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低聚果糖通便作用及影响肠道矿物质和脂类吸收的研究

王宇  
【摘要】: 目的近年来,国内外对低聚果糖(Fructooligosaccharide,FOS)的功能性作用进行了多方面的研究。研究显示,低聚果糖能调节肠道菌群、有效地促进双歧杆菌、乳酸杆菌等益生菌的增殖;可以作为钙、镁、铁、锌等矿物质的活化因子;经常摄入低聚果糖还可以保护肝脏、降低血脂、降低血压、降低餐后血糖、抗癌等。本研究通过对低聚果糖的通便、活化矿物质吸收及降脂功能的研究,进一步探讨低聚果糖的功能性作用,为新型低聚果糖功能性食品的开发以及带动其在药品、食品、保健品等相关行业的发展提供可靠的理论依据。 方法 1.通便实验动物实验:将健康雄性昆明种小鼠100只根据小鼠体重水平,随机分为小肠运动试验和排便试验两大组,每大组50只。每大组各设阴性对照组、模型对照组、实验低、中、高剂量组,阴性对照组和模型对照组给予蒸馏水,实验低、中、高剂量组给予不同剂量的低聚果糖(0.4g/kg.BW、0.8g/kg.BW和2.5g/kg.BW),每天灌胃1次,连续7d。小肠运动试验组测定墨汁推进率;排便试验组观察记录每只动物首次排黑便时间、粪便性状、5小时内排便粒数及重量。人群通便试验:将100名便秘患者作为研究对象,随机分为试食组和安慰剂组,试食组研究对象每天口服5g/kg.bw的低聚果糖胶囊,连续口服7d,安慰剂组给予相应剂量的淀粉胶囊。观察干预前后一般情况、生化指标等安全性指标,记录试食前后各7天排便次数、排便情况和粪便性状的变化;试食试验前后各进行3天膳食调查,记录饮食情况,计算纤维素类食物的摄入量。 2.低聚果糖对矿物质吸收的影响FOS分为3个水平即0g/(kg.bw)、0.8g/(kg.bw)和2.5g/(kg.bw);植酸(phytic acid,PA)分为2个水平:给予和不给予1%的植酸饲料。按2×3析因实验设计,将雄性昆明种小鼠60只随机分为6组。组别及干预措施如下:基础饲料组(FF);1%植酸饲料组(PA);基础饲料+小剂量低聚果糖组(FOS1);小剂量低聚果糖+1%植酸饲料组(FOS1+PA);基础饲料+大剂量低聚果糖组(FOS2);大剂量低聚果糖+1%植酸饲料组(FOS2+PA)。每天灌胃1次,连续20天。实验期间自由进食及饮用去离子水,3周后将小鼠分笼饲养,适应2天后,收集上午8点至次日8点的粪便,连续3天,记录小鼠每日进食量。灌胃30天后,拔眼球取血,分离血清;解剖取肝脏、股骨和盲肠并称重,盲肠内容物装入干净EP管内,用于测定其PH值及短链脂肪酸,盲肠壁用生理盐水冲洗后,滤干称重;粪便、股骨于恒温箱内烘干后称重,分别取一定量饲料、粪便、肝脏和股骨进行消化,运用原子吸收法测定各消化液及血清中Ca、Mg、Fe和Zn的水平,计算各矿物质的表观吸收率。 3.低聚果糖对脂类吸收的影响采用离体试验模拟人体胃和肠道PH环境2.0和7.0,测定低聚果糖对油脂、胆固醇和胆酸钠的吸附能力。动物试验中,30只昆明种小鼠随机分为3组,两个剂量组小鼠每天分别灌胃给予0.8g/(kg.bw)、2.5g/(kg.bw)低聚果糖,对照组以等剂量的蒸馏水灌胃,连续30d。观察低聚果糖对血清和肝组织中甘油三脂(TG)、总胆固醇(TC)的水平。 结果 1.低聚果糖通便作用 1.1动物试验小肠运动试验组的中、高剂量组小鼠的小肠墨汁推进率均明显高于模型对照组(P均小于0.05);排便试验组的中、高剂量组小鼠的粪便粒数和粪便重量均高于模型对照组(P<0.01),高剂量组排首粒黑便时间显著短于模型对照组(P<0.01)。 1.2人群试验对照组试食前后排便次数分别为2.74次/周和2.86次/周,排便状况积分分别为1.60分和1.42分,粪便性状积分分别为1.08分和1.00分,差别均无统计学意义;试食样品组试食前后排便次数分别为2.54次/周和5.24次/周,排便状况积分分别为1.94分和0.76分,粪便性状积分分别为1.54分和0.56分,差别均有统计学意义(P<0.05);试食后试食组与对照组的排便次数、排便状况和粪便性状差别均有统计学意义(P<0.05)。对照组和试食样品组试验前后未见不良反应,各项安全性指标均未见异常。 2.低聚果糖活化矿物质吸收及解除植酸抑制作用 2.1给予FOS和PA对小鼠终体重、日进食量没有影响。FOS能增加盲肠壁和盲肠内容物重量,FOS组小鼠盲肠的重量大约是FF组的1.3倍。FF组盲肠PH值接近中性,而FOS组的小鼠盲肠PH值呈酸性。PA对盲肠相关变量没有影响。 2.2 FOS能显著增加盲肠内乙酸、丙酸、丁酸和总SCFA的含量(P均小于0.01)。对FOS因素进行两两比较:三水平之间乙酸含量两两比较均有统计学意义(P<0.05):1水平(FOS1/FOS1+PA)和2水平(FOS2/FOS2+PA)丙酸和丁酸含量与0水平(FF/PA)比较有统计学意义(P<0.05);三水平之间总SCFA含量两两比较均有统计学意义(P<0.05)。对PA因素两水平进行比较,乙酸、丙酸、丁酸和总SCFA的含量均有统计学意义(P<0.05)。 2.3与FF组比较,FOS能提高Ca、Mg和Fe的表观吸收率:Ca(FOS1,+7%;FOS2,+9%);Mg(FOS1,+26%;FOS2,+19%);Fe(FOS1,+17%;FOS2,+22%)。植酸能显著抑制Mg、Fe和Zn的表观吸收率:Mg(-18%);Fe(-31%);Zn(-27%)。FOS1+PA和FOS2+PA组的Ca、Mg、Fe和Zn的表观吸收率恢复到FF组水平。对FOS因素进行两两比较,剂量对Mg的表观吸收率有显著差异(P<0.05)。 2.4 PA能抑制血清中Mg和Fe的水平(P<0.05,P<0.05),对血中Ca有降低的趋势,但没有统计学差异(P=0.07)。FOS对PA抑制血中矿物质作用没有影响。 2.5与FF组比较,PA组肝中Mg、Fe和Zn水平的显著下降(Mg,-17%;Fe,-24%;Zn,-14%)。FOS对PA的抑制作用有不同程度的解除作用,使其水平恢复到FF组水平。对FOS因素进行两两比较,FOS能显著提高肝中Zn水平(P<0.05),剂量对肝中Mg、Fe和Zn水平没有影响。 2.6 FOS和PA对小鼠股骨中Ca的水平均没有作用。FOS可以提高股骨中Mg的水平(P<0.05);PA能抑制股骨中Zn的水平,但是FOS对PA的抑制作用没有影响。对FOS因素进行两两比较,剂量对骨Ca、Mg和Zn没有作用。 3.低聚果糖的降脂作用 体外实验表明低聚果糖对油脂、胆固醇和胆酸钠具有一定的吸附能力,在PH7.0的条件下,低聚果糖对胆固醇的吸附力显著高于在胃PH2.0条件下。动物试验中,0.8g/(kg.bw)、2.5g/(kg.bw)低聚果糖组均能降低小鼠血清甘油三脂水平(P<0.01),而2.5g/(kg.bw)低聚果糖有降低血清胆固醇的趋势(P=0.062);肝组织中甘油三脂和总胆固醇水平各组间无差异。 结论 1.低聚果糖能促进小鼠小肠运动,缩短首次排黑便时间,增加粪便粒数及粪便重量,具有改善便秘小鼠通便的作用。 2.便秘患者每日服用低聚果糖5g/d,连续7d后,能提高便秘患者排便次数,改善排便状况和排便性状,对便秘患者具有一定的通便作用。 3.低聚果糖能增加小鼠盲肠壁和盲肠内容物重量,同时盲肠内容物中乙酸、丙酸、丁酸和总SCFA的含量显著增加,使其PH值呈酸性。 4.低聚果糖能提高矿物质Ca、Mg和Fe的表观吸收率、肝中Zn和股骨中Mg的水平;PA能抑制Mg、Fe和Zn的表观吸收率、血清中Mg和Fe的水平、肝中Mg、Fe和Zn水平和股骨中Zn的水平。对于PA的抑制的作用,FOS能使Ca、Mg、Fe和Zn的表观吸收率、肝中Mg、Fe和Zn水平恢复到初始水平,提示FOS可以解除PA对矿物质的抑制作用。FOS剂量对Mg的表观吸收率和SCFA的产生影响较大。 5.低聚果糖对油脂、胆固醇和胆酸钠具有一定的吸附能力;在PH7.0的条件下,低聚果糖对胆固醇的吸附力显著高于在PH2.0条件下。动物试验中,低聚果糖能降低正常血脂小鼠血清中甘油三脂的水平,对胆固醇水平有降低的趋势;肝中甘油三脂和胆固醇的水平没有明显的变化。前者可能是低聚果糖降脂作用的机制之一。


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