小麥可溶性非淀粉多糖對大鼠腸道形態與功能的影響

賀永惠 王清華 苗志國 劉長忠 王艷榮 崔艷紅 何 云

小麥中的非淀粉多糖（non-starch polysaccharides，NSP）作為功能性多糖的重要組成成分是阿拉伯木聚糖，具有通便、降血脂、抗結腸癌、抗腫瘤、增強免疫力等生理功能。在常規條件下無法區分天然存在的小麥及其副產品中可溶性NSP對小腸形態結構的影響，人們趨于提取出相應的成分分別進行研究。因此我們用酶法從小麥麩皮中提取出可溶性NSP，以大鼠作為動物模型，研究可溶性NSP對大鼠腸道形態與功能的影響，從而對深入了解小麥NSP的生理功能有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

按Choct和Annison[2]的方法用水從小麥麩皮中提取出可溶性NSP，提取物均為白色，其主要的單糖組成是阿拉伯糖和木糖，其粗蛋白質含量為12.2%，總非淀粉多糖含量為82.3%。

1.2 試驗設計

試驗采用單因素隨機區組設計，研究在玉米淀粉-酪蛋白純合日糧的基礎上梯度添加0%、2%、3%、4%小麥可溶性NSP對大鼠腸道結構與功能的影響。試驗選用48只初始體重（190.9±2.0）g的SD雄性大鼠，隨機分成4個處理（基礎試驗日糧配方見表1），每處理6個重復，每重復2只大鼠，飼養在尺寸為20 cm×17.5 cm×19.5 cm的代謝籠內。舍內氣溫由空調控制在(22±2)℃，相對濕度為(50±10)%，每天光照 12 h，自由飲水。日糧配方按美國營養協會制定的AIN-93G配制而成[3]。試驗期8 d，第8 d飼喂后，將大鼠用乙醚麻醉后打開體腔，取十二指腸、空腸、回腸的中段各兩份，一份用甲醛固定，蘇木精和乙紅染色，分別觀察絨毛長度和隱窩深度。一份經液氮冷凍后按Bardocz和White的方法[4]分析組織中蛋白質、RNA和DNA的含量。取盲腸食糜-20℃冷凍，按Zhang等[5]的方法測定盲腸揮發性脂肪酸含量。

1.3 統計分析

采用 SAS 軟件（SAS Institute，1998）的一般線性模型（GLM）進行線性、二次回歸分析。差異顯著時采用LSD多重比較，以P＜0.05作為判定差異顯著性的標準。

2 結果與討論

2.1 可溶性NSP對大鼠小腸形態的影響（見表2）

從表2可以看出，隨著日糧中可溶性NSP水平的提高，可線性降低小腸各段絨毛高度（P＜0.05）。大鼠十二指腸、空腸的隱窩深度隨可溶性NSP水平的提高而線性增加（P＜0.05），而大鼠回腸的隱窩深度隨日糧中可溶性NSP的水平而變化不顯著（P＞0.05）。黏性食糜可以增加小腸絨毛損失率從而導致絨毛萎縮，可促進隱窩細胞的發育從而提高隱窩深度[6]，說明小麥水溶性NSP可從小腸形態方面影響大鼠營養物質的消化吸收。

表1 基礎試驗日糧成分及營養水平

表2 可溶性NSP對大鼠小腸形態結構的影響

2.2 可溶性NSP水平對大鼠小腸細胞增殖和多胺含量的影響（見表3）

表3 可溶性NSP水平對大鼠小腸蛋白質、核酸和多胺含量的影響

從表3可以看出日糧中添加不同水平的NSP在8 d的飼養時間內對小腸蛋白質總量、DNA、RNA、蛋白質/DNA、RNA/DNA、蛋白質/RNA各值無顯著影響（P＞0.05）。據報道水溶性NSP可增加腸道黏蛋白和胰液的分泌[7]及黏膜細胞的生成[8]。Iji等[9]（2001）報道高粘度的NSP可提高肉雞空腸蛋白質合成率（蛋白質/RNA）和細胞大小（蛋白質/DNA），卻降低回腸細胞的增殖（RNA/DNA），提高回腸蛋白質合成率（蛋白質/RNA）。然而本試驗中這幾個指標未表現出顯著性差異，這也許是在短時間內該項指標靈敏度不高所致。

日糧中梯度添加可溶性NSP可線性提高小腸腐胺和精胺的含量（P＜0.05），不影響小腸中亞精胺含量（P＞0.05）。多胺是促進細胞分化、蛋白質合成和組織生長發育的重要物質，尤其是對小腸黏膜上皮細胞等快速增殖和分化的組織細胞[10]。在體內多胺生成的增加可能是小腸黏膜中鳥氨酸脫羧酶活性增加所致，也可能是腸道增生的微生物合成所致，也可能是體內的其它器官或組織進行分解代謝而釋放的多胺，經血液循環被小腸吸收的。

2.3 可溶性NSP水平對大鼠盲腸揮發性脂肪酸的影響（見表 4）

表4 可溶性NSP水平對大鼠盲腸揮發性脂肪酸的影響

從表4可以看出,日糧中添加不同水平的NSP可線性提高大鼠盲腸乙酸、丙酸、丁酸及總揮發性脂肪酸的含量（P＜0.05），其中丁酸可抑制結腸細胞增殖，誘導結腸癌細胞的分化，并加速其凋亡，可起到防止結腸癌、大腸癌作用。說明可溶性NSP可作為微生物發酵的底物，促進盲腸微生物的發酵[11-12]。

3 小結

日糧中梯度添加小麥可溶性NSP可改變大鼠腸道形態、多胺的含量和微生物的發酵。從而提高動物的生產性能，減少疾病的發生。

[1]Annison G.Relationship between the levels of soluble non starch polysaccharides and the apparent metabolizable energy of wheats assayed in broiler chickens[J].J.Agric.Food Chem.,1991(39):1252-1256.

[2]Choct M,G.Annison.Anti-nutritive activity of wheat pentosans in broiler diets[J].Br.Poult.Sci.,1990(31):811-821.

[3]Reeves P G,F.H.Nielsen,G.C.Fahey Jr.AIN-93 purifed diets for laboratory rodents:Final report of the American institute of nutrition ad hoc writing committee on the reformulation of the AIN-76A rodent diet[J].J.Nutr.,1993,123:1939-1951.

[4]Bardocz S,A.White.Effect of lectins on uptake of polyamine.In:J.M.Rhodes,and J.D.Milton (ed.)Methods in Molecular Medicine,Volume 9:Lectin Methods and Protocols.New Jersey:Human Press,1997:393-405.

[5]Zhang D F,D.F.Li,X.S.Piao,et al.Effects of replacing corn with brown rice or brown rice with enzyme on growth performance and nutrient digestibility in growing pigs.Asian-Aust[J].J.Anim.Sci.,2002(15):1334-1340.

[6]Montagne L,Pluske J R,Hampson D J,A review of interactions between dietary fibreand the intestinalmucosa,and their consequences on digestive health in young non-ruminant animals[J].Anim.Feed Sci.,Tech.,2003,108:95-117.

[7]Ikegami S,F.Tsuchihashi,H.Harada,et al.Effect of viscous indigestible polysaccarides on pancreatic-biliary secretion and digestive organs in rats[J].J.Nutr.,1990,120:353-360.

[8]Johnson I T,J.M.Gee.Gastrointestinal adaptation in response to soluble non-available polysaccharides in the rat[J].Br.J.Nutr.,1986,55:497-505.

[9]Iji P A,A.A.Saki,D.R.Tivey.Intestinal development and body growth of broiler chicks on diets supplemented with non-starch polysacchariedes[J].Anim.Feed Sci.,Technol.,2001,89:175-188.

[10]Wu G.,N.E.Flynn,D.A.Knabe.Enhanced intestinal synthesis of polyamines from proline in cortisol-treated piglets[J].Am.J.Physiol.Endocrinol.Metab.2000,279:E395-E402.

[11]Bach Knudsen K E,B.Borg Jensen,J.O.Andersen,et al.Gastrointestinal implications in pigs of wheat and oat fractions.2.Microbial activity in the gastrointestinal tract.Br.J.Nutr.1991,65:233-248.

[12]Choct M,R.J.Hughes,J.Wang,et al.Increased small intestinal fermentation is partly responsible for the anti-nutritive activity of non-starch polysaccharides in chickens [J].Br.Poult.Sci.,1996,37:609-621.