用從而降低淀粉可消化性,導(dǎo)致SDS 增加[33-34];熟化處理可使支鏈淀粉側(cè)鏈降解,降解后的淀粉側(cè)鏈可于高溫下運(yùn)動(dòng)、結(jié)合產(chǎn)生新結(jié)構(gòu),從而使RS 增加[1]。
表1 不同熟化工藝對(duì)體外淀粉消化特性的影響Table 1 Effects of different curing processes on characteristics in vitro digestion of starch
代餐粉類型不同,需求不同,養(yǎng)生性代餐粉通常要求具有較低的升糖指數(shù)(GI),即較低的RDS,較高的SDS 與RS。因此代餐粉的熟化應(yīng)選擇者蒸煮或擠壓膨化。
由表2 可知,模擬胃消化階段總黃酮釋放量呈增加趨勢(shì);在模擬腸消化的前30 min,總黃酮迅速釋放,如未處理組90 min(1.93 mg/g)總黃酮釋放量是60 min(0.97 mg/g)的2 倍,這說(shuō)明胰酶、膽鹽等可促進(jìn)黃酮的釋放;隨著時(shí)間延長(zhǎng),總黃酮釋放量逐漸趨于穩(wěn)定,總體呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)。原因可能是消化酶促進(jìn)了類黃酮的釋放,而黃酮類成分在堿性條件下易被降解或被胰酶水解,致使其含量降低[35-36]。
表2 不同熟化工藝對(duì)體外消化總黃酮釋放量的影響Table 2 Effects of different curing processes on total flavone release in vitro digestion
未處理組總黃酮最大釋放量為2.16 mg/g,微波組為2.47 mg/g 顯著增加(P<0.05),蒸煮和擠壓膨化組(1.72 和1.81 mg/g)則顯著降低(P<0.05),炒制及烘烤組無(wú)明顯變化。原因可能是黃酮類成分不穩(wěn)定,而蒸煮樣品質(zhì)地松軟、擠壓膨化樣品結(jié)構(gòu)松散,在消化時(shí)更易與消化液接觸,降解為其他物質(zhì)。因此,炒制、微波、烘烤工藝較適合代餐粉的熟化。
根據(jù)“2.1~2.6”各實(shí)驗(yàn)結(jié)果,綜合分析,擠壓膨化與烘烤工藝在沖調(diào)性、總多糖及總黃酮含量方面各有優(yōu)勢(shì),擠壓膨化物質(zhì)溶解性、吸水性更好,烘烤則沖調(diào)穩(wěn)定性更佳。體外消化實(shí)驗(yàn)顯示烘烤水解率較低、總黃酮最大釋放量較高,抗消化性較好;但擠壓膨化RDS 較低、SDS 較高,即GI 較低,更富含養(yǎng)生性要求。綜上,擠壓膨化是養(yǎng)生代餐粉的最優(yōu)熟化工藝。
2.7.1 小鼠行為學(xué)檢測(cè)結(jié)果 懸尾及強(qiáng)迫游泳實(shí)驗(yàn)是兩種較為經(jīng)典的檢測(cè)小鼠是否出現(xiàn)抑郁樣行為的方法,主要以其“不動(dòng)”為評(píng)價(jià)指標(biāo)[37-38]。如圖6 所示,與空白組比較,模型組懸尾及強(qiáng)迫游泳累計(jì)不動(dòng)時(shí)間均明顯延長(zhǎng),表明小鼠出現(xiàn)抑郁樣行為;與模型組相比,養(yǎng)生代餐粉組懸尾及強(qiáng)迫游泳累計(jì)不動(dòng)時(shí)間均顯著降低(P<0.01),表明代餐粉對(duì)小鼠抑郁樣行為有較好的改善效果。
圖6 各組對(duì)LPS 致急性抑郁小鼠抑郁樣行為的影響Fig.6 Effect of each group on depression-like behavior in LPSinduced acute depression mice
2.7.2 小鼠外周血清IL-1β、TNF-α含量結(jié)果 抑郁癥的發(fā)生、發(fā)展與促炎細(xì)胞因子的中樞和外周濃度升高密切相關(guān),機(jī)體應(yīng)激后情緒、行為的改變也與炎性因子密切相關(guān)[39-40]。由圖7 可知,與空白組比較,模型組小鼠外周血清中的炎性因子IL-1β、TNF-α含量均顯著升高(P<0.01);與模型組相比,養(yǎng)生代餐粉組IL-1β、TNF-α水平明顯降低(P<0.01),提示代餐粉可抑制模型小鼠的外周炎癥反應(yīng)。
圖7 各組對(duì)LPS 致急性抑郁小鼠IL-1β、TNF-α 的影響Fig.7 Effect of each group on IL-1β、TNF-α in LPS-induced acute depression mice
2.7.3 小鼠外周血清5-HT、NE 含量結(jié)果 5-HT、NE 等單胺類神經(jīng)遞質(zhì)水平降低主流認(rèn)為是抑郁發(fā)生的主要因素,提高其含量可改善抑郁狀態(tài)[41-42]。由圖8 可知,造模后,小鼠血清中5-HT、NE 水平明顯降低(P<0.01);與模型組相比,養(yǎng)生代餐粉組5-HT、NE 含量不同程度升高,均具有顯著性(P<0.01)。表明代餐粉可通過(guò)提升5-HT、NE 含量來(lái)發(fā)揮抗抑郁效果。
圖8 各組對(duì)LPS 致急性抑郁小鼠5-HT、NE 的影響Fig.8 Effect of each group on 5-HT、NE in LPS-induced acute depression mice
2.7.4 小鼠腦組織BDNF 含量結(jié)果 BDNF 是一種神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子,與海馬神經(jīng)元功能、神經(jīng)元再生和凋亡有密切關(guān)系[43],而抑郁癥的發(fā)生通常伴隨著海馬神經(jīng)元的損傷。結(jié)果如圖9 所示,小鼠注射LPS 后,其腦組織中的BDNF 含量明顯下降(P<0.01);與模型組比較,給藥組小鼠腦組織BDNF 含量不同程度升高,差異具有顯著性(P<0.01)。
圖9 各組對(duì)LPS 致急性抑郁小鼠BDNF 的影響Fig.9 Effect of each group on BDNF in LPS-induced acute depression mice
通過(guò)對(duì)理化指標(biāo)、總多糖和總黃酮含量、體外消化特性的比較研究,篩選了養(yǎng)生代餐粉的熟化工藝,并采用LPS 致小鼠抑郁模型評(píng)價(jià)代餐粉的抗抑郁作用。結(jié)果顯示,擠壓膨化組WSI 值為34.35%、WAI值為3.18 g/g、SR 值為52.16%、分散時(shí)間為184.12 s、潤(rùn)濕時(shí)間為195.02 s、總多糖含量為32.2 mg/g、總黃酮含量為0.62 mg/g,即擠壓膨化對(duì)沖調(diào)性改善雖然不如烘烤等熟化工藝,但可大幅提高中藥粉末可溶性小分子物質(zhì)的含量,并增加活性物質(zhì)含量;體外消化實(shí)驗(yàn)中,擠壓膨化組RDS 為63.52%、SDS 為34.14%,表明其升糖指數(shù)低于其他工藝。綜上所述,擠壓膨化熟化工藝符合養(yǎng)生代餐粉營(yíng)養(yǎng)、功效、養(yǎng)生及代餐需求,故選擇擠壓膨化工藝進(jìn)行養(yǎng)生代餐粉的熟化處理。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,養(yǎng)生代餐粉可明顯改善小鼠抑郁樣行為,顯著降低抑郁小鼠IL-1β、TNF-α含量,明顯提高其5-HT、NE、BDNF 含量,及養(yǎng)生代餐粉可能是通過(guò)抗炎、調(diào)節(jié)單胺遞質(zhì)、保護(hù)神經(jīng)元等多靶點(diǎn)來(lái)發(fā)揮抗抑郁作用。目前,代餐產(chǎn)品多集中在減肥瘦身方面,對(duì)功能性食品尤其是抗抑郁功能性食用產(chǎn)品研究較少。本研究以甘麥大棗湯為基礎(chǔ),充分挖掘利用藥食兩用中藥的價(jià)值,為食品領(lǐng)域中相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)提供理論依據(jù)及技術(shù)參考。當(dāng)然,養(yǎng)生代餐粉發(fā)揮抗抑郁作用的具體物質(zhì)及作用機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。