海苔發(fā)酵提取物對原發(fā)性高血壓大鼠的降壓效果研究

王 婭，梅川逸人，蔡健榮，駱 琳，丁青芝

(1.江蘇大學食品與生物工程學院，江蘇鎮(zhèn)江 212013;

2.日本三重大學大學院生物資源研究科，日本三重514－8507)

海苔發(fā)酵提取物對原發(fā)性高血壓大鼠的降壓效果研究

王 婭1，梅川逸人2，蔡健榮1，駱 琳1，丁青芝1

(1.江蘇大學食品與生物工程學院，江蘇鎮(zhèn)江 212013;

2.日本三重大學大學院生物資源研究科，日本三重514－8507)

使用可以產(chǎn)生GABA的植物性乳酸菌對海苔進行發(fā)酵，得到富含10.5%GABA的海苔發(fā)酵提取物。本實驗驗證了海苔發(fā)酵提取物對原發(fā)性高血壓模型大鼠(SHR)的降壓效果。單次經(jīng)口灌胃給藥實驗中，分別以2mg/kg·bw和0.2mg/kg·bw劑量的海苔發(fā)酵提取物一次性灌胃給藥，給藥后2、5、9、24h進行血壓測定。結果表明，海苔發(fā)酵提取物2mg/kg·bw劑量組在給藥后5h和24h均有顯著降壓效果(p＜0.05，p＜0.01)。長期攝食給藥實驗中，含有海苔發(fā)酵提取物0.001%和0.003%的飼料劑量組對成長期SHR和老齡期SHR分別攝食給藥，給藥后每2～3d進行一次血壓和體重測量，結果顯示含有海苔發(fā)酵提取物0.003%的飼料劑量組使成長期SHR和老齡期SHR血壓均顯著下降(p＜0.01，p＜0.05)。

海苔，γ－氨基丁酸(GABA)，原發(fā)性高血壓大鼠(SHR)，降壓

海苔是一種健康的海洋食品，研究表明海苔中含有很多如降血壓、降血脂等治療生活習慣病的功能性成分［1－3］。但是這些功能性物質(zhì)在消化吸收時往往受到細胞壁的影響。因此，需要探討一種能夠更加有利于海苔中有效成分吸收的加工方法。另外，在海苔相關食品的生產(chǎn)中，每年大量的低品質(zhì)海苔，如屑狀海苔的利用等也成為一個大問題。乳酸菌一直被用于人類食品中，是傳統(tǒng)乳酸發(fā)酵食品的重要菌株，而發(fā)酵乳制品是普遍公認的功能性食品，具有潛在的改善機體健康作用，如:抑制微生物，調(diào)節(jié)炎癥反應［4］，降低血清膽固醇，抑制腫瘤，增強機體免疫力等。近年研究發(fā)現(xiàn)，采用特定的乳酸菌發(fā)酵乳制品具有降血壓功能［5－6］。除此以外，γ－酪氨酸(gamma－amino butyric acid以下簡稱GABA)也是目前研究較為深入的一種重要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，有松弛血管、利尿、降壓等作用［7－9］。發(fā)酵食品中多含有GABA。本實驗擬用可以產(chǎn)生GABA的植物性乳酸菌對海苔進行發(fā)酵，得到富含10.5%GABA的海苔發(fā)酵提取物，并在高血壓動物模型身上進行評價，確認其降壓作用。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

海苔、檸檬酸、乳酸菌(Lactobacillus brevis)、谷氨酸鈉 均由日本永谷園株式會社提供;酸性蛋白酶 日本HBI株式會社提供;實驗大鼠 日本SLC株式會社提供;飼料 日本船橋農(nóng)場株式會社購入的SHR專用飼料(SP粉末飼料)。

型號BP－98A，大鼠尾動脈無創(chuàng)血壓器 日本ソフトロン株式會社。

1.2 實驗動物

原發(fā)性高血壓大鼠(Spontaneously hypertensive rat，SHR/Izm)，9周，21只(單次灌胃給藥實驗);6周，18只(成長期SHR長期給藥實驗)，雄性;36周，15只(老齡期SHR長期給藥實驗)，雄性。單籠飼養(yǎng)，自由進食和飲水，環(huán)境溫度(22±2)℃，每12h明暗交替(點燈8:00～20:00)。預備飼養(yǎng)7d，期間每天進行血壓測定、蒸餾水灌胃等操作，讓大鼠適應實驗操作。

1.3 實驗方法

1.3.1 海苔發(fā)酵提取物的制備 海苔300g，水2500g，檸檬酸25g，經(jīng)80℃加熱混合后，用2.5g酸性蛋白酶在50℃酶解24h。得到的酶解物再加入50g谷氨酸鈉，120℃加熱滅菌30min，得到糊狀的海苔泥。海苔泥中加入乳酸菌(Lactobacillus brevis)，在35℃植菌發(fā)酵3d。所得的發(fā)酵物于12000×g離心10min，收集上清液冷凍干燥后得到粉末狀樣品。樣品中GABA含量為10.5%。樣品應保存在低溫干燥處，實驗方法參考熊谷道正等的研究成果［10］。

1.3.2 單次經(jīng)口灌胃給藥 根據(jù)預備實驗中的血壓測定結果(1次/d，共3d)以及體重，將21只9周的SHR平均分為3組，每組7只，分別為海苔發(fā)酵提取物劑量組2、0.2mg/kg·bw和空白對照組。空白對照組灌胃給予生理鹽水，灌胃前16h停止攝食，并測量灌胃前的血壓值(0h)，灌胃后2、5、9、24h進行血壓測定，記錄尾動脈壓和心跳數(shù);實驗期間飼料和水自由攝取。SHR的血壓測定根據(jù)Tail－cuff法進行，測量前將大鼠裝入39～40℃的保溫箱內(nèi)，約加溫5min后，用大鼠尾動脈無創(chuàng)血壓器連續(xù)測量尾動脈收縮期血壓(最高血壓值)和心跳數(shù)。

1.3.3 成長期SHR長期攝食給藥 選取6周的成長期大鼠18只，分成3組，每組6只，分類方法和原則同單次經(jīng)口灌胃實驗。實驗的飼料，是將SP粉末飼料分別和海苔發(fā)酵提取物混合，分別為海苔發(fā)酵提取物0.003%劑量組、0.001%劑量組和空白對照組。空白對照組為SP飼料單純品。實驗時間為35d，每2～3d進行一次血壓和體重測量。

1.3.4 老齡期SHR長期攝食給藥 選取36周的老齡期大鼠15只，分成3組，每組5只，實驗方法同1.3.3。

1.3.5 數(shù)據(jù)分析 實驗數(shù)據(jù)以均值±標準差(SEM)表示。給藥前后血壓變化采用單因素t檢驗方法，實驗組間采用單因素方差分析進行比較，采用SPSS軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 單次經(jīng)口灌胃給藥對SHR血壓的影響

單次經(jīng)口灌胃給藥后SHR的血壓(收縮壓)變化如圖1所示。給藥前實驗組和對照組SHR的血壓均在190mmHg上下。給藥后2h，各實驗組的SHR血壓均有下降。2mg/kg·bw劑量組在給藥后5h和24h均有顯著降壓效果(p＜0.05，p＜0.01)。從圖1還可以看出，給藥后各組SHR血壓的變化均呈先下降后升高的趨勢。血壓最低值出現(xiàn)在給藥后5h，在達到最低值之后，各組SHR的血壓就逐漸回升。但是給藥后24h實驗組仍明顯低于對照組，表明海苔發(fā)酵提取物的降壓作用有一定的時效性。另外根據(jù)圖1中結果也可以看到，海苔發(fā)酵提取物高劑量組的降壓幅度要大于低劑量組。

圖1 單次經(jīng)口灌胃給藥SHR血壓值變化趨勢(n=7)Fig.1 Effects of single oral administration of Porphyra extract on systolic blood pressure in SHR(n=7)

2.2 長期攝食對成長期SHR血壓的影響

長期攝食給藥后成長期SHR的最高血壓變化如圖2所示。海苔發(fā)酵提取物劑量組的血壓值與對照組比較均有明顯的降低。尤其是第28d到第35d之間，海苔發(fā)酵提取物0.003%劑量組與對照組比較，SHR的血壓有顯著變化(p＜0.05，p＜0.01)。同時比較海苔發(fā)酵提取物高劑量組與低劑量組的降壓效果也可以看出，高劑量組抑制SHR血壓上升的作用大于低劑量組。如表1所示，在實驗過程中，各組SHR的體重都正常增加，實驗結束后，各實驗組與對照組均沒有顯著差異。結果表明，長期攝食海苔發(fā)酵提取物可以有效緩解血壓的上升，并且沒有影響正常生長等副作用。

圖2 長期攝食給藥成長期SHR血壓值變化趨勢(n=6)Fig.2 Effects of feeding of Porphyra extract on systolic blood pressure during the development of hypertension in groupth phase SHR(n=6)

表1 成長期SHR的成長參數(shù)Table 1 Growth parameters of groupth phase SHR

表2 老齡期SHR的成長參數(shù)Table 2 Growth parameters of gerontic SHR

2.3 長期攝食對老齡期SHR血壓的影響

實驗期間老齡期SHR的最高血壓值變化如圖3所示。海苔發(fā)酵提取物的兩個劑量組9次測試結果均顯著低于對照組。0.001%劑量組在第4、8、18d血壓值顯著低于對照組(p＜0.05，p＜0.01)。0.003%劑量組在第11、13、15、18、20d的5次測定中，與給藥前相比均有顯著的下降(p＜0.05)。SHR血壓下降的趨勢減緩并逐漸趨于穩(wěn)定。同時也發(fā)現(xiàn)SHR血壓下降的幅度也隨著海苔發(fā)酵提取物劑量的增加而增大。持續(xù)服藥2周后，不同劑量組SHR的血壓都維持在一個較低的穩(wěn)定水平，該結果表明，老齡期SHR長期服用海苔發(fā)酵提取物可以降低血壓值。另外，通過表1和表2的比較，發(fā)現(xiàn)一個現(xiàn)象，海苔發(fā)酵提取物的兩個劑量組的SHR每日攝食量均高于對照組的攝食量，由此推斷添加海苔發(fā)酵提取物后的飼料有更好的口味，進而有促進攝食的功效。

圖3 長期攝食給藥老齡期SHR血壓值變化趨勢(n=5)Fig.3 Changes of systolic blood pressure in gerontic SHR during feeding of Porphyra extract(n=5)

3 討論

目前，改善高血壓，除了靠藥物治療外，改善生活習慣對血壓的管理也很重要。比如適度的運動，減少食鹽攝入量，禁煙等。但是日常生活中，改變生活習慣是很困難的事情，一般人都很難堅持。人們期待開發(fā)一些機能性食品來達到調(diào)節(jié)血壓的目的。本實驗用乳酸菌發(fā)酵海苔，從而得到富含GABA的海苔發(fā)酵提取物，并通過動物實驗進行觀察驗證。本研究對SHR大鼠進行了單次經(jīng)口灌胃實驗和長期攝食實驗，結果表明:以2、0.2mg/kg·bw劑量的海苔發(fā)酵提取物一次性灌胃SHR大鼠，均具有較好的降血壓效果，其中以2mg/kg·bw劑量的降壓效果最好，最大降壓值為15.5mmHg。在以高、低劑量海苔發(fā)酵提取物對SHR長期攝食給藥實驗中，對成長期SHR有明顯的抑制血壓上升的效果，而對老齡期SHR則有明顯的降低血壓的效果。由此可見，海苔發(fā)酵提取物在SHR大鼠體內(nèi)有較好的降壓效果。而從目前的實驗來看并沒有發(fā)現(xiàn)海苔發(fā)酵提取物有阻礙生長的副作用。海苔發(fā)酵提取物作為一種乳酸發(fā)酵制品，富含GABA，而且原料海苔本身含有降壓肽［3］，因此我們推斷海苔發(fā)酵提取物中的降壓成分復雜，并且降壓機制也是多樣的。在之后的研究中，還將對海苔發(fā)酵提取物的安全性，降壓機制等做進一步的探討和驗證。

［1］齊藤雅信，秋野浩志.ノリオリゴペプチドとその主要成分Ala－Lys－Tyr－Ser－Tyrのラットにおける血圧低下作用［J］.栄養(yǎng)·食糧學會誌，2005，58(4):177－184.

［2］大住幸寬，天野秀臣，川合正充，等.ポルフィラン由來オリゴ糖の消化.發(fā)酵性と血清コレステロ－－ル低下作用［J］.日本水產(chǎn)學會誌，1998，64:98－104.

［3］王茵，劉淑集，蘇永昌，等.紫菜降血壓肽大鼠體內(nèi)降壓效果研究［J］.中國海洋藥物，2010，29(3):18.

［4］DEVIN D A，Hancock R EW.Cationic peptides distribution andmechanism of resistance［J］.Curr Pharmacol Design，2002 (8):703－714.

［5］楊焱炯，杭曉敏，羅九甫，等.乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)品的降血壓功能及其機制［J］.中國微生態(tài)學雜志，2006，18(2):141.

［6］徐麗丹，鄒積宏，袁杰利.乳酸菌的降血壓作用研究進展［J］.Chinese Journal of Microecology，2009，21(4):366.

［7］園田久泰.乳酸菌発酵由來γ－アミノ酪酸の機能性～更年期障害及び初老期精神障害に対する効果～［J］.Food Style，2001，21(5):92－96.

［8］Hayakawa k.Mechanism underlying γ－aminobutyric acidinduced antihypertensive effect in spontaneously hypertensive rats［J］.Eur J Pharmacol，2002，438:107－113.

［9］Yamakoshi J.Antihypertensive and natriuretic effects of lesssodium soy sauce containing γ － aminobutyric acid in spontaneously hypertensive rats［J］.Biosci Biotechnol Biochem，2007，71:165－173.

［10］熊谷道正.γ－アミノ酪酸含有食品素材の製造方法［P］.特許公開，2008－86292.

Study on effect ofPorphyraextract on blood pressure in spontaneously hypertensive rats

WANG Ya1，UMEKAWA Hayato2，CAI Jian－rong1，LUO Lin1，DING Qing－zhi1
(1.School of Food and Bioengineering，Jiangsu University，Zhenjiang 212013，China;
2.School of Bioresources，Mie University，Kurimamachiya－cho，Tsu，Mie 514－8507，Japan)

We usedLactobacillus brevisthat could produce GABA to fermentPorphyraand we got thePorphyraextract(Pe)，containing 10.5% γ－aminobutyric acid(GABA).The effect ofPorphyraextract on blood pressure in spontaneously hypertensive rats(SHRs)was examined.A single medication at different doses ofPorphyraextract (2mg/kg·bw and 0.2mg/kg·bw)were intragastic administered.After administration，blood pressure was measured at 2，5，9，24h.And the dose of Pe(2mg/kg·bw of rat weight)in SHRs showed a significant reduction in systolic blood pressure compared to the control group(p＜0.05，p＜0.01).While long term medication，groupth phase SHRs and gerontic SHRs were separately fed a diet containing Pe at the level of 0.003%and 0.001%.After administration，blood pressure and body weight were determined every 2 or 3 days.Finally，groupth phase SHRs and gerontic SHRs at the level of 0.003%also showed a significantly lowered blood pressure compared to the control group(p＜0.01，p＜0.05).

Porphyra;γ－aminobutyric acid(GABA);spontaneously hypertensive rats(SHRs);hypertensive effect

TS201.4

A

1002－0306(2012)04－0393－03

2011－04－14

王婭(1980－)，女，碩士研究生，主要從事天然有效成分的提取與分離研究。

國家自然基金(31071502);江蘇省科技支撐計劃－農(nóng)業(yè)部分(BE2009368－1)。