复配天然多糖的筛选及其降血脂作用,随着人们生活水平的日益提高,肥胖、高血压及高脂血症的发病率 逐年上升,高脂血症作为动脉粥样硬化的首要危险因素受到了临床医学 和基础医学研究的重视。近年来多糖胶用于降脂、降血糖、减肥越来越 受到人们的关注。一般认为,多糖胶的0 1-4糖苷键结构使其在上消化 道不易降解,且粘度高,可在胃内吸水溶胀,增加胞腹感,减少摄食量, 延缓胃排空时间;尤其某些富含半乳糖或甘露糖的多糖胶可与肠道多糖 受体作用,调理肠道菌群,促进肠道蠕动,减少便秘。本实验将瓜尔胶、 黄原胶、魔芋胶及卡拉胶等多糖胶进行复配,以期筛选粘度高且稳定、 适宜的溶胀系数及适宜的胃排空时间的多糖配比复合物,观察复配多糖 对小鼠高脂血症的降脂作用。
方法:
实验选择瓜尔胶、黄原胶、魔芋胶和卡拉胶按不同比例复配,测定 四种胶及不同比例复配多糖胶的粘度。依据粘度筛选的多糖胶,测定其 溶胀系数,胃排空时间及影响食物的胃排空时间。根据上述指标,筛选 复配多糖胶观察其降血脂效果。
多糖胶饲料制备:多糖胶按5%的浓度与常规饲料粉末掺混,充分 混匀,制成大鼠饲料,用烤箱烘烤至完全干燥。
多糖胶降脂作用观察:动物分为正常对照组,复配天然多糖的筛选及其降血脂作用,高脂乳剂诱导的小 鼠高脂血症模型组及给予不同复配的多糖胶组(3组)。正常对照组 小鼠每日生理盐水灌胃,采用常规饲料喂养,其他4组每日给予高 脂乳剂灌胃,每日一次,连续灌胃28d。给予高脂乳剂的模型组小鼠 以常规饲料喂养,3个给药组则分别给予不同的多糖胶饲料喂养,实 验第29天,禁食12h后,小鼠眼眶取血,制备血清,以全自动生化 仪测定小鼠血清甘油三酯(TG)、胆固醇(TC)、高密度脂蛋白 (HDL-C)、低密度脂蛋白(LDL-C)和总蛋白(TP)、白蛋白(Alb)、 血糖(Glu)浓度。
多糖(Polysaccharides,PS)是来自高等植物、动物细胞膜、微生物细 胞中的天然大分子物质,一般多糖常由一百个以上甚至几千个单糖通过糖苷 键连接而成。PS是生命有机体的重要组成部分,与维持生命所需的多种生理 功能有关。PS的研究,起源于20世纪40年代,自50年代末人们发现真菌多 糖具有抗肿瘤活性以后,尤其是近20多年来,由于分子生物学、免疫物质的 化学研究与发展以及新药物资源的寻找与开发,PS的研究受到越来越广泛的 重视。目前已有300多种多糖类化合物从天然产物中被分离提取出来,其中 从植物中提取的水溶性多糖最为重要,已发现100多种植物中的多糖类化合 物具有免疫促进作用。植物多糖已经成为当今新药发展的方向之一[1]。近年 来多糖的药理学作用表明,多糖不仅作为广谱免疫促进剂,具有免疫调节功 能,还在抗肿瘤、抗病毒、抗炎、降血糖、降血脂、抗辐射等方面具有广泛 的药理作用。
(一)多糖的降血脂作用
半个世纪以来,冠心病已成为威胁人类健康最严重的疾病之一,其死亡 率已超过所有癌症死亡率的总和[2]。大量的流行病学资料和实验研究表明, 冠心病的基本病因是动脉粥样硬化,而动脉粥样硬化引发的主要因素之一是 “高脂血症”(Hyperlipidemia,HLP)。临床实践证明,降脂治疗可使冠心病 发生率明显降低。因此,降血脂在预防和减少动脉粥样硬化和冠心病的形成 中起着重要的作用。近年的研究还发现,高血压的发生发展与HLP也密切相关
[3]
在正常情况下,人类脂质的合成与分解保持动态平衡。正常人空腹浓度 值(mg/100ml):甘油三酯20〜110,胆固醇及酯110〜220 (其中胆固醇酯占 70%〜75%),憐脂110〜120。临床上所称的高脂血症,王要是指胆固醇高于 220~230mg/100ml,甘油三酯高于130~150mg/ml。本世纪60年代末,世界卫 生组织认同了由Fredrickson提出的高脂血症五型六类分类法:①I型,属 于高乳糜微粒(胆固醇水平正常或偏多,甘油三酯显著偏高)。②Ila型,血 中脂蛋白(LDL)与胆固醇水平升高300〜600mg/100ml,皮肤、肌腱与角 膜上出现黄色脂肪沉积,动脉硬化速度加快。lib型,血中脂蛋白(LDL) 和前3-脂蛋白(VLDL)水平升高,皮肤上出现黄色或橙色脂肪沉积(黄瘤), 动脉硬化速度加快。③III型,血中异常的前3-脂蛋白(VLDL)、胆固醇和甘 油三酯水平升高,肌腱黄瘤,臀部、膝部和肘长黄瘤,冠状或周血管动脉硬 化速度加快,心脏病发展加快。④IV型,血中前3-脂蛋白(VLDL)与甘油 三酯水平升高,胆固醇正常或偏高,心脏病发展加快,葡萄糖耐受力差。⑤V 型,胆固醇水平高过正常,乳糜微粒、前3-脂蛋白(VLDL)和甘油三酯升高 (高达1000〜6000mg/100ml),黄斑麻疹(橙黄色的脂肪沉积),腹痛,眼视 网膜出现脂肪沉积,肝脏和脾脏肿大。据分析,我国的高脂血症患者基本上 归属于II型和V型两类,其它的极少见。高脂血症是一类与代谢相关的疾病, 它既可以由于遗传和环境因素,尤其是膳食不当所引起,也可因为糖尿病、 肥胖症、胰腺炎以及肝、胆和肾脏等疾病所诱发。目前降脂的途径主要包括: ①合理调制饮食治疗;②加强运动锻炼;③适当的理疗(包括血浆净化治 疗);④药物治疗[4]。饮食治疗的原则是在人体生理需求的基础上,针对血
脂异常的临床类型制定相应的膳食谱,以使血脂调整至正常。
近年来关于膳食与血脂关系的研究日益深入,许多国家的科学工作者发 现人类的膳食中含有大量的降血脂功效成分,包括多糖、苯乙烯的衍生物、 不饱和脂肪酸、黄酮类、生物碱、皂苷类等。下面主要对多糖降血脂的作用 做一阐述。
1不同多糖对脂质代谢的影响
近年来陆续从生物界中分离得到各种降血脂多糖。一些红色或棕色海藻 中的多糖呈现降脂作用,如从褐藻中提取得到一种酸性多糖一褐藻酸,添加 5%在大鼠饲料中时,可使大鼠血清和肝脏中胆固醇的上升率分别下降20% 和10%[5]。一些真菌和植物多糖也有降脂功能。真菌多糖中以灵芝多糖、木 耳多糖、云芝多糖为代表,灵芝多糖能对蛋黄引起的高脂血症小鼠有明显的 降TC作用;从白木耳中提取的一种酸性多糖能降低正常和链脲霉素诱导的糖 尿病小鼠的血浆胆固醇水平[6]。而国内外对植物多糖降血脂的研究多侧重于 膳食纤维,且分别对可溶性和不溶性膳食纤维进行大量研究。可溶性多糖降 脂作用主要表现在血浆及肝组织TC和LDL_C含量的降低,调节脂蛋白的水平也 有相应的效果,不溶性的纤维多糖在人体基本无降脂效果。一般植物多糖对 血清TG影响不大,这可能是由于血清TG与膳食中脂肪和单糖关系较大,受胆 固醇影响较少。一般认为,谷物纤维并不能显著改变血浆脂质,而新鲜水果 及豆荚中所含的多糖则有较稳定的降胆固醇效果。谷物中的大麦、燕麦是个 例外,因为有较多的可溶性纤维一葡聚糖。很多报道指出来自于谷物中的 葡聚糖在人体和动物实验中均可显著降低血浆和肝脏组织的胆固醇水平 [7]。一些动物多糖也具有降低血脂的作用,以壳聚糖为代表。甲壳素化学名 称为N-乙酰氨基葡萄糖多聚体。壳聚糖是甲壳素脱乙酰基后得到的可溶于酸 性水溶液的氨基葡聚糖。Jean[8]等研究表明,即使小鼠饲料加入更多的胆固 醇,只要加入7.5%壳聚糖足以维持胆固醇外源吸收和内部合成的平衡。利 用微生物也可生产得到降血脂多糖,如利用链球菌发酵生产的多糖饲喂高脂 大鼠后,发现血清TG含量可降低40%以上。
2多糖影响脂质代谢的可能机理
一般认为,多糖影响脂质代谢的机理可能是多方面的,目前尚无一种理 论能很完善地解释多糖的降血脂效果,研究较多的有以下几个方面。
⑴脂肪和能量摄入的减少
多糖,特别是粘性多糖,由于对肠道的充盈作用,能增加饱腹感而影响 食物摄入,延缓胃排空,可能影响激素分泌对膳食的反应。
⑵脂质吸收的减少
多糖能减少胆固醇的吸收,特别是粘性多糖,一方面除了直接降低小肠 吸收酶的活性,同时还作为物理屏障,干扰脂肪微团的形成,减慢胆固醇到 达小肠刷状膜的不流动水层[9]。可能的机制是:①结合吸附胆固醇,增加 其排出。②具有凝胶特性的纤维在肠道形成凝胶,构成物理屏障,影响胆 固醇与消化酶、胆汁酸微团及肠黏膜的接触。但有些多糖并不是形成凝胶起 作用,如壳聚糖先溶解在胃酸,而后与膳食脂肪结合形成壳聚糖-脂肪聚合 体,因而阻止了脂肪的脂解作用,从而增加了未被消化的脂肪的排泄,包括 胆固醇[10]。③吸附胆酸,促进其排泄,造成脂质乳化障碍[11]。④加速肠道
运转,缩短了食物在肠道的停留期,减慢肠系膜的淋巴循环。
⑶影响胆汁酸的代谢
多糖影响胆酸的代谢表现在:多糖可吸附胆酸使其量减少,从而减少在 胆固醇吸收过程中所需的胆酸;多糖减少胆酸在肠道重吸收,减少肝肠循环, 使体内用于合成内源性胆固醇的胆汁酸的量减少。可能由于短链脂肪酸 (short-chain fatty acids,SCFA)的产生降低了结肠的pH值,从而减少了 胆酸的溶解度及胆汁酸的被动重吸收。有实验表明,盲肠的pH值和胆汁酸的 溶解度呈负相关[12]。三是可能改变大肠细菌的数量和活力影响胆酸排泄量的 改变。胆酸量的减少促进肝脏胆固醇合成的负反馈,因而降低了血浆胆固醇 的水平。
⑷影响胆固醇代谢关键酶
LCAT是胆固醇酯化和转运的关键酶,LPL是分解甘油三酯的关键酶。研 究表明,茶叶多糖能增强人血浆中LCAT活性及牛奶中LPL的活性。Poledne 给健康学生服用苹果纤维发现,在血浆胆固醇水平降低的同时伴有LCAT活力 的显著提高,所以一般酸性杂多糖,如结构上类似肝素的物质,其降血脂可 能是通过该条途径起作用,如近年来开发的硫酸软骨素多糖和藻酸双脂钠可 能通过促进血管内皮释放LPL,改善脂质代谢[13]。对于肝脏胆固醇合成的限 速酶一肝脏3-羟基,3-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶 (3-hydroxy-3-methylglutary-coenzyme A reductase,肝脏HMG CoA 还原 酶)及肝脏胆酸合成的关键酶7a-羟化酶,由于受胆固醇的负反馈的调节, 所以上述谈到的减少胆固醇的吸收,减少胆汁酸的肝肠循环,都可能导致HMG
CoA还原酶及7a-羟化酶的活力的增强及酶量的增加。另一方面,该酶还受 SCFA在细胞水平上的直接调节,但是由于多糖在大肠发酵分解后的产物之一 一丙酸盐,有直接抑制这两种酶的作用,同时也是脂肪酸合成的抑制物[14]。 有关影响酶活性的机理既涉及到肠道消化阶段通过反馈调节,又涉及到细胞 水平消化分解产物的直接作用,很难明确其作用机制,尚需进一步探讨。
⑸结肠代谢物的作用
不论何种类型的多糖,经过肠道细菌的发酵作用均可产生SCFA,主要是 乙酸、丙酸、丁酸。这些SCFA在人体结肠能完全被吸收,并影响肝脏胆固醇 代谢。如前所述,丙酸通过影响脂质代谢相关酶影响脂质水平。SCFA的直接 作用与结合可溶性的钙质,转而影响胆酸在大肠的溶解度,从而影响胆酸的 再吸收。因此多糖在肠道下段的可发酵程度和胆固醇的降低程度呈相关性[14]
⑹内分泌的影响
据报道,多糖有降低血糖的作用,可通过促进胰岛素的分泌,而胰岛素 能增加肝脏胆固醇的合成,增加低密度脂蛋白的合成和分泌。果胶就能通过 这条途径降低体内胆固醇。另外,多糖可以通过影响胃肠激素如胃肠抑胃肽 和肠抑胰岛素样免疫反应引起低胰岛素样反应,通过胰岛素发挥降血脂作 用。但是激素反应对胆固醇代谢的影响最终要通过胆固醇代谢关键酶 HMG-CoA还原酶、ACAT等而起作用,因而多糖对激素水平的影响在降脂机制 中可能不起主要作用[15]。
(二)多糖的降血糖作用
糖尿病发病机理尚不完全清楚,一般认为与遗传、环境、病毒感染、 肥胖、种族、营养物质代谢失衡和内分泌失调等因素有关。依据糖尿病病因 可分为两类,I型糖尿病和II型糖尿病。I型糖尿病,主要因为胰岛0细胞 受损,胰岛素水平下降,但对胰岛素仍然敏感,称为胰岛素依赖型糖尿病 (IDDM)。II型糖尿病,主要表现为:①胰岛0细胞功能缺陷,如胰岛素分 泌绝对量不足、胰岛素分泌方式异常、胰岛素基因突变合成无生物活性、结 构异常的胰岛素等。②a细胞在II型糖尿病时呈现胰生糖素分泌增加。促 使氨基酸及游离脂肪酸转化为葡萄糖,增加肝糖产生及输出,导致血糖升高。 ③胰岛功能失调。II型糖尿病对胰岛素敏感性降低,称为胰岛素非依赖型 糖尿病(NIDDM).
1多糖对降血糖作用的影响:
国内外对植物多糖降血糖的研究尚处于动物实验研究阶段。药理研 究表明,多种多糖对正常小鼠或药物致高血糖的小鼠有降血糖作用。如 从金耳(Tremella aurantia)果肉中提取的水溶性酸性多糖(TAP),可 显著降低正常小鼠和糖尿病小鼠血糖[16]。日本学者报道,一种分子量的 壳聚糖(LWM chitosan Mw:20 000),对链佐星诱导的非胰岛素依赖型糖 尿病(NIDDM)呈现显著降血糖作用[17]。进一步研究表明,壳聚糖降血脂 的同时对遗传性肥胖型糖尿病小鼠,也能剂量依赖性地改善高胰岛素、
高甘油三酯等症状[18]。TomodaM等[19]证实了车前子粘液A经乙酸化后,可 明显降低正常大鼠血糖。有研究显示果胶也具有降糖及增加肝糖原的作 用。△卜461-2&匕61等[20]报道,酸枣仁叶丁醇提取物中分离的Christinin A,
其皂苷配糖体对糖尿病鼠有显著降糖作用。
国内报道银耳孢子多糖和木耳多糖均能降低正常及四氧嘧啶糖尿病小 鼠血糖,同时还能减少糖尿病小鼠的饮水量[21-22]。注射用黄芪多糖对血糖及 肝糖原有双向调节作用,既可保护低血糖,又可抗实验性高血糖[23-24];高山 红景天多糖能降低正常小鼠肝糖原和血总脂[25]。此外,对四氧嘧啶、肾上腺 素和葡萄糖引起的小鼠高血糖均有抑制作用,并能抑制肝糖原增加,增强肝 糖原分解,使高血糖小鼠血总脂含量降低。
2多糖改善糖代谢和胰岛素抵抗的可能机理
⑴多糖受体的发现
植物多糖构效关系的研究至今尚未完善。多糖的活性与分子量、溶解度、 粘度、初级结构和高级结构有关。日本学者[26]已开始了多糖化学结构中活性 决定簇的研究,特别是近年来有关多糖受体的发现对阐明其作用机理有重要 意义。当多糖与受体作用时只有分子中几个低聚糖片段与受体结合。推测多 糖象蛋白质和酶一样,可能在多糖分子中存在一个或几个寡糖片段的“活性 中心”。由此发现具有药理活性的多糖表现出含半乳糖醛酸聚糖区和带中性 糖侧链的半乳糖醛酸中心。
⑵多糖对激素水平的调节
大量实验表明,植物多糖能降低正常及实验性糖尿病鼠的血糖水平,与 其促胰岛素分泌的作用紧密相关。植物多糖能够有效地对抗肾上腺素、胰高 血糖引起的高血糖[27]。可能的机制是植物多糖作用于糖代谢酶或是竞争性抑 制激素受体作用的结果。
⑶多糖对糖代谢酶活性的调节
植物多糖并不增加胰岛素的分泌,而是作用于糖代谢的酶,文献报道[28], 怀庆地黄根茎的热水提取物为果胶样多糖组分(RG-WP),RG-WP经化学修饰 及蛋白酶处理得到的结果表明,活性存在于多糖结构部分,它可明显提高肝 脏葡萄糖激酶及葡萄-6-磷酸脱氢酶的活性:降低肝脏葡萄糖-6-磷酸酶及磷 酸果糖激酶的活性。GAL-DNJ为从桑树叶中提取的6各含N糖化合物之一,它 可抑制a-葡萄糖苷酶、a-甘露糖苷酶和3-半乳糖苷酶活性。灵芝多糖则 能增加肝葡萄糖酶、磷酸果糖激酶、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的活性:降低肝 葡萄糖-6-磷酸酶、糖原合成酶的活性。植物多糖可通过调节糖代谢酶的活 性,抑制糖异生,促进葡萄糖的利用,达到改善糖代谢紊乱和胰岛素抵抗的 目的。
⑷多糖的抗氧化和免疫调节作用
植物多糖具有重要的抗氧化和免疫调节作用,能促进细胞免疫功能和诱 生多种细胞因子,增强机体免疫[29],这也是植物多糖在改善糖代谢紊乱和胰 岛素抵抗过程中发挥药效作用的可能机制之一。
(三)多糖增强机体免疫功能
植物多糖最重要的药理作用为免疫促进作用。多糖能在多条途径、多 个层面对免疫系统发挥调节作用[30],如激活网状内皮系统(reticuloendothelial system,RES)的吞噬功能,促进IL-1、IL-2、TNF-a、INF-Y、NO等生成, 增强天然杀伤性细胞(nature killer cell,NK)的活性,活化巨噬细胞,诱导免 疫调节因子的表达,调节机体抗体和补体的形成等。
不同多糖对机体免疫功能的影响:牛膝多糖(ABPS)能升高血清溶血数 和脾脏内抗体形成细胞数,提高血清免疫球蛋白IgG水平,激活巨噬细胞促 进TNF和IL-2的生长,促进淋巴细胞的繁殖[31]。从麝香草叶中得到的酸性多 糖可以通过经典途径和替代途径激活补体系统[32]。低相对分子质量(1000〜 2000)的地黄多糖(LRPS)可使小鼠Lewis肺癌细胞的程序性死亡[33]。从条 斑紫菜中得到的多糖PY3对小鼠骨髓细胞和脾脏淋巴细胞的增值以及对混合 淋巴细胞反应均有一定抑制作用[34]。云芝多糖(PSK)可提高小鼠腹腔滤液 细胞(peritoneal exudate cell s,PEC)和脾细胞中巨噬细胞集落刺激因子 (M-CSF)的基因表达水平[35]。从防风水提液中得到2种酸性杂多糖XC-1、 XC-2,初步药理实验证明,XC-2具有显著增强机体免疫功能的作用[36]。
(四)多糖的抗肿瘤作用
自从20世纪50年代发现酵母多糖具有抗肿瘤效应以来,已分离出很多具 有抗肿瘤活性的多糖[37]。就多糖的抗肿瘤作用而言,可将抗肿瘤多糖分为2 大类:一类是具有细胞毒性的多糖直接杀死肿瘤细胞,这类多糖有牛膝多糖、 刺五加多糖等;第2类是作为生物免疫反应调节剂通过增强机体的免疫功能 而间接抑制或杀死肿瘤细胞的,如:能增强NK活性、诱导巨噬细胞产生肿瘤 坏死因子的多糖,具有抗肿瘤活性的多糖大多是通过这种途径起作用的,也 就是常说的宿主介导抗肿瘤活性[38]。
不同多糖的抗肿瘤作用:当归多糖对L1210、KG21、U937细胞系均有明 显的抑制作用;当归多糖组分AP20可显著减轻肉瘤S180模型小鼠的瘤重量, 可显著减轻艾氏腹水癌小鼠模型的瘤重量,提高生命延长率™。掌叶大黄多 糖(RPP)对肿瘤细胞具有直接杀伤作用,对肿瘤干细胞增殖有抑制作用,复配天然多糖的筛选及其降血脂作用, 并可抑制3种贴壁生长的肿瘤细胞粘附,致细胞增殖停滞[40]。中药多糖中香
菇多糖、猪苓多糖、冬虫夏草多糖、枸杞多糖、黄芪多糖、刺五加多糖、灵 芝多糖等均被认为可作为LAK (淋巴因子激活的杀伤细胞)细胞活性增强剂
[41] (五)多糖的抗衰老作用
中药多糖类成分的抗衰老作用与现代应用,主要涉及四个方面:①加 强DNA的复制与合成,提供必需的微量元素与营养来延长动物的生长期;② 提高动物对非特异性刺激的抵抗能力以达到强壮作用;③通过调节和增强 免疫功能达到抗衰老作用;④调节蛋白质和核酸、糖和脂质代谢;抗脂质 过氧化与抑制脂褐质形成作用;提高机体SOD活力清除LPO和MDA;抑制MAO-B 的活性作用,以抗衰老[42]。
不同多糖的抗衰老作用:牛膝多糖(ABPS)在体外可以提高老年小鼠T 淋巴细胞的增殖能力和IL-2的分泌,而对青年小鼠无此影响;在体内能显 著提高老年大鼠T淋巴细胞和血清中TNF-a的水平,同时一氧化氮合成酶的 活性升高,一氧化氮的产生增加。ABPS还可以启动和活化巨噬细胞,纠正 老年鼠的免疫低下状态[43]。枸杞多糖能有效降低老年大鼠T细胞的过度凋 亡,而且可以下调促凋亡的TNFR基因mRNA表达并上调抗凋亡的BCL-2基因 mRNA表达[44]。另外,枸杞多糖复合物的抗衰老作用也较显著,实验表明, 它可以延长家蚕五龄期寿命的5.14%。刺五加多糖可延长果蝇平均寿命 11.7%〜23篇[1]。
(六)多糖的其它作用
当归多糖对放射性损伤造成的免疫功能下降有一定的预防作用。研究
人员[45]将小鼠分为正常对照组(C)、照射对照组(B)、照射+当归多糖组 (A),检测三组刀豆蛋白(ConA)诱导的T细胞增殖和IL-2及血清抗体产生 能力,结果表明,预先给予当归多糖的受照组(A)T淋巴细胞增值和IL-2 及血清抗体水平显著高于照射对照组,可见当归多糖对放射性损伤造成的 免疫功能下降有一定的预防作用。此外,还有学者发现[46],当归多糖在适 合剂量下可影响小鼠肝脏中的NO含量,通过影响肝中iNOS、CNoS、BaX、Bcl22 的表达来阻断脂多糖和卡介苗诱发的肝细胞损伤,从而起到保护肝脏的作 用。有报道[47]。茶多糖在体内、体外均可显著延长血凝时间。在混合人血 浆中加入不同量的茶多糖,37°C孵育10min,作复钙时间测定,结果表明 0.05mg茶多糖即可延长反复钙时间,0.4mg可完全抑制血浆凝固。用 Chandlder法形成的血栓,组织学上类似于人体动脉血栓。实验表明,茶多 糖明显延长血栓形成时间,缩短血栓长度,从而起到抗血栓的作用。糊精、 人参果胶这2种植物多糖对大鼠实验性胃溃疡均有不同程度的抑制作用。红 藻类多糖也具有抗溃疡作用。另据报道褐藻淀粉、海带淀粉有明显的抗凝、 解痉、解聚、降压降脂、降低血粘度及扩张血管和改善微循环的功能,从 而达到抗心血管疾病的作用。同时海藻及海带多糖具有对有毒重金属(如 Pb、Sn、Cd等)的阻吸功能和抗辐射功能[48]。另外许多植物多糖具有促进 核酸和蛋白质的生物合成作用,如灵芝多糖、黄芪多糖等[49]。
二几种多糖胶的简介
瓜尔豆胶是目前国际上最为廉价而又广泛应用的亲水胶体之一,原产 自印度和巴基斯坦,瓜尔胶(guar gum)是从瓜尔豆中提取的大分子天然 亲水胶体,主要由半乳糖和甘露糖聚合而成,属于天然半乳甘露聚糖。其 主键为(1-4) -P-D-甘露糖单位,侧键则由单个的a-D-半乳糖单位在C-6
位与之相联(见图1),甘露糖对半乳糖之比为1.8:1。瓜尔胶是中性多糖, 分子量约20〜30万Da左右。瓜尔胶分子的最大特点也即最大优点便是与 纤维素结构非常相似,这种相似性使它对纤维素有很强的亲和性,称之为直 接性(substantivity)。目前,瓜尔胶及其衍生物被广泛应用于食品、医药、 水处理、日用化工、石油和矿业等各个领域中。但是,与其它天然多糖相 比,瓜尔胶及其衍生物在国内研究起步较晚,很多性质及应用方面的研究尚 属空白。以半乳甘露聚糖为主要成分的瓜尔胶,具有良好的水溶性和高粘 度,故作为治疗糖尿病、胆固醇过多症和肥胖症的药物也日益得到广泛应 用。其药理作用主要为降血糖和降血脂。迄今论述对瓜尔胶降血糖的机理 有:①葡萄糖在肠内吸收或运输受抑制;②延缓胃排空速度;③影响消 化道激素的分泌。降血脂的机理可能为抑制胆固醇在肠内的吸收或增加胆 固醇向胆酸的转化,对药物的安全性也作了讨论,即使服用较大剂量的瓜 尔胶,也未见有严重的副作用。
黄原胶(xanthan gum)亦称汉生胶(rhodicare S),是采用黄单胞菌
属微生物对糖发酵作用后提炼成的一种生物高分子多聚糖。黄原胶由五糖
单位重复构成,主链与纤维素相同,即由以0-1,4糖苷键相连的葡萄糖
21
构成,三个相连的单糖组成其侧链:甘露糖一葡萄糖一甘露糖。与主链相 连的甘露糖通常由乙酰基修饰,侧链末端的甘露糖与丙酮酸发生缩醛反应 从而被修饰,而中间的葡萄糖则被氧化为葡萄糖醛酸,分子量一般在200〜 600万Da之间。
黄原胶除拥有规则的一级结构外,还拥有二级结构,经X-射线衍射和 电子显微镜测定,黄原胶分子间靠氢键作用而形成规则的螺旋结构。双螺 旋结构之间依靠微弱的作用力而形成网状立体结构,这是黄原胶的三级结 构,它在水溶液中以液晶形势存在[50]。黄原胶的外观为淡褐黄色粉末状固 体,亲水性很强,没有任何的毒副作用,美国FDA于1969年批准可将其作 为不限量的食品添加剂。由其二级结构决定,黄原胶具有很强的耐酸、碱、 盐、热等特性。黄原胶最显著的特性是其控制液体流变性质的能力,它即 便在低浓度时也可形成高粘度的、典型的非牛顿溶液,具有明显的假塑性。 黄原胶的另外一个显著的特征是其与半乳甘露聚糖的同促作用,如与瓜尔 胶、槐豆胶(Locust bean gum)等。即当黄原胶与半乳甘露聚糖混合时, 其混合物粘度较之其中任何一种单独存在时,粘度都明显增加[51-52]。黄原 胶由于其独特的性质,因而在食品、医药、石油、日用化工等十几个领域 有着及其广泛的应用。近年来,较发达国家的人们往往担心食品中的热值 过高而使自己发胖,黄原胶由于其不可被人体直接降解而打消了人们的这 一顾虑。此外,一些国外学者[53]的研究均有报道,黄原胶对高脂血症小鼠 的血清TC、TG具有明显的降低作用。
卡拉胶(carrageenan)是从红海藻的细胞壁中提取的一种多糖,属于细胞 壁多糖,分子量在10万Da左右。由3-1,3-D-吡喃半乳糖残基和a-1,4-D- 吡喃半乳糖残基交替联接而成,反应性主要来自分子上所带的半硫酸基团 (ROSO3-)(见图3)。由于-OSO3-在分子链位置的不同,导致有K-型、入- 型、I-型等卡拉胶。当有钾或者钙离子存在时,K-卡拉胶和:-卡拉胶可 形成水凝胶,其中K-卡拉胶具有形成凝胶所需的浓度低、透明度高等特点, 广泛用作食品胶凝剂,但K-卡拉胶凝胶脆性大、弹性小,易出现泌水现象, 这使其应用受到很大限制[54]。已有报道表明[55-56],不同食品胶之间的适当 复配可以提高凝胶强度,减少收缩脱液,改善粘弹性等。因此,卡拉胶主 要是利用其高粘度和成凝胶等特性作为凝固剂、增稠剂等,被广泛应用于 食品、化工、医药等工业生产中。近年来,随着科学技术的进步和现代化 仪器的应用,人们已经不再把对卡拉胶的研究局限于简单的应用于工业生 产,而是在不断阐明和完善其微分子结构的基础上,研究它的生物活性, 将其应用于生命科学领域[57]。
图3卡拉胶分子结构
魔芋胶(konjac gum)是由分子比1:1.5或1:1.6(花魔芋,A.konjac)或 1:1.69(白魔芋,A.albus)的葡萄糖和甘露糖残基通过0-1,4糖苷键聚合 而成,在某些糖残基C-3位上存在由0-1,3糖苷键组成的支链,其支链多 少的报道结果差异很大,Smith[58]研究认为主链上每32个糖残基有3条支 链,而Kato[59]等人却认为主链上每80个糖残基只有1条支链(后者可能接近 实际些);每条支链由几个至几十个葡萄糖和甘露糖残基构成;主链上大约 每19个糖残基上有1个以酯键结合的乙酰基(见图4)。魔芋葡甘聚糖分 子量因魔芋种类、品种、加工方法及原料的贮藏时间不同而变化,一般为 20万〜200万Da[60]。魔芋胶具有很强的吸水性,吸水后形成较稳定的粘稠 状凝胶或粘液。现代医学研究证明[61],魔芋胶是一种优良的水溶性膳食纤 维,对营养不平衡有重要的调节作用,长期食用可预防和治疗便秘,降低 血胆固醇和甘油三酯水平,调节脂肪代谢,预防高血脂症。它不能被人体 内的消化酶消化,不含热量,且能延缓和减少葡萄糖的吸收,从而降低血 糖水平,防治糖尿病[62]。另外它还具有减肥作用和免疫调节活性[63]。
刖 言
随着人们生活水平的日益提高,肥胖、高血压及高脂血症的发病率呈逐 年上升趋势,严重威胁着人类心脑血管的健康。高脂血症作为动脉硬化的首 要危险因素受到了临床医学和基础医学研究的重视。近年来膳食纤维用于降 脂、降血糖、减肥越来越受到人们的关注。多糖在上消化道不易降解,尤其 是多糖胶因其流变学性质与大分子的结构,吸水后所呈现的空间分子结构, 在上消化道吸水膨胀,却大部分不被消化和吸收,从而产生腹部胀满,延缓 胃排空时间,减少摄食量。进入肠道的多糖胶不仅可以清除肠道的残留物而 且可以具有较强的持水能力,促进排便、促进体内毒物的排泄。由于特殊的 pi,-4链结构,不被肠道消化酶降解,不会产生热量,长期作用可降低胆固 醇和甘油三酯。
新近研究发现,人类肠道粘膜表面存在多种植物凝集素,可以特异性地 识别单糖残基,天然多糖可竞争性地与肠道菌群结合植物凝集素位点,从而 起到调节肠道菌群,调节胃肠功能,介导免疫调节的作用。实验表明含有甘 露糖和半乳糖残基的天然多糖能与甘露糖受体和半乳糖凝集素结合,调节肠 道粘膜局部免疫反应。
本实验选用含有半乳糖或甘露糖的多糖胶,一方面通过其在上消化道不 易降解吸收,易吸水膨胀的特性,增加饱腹感,降低摄食量,另一方面通过 其与肠道多糖受体特异性地作用,调节肠道功能,此外,依赖于多糖胶的良 好持水性,促进排便,治疗便秘。虽然多糖胶本身具有良好的粘度与膨胀性, 但是缺乏理想的胃内滞留时间,为了寻找不同多糖胶复配的最佳最佳粘度、 最佳膨胀能力、最佳胃内滞留时间,本课题将瓜尔胶、黄原胶、魔芋胶及卡 拉胶等多糖胶进行复配,以筛选粘度高且稳定、适宜的溶胀系数及适宜的小 鼠胃排空时间的多糖配比复合物,并观察复配多糖对小鼠高脂血症的降脂作 用。
实验部分
第一部分多糖胶粘度的测定
一般来说,多糖胶的粘度与其结构密切相关,而粘度是多糖胶降脂、减 肥、降血糖的重要指标。粘度越高,降脂、减肥、降血糖的作用越好。本实 验所选择的瓜尔胶、黄原胶、魔芋胶及卡拉胶等是最常用的食品添加剂,每 一种胶都具有良好的水溶性和高粘度。瓜尔胶是1,4链连接的D-甘露糖直线 型主链,在主链上平均每间隔2个甘露糖残基有1个D-半乳糖,分子量在 20〜30万Da左右。黄原胶由以P-1,4糖苷键相连的葡萄糖构成主链,三个相 连的单糖(甘露糖一葡萄糖一甘露糖)组成其侧链,分子量在200〜600万 Da之间。卡拉胶由a —1,3键或P —1,4键D—半乳糖连接,分子量不同,粘 度变化较大。魔芋胶由分子比1:1.6的葡萄糖和甘露糖残基通过P-1,4键聚合 而成,在某些糖残基C-3位上存在由P-1,3键组成的支链,主链上每3280个 糖残基有1个支链,每条支链有几个至几十个糖残基,大约每19个糖残基上 有一个以酯键结合的乙酰基,分子量为20〜200万Da,是我国研究最多的膳 食纤维。多糖胶之间由于结构因素,可出现同促作用,增加粘度。如黄原胶 与含半乳甘露聚糖结构的多糖胶(如瓜尔胶)可使混合物粘度明显增加。本 实验选择含半乳糖或甘露糖结构的多糖胶复配,选择粘度高的配比。
1实验材料
1.1主要实验试剂
瓜尔胶北京瓜尔科贸有限公司
黄原胶河南沁阳市生物化学厂
魔芋胶陕西安康秦东魔芋食品有限公司
卡拉胶成都协力魔芋科学种植加工园有限公司
1.2主要实验仪器 NDJ-1型旋转粘度计上海精密科学仪器有限公司
HH-4快速恒温水浴箱常州国华电器有限公司
PB203—N电子天平上海分析仪器厂
悬挂式搅拌机 2实验方法广州仪科实验室技术有限公司
2.1瓜尔胶、黄原胶、魔芋胶和卡拉胶四种多糖胶粘度的测定
将瓜尔胶、黄原胶、魔芋胶和卡拉胶用PB203 — N电子天平精密称量, 而后分别按照2g/100ml的浓度缓慢加入等体积蒸馏水中,用悬挂式搅拌 机搅拌直至形成均匀的粘性溶液,85°C水浴箱中密封水浴1h后,室温下 放置,用旋转粘度计测定溶胶粘度,观察24h内胶体粘度的变化。
2.2测定四种多糖胶按比例复配后粘度的变化
将瓜尔胶、黄原胶、魔芋胶和卡拉胶分别以7个比例
(1:1,1:2,1:3,1:4,2:1,3:1,4:1)两两复配为2g混合多糖胶粉,复配天然多糖的筛选及其降血脂作用,缓慢溶于蒸馏 水中,在悬挂式搅拌机下搅拌至形成均匀的粘性溶液,85°C水浴箱中密封 水浴1h,室温下放置,用旋转粘度计测定溶胶粘度,观察24h内胶体粘度 的变化。
3实验结果
3.1四种多糖胶单一粘度的变化
四种多糖分别溶于蒸馏水中后,瓜尔胶在溶解后1h变为乳白色半固 体溶胶,黄原胶和卡拉胶溶解后变为黄色粘性溶液,魔芋胶在2h后开始 溶胀,呈乳白色半透明凝胶状物。所有溶胶在室温下放置18h后,其粘度 趋于稳定。(图5)
3.2四种多糖不同比例复配后粘度的变化 3.2.1魔芋胶与卡拉胶复配粘度比较
魔芋胶与卡拉胶按不同比例复配后,魔芋胶、卡拉胶1:1配比的多糖 胶粘度高于卡拉胶而低于魔芋胶粘度。按不同比例复配的混合胶粘度随着 魔芋胶所占的比例增高,复配胶的粘度增高;而卡拉胶的比例越大,其粘 度就越低。魔芋胶与卡拉胶3:1与4:1混合后粘度最高,但4:1混合多糖 胶放置18h后,粘度稳定,而3:1混合多糖胶的粘度出现波动(图6)。
3.2.2瓜尔胶与黄原胶复配粘度比较
瓜尔胶与黄原胶复配后,瓜尔胶与黄原胶1:1配比后的粘度比瓜尔胶 低而高于黄原胶;瓜尔胶与黄原胶2:1混合后粘度最好,室温放置稳定, 瓜尔胶与黄原胶4:1混合后的粘度也达到粘度计所能测到的最大值,但室 温放置后,粘度开始下降。瓜尔胶与黄原胶3:1配比,在放置18h时,粘 度也达到最高值。而瓜尔胶与黄原胶在1:2、1:3和1:4三个比例混合时, 复配的粘度与黄原胶粘度相近。复配的混合胶中,以瓜尔胶所占的比例增 大,混合胶的粘度增高。(图7)
3.2.3魔芋胶与黄原胶复配粘度比较
魔芋胶与黄原胶复配后,2:1、3:1和4:1三个比例混合多糖胶粘度均 显著高于魔芋胶或黄原胶单独粘度,室温放置,粘度稳定。而魔芋胶与黄 原胶的复配比例为1:2、1:3和1:4时,则粘度较低(图8)。
3.2.4瓜尔胶与卡拉胶复配粘度变化
瓜尔胶与卡拉胶复配后,仅2:1混合多糖胶粘度较高,但是室温放置 不稳定,放置18小时后粘度开始降低。(图9)
3.2.5魔芋胶与瓜尔胶复配粘度变化
魔芋胶与瓜尔胶单独粘度较高,经复配后,7个比例复配多糖胶粘度 与魔芋胶或瓜尔胶的粘度相比,粘度略有升高,但变化不大(图10)。
3.2.6黄原胶与卡拉胶复配粘度变化
黄原胶与卡拉胶的粘度较低,复配后粘度没有显著升高,尤其是黄原 胶比例的增加反而降低了混合多糖胶的粘度,2:1和3:1配比粘度低于黄 原胶的粘度。黄原胶与卡拉胶复配后1:4混合多糖胶粘度最高,但与卡拉 胶的粘度相比并无显著性差异(图11)。
4.讨论
本实验在瓜尔胶、黄原胶、魔芋胶和卡拉胶的粘度测定中,其2%水 溶液中以瓜尔胶粘度最高,黄原胶粘度最低。以四种胶两两配比发现,魔 芋与卡拉,瓜尔与黄原,魔芋与黄原复配后在适当的比例,均能获得理想 粘度的配比胶。瓜尔与卡拉,魔芋与瓜尔,黄原与卡拉的复配并不能增加 粘度,这三者的复配不理想。
当黄原胶与瓜尔胶比例为1:2的混合多糖胶在放置16h后超过粘度计 测定最大值,计为100x103Pa.s;黄原胶与魔芋胶复配时,除比例为2:1和 4:1时达到的粘度最高值外,其它配比粘度均比单一魔芋胶的粘度低;黄 原胶与卡拉胶复配后,与单一的卡拉胶相比,其粘度并无明显提高。魔芋 胶自身具有很高的粘度,魔芋胶与卡拉胶复配比例为4:1时,粘度高于单 一魔芋胶粘度;魔芋胶与瓜儿胶复配时也能显著增加粘度,且其粘度高于 单一魔芋胶粘度。
黄原胶的粘度比较低,但其独特的P-1,4糖苷键相连的葡萄糖主链与 甘露糖一葡萄糖一甘露糖的侧链结构,使其与半乳甘露聚糖结构的多糖胶 混合时粘度增加。通过监测不同时间点复配后的多糖胶粘度值,本实验筛 选出三个最适比例(粘度超过100x103Pa.s,18h后粘度变化不大)的混合 多糖胶:魔芋胶:卡拉胶(4:1)、瓜尔胶:黄原胶(2:1)和魔芋胶:黄原胶 (2:1)。
(S Td)萆琳(S -13d)
时间
图5瓜尔胶、黄原胶、魔芋胶和卡拉胶粘度比较
时间
(s Td)萆琳(s Td)萆琳
1h 4h 8h 12h16h18h 2Qh
时间
图7瓜尔胶与黄原胶复配粘度比较
1h 4h 8h 12h16h18h20h
时间
1h 4h 8h 12h16h18h20h
时间
图11黄原胶与卡拉胶复配粘度比较
第三部分多糖胶降脂作用的研究
高脂血症患者多数是由于长期摄入过多的糖和脂肪,从而引起胰岛素 分泌过多和胰岛素抵抗。大量的研究表明,具有高粘度和水溶性的多糖在 肠道内抑制胆固醇的吸收和增加胆固醇向胆酸的转化,因而在降血糖、降 血脂和减肥方面得到广泛的应用。本实验将多种多糖复配后,筛选粘度高, 溶胀系数较好的多糖配比,添加入高脂血症小鼠饲料中,观察混合多糖胶 对实验性高脂血症小鼠血清胆固醇和甘油三酯的影响。
1实验材料 1.1主要实验试剂
瓜尔胶北京瓜尔科贸有限公司
黄原胶河南沁阳市生物化学厂
魔芋胶陕西安康秦东魔芋食品有限公司
卡拉胶成都协力魔芋科学种植加工园有限公司
胆固醇天津博迪化工有限公司
丙硫氧啼啶片上海复星朝晖药业有限公司
1,2-丙二醇天津市化学试剂六厂
吐温-80天津市河东区红岩试剂厂
去氧胆酸钠北京奥博星生物技术责任有限公司
猪油
1.2主要实验仪器本实验室自制
NDJ-1型旋转粘度计上海精密科学仪器有限公司
全自动生化分析仪瑞士罗氏公司
HH-4快速恒温水浴箱常州国华电器有限公司
LG100B型理化干燥箱上海实验仪器厂有限公司
PB203—N电子天平上海分析仪器厂
悬挂式搅拌机 1.3实验动物广州仪科实验室技术有限公司
二级昆明种小鼠,20〜22克,雌雄各半,购于第四军医大学实验动物 中心,动物合格证号为陕医动字第08 — 005号。动物饲养于空调室内,室 温22±2°C,相对湿度50〜60%,自动调控昼夜各12h,颗粒饲料喂养, 自由饮水。
2实验方法
2.1高脂乳剂的配制
将猪油20g于40°C水浴加热融化,加入10g胆固醇,1g丙硫氧嘧啶, 充分搅拌,溶解后加入吐温-80、丙二醇各20ml,混匀后加入10%去氧胆 酸钠溶液20ml,添加蒸馏水至100ml。配好的混悬液置于4C冷藏,使用 时于37C水浴融化。
2.2不同多糖胶饲料的制作
将三种不同配比的多糖胶分别按5%的比例与常规动物饲料粉末換合 在一起,混匀后制成条状物,放于烤箱中烘烤至完全干燥。
2.3实验性高脂血症小鼠模型的建立及分组
将50只小鼠随机分为正常对照组、高脂模型组、和治疗给药组A、B、 C (瓜尔胶:黄原胶2:1、魔芋胶:黄原胶2:1和魔芋胶:卡拉胶4:1),每组各10 只。正常对照组每日给予生理盐水0.4ml/20g灌胃,高脂模型组和治疗给 药组每日给予高脂乳剂0.4ml/20g灌胃,连续灌胃28天。灌胃后正常组和 高脂模型组给常规饲料饲喂,治疗给药组分别给予三种不同的多糖胶饲料 饲喂。灌胃实验期间记录和观察各组小鼠的体重及摄食量变化。
2.4实验处理
将不同比例的混合多糖溶胶按5%的比例添加入小鼠的饲料中,给予 三个治疗给药组小鼠连续饲食28天,在实验第29天将所有小鼠禁食12h 后眼眶取血,分离血清,测定血清总胆固醇(TC),血清甘油三酯(TG), 白蛋白(ALB),血糖(GLU),总蛋白(TP),高密度脂蛋白胆固醇(HDL_C),
46
低密度脂蛋白胆固醇(LDL_C)。肉眼观察小鼠的心、肝、脾、肺、肾的 病理改变并称重。给药过程中记录小鼠体重及摄食量。
2.5数据统计各组间比较选用〖检验,尸<0.05认为有显著性差异; P>0.05认为无统计学意义。
3实验结果
3.1不同的多糖胶对局脂血症小鼠体重的影响
在给小鼠食用了不同配比的多糖之后,其体重与盐水对照组相比无显
著性差异。
5 0 4 4
(3) _拄
0 5 0
0X- 1± 1±
多糖对小鼠体重的影响
盐水对照高脂模型ABC
图13各组小鼠体重比较(A瓜尔胶:黄原胶2:1、B魔芋胶:黄原 胶2:1C魔芋胶:卡拉胶4:1)与盐水对照比较P>0.05 3.2不同多糖胶对高脂血症小鼠摄食量的影响
饲食了混合有瓜尔胶:黄原胶(2:1)和魔芋胶:卡拉胶(4:1)饲料的 小鼠摄食量与盐水对照组相比有明显降低,与高脂模型组相比也有所降 低;而饲食了魔芋胶:黄原胶(2:1)饲料的小鼠摄食量与高脂模型组比较 无显著变化。
图14各组小鼠摄食量比较(A瓜尔胶:黄原胶2:1、B魔芋胶:黄 原胶2:1、C魔芋胶:卡拉胶4:1)*与盐水对照比较尸<0.05 3.3不同多糖胶对高脂血症小鼠血清胆固醇及甘油三酯的影响
灌胃28天后,所有小鼠的血糖、白蛋白、总蛋白均在正常范围内, 高脂模型组小鼠的TC和TG指标明显高于盐水对照组,表明本实验中用 高脂乳剂成功的造成小鼠高脂血症模型。而同样给予高脂乳剂灌胃的瓜尔 胶:黄原胶(2:1)、魔芋胶:黄原胶(2:1)及魔芋胶:卡拉胶(4:1)三组小鼠 的TC和TG含量均比高脂模型组有显著的降低,表明多糖胶混合后食用 可有效降低TC和TG含量。而三个实验组相比,瓜尔胶:黄原胶(2:1)组 和魔芋胶:卡拉胶(4:1)组降脂效果明显大于魔芋胶:黄原胶(2:1),魔芋
胶:卡拉胶(4:1)组小鼠血清TC和TG含量接近盐水对照组水平,瓜尔胶: 黄原胶(2:1)组的小鼠血清TC和TG含量甚至低于盐水对照组的水平。
三个实验组与高脂模型组比较,血清HDL-C含量均有所升高,与盐水 对照组比较,瓜尔胶:黄原胶(2:1)和魔芋胶:卡拉胶(4:1)两组的小鼠 HDL-C的含量有所升高,魔芋胶:黄原胶组(2:1)则与盐水对照组相近。
表4不同配比多糖对高脂血症小鼠血清生化的影响(n=10,X±S)
生化
指标高脂乳剂
盐水对照组高脂模型组瓜尔:黄原 (2:1)魔芋:黄原 (2:1)魔芋:卡拉 (4:1)
TC2.91±0.193.41±1.13**2.53±0.66‘‘3.09±0.87*2.86±0.47*“
TG1.61±0.111.86±0.11**0.89±0.19**“1.08±0.11〜1.11±0.18**“
HDL_C2.14±0.30, A
1.98±0.542.58±0.36〜2.11±0.742.70±0.43**“
LDL_C0.13±0.14, A A
0.46±0.430.14±0.15*“0.49±0.400.32±0.23*、
ALB34.03 ±2.7035.17±3.6135.41±2.4837.24±1.5937.96±2.74*
TP59.13±3.4165.62±6.1261.65±5.4064.86±7.4170.24±8.16
GLU4.25±1.144.13±1.79*3.58±1.563.96±1.323.83±1.03
*与盐水对照组比较尸<0.05; **与盐水对照组比较尸<0.01; ▲与高脂模型组比 较P<0.05; ▲▲与高脂模型组比较P<0.01
4讨论
实验结果显示,长期饲食添加瓜尔胶:黄原胶(2:1)和魔芋胶:卡拉胶 (4:1)饲料的小鼠摄食量与盐水对照组、高脂模型组相比较明显减少, 但对小鼠的体重并无明显的影响,表4中TP和ALB的指标显示三个实验 组的小鼠蛋白摄入水平与盐水对照组和高脂模型组相比基本无改变,这提 示在食物中添加适量的多糖胶不会影响机体对营养的正常摄入。三个实验
组与高脂模型组和盐水对照组比较,血糖值均在正常范围内。三个实验组 与高脂模型组比较,血清TC均有降低,瓜尔胶:黄原胶(2:1)和魔芋胶: 卡拉胶(4:1)的作用显著,魔芋胶:黄原胶(2:1)对降低TC无统计学意 义;在降低血清TG的过程中,三个实验组均有明显的效果,瓜尔胶:黄原 胶(2:1)组尤为显著;三个实验组的血清HDL-C含量也均有所升高,与 盐水对照组比较,瓜尔胶:黄原胶(2:1)和魔芋胶:卡拉胶(4:1)可显著升 高小鼠HDL-C的水平,而魔芋胶:黄原胶(2:1)则对HDL-C水平无明显 影响。HDL-C的结果提示,瓜尔胶:黄原胶(2:1)和魔芋胶:卡拉胶(4:1) 在降低血清TC、TG的同时还具有疏通血管、保护心脏的作用。我们认为 多糖胶降低TC、TG的主要因素有以下几个方面:①多糖胶的高吸水性 使其在胃内膨胀,复配天然多糖的筛选及其降血脂作用,增加饱腹感,延缓胃排空,减少食物的摄入;②多糖 具有凝胶特性,在肠道内影响胆固醇的吸收;③多糖胶可降低血液中脂 类化合物和胆固醇的含量,减少机体脂肪储存。
小 结
本实验采用瓜尔胶、黄原胶、魔芋胶和卡拉胶按不同比例复配,通过测定其 粘度、溶胀系数及胃排空时间,确定复配多糖胶用于高脂血症小鼠,结果表 明:
1.不同多糖胶按合适的比例复配能显著增加粘度,其中较为理想的复配 比例为魔芋胶:卡拉胶(4:1)、瓜尔胶:黄原胶(2:1)和魔芋胶:黄原胶(2:1)。
2. 魔芋胶:卡拉胶(4:1)、瓜尔胶:黄原胶(2:1)和魔芋胶:黄原胶(2:1) 三组多糖胶溶胀性能适宜,可显著延长食物在胃内的滞留时间。
3. 瓜尔胶:黄原胶(2:1)和魔芋胶:卡拉胶(4:1)两组复配多糖可显著降 低高脂血症小鼠的血清总胆固醇和血清甘油三酯指标,其中瓜尔胶:黄原 胶复配后对升高血清HLD_C和降低LDL_C的水平也具有很好的效果。
4.从现有多糖胶的粘度、溶胀系数、胃滞留时间以及降血脂效应的结果 综合考虑,我们认为瓜尔胶:黄原胶(2:1)复配是较理想的组合,为寻找 新的降血脂保健药物提供了线索。
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