香蕉低聚糖的通便功能評價

汪雨亭,陳挺強,王 娟

(華南理工大學食品科學與工程學院,廣東廣州 510640)

香蕉低聚糖的通便功能評價

汪雨亭,陳挺強,王 娟*

(華南理工大學食品科學與工程學院,廣東廣州 510640)

為比較不同品種香蕉低聚糖的通便功能,選取皇帝蕉(Musa AA Pisang Mas)和粉蕉(Musa ABB Pisang Awak),提取低聚糖后分別設置兩種濃度(高劑量組2.5 g/(kg·BW·d)和低劑量組1.25 g/(kg·BW·d)),參考《保健食品檢驗與評價技術規范(2003版)》中“通便功能檢驗方法”開展小腸運動實驗和排便實驗。小腸運動實驗和首便時間結果表明,在95%的置信區間內,四個藥劑組的小腸墨汁推進率顯著高于便秘模型組,首例黑便排出時間顯著低于便秘模型組,表明兩種香蕉低聚糖在實驗設置的兩種濃度下都有促進小鼠腸道蠕動的效果,差異有統計學意義(p<0.05)。兩種香蕉共四個劑量組的組間差異性不明顯。同時,兩種香蕉在兩種濃度下對受試小鼠的排便粒數和糞便重量均無積極影響。在此基礎上測定糞便含水量和腸道含水量結果表明,兩種香蕉在兩種濃度下對受試動物的糞便及小腸的含水量無顯著影響,推測香蕉低聚糖并不是通過提高腸道系統或糞便含水量從而促進排便。

香蕉,低聚糖,通便功能,評價,皇帝蕉,粉蕉

香蕉(Masa parasdisiac),又名甘蕉、芭蕉等,屬芭蕉科(Musaceae)芭蕉屬(Musa),多年生單子葉大型草木[1]。香蕉是全球貿易量最大、鮮果消費量最大的水果,栽培區域遍及全球超過100個國家和地區,主要集中在南北緯20°區間的熱帶、亞熱帶地區[2]。作為一款老少皆宜的水果,香蕉果實營養豐富[3],且具有良好的保健功能,如香蕉中富含鉀元素,適量食用香蕉有助于維持人體的電解質平衡和酸堿代謝平衡,有效防治低血鉀癥[4];日本學者山崎正利設計動物實驗證實香蕉在眾多蔬果中的免疫活性最好,能改善免疫系統功能[5];Kelly[6]等著力研究包括香蕉在內的不同低聚果糖的攝入對克羅恩病患者的積極影響。

而伴隨著越來越快的生活節奏和越來越大的工作壓力,加之飲食不規律、缺乏鍛煉等不良習慣,便秘已成為現代人健康的一大困擾,且有愈趨嚴重的趨勢。作為最常見的慢性消化道癥狀,其臨床表現為排便次數少、排便費力或糞便過硬等[7]。全球范圍內有5%～25%的人口深受便秘困擾,國內的發病率約為10%～15%[8]。便秘會對患者的身心造成嚴重的傷害,包括導致人體內有害物質(如硫化氫、吲哚等)累積[9]、對女性患者情緒和心理造成不良影響(如抑郁、焦慮等)[10]、易引起肛周感染[11]、增加罹患腸癌的風險[12]等,嚴重影響其正常生活。中西醫對該病癥的診斷標準有異,其形成原因也相對復雜,因此提倡多管齊下的辯證治療,其中改善飲食結構和習慣是一種有效的預防及治療手段[13]。

目前國內外對于香蕉低聚糖的研究相對匱乏。Wang等[14]曾設計動物實驗證實大蕉低聚糖具有促進腸道蠕動的效果;同時,已有研究表明《保健食品檢驗與評價技術規范(2003版)》中的“通便功能檢驗方法”部分在驗證低聚糖潤腸通便效果的可行性[15-17]。本研究根據《保健食品檢驗與評價技術規范(2003版)》中“通便功能檢驗方法”部分設計小腸運動實驗和排便實驗,并測定糞便和腸道的含水量,以測定并比較兩種香蕉品種(皇帝蕉和粉蕉)的低聚糖的通便效果。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 香蕉低聚糖 以香蕉為原料,采用水浸提得到粗糖液,通過SephadexG-25柱層析純化獲得[18];鹽酸洛哌丁胺[19-20]:規格為2 mg×6 西安楊森制藥有限公司,商品編碼:02000553,批準文號:國藥準字H10910085;阿拉伯樹膠:化學純 廣州南方化玻公司(分裝);活性炭粉:分析純 天津市福晨化學試劑廠;實驗所用試劑 均為分析純。便攜式手持天平,灌胃針,手術剪,眼科鑷,直尺,注射器,101-1型電熱鼓風干燥箱 上海錦屏儀器儀表有限公司,JA-1003型電子天平 上海精密科學儀器有限公司等。屏障環境由華南農業大學實驗動物中心提供。

1.1.2 實驗動物 昆明種小白鼠,無特定病原體(Specific Pathogen Free,SPF)級別,雄性,初始體重為16～19 g,由廣東省醫學實驗動物中心提供,許可證號:SCXK(粵)2013-0002。動物實驗已獲華南農業大學實驗動物倫理審查委員會批準。

1.2 實驗方法

參照保健食品檢驗與評價技術規范(2003版)中關于通便功能檢驗的方法安排實驗。60只小鼠適應性養2 d后,按照體重將小鼠隨機分為空白對照組、模型對照組、皇帝蕉高劑量組、皇帝蕉低劑量組、粉蕉高劑量組和粉蕉低劑量組,每組10只小鼠,飼養于華南農業大學動物房,室溫25±2 ℃,相對濕度55%±5%,自由獲取食物和飲水。實驗選取皇帝蕉(Musa AA Pisang Mas)和粉蕉(Musa ABB Pisang Awak),分別設置兩種濃度(高劑量組2.5 g/(kg· BW· d)和低劑量組1.25 g/(kg· BW· d))開展實驗。

1.2.1 造模方法 鹽酸洛哌丁胺溶液的配制:取鹽酸洛哌丁胺20 mg(10片),用研缽研碎后加蒸餾水至100 mL,臨用前配制。模型對照組和四個劑量組連續灌胃給予鹽酸洛哌丁胺溶液0.5 mL/(只·次),正常組連續灌胃給予生理鹽水0.5 mL/(只·次),于早晚每天兩次。灌胃14 d后,各組小鼠禁食16 h(期間自由飲水)。

1.2.2 小腸運動實驗 墨汁的配制:準確稱取阿拉伯樹膠100 g,加水800 mL,煮沸至溶液透明,稱取活性碳(粉狀)50 g加至上述溶液中煮沸3次,待溶液涼后加水定容到1000 mL,于冰箱中4 ℃保存,用前搖勻。模型對照組和各香蕉低聚糖受試物組灌胃給予0.20 g/L鹽酸洛哌丁胺溶液4 mg/(kg· BW),正常對照組給予生理鹽水20 mL/(kg· BW)30 min后,各受試物實驗組小鼠灌胃含相應劑量受試物的阿拉伯膠墨汁懸液,正常對照組和模型對照組灌胃給予空白阿拉伯膠墨汁(小鼠灌胃量為20 mL/kg)。25 min后,脫頸處死小鼠,打開腹腔分離腸系膜,剪取上端自幽門、下端至回盲部的腸管,輕輕將小腸拉成直線,測量腸管長度為“小腸總長度”,從幽門至墨汁前沿為“墨汁推進長度”,按下式計算墨汁推進率:

式(1)

糞便和小腸含水量測定實驗的前期飼喂同小腸運動實驗,造模7日后,收集6 h內的新鮮糞便,脫頸處死后取其小腸(上端自幽門、下端至回盲部),烘干至恒重,稱取其干重。計算公式如下:

式(2)

1.3 數據處理方法

2 結果與分析

2. 1 小腸運動實驗

經觀察,小腸運動實驗期間各組受試小鼠的健康狀況和精神狀態均良好,各項生理活動正常,未出現明顯異常。

小腸運動實驗期間各組受試小鼠的體重變化、進食量及攝水量如表1所示。

表1 小腸運動實驗低聚糖對小鼠體重、進食量和攝水量的影響Table 1 Effect of BOS on body weight,food and water intake of mice

表2 香蕉低聚糖對小腸墨汁推進率的影響Table 2 Effect of BOS on CSS advance ratio

注：與模型組比較*p<0.05,**p<0.01,表4、表5同。

表3 排便實驗低聚糖對小鼠體重、進食量和攝水量的影響Table 3 Effect of BOS on the body weight,food and water intake of mice

由表1可知,空白對照組、模型對照組與四組劑量組的初始體重、終了體重無顯著性差異(p>0.05),每日進食量和攝水量也無顯著性差異(p>0.05),說明受試樣品香蕉低聚糖對小鼠的體重增長和進食及攝水無消極影響。

小腸運動實驗結果如表2所示。

墨汁推進率需進行數據轉換,X=Sin-1√P,式中P為墨汁推進率,用小數表示。由表2可知,在墨汁推進率P這一考察指標上,模型對照組(51.67%±7.60%)顯著低于空白對照組(77.92%±7.04%)(p<0.01),說明本實驗使用鹽酸洛哌丁胺構建小鼠腸道蠕動抑制模型(便秘模型)成功。

四組劑量組的墨汁推進率與模型對照組相比均有所提高,說明皇帝蕉低聚糖和粉蕉低聚糖在1.25 g/(kg· BW· d)和2.5 g/(kg· BW· d)兩種劑量下都有促進小鼠腸道蠕動的效果,差異有統計學意義(p<0.05)。比較四組劑量組,發現四組間無顯著性差異(p>0.05),說明本實驗中香蕉品種和劑量設置對小鼠墨汁推進率無影響。

2.2 排便實驗情況

經觀察,排便實驗期間各組受試小鼠的健康狀況和精神狀態均良好,各項生理活動正常,未出現異常。各組小鼠的糞便均為黑褐色梭形,顆粒飽滿,濕度適中。

排便實驗期間受試小鼠的體重變化、進食量及攝水量如表3所示。

由表3可知,空白對照組、模型對照組與四組劑量組的初始體重、終了體重無顯著性差異(p>0.05),每日進食量和攝水量也無顯著性差異(p>0.05),說明受試樣品對小鼠的體重增長和進食無消極影響。

受試樣品對小鼠首便時間的影響如表4所示。在排便實驗中,模型對照組的首便時間(185.9±22.6 min)顯著長于空白對照組的首便時間(104.7±17.6 min)(p<0.01),說明本實驗使用鹽酸洛哌丁胺構建小鼠便秘模型成功。

表4 香蕉低聚糖對首便時間的影響Table 4 Effect of BOS on time of the first black dejecta of treated mice

四組劑量組的首便時間與模型對照組相比均有所縮短(p<0.05),說明在95%的置信區間內,皇帝蕉低聚糖和粉蕉低聚糖在1.25 g/(kg· BW· d)和2.5 g/(kg· BW· d)兩種劑量下能縮短小鼠的首便時間;比較四組劑量組,發現四組間無顯著性差異(p>0.05),說明本實驗中香蕉品種和劑量設置對小鼠首便時間無影響。

表5 香蕉低聚糖對鼠糞便粒數及重量的影響Table 5 Effects of BOS on dejecta granules and weight of mice

表6 香蕉低聚糖對小鼠糞便含水量和及小腸含水量的影響Table 6 Effect of BOS on dejecta moisture content and small intestine moisture content

受試樣品對小鼠糞便粒數和重量的影響如表5所示。由表5可知,模型對照組6h內的糞便粒數(20.5±5.1粒)和重量(323±96 g)均低于與空白對照組(26.0±3.9粒和432±97 g)(p<0.05),說明本研究使用鹽酸洛哌丁胺構建小鼠便秘模型成功。

在6 h糞便粒數和6 h糞便重量這兩個考察項目上,四組劑量組與模型對照組相比較均無顯著性差異(p>0.05),說明皇帝蕉低聚糖和粉蕉低聚糖在1.25 g/(kg· BW· d)和2.5 g/(kg· BW· d)兩種劑量下對6 h糞便粒數和6 h糞便重量沒有積極的影響;比較四組劑量組,發現四組間無顯著性差異(p>0.05),說明本實驗中香蕉品種和劑量設置對小鼠6 h糞便數和重量無影響。

2.3 糞便含水量及小腸含水量的測定結果

經觀察各組小鼠的糞便均為黑褐色梭形,顆粒飽滿,濕度適中。

小鼠糞便含水量及小腸含水量的測定結果如表6所示。由表6可知,模型對照組、空白對照組與四組劑量組的糞便含水量及小腸含水量無顯著性差異(p>0.05),說明本研究中造模藥物對受試動物的糞便及小腸的含水量并無顯著影響,兩種香蕉(皇帝蕉和粉蕉)在兩種濃度下(1.25 g/(kg· BW· d)和2.5 g/(kg· BW· d))對受試小鼠的糞便含水量及小腸含水量并無影響。

3 結論

本研究中,分別從皇帝蕉和粉蕉中提取出來的低聚糖在1.25 g/(kg· BW· d)和2.5 g/(kg· BW· d)兩種劑量下能顯著增加小腸墨汁推進率(p<0.05),能顯著縮短小鼠的首便時間(p<0.05),進而可以推論攝入低聚糖可以促進小腸蠕動。同時,兩種香蕉低聚糖在1.25 g/(kg· BW· d)和2.5 g/(kg· BW· d)兩種劑量下對受試小鼠的排便粒數、糞便重量和糞便及小腸的含水量均無消極影響,推測香蕉低聚糖并不是通過提高腸道系統或糞便的水分含量從而促進排便。本研究為香蕉低聚糖在食品中的應用提供了研究基礎。但動物實驗結果應用于人體還存在著一定的局限性,香蕉低聚糖應用于人體的劑量一效應關系及適宜劑量,還需要人體實驗加以驗證。

[1]朱瑜安. 香蕉及其保健功能[J]. 中國食物與營養,2006(3):51-52.

[2]吳雪珍,周燦芳,萬忠,等. 2010年廣東香蕉產業發展現狀分析[J]. 廣東農業科學,2011(5):18-20.

[3]李洪運. 香蕉的營養與保健[J]. 中國科技信息,2005(17):105.

[4]李美春. 常吃香蕉益處多[J]. 中華養生保健,2003(3):13.

[5]日化. 日學者發現香蕉中的抗癌物質[J]. 中國健康月刊,2000(4):48.

[6]Kelly L M,Koutsoumpas J L B,Hedin C R H,et al. Dietary fructo-oligosaccharide intakes in patients with active Crohn’s disease[J]. Journal of Human Nutrition & Dietetics,2010,23(3):323.

[7]鄭學寶,玲胡,王汝俊,等. 便秘治療機制研究思路探討[J]. 廣州中醫藥大學學報,2001(3):283-286.

[8]鄧長生,余細球. 便秘高危人群及其特殊發病原因[J]. 醫學新知雜志,2003(4):187-188.

[9]李敏,段曉俠,張洪鳳,等. 腦卒中患者口服石蠟油干預便秘發生療效觀察[J]. 實用全科醫學,2007(9):834-835.

[10]Dykes S,Smilginhumphreys S,Bass C. Chronic idiopathic constipation:a psychological enquiry[J]. European Journal of Gastroenterology & Hepatology,2001,13(1):39-44.

[11]張忠玲,陳京立. 血液科患者便秘及其相關因素的調查[J]. 解放軍護理雜志,2005(4):50-51.

[12]李存亮. 老年人便秘的危害及常見的治療方法[J]. 內蒙古中醫藥,2011(16):31-32.

[13]王鳳霞,姜淑霞. 便秘的預防及飲食調護[J]. 中國醫藥導報,2008(13):151-152.

[14]Wang J,Huang H H,Cheng Y F,et al. Structure analysis and laxative effects of oligosaccharides isolated from bananas[J]. Journal of Medicinal Food,2012,15(10):930-935.

[15]黃覺非,劉晉,唐振闖,等. 小麥戊聚糖潤腸通便功能的實驗研究[J]. 食品研究與開發,2012(8):20-22.

[16]褚慰,付小林,樊智慧,等. 低聚果糖對便秘模型小鼠的通便功能的研究[J]. 中國藥物與臨床,2010(10):1135-1136.

[17]張俊黎,王宇,于紅霞,等. 低聚果糖對動物通便功能研究[J]. 預防醫學情報雜志,2007(5):534-536.

[18]唐雪娟.香蕉低聚糖的分離、結構鑒定及品種比較[D]. 華南理工大學,2014.

[19]Zhou M,Jia P,Chen J,et al. Laxative effects of Salecan on normal and two models of experimental constipated mice[J]. BMC Gastroenterol,2013,13:52.

[20]Kanauchi O,Hitomi Y,Agata K,et al. Germinated barley foodstuff improvesconstipationinduced by loperamide in rats[J]. Int J Mol Med,1998,2(4):445-450.

Evaluation on the defecation functions of banana oligosaccharides

WANG Yu-ting,CHEN Ting-qiang,WANG Juan*

(School of Food Science and Engineering,South China University of Technology,Guangzhou 510641,China)

Oligosaccharides were extracted from two cultivars of bananas(Musa AA Pisang Mas and Musa ABB Pisang Awak)separately,and 2 dose groups 2.5 g/(kg·BW·d)and 1.25 g/(kg·BW·d)were set up for each variety. According to “Handbook of Technical Standards for Testing and Assessment of Health Food in China”,the laxative effects of banana oligosaccharides(BOS)were studied. Results showed that the ink-impelling ratio of the small intestine in four BOS-dose groups was significantly greater than that in the model group,and the time of the first ink defecation was shorter than that in the model group significantly,suggesting that two BOS doses of two banana cultivars were effective in facilitating bowel movement. The difference between four dose groups was not significant. Effects of BOS on dejecta moisture content and small intestine moisture content showed no significant difference,indicating that defecation functions caused by BOS was not based on increasing the moisture content of dejecta and small intestine possibly.

banana;oligosaccharides;laxative effect;evaluation;Musa AA Pisang Mas;Musa ABB Pisang Awak

2016-08-01

汪雨亭(1993-)，女，碩士研究生，研究方向：食品科學與工程，E-mail：529763004@qq.com。

*通訊作者:王娟(1981-)，女，博士，副研究員，研究方向：食品科學與工程，E-mail：wangjuan@scut.edu.cn。

國家自然科學基金資助項目(31301530)；中央高校基本科研業務費專項資金資助(2015ZZ122)。

TS255.1

A

:1002-0306(2017)03-0357-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.03.061