小米油復合飲料降血脂作用的實驗研究

孫青山,王常青,張生萬,白云云,陳　彤,寧慶鵬,王君宇

(山西大學生命科學學院,山西太原 030006)

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小米油復合飲料降血脂作用的實驗研究

孫青山,王常青*,張生萬,白云云,陳彤,寧慶鵬,王君宇

(山西大學生命科學學院,山西太原 030006)

目的:研究小米油與大豆蛋白復合飲料的降血脂作用。方法:觀察高脂模型大鼠飲用不同劑量的小米油復合飲料后的血脂水平變化。結果:與模型組2相比,在小米油復合飲料的三個劑量中,高劑量(1.5 mL/100 g·d)的降脂作用最佳,血清甘油三酯(TG)和膽固醇(TC)均極顯著降低(p<0.01),高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)顯著升高(p<0.05);中劑量(0.75 mL/100 g·d)組的TC極顯著降低(p<0.01)、TG顯著降低和HDL-C顯著升高(p<0.05);低劑量(0.30 mL/100 g·d)組的TC雖顯著降低(p<0.05),但TG和HDL-C變化不顯著,降血脂效果較差。結論:該小米油復合飲料在一定劑量范圍內有較好的降血脂作用。

小米油,大豆蛋白,復合飲料,降血脂

近年來,由于人們飲食結構的改變和運動的減少,導致高血脂患者數量增多,高血脂能引起心腦血管等疾病,潛在危害巨大。隨著人們的預防保健意識逐漸增強,國際社會對降血脂保健食品的需求日益增加。目前,我國市場上的輔助降血脂保健食品的產品劑型單一,主要為膠囊型[1],且價格昂貴,很難被人們接受。因此,開發食用安全、口感大眾化、劑型新穎且價格低廉的輔助降血脂產品,對廣大消費者預防高血脂癥和心腦血管疾病具有重要意義。

小米糠是谷子加工小米的副產物,研究表明,小米糠中含脂肪14%～18%[2]。但過去這些小米糠多數作為粗飼料[3],少量被當作草木灰還田,其中的油脂未得到合理的開發利用,造成了寶貴資源的浪費。據報道[4],小米油(millet bran oil,MBO)中的不飽和脂肪酸含量高達80%以上,其中亞油酸含量在70%左右,是目前常見食用油中亞油酸含量最高的一種油脂;同時還含有谷維素、維生素E(VE)和角鯊烯等抗氧化與降血脂功效成分[5-6]。研究表明,亞油酸能促進膽固醇和脂類的新陳代謝,降低血漿中膽固醇含量[7];谷維素能調控煙酰胺腺嘌呤二核苷磷酸(NADPH)生成酶的活性,抑制肝臟生成過量的甘油三酯和膽固醇[8];VE可以通過其抗氧化性對低密度脂蛋白(LDL)起保護作用,防止氧化低密度脂蛋白的生成[9];角鯊烯通過降低3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A(HMG-CoA)還原酶的活性來抑制膽固醇的合成,同時可加快膽固醇轉變成糞膽汁酸,隨大便排出體外[10],具有降血脂作用。可見,小米油是一種高營養價值、高附加值的植物油。

本課題組趙陳勇等研究表明[11],灌胃小米油0.05 g/(100 g·bw)具有顯著降血脂作用。但直接食用小米油口感不佳,油膩感重。若將小米油開發成一種復合蛋白飲料,則既可改善食用口感,又可為新型功能食品開發提供技術支持。因此本實驗將小米油與大豆蛋白復合,加工乳化成符合GB16322-2003質量要求的植物蛋白飲料,并研究了不同劑量小米油復合飲料的降血脂作用,為下一步保健食品的申報奠定基礎。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

小米油山西陽泉好益農農業科技有限公司提供;可溶性大豆蛋白山東谷神集團生物食品有限公司生產;雄性SD大鼠,清潔級,體重(180±20) g,動物及飼料山西醫科大學動物中心;甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)試劑盒南京建成生物工程研究所;亞油酸標準品成都格雷西亞化學技術有限公司;谷維素標準品上海緣聚科技有限公司;VE標準品廣州本科生物科技有限公司。其它試劑均為分析純。

Spectra Max M5酶標儀上海龍捷儀器設備有限公司;Thermo MR23低溫冷凍離心機美國熱電公司;HRSP-H系列生化培養箱海爾集團公司;6890N氣相色譜儀美國Agilent公司;UV-2550紫外分光光度計日本島津;F-2500熒光分光光度計北京華拓科技發展有限責任公司;真空乳化器新鄉紅陽油脂設備有限公司定制;高壓均質機上海東華實驗設備廠。其它儀器均為常規。

1.2實驗方法

1.2.1營養與功效成分檢測方法蛋白質:參照GB5009.5-2010食品中蛋白質的測定中的凱氏定氮法;脂肪:參照GB/T5009.6-2003食品中脂肪的測定中的酸水解法;總糖:參照SB/T10009-2008冷凍飲品檢驗方法;小米油復合飲料中VE含量采用熒光分光光度法測定[4];谷維素和亞油酸含量分別采用紫外分光光度法[12]和氣相色譜法測定[13]。

1.2.2血脂測定血清中TG、TC、HDL-C水平均按試劑盒操作說明,用Spectra Max M5酶標儀進行測定。

1.2.3小米油復合飲料的制備在一定量的小米油中添加一定比例的吐溫60和司盤80混合溶解后,在70 ℃高速剪切下將含有1%大豆蛋白和6%蔗糖的同溫水相倒入含有乳化劑的油相,真空乳化5 min,形成含小米油3.0%～3.3%的乳化飲料。實驗確定了以上乳化飲料在15～20 MPa壓力下均質兩次,第一次均質溫度為85 ℃,第二次均質溫度為70 ℃;均質飲料裝瓶,95 ℃加熱10 min排氣,再經121 ℃殺菌20 min后快速冷卻到室溫,可獲得穩定性好且符合GB16322-2003衛生與質量要求的小米油復合蛋白飲料,以備營養成分分析和動物實驗。

1.2.4基礎飼料與高脂飼料配方基礎飼料:豆餅面20%、小麥粉20%、玉米面20%、麩皮15%、紅面10%、魚粉5%、骨粉5%、干酵母2%、食鹽1%、魚肝油0.2%、復合維生素0.3%、食用油1.5%。高脂飼料是在基礎飼料中添加20%蔗糖、15%豬油、1.2%膽固醇、0.2%膽酸鈉。

1.2.5動物分組與飼養小米油復合蛋白飲料降血脂實驗按照國家食藥監局《輔助降血脂功能評價方法》[14]中的混合型高脂血癥檢驗方法進行。實驗比較不同劑量小米油復合蛋白飲料的降血脂作用。48只大鼠適應性喂養1周后,隨機取8只作為基礎組(Normal group,N),喂以基礎飼料。余下40只喂養高脂飼料2周后,尾部靜脈取血測定血清TG、TC和HDL-C;建模成功后,再隨機分為高脂模型組1(Model group 1,M-1)、高脂模型組2(Model group 2,M-2)、小米油復合飲料低劑量組(millet bran oil compound drink low dose group,MBOCD-L)、小米油復合飲料中劑量組(millet bran oil compound drink middle dose group,MBOCD-M)和小米油復合飲料高劑量組(millet bran oil compound drink high dose group,MBOCD-H),每組8只動物。高、中、低劑量分別按60 kg成人日飲90 mL飲料的10倍、5倍和2倍計,灌胃量為1.5 mL/100 g·d、0.75 mL/100 g·d和0.30 mL/100 g·d。模型組2灌胃0.75 mL/100 g·d含1%大豆蛋白與6%蔗糖的等量水溶液,基礎組和模型組1灌胃等量蒸餾水,實驗5周。動物飼養溫度20～24 ℃,濕度35%～55%,日投飼料15 g/只,自由飲水,每周稱體重。實驗結束時采尾部靜脈血,測定血清TG、TC和HDL-C 水平。

1.3數據分析

2　結果與分析

2.1飲料樣品中營養與功效成分的檢測結果

檢測結果(見表1)表明,小米油復合飲料中的蛋白質含量符合GB16322-2003植物蛋白飲料的質量要求,該復合飲料中含有約1%的大豆蛋白。雖然每百克小米原油中,谷維素、VE與亞油酸含量分別為1020.30 mg、52.40 mg和69.24 g,但加工成復合飲料后,每100 mL飲料中谷維素、VE和亞油酸含量只有30.78 mg、1.15 mg和2.03 g。據報道[15-16],不飽和脂肪酸降血脂的劑量范圍與其種類和比例有關,例如富含多不飽和脂肪酸的杜仲籽油和亞麻籽油分別在0.025～0.1 g/100 g·bw和0.05～0.5 g/100 g·bw的劑量范圍內有顯著的降血脂作用;而施佳慧等[17]報道的將不飽和脂肪酸含量為46.35%的磷蝦油與乳化劑混合對大鼠進行灌胃,磷蝦油的有效劑量在0.0083～0.0996 g/100 g范圍內均有顯著降血脂作用。

表1　100 mL小米油和小米油復合飲料中部分營養與功效成分測定結果

表2　不同劑量飲料對大鼠體重的影響±s)

注:*表示與模型組2比較差異顯著,p<0.05;**表示與模型組2比較差異極顯著,p<0.01。本實驗飲料中的小米原油含量為3.0%～3.3%,相當于小米油的灌胃量為0.009～0.0495 g/100 g·d,劑量范圍在以上報道結果之內,另外小米油中還含有谷維素和VE等降血脂功效成分,且具有降脂作用的大豆蛋白或可提高小米油復合飲料的降血脂作用[18]。

2.2不同劑量小米油復合飲料對大鼠體重的影響

由表2可知,各組大鼠在實驗前的初體重均無明顯差異(p>0.05)。實驗結束時,與基礎組比較,模型組2及實驗組體重顯著增加(p<0.05)。模型組2與各實驗組相比體重增加,但差異不顯著。此結果說明高脂、高熱量飼料會造成動物肥胖,而小米油復合飲料可緩解因高熱量造成的肥胖。這與Kim Jung Hee報道[19]的亞油酸和谷維素具有降低體重的作用,但無顯著性的結果相一致。

2.3不同劑量小米油復合飲料對大鼠血脂水平的影響

由降脂實驗結果(見表3)可知,與基礎組相比,模型組1和2的動物血清TG、TC水平極顯著升高(p<0.01),說明高脂模型建立成功。小米油復合飲料組與模型組2相比,在低、中、高劑量下的TG水平均有不同程度降低,其中低劑量組TG水平降低未達到顯著性(p>0.05),中劑量組顯著降低(p<0.05),高劑量組極顯著降低(p<0.01)。各劑量組的TC水平也都有不同程度降低,分別下降了12.10%、20.00%和15.24%,其中低劑量組顯著降低(p<0.05),中、高劑量組極顯著降低(p<0.01)。各劑量組的HDL-C水平均有不同程度升高,但低劑量組沒有顯著性(p>0.05),中、高劑量組顯著升高(p<0.05)。說明該配方小米油復合飲料在中、高劑量下能顯著降低大鼠的TG和TC、升高HDL-C水平,且有一定的量效關系。趙陳勇等[11]報道的灌胃小米油低劑量(0.05 g/100 g·bw)時具有顯著降血脂作用,效果優于中劑量(0.1 g/100 g·bw)和高劑量(0.5 g/100 g·bw),但未考察更低劑量下的降血脂作用。本實驗結果說明小米油在0.0225～0.0495 g/100 g·d的劑量范圍內同樣具有顯著降血脂作用。模型組1和模型組2相比,動物血清TG、TC和HDL-C水平差別不大,說明低劑量的大豆蛋白不能產生顯著降血脂作用。

表3不同劑量飲料對大鼠血脂水平的影響

Table 3　Effects of different doses of the drink

組別TGTCHDL-CN1.451±0.2074.112±0.8530.928±0.420M-12.290±0.653ΔΔ7.186±0.409ΔΔ0.618±0.327ΔM-22.285±0.659ΔΔ7.179±0.760ΔΔ0.621±0.283ΔMBOCD-L1.808±0.4376.310±0.552*0.851±0.392MBOCD-M1.318±0.241*5.743±0.617**0.901±0.271*MBOCD-H1.065±0.306**6.085±0.637**0.962±0.471*

注:Δ表示與基礎組比較差異顯著,p<0.05;ΔΔ表示與基礎組比較差異極顯著,p<0.01；*表示與模型組2比較差異顯著,p<0.05;**表示與模型組2比較差異極顯著,p<0.01。3討論與結論

馬青等[20]研究表明,大豆蛋白顯著降血脂的有效劑量為0.958 g/100 g,而本實驗中高脂模型組2灌胃0.75 mL/100 g·d含1%大豆蛋白的水溶液,相當于大豆蛋白灌胃量為0.0075 g/100 g·d,遠低于其有效降脂劑量,所以未體現出顯著降血脂作用。小米油復合飲料的降血脂作用可能與小米油中豐富的亞油酸、谷維素、維生素E和角鯊烯等活性成分有關。實驗表明,小米油復合飲料在日攝入0.75～1.5 mL/100 g·d劑量范圍內均有顯著的降血脂作用;攝入0.30 mL/100 g·d劑量小米油復合飲料雖可顯著降低TC,但TG和HDL-C并無顯著變化。說明該小米油復合飲料在一定劑量范圍內有較好的降血脂作用。以上研究為小米油功能飲料的開發提供了技術支持。

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Hypolipidemic effect experimental research of millet oil compound drink

SUN Qing-shan,WANG Chang-qing*,ZHANG Sheng-wan,BAI Yun-yun, CHEN Tong,NING Qing-peng,WANG Jun-yu

(College of Life Science,Shanxi University,Taiyuan 030006,China)

Objective:To investigate the effect of hypolipidemic about the millet oil and soybean protein compound drink. Methods:The changes of serum lipid levels in high fat model rats fed with the millet oil compound drink of different doses were researched. Results:Among the three doses of the millet oil compound drink,the hypolipidemic effect of high dose(1.5 mL/100 g·d)was the best. Compared with the model group 2,the serum triglyceride(TG)and cholesterol(TC)contents were decreased significantly(p<0.01)and the high density lipoprotein cholesterol(HDL-C)content was increased remarkably(p<0.05);In middle dose(0.75 mL/100 g·d)group,TC content was decreased significantly(p<0.01)and TG content was decreased and HDL-C content was increased significantly(p<0.05);In low dose(0.30 mL/100 g·d)group,TC content was decreased significantly(p<0.05),but TG and HDL-C contents did not be changed a lot,and the hypolipidemic effect was the worst. Conclusion:The millet oil compound drink can reduce serum lipid levels in hyperlipidemia rats effectively in a certain dose range.

millet bran oil;soybean protein;compound drink;hypolipidemic

2016-03-16

孫青山(1990-)，男，碩士研究生，研究方向：功能性食品，E-mail:15735158211@163.com。

王常青(1956-)，男，學士，教授，研究方向：食品科學，E-mail:wcq@sxu.edu.cn。

山西省科技廳科技攻關計劃項目(2014ZD0305)。

TS275.4

A

1002-0306(2016)17-0332-04

10.13386/j.issn1002-0306.2016.17.056