青稞麩皮油聯合有氧運動對高脂飲食大鼠動脈硬化脂代謝的影響

李 悅 劉雪梅 胡古月

(長春大學1， 長春 130022) (長春中醫藥大學2， 長春 130000) (吉林交通職業技術學院3，長春 130012)

青稞屬禾本科大麥屬，在植物學上屬于栽培大麥的變種，青稞耐寒性強，適應性廣，高產早熟，在青藏高原已有3500多年的種植歷史[1]。廣泛種植于我國的四川、西藏、青海等地區[2]。青稞的營養較為全面，其具有高蛋白、高纖維、高維生素、低脂肪以及低糖等，另外青稞中富含β-葡聚糖、花青素、黃酮類化合物、維生素、膳食纖維等功能性成分[3-4]。

當前，青稞加工生產過程中產生了大量的青稞麩皮，并且它是生產加工中的副產品，僅僅作為動物飼料或者直接廢棄，造成了巨大的資源浪費。青稞麩皮資源豐富，有廣闊的開發前景。目前對于青稞麩皮的研究主要集中于對青稞麩皮的功能性成分的相關提取，錢俊偉[5]等對青稞麩皮油脂肪酸成分分析及其對高血脂癥大鼠脂質代謝的影響，朱穎秋[6]等對青稞麩皮油進行了提取并研究了對高血脂大鼠的降脂作用研究，馬超[7]等對青稞麩皮油進行了分析以及對其含有的β-葡聚糖的含量進行了測定。青稞麩皮中主要營養成分為淀粉(43.80%)、蛋白質(10.50%)以及膳食纖維(39.23%)[8]。另外，青稞麩皮中β-葡聚糖的含量大約為15%，具有降低膽固醇、降血糖、增強免疫力、抗癌功能等功效。維生素E含量較高(0.3～0.8 mg/100 g)，具有降血脂、防止動脈硬化和血栓的形成的功效[9]。青稞麩皮中花青素的含量大約為7.0 mg/g，花青素是水溶性自由基清除劑，能夠保護細胞和組織不被自由基氧化，具有降血脂、抗脂質過氧化、改善血液循環等功能[10]。鑒于青稞麩皮油的對于降低膽固醇、降血糖、降血脂的功效較好，并且國內對于青稞麩皮油的相關功能性研究較少。本研究通過制備青稞麩皮油并且聯合有氧運動對動脈硬化大鼠模型脂代謝的影響，為青稞麩皮的開發利用提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黑青稞麩皮(Hordeum)：室溫干燥儲藏；正己烷：分析純；甘油三脂(Triglyceride，TG)試劑盒、總膽固醇(Total cholesterol，TC)試劑盒、高密度脂蛋白(High density lipoprotein cholesterol，HDL-C)試劑盒、低密度脂蛋白(Low density lipoprotein cholesterol，LDL-C)試劑盒、基質金屬蛋白酶(Matrix Metalloprotein-9,MMP-9)試劑盒、金屬蛋白酶組織抑制因子(Tissue inhibitor of metalloproteinases，TIMP-1)試劑盒；高脂飼料(4%膽固醇、0.5%膽酸鈉、10%豬大油、5%蛋黃粉、80.5%的基礎飼料)。

選取SPF級雄性SD大鼠50只，體重在(160±5)g：上海斯萊克實驗動物有限責任公司，許可證編號：(SYXK(滬)2017—0008)。

1.2 實驗儀器

DD-5M型離心機，JJ523BC型電子天平，FW-100型粉碎機，BQS-1020型超聲波清洗機，ZS-PT-Ⅲ型動物實驗跑臺。

1.3 方法

1.3.1 青稞麩皮油的制備

將青稞麩皮洗凈晾干，粉碎過80目篩收集備用。稱量青稞麩皮粉末若干，置于錐形瓶中，分別加入提取溶劑正己烷100 mL，在超聲功率140 W、超聲溫度40 ℃、超聲時間處理20 min。將得到的提取液在4 000 r/min的條件下離心10 min，取上清液，利用旋轉蒸發儀旋轉蒸發溶劑進行濃縮，將濃縮物置于干燥箱中烘干至恒重，得到青稞麩皮油[11]。

1.3.2 青稞麩皮油理化指標測定

過氧化值測定：參考GB5009.227—2016《食品安全國家標準食品中過氧化值的測定》；酸值測定：參考GB 5009.229—2016《食品安全國家標準食品中酸價的測定》；皂化值測定：參考GB/T 5534—2008《動植物油脂皂化值的測定》；碘值：參考GB/T5532—2008《動植物油脂碘值的測定》。

1.3.3 動脈硬化模型建立

選取SPF級雄性SD大鼠50只，體重在(160±5)g，隨機分成5組，每個小組10只大鼠，分成對照組、模型組、運動組、青稞麩皮油組、青稞麩皮油聯合運動組。50只SD大鼠雄性大鼠適應性喂養一周后，其中對照組每天給予普通飼料，其他4組給予高脂飼料(4%膽固醇、0.5%膽酸鈉、10%豬大油、5%蛋黃粉、80.5%的基礎飼料)，并且大鼠通過腹腔注射維生素D3注射液(60萬U/kg)，每2天1次注射，建立大鼠動脈硬化模型。其中青稞麩皮油組以及青稞麩皮油聯合運動組每天灌胃200 mg/kg的青稞麩皮油。大鼠正常飲水，試驗時間總共6周[12，13]。

1.3.4 訓練方法與測試

將大鼠放置在實驗跑臺上進行運動訓練，第1周對大鼠進行適應訓練，訓練時間每次跑步15 min，每天2次。第2周開始將跑臺參數設置成0°、10m/min，使大鼠跑步訓練保持20 min；第3周開始將跑臺參數設置成5°、15m/min，訓練保持在20 min。試驗時間總共6周。實驗結束后，用1%戊巴比妥鈉對大鼠進行麻醉，取大鼠腹部的主動脈血做血脂分析，測試TG、TC、HDL-C、LDL-C、MMP-9，TIMP-1并且按照試劑盒說明測定各項指標。

1.3.5 動物實驗倫理要求

在實驗中根據動物實驗的倫理要求，充分考慮動物的利益，試驗期間善待動物，防止或減少動物的應激、痛苦和傷害，尊重動物生命，制止針對動物的野蠻行為、采取痛苦最少的方法處置動物。

1.4 統計學分析

本文使用SPSS 20.0軟件進行數據分析，數據均使用均值±標準差來表示，采取組間進行對比，P<0.05表示具有統計學意義。

2 結果與分析

2.1 青稞麩皮油理化指標及質量控制

青稞麩皮油理化指標的測定結果如表1所示，青稞麩皮油呈淡黃色，無異味，殘留溶劑小于50mg/kg，并且測定結果符合GB/T 2716—2018《食品安全國家植物油標準》。

質量控制：原料青稞麩皮采購時控制相應的質量指標；控制超聲萃取時相關的試驗參數；控制提取溶劑的量，防止殘留溶劑超標；防止油脂氧化，造成酸敗。

表1 青稞麩皮油理化指標

2.2 青稞麩皮油對動脈硬化大鼠MMP-9、TIMP-1的影響

從表2分析得出，模型組與對照組相比MMP-9水平明顯升高(P<0.05)，運動組、青稞麩皮油、青稞麩皮油聯合運動組，MMP-9水平呈下降趨勢，青稞麩皮油聯合有氧運動組與模型組相比MMP-9水平明顯降低(P<0.05)；模型組與對照組相比TIMP-1水平明顯降低(P<0.05)，運動組、青稞麩皮油組、青稞麩皮油聯合有氧運動組，TIMP-1水平呈上升趨勢，青稞麩皮油聯合運動組與模型組相比TIMP-1水平明顯升高(P<0.05)。動脈硬化的主要病理基礎是血管內皮細胞損傷、脂質的沉積、內皮細胞的增殖、泡沫細胞的出現以及血管平滑肌細胞增殖和遷移，并且細胞外基質降解失衡是動脈硬化形成的重要環節。MMPs是一組幾乎能降解細胞外基質中各種蛋白成分的重要酶類。MMP-9是MMPs家族中的一個重要成員，主要作用是降解所有的細胞外基質，從而減弱斑塊的纖維帽強度，導致纖維組織薄弱，介導炎癥反應促進吞噬細胞聚集，從而導致斑塊不穩定和斑塊破裂。TIMP-1是MMP-9的天然特異性抑制劑，其可以競爭性結合MMP-9催化區中的Zn2+活性中心，形成MMP-9/TIMP-1 復合物，抑制MMP-9的活性。說明青稞麩皮油可以有效緩解大鼠動脈硬化的癥狀，能夠抑制炎癥反應，降解細胞外基質，同時對TIMP-1起到拮抗作用，盡可能避免TIMP-1對MMP-9造成影響。另外，大鼠通過有氧運動的訓練可以對動脈硬化起到影響，但是兩者單獨作用沒有兩者聯合作用效果好。

表2 青稞麩皮油對動脈硬化大鼠MMP-9酶、TIMP-1酶的影響

2.3 青稞麩皮油對動脈硬化大鼠脂代謝的影響

從表3可以分析得出，模型組與對照組相比血清TC水平明顯升高(P<0.05)，運動組、青稞麩皮油、青稞麩皮油聯合運動組，血清TC水平呈下降趨勢，青稞麩皮油聯合有氧運動組與模型組相比血清TC水平明顯降低(P<0.05)；模型組與對照組相比血清TG水平明顯升高(P<0.05)，運動組、青稞麩皮油、青稞麩皮油聯合運動組，血清TG水平呈下降趨勢，青稞麩皮油聯合有氧運動組與模型組相比血清TG水平明顯降低(P<0.05)；模型組與對照組相比血清HDL-C水平明顯降低(P<0.05)，運動組、青稞麩皮油、青稞麩皮油聯合運動組，血清HDL-C水平呈上升趨勢，青稞麩皮油聯合有氧運動組與模型組相比血清HDL-C水平明顯升高(P<0.05)；模型組與對照組相比血清LDL-C水平明顯升高(P<0.05)，運動組、青稞麩皮油、青稞麩皮油聯合運動組，血清LDL-C呈下降趨勢，青稞麩皮油聯合有氧運動組與模型組相比血清LDL-C水平明顯降低(P<0.05)。高脂血癥是目前公認的最重要的導致動脈硬化的危險因素之一，動脈硬化的重要防御因子中的一個主要因素就是血漿血脂中的HDL-C，而血漿中血脂主要成分包括 TC、TG、HDL-C和LDL-C，對于動脈硬化的發生具有明顯的抑制作用，并且對動脈硬化的消退也有明顯的作用。說明青稞麩皮油可以降低TC、TG、LDL-C的水平，提高HDL-C的水平，可以通過改善脂代謝來抑制動脈硬化的形成。另外，大鼠通過有氧運動的訓練可以對動脈硬化起到影響，但是兩者單獨作用沒有兩者聯合作用效果好。

表3 青稞麩皮油對動脈硬化大鼠脂代謝的影響

3 結論

本文通過在高脂飲食的情況下建立大鼠動脈硬化模型，研究青稞麩皮油聯合有氧運動對大鼠脂代謝的影響。結果表明，青稞麩皮油呈淡黃色，無異味，殘留溶劑小于50 mg/kg，表明青稞麩皮油品質較好。并且青稞麩皮油可以有效緩解大鼠動脈硬化的癥狀，能夠抑制炎癥反應，降解細胞外基質，同時對TIMP-1起到拮抗作用，盡可能避免TIMP-1對MMP-9造成影響。另外，青稞麩皮油還可以降低TC、TG、LDL-C的水平，提高HDL-C的水平，可以改善脂代謝來抑制動脈硬化的形成。另外，大鼠通過有氧運動的訓練可以對動脈硬化起到影響，但是兩者單獨作用沒有兩者聯合作用效果好。