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复合苦荞粉通便作用的研究

2018-03-01孟雪梅马文芳张玲玲王敏

现代食品科技 2018年1期
关键词:墨汁苦荞可溶性

孟雪梅,马文芳,张玲玲,王敏

(西北农林科技大学食品科学与工程学院,陕西杨凌 712100)

便秘是临床常见的复杂症状,随着人们饮食结构、工作生活方式及心理和社会因素的影响,便秘发病率有增高趋势[1]。流行病研究发现,便秘一般人群的患病率约为20%,根据定义和人口研究的不同,它的范围在0.7%~29.6%之间[2]。女性慢性便秘病率高于男性,全球女性和男性患病率比值为1.1~10.0[3]。便秘的发生率随年龄增加而增加,特别是65岁以上便秘发生率明显增高[2]。我国成年人患病率在7.0%~20.3%[2]。老年人慢性便秘总患病率为11.5%,其中年龄在60~65岁患病率为8.7%,而>85岁的老人患病率则高达19.5%[3。排便困难和排便次数减少是便秘的两类主要表现,另外还伴有排便费力,大便坚硬以及产生排便不尽感等症状。便秘会诱发或加重冠心病、心绞痛及中风等心血管疾病患者的病情,严重时导致其猝死[4]。

苦荞(F.tataricum Gaertn.)属于蓼科荞麦属谷类作物,在中国粮食作物中属小宗作物,是重要的救灾填闲作物和蜜源作物[5]。苦养麦的药用情况我国医书多有记载,《本草纲目》记载苦荞麦能练五脏滓秽,降气宽肠。磨积滞,消热肿风痛,除万浊[6]。苦荞拥有多种营养物质,富含蛋白质、芦丁、多糖、膳食纤维、脂类、多酚和微量元素等。荞麦中总膳食纤维(TDF)的含量丰富。时政等[6]人研究发现不同产地的30份苦荞的TDF含量平均值为17.18%;不可溶性膳食纤维(IDF)平均值为9.65%;可溶性膳食纤维(SDF)平均值为7.53%。荞麦粉中包含20~240 mg/g的TDF,带壳麸皮中包含400 mg/g的TDF,SDF为250 mg/g;无壳麸皮中含有160 mg/g的TDF,SDF的含量为750 mg/g。纤维摄入不足可导致便秘、痔疮、血液中胆固醇和糖水平升高;相反,过量的摄入纤维有时会导致肠梗阻、腹泻甚至脱水[7]。适当地摄入膳食纤维能够助于人体消化食物,维护胃肠道功能,增加食物的体积,增强饱腹感并减轻体重,同时对肥胖和Ⅱ型糖尿病患者具有十分重要的意义[8]。本试验以苦荞麦为原料制备复合苦荞冲剂,研究其润肠通便的功效,为进一步开发苦荞功能食品提供依据。

1 材料与试剂

1.1 材料

1.1.1 样品

复合苦荞粉以熟化后的苦荞麦全粉为基础,辅配糊精、桑叶粉等,混合均匀;加入75%的医药乙醇将混合好的原料制成适宜软材,再经40目的筛网振荡搓压过筛,制成湿颗粒;湿颗粒于40 ℃烘干,分装。浅棕色颗粒剂,临用时用蒸馏水配成所需浓度。

1.1.2 试验动物

SPF级昆明种小鼠100只,雄性,(20±2)g,购于中国人民解放军第四军医大学实验动物中心,许可证号:SCXK(军)2012-0007。

1.1.3 试验环境及饲料

小鼠购入后于西北农林科技大学清洁级实验动物房;适应性喂养3 d后开始试验,室温控制在23~26 ℃,湿度控制在(60±20)%,12 h照明,12 h黑暗。试验期间各组动物均自由进食、饮水。大小鼠配合饲料配制参考《GB 14924.3-2010实验动物配合饲料营养成分》,如表1所示,由中国人民解放军第四军医大学实验动物中心提供。

表1 试验小鼠配合饲料营养成分表(每千克饲粮含量)Table 1 Nutrients for formula feeds of mice (/kg formula feeds)

1.2 试剂及药品

复方地芬诺酯片(每片含复方地芬诺酯2.5 mg),国药准字H32022716,常州康普药业有限公司;活性炭(粉状),天津市科密欧化学试剂有限公司;阿拉伯树胶粉,天津市天力化学试剂有限公司;以上均为分级纯试剂。

复方地芬诺酯混悬液的配制:浓度为0.025%。取复方地芬诺酯片25 mg(10片),用研钵研碎呈粉末后加水至100 mL,小肠运动试验临用前配制。浓度为0.05%。取复方地芬诺酯片50 mg(20片),用研钵研碎呈粉末后加水至100 mL,排便试验临用前配制

墨汁的配制:准确称取阿拉伯树胶100 g,加水800 mL,煮沸至溶液透明,称取活性碳(粉状)50 g加至上述溶液中煮沸三次,待溶液凉后加水定容到100 mL,于冰箱中4 ℃保存,用前摇匀。

1.3 试验方法

1.3.1 试验分组

选用成年雄性昆明小鼠,体重20±2 g,每组10只。试验中复合苦荞粉摄入量为人体推荐量(0.175/日/kg⋅BW)的5倍(0.875/ kg⋅BW)、10倍(1.75/ kg⋅BW)和30倍(5.25/ kg⋅BW)共三个剂量组并设1个空白对照组和1个便秘模型组,空白对照组和便秘模型组用蒸馏水灌胃,给予时间14 d。

1.3.2 小肠运动试验

连续灌胃给予小鼠不同浓度受试物14 d后,各组小鼠禁食16 h,期间自由饮水。便秘模型组和三个剂量组灌胃给予复方地芬诺酯(5 mg/ kg⋅BW)。空白对照组给蒸馏水。给予复方地芬诺酯30 min后,低、中、高剂量组分别灌胃给予含相应剂量受试物的墨汁悬液,空白对照组和便秘模型组灌胃给予空白墨汁。25 min后立即脱颈椎处死动物,打开腹腔分离肠系膜,剪取上端自幽门、下端至回盲部的肠管,置于托盘上,轻轻将小肠拉成直线,测量肠管长度为“小肠总长度”,从幽门至墨汁前沿为“墨汁推进长度”。按下式计算墨汁推进率[9~12]:

墨汁推进率(%)=墨汁推进长度(cm)/小肠总长度(cm)×100

1.3.3 排便试验

灌胃给予受试样品14 d后,各组小鼠禁食16 h,期间自由饮水。便秘模型组和三个剂量组灌胃给予复方地芬诺酯(10 mg/ kg⋅BW)。空白对照组给蒸馏水。给予复方地芬诺酯30 min后,低、中、高剂量组灌胃给予含相应剂量受试物的墨汁悬液。空白对照组和便秘模型组给予空白墨汁。动物均单笼饲养,正常饮水进食。从灌胃墨汁开始,记录每只动物首粒排黑便时间、6 h内排黑便粒数及重量,并同时观察记录动物的粪便性状[9~12]。

1.3.4 数据处理及结果判定

用SPSS18.0统计软件对试验数据进行处理。墨汁推进率需进行数据转换,墨汁推进率转换

式中P为墨汁推进率,用小数表示。各组以变异数(ANOVA)进行比较,需按方差分析的程序先进行方差齐性检验,方差齐采用Least-Significant Difference方法分析;对非正态或方差不齐的数据进行适当的变量转换,待满足正态或方差齐要求后,用转换后的数据进行统计;若变量转换后仍未达到正态或方差齐的目的,改用秩和检验进行统计。

在模型成立的前提下,当受试样品组小鼠的墨汁推进率显著高于模型对照组的墨汁推进率时,可判定该项试验结果阳性。在小肠便秘模型成立的前提下,受试样品组小鼠的首粒排黑便时间明显短于模型对照组,即可判定该项指标结果阳性。5或6 h内排粪便质量和粪便粒数任一项结果阳性,同时小肠运动试验和排便时间任一项结果阳性,可判定该项试验结果阳性。

2 结果与讨论

试验期间,各组小鼠无死亡,生长情况良好,无腹泻等各种不良反应。表2表明:各组小鼠间体质量增长无差别无统计学意义(p>0.05),复合苦荞粉对小鼠体质量无影响。

表2 复合苦荞粉对小鼠体质量的影响Table 2 The effect of compound tartary buckwheat flour on the bodyweight of mice

表3 复合苦荞粉对小鼠小肠墨汁推进率的影响Table 3 The effect of compound tartary buckwheat flour on the ink-pushing rate of small intestine in mice

表3显示,5组实验小鼠的小肠总长度最短为42.74 cm,最长为46.31 cm,无差异性;便秘模型组墨汁推进长度为22.82 cm、墨汁推进率为1.45,与空白对照组(这2项指标分别为40.75 cm、1.24)相比有显著性差异(p<0.01),说明造模成功。高剂量组转化后墨汁推进率与便秘模型组的差异显著;中、低剂量组转化后墨汁推进率增加,但无统计学意义。上述结果表明,复合苦荞粉摄入量达到5.25 g/ kg⋅BW及以上剂量时可以明显缩短食糜在小肠中的停留时间,促进小肠蠕动。这一效果可能受两方面因素的影响。其一,荞麦本身对食糜在小肠中的移动具有促进作用。Bo Kyung Son等[13]人以白米饭为对照,研究摄入薏苡、荞麦、糯大麦对肥胖大鼠的血脂指数、肠道转运时间、主动脉壁厚度的影响,在肠道转运时间上白米饭为9.4 h,薏苡、荞麦和糯大麦分别为7.4 h、7.8 h和5.8 h。马挺军等[11]人研究了苦荞颗粒冲剂对小鼠的润肠通便作用,其中小肠墨汁推进率高剂量组和中剂量组分别为46.2%和44.4%,相比于模型对照组的40.1%有所提高,但未达到显著差异。说明荞麦在促进肠道蠕动方面具有一定的影响。其二,荞麦熟粉中的可溶性膳食纤维和外源添加的膳食纤维补充剂可能在其中发挥着重要的作用。抗性糊精是将焙烤糊精的难消化成分提取并精炼而成的一种低热量葡聚糖,属于可溶性膳食纤维补充剂,其持水性为10.22 g/g[14]。另一可溶性膳食纤维补充剂-菊粉,持水性2.85 g/g[15],当聚合度为2~9时又称为低聚果糖[16],在摄入剂量为0.5 g/mL(高剂量)、0.25 g/mL(中剂量)和0.125 g/mL(低剂量)时,炭末推进率分别为63.15%、46.57%和66.98%,相较于模型对照组(50.92%),高剂量和低剂量组具有显著差异,而中剂量组无差异,这说明低聚果糖对小肠蠕动具有促进作用,这与何为涛等[17]人的研究结果相一致,但是用量是其润肠功效的关键[1]。在苦荞熟粉的基础上适量添加抗性糊精,弥补了苦荞原粉中可溶性膳食纤维含量低的缺陷,使得复合苦荞粉中的膳食纤维配比更加均衡。结合前人的研究及本实验的结果,可以说明复合苦荞粉中的可溶性膳食纤维,是发挥润肠作用的关键成分。

表4 复合苦荞粉对小鼠首粒排黑便时间、排黑便粒数和黑便质量的影响Table 4 The effect of compound tartary buckwheat flour on the first black feces time, the number of black feces and feces weight in mice

由表4可以看出,便秘模型组动物的首次排黑便时间,排黑便粒数和黑便质量与空白对照组相比具有显著的差异(p<0.05),动物排便功能出现显著异常,表明复方地芬诺酯诱导小鼠便秘模型成立。给药后高、中、低剂量组小鼠的首粒排黑便时间(175.5 min、170.0 min和173.9 min)与便秘模型组(181.2 min)相比有所减少但无显著差距,表明复合苦荞粉不能缩短首粒排黑便时间,这与肠推进试验结果产生差别。其原因可能是复合苦荞粉中的可溶性膳食纤维能够抵抗小肠中的消化酶的酶解,利用其粘性和高持水性,使食糜膨润光滑,提高推进速度,而进入大肠后被肠道微生物降解利用,产生乙酸、丙酸、丁酸等短链脂肪酸和气体,无法成为粪便的一部分,也无法利用本身的物理特性提高粪便含水量,改善粪便质地,也无法有效提高粪便在大肠中的推进速度。各剂量组与便秘模型组比较,排黑便粒数和黑便质量增加,均具有显著性差异。其中高剂量组的排黑便粒数和黑便质量与便秘模型组间有极显著差异(p<0.01),中剂量组和低剂量组的排黑便粒数与便秘模型组相比有显著差异(p<0.05),黑便质量与便秘模型组的差异有极显著性意义(p<0.01)。上述结果表明,复合苦荞粉能明显增加便秘小鼠的排黑便粒数并增加其所排粪便质量。复合苦荞粉中的不可溶性膳食纤维在其中扮演重要角色。Marzanna等[18]的研究表明荞麦全籽粒中总膳食纤维的含量为12.18 g/100 g,其中可溶性膳食纤维为2.21 g/100 g,不可溶性膳食纤维的含量为9.97 g/100 g,以不可溶性膳食纤维为主,熟化后三者的含量均显著提高。纤维素、半纤维素和木质素的含量分别为0.67 g/100 g、6.94 g/100 g和2.39 g/100 g,半纤维素的含量最高。这与Danuta等[19]人的研究数据相一致。以上数据说明荞麦全籽粒中的膳食纤维含量较高且以不可溶性膳食纤维为主。Zhou等[20]人测得的荞麦麸皮膳食纤维持水性和吸水膨胀性分别为2.22 g/g和2.33 g/g。酶法提取后的膳食纤维的持水性和吸水膨胀性有所提高变为2.38 g/g和4.67 g/g。荞麦中的不可溶性膳食纤维难以被肠道微生物分解利用,可以在肠道中保持其完整性,直接增加粪便质量,使排便量增大;另外,不可溶性膳食纤维颗粒可以机械性的刺激肠壁,通过局部反射促使大肠粘膜的上皮细胞和大肠腺中的杯状细胞分泌黏液中的黏液蛋白,粘液能保护黏膜、提高粪便含水量并润滑粪便,从而间接地增大粪便体积、改善粪便质量和质地,使粪便易于下行。复合苦荞粉能显著提高粪便粒数,改善粪便质量,重点在于荞麦不可溶性膳食纤维。

目前对于膳食纤维通便功效的作用机制,临床研究表明存在两方面:(1)膳食纤维能抵抗发酵并且在大肠内保持完整,成为粪便的一部分;(2)有效提高粪便含水量,进而增加粪便质量,使得粪便柔软,体积变大且易于排出。而提高增加粪便含水量的途径同样有两种:一种是具有粘性且在水中形成凝胶的非发酵纤维,这种纤维的持水性与膨胀力可以改善食糜的质地,通过大肠时可以保持其凝胶特性和持水能力,形成柔软、大体积、易于排出的粪便;二是不可溶性膳食纤维,如果纤维的颗粒足够大且粗糙,其在大肠中仍是完整的颗粒,可以机械性的刺激肠道粘膜,增加水分和粘液的分泌,从而提高粪便的含水量[21~23]。复合苦荞粉中的可溶性膳食纤维和不可溶性膳食纤维,在消化吸收的过程中,相辅相成,通过不同的作用机制润滑肠道,促进排便。

3 结论

复合苦荞粉能显著提高墨汁在小鼠小肠中的推进速度,增加小鼠6 h内排黑便粒数和黑便质量。小肠运动试验结果为阳性,同时,6 h内排黑便粒数和黑便质量结果为阳性,可判定该项试验结果阳性。通过试验结果分析可知,复合苦荞粉具有润肠通便作用,复合苦荞粉中的总膳食纤维是润肠通便的主要成分,具体原因有待进一步的证实。

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