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黑豆皮花青素降血脂及抗氧化研究

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《河北大学学报》2016年第6期

摘要:

研究了黑豆皮花青素对高血脂大鼠的血脂水平和抗氧化能力的影响,结果表明:黑豆皮花青素对脾脏指数和肝脏指数的增加有一定的抑制作用,能提高心脏指数;降低大鼠血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)和载脂蛋白B(ApoB)水平,降低动脉粥样硬化指数AI1、AI2和肝组织丙二醛(MDA)的含量,提高大鼠血清高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、载脂蛋白AI(ApoAI)含量和肝组织超氧化物歧化酶(SOD)活力.说明黑豆皮花青素对大鼠有显著的降低血脂和抗氧化作用.

关键词:

黑豆皮;花青素;降血脂;抗氧化

黑豆又称乌豆,与大豆同属豆科植物.黑豆具有适应性强,耐贫瘠、耐干旱、耐盐碱、存储容易的特点,全国各地均有栽培.黑豆是医药工业重要的原料,油可预防动脉粥样硬化、肠炎等疾病;黑豆异黄酮还具有多种生理功能,如抗癌、预防骨质疏松症;黑豆蛋黄素能健脑益智,防止大脑因老化而迟钝[1];黑豆种皮中富含花青素,主要成分为飞燕草色素(delphinidin)和矢车菊色素(cyanidin)[2],抗氧化能力较强.本实验通过建立大鼠高血脂模型,研究探讨黑豆皮花青素对饮食性高脂血症大鼠血脂代谢和抗氧化功能的影响,为以后黑豆皮花青素的开发利用提供一定的依据.

1材料与方法

1.1仪器与试剂

JA2002电子天平(上海精天电子仪器有限公司);Sigma高速冷冻离心机;TU-1800S紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司);血清总胆固醇(TC)、血清总甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、载脂蛋白AI、载脂蛋白B测定试剂盒(上海酶联生物科技有限公司);总超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)测定试剂盒(南京建成生物工程研究所);葡萄紫原花青素(西安瑞林生物科技有限公司).

1.2黑豆皮花青素的制备

挑取完好的、无明显缺损的市售黑豆,清理干净,置于37℃干燥箱烘干48h,手工剥皮后,经粉碎机粉碎,过60目筛(孔径0.3mm),避光密封放置,以备实验用.称取一定质量的黑豆皮粉,在pH2.0条件下,以体积分数为50%的乙醇为溶剂,料液比为1∶25(g∶mL),于400W、50℃的超声波清洗机中提取10min,在4000r/min条件下4℃冷冻离心10min,相同操作提取3次,合并经提取后的上清液,真空抽滤去渣,40℃下旋转蒸发除去乙醇[3],粗提液经过AB-8大孔树脂纯化,水洗,用乙醇洗脱,旋转蒸发去除乙醇,后经冷冻干燥获得黑豆皮花青素纯化品,-18℃避光保存,备用,高效液相色谱检测获得的黑豆皮花青素纯化品的主要成分[4].

1.3高脂血症大鼠模型的建立

实验大鼠为SPF级雄性SD大鼠40只(体重120~130g),购于河北省实验动物中心(合格证编号:1403010),用普通饲料喂养7d,适应环境后,将上述实验大鼠随机分为2组,正常对照组8只继续喂食基础饲料,高脂组32只喂食高脂饲料(质量分数分别为猪胆盐0.2%,胆固醇1%,蛋黄粉10%,猪油10%,基础饲料78.8%[5]),4周后,禁食不禁水12h,尾静脉取血测定大鼠血清中TC、TG、HDL-C和LDL-C的含量,确定建模是否成功.建模成功后,将高脂组分为4组:模型组、黑豆皮花青素复合物低剂量组(227.5mg/kg)、中剂量组(455mg/kg)、高剂量组(910mg/kg)[6],正常对照组和模型组灌胃同剂量的生理盐水,连续4周.实验期间,大鼠自由饮水进食.

1.4样品采集

动物禁食不禁水16h后,麻醉大鼠,开胸穿刺进入左心室取血7~8mL2000r,/min离心10min,血清于-80℃冰箱保存,用试剂盒测定TC、TG、HDL-C和LDL-C,动脉硬化指数(atherogenicindex,AI)计算公式:AI1=[n(TC)-n(HDL-C)]/n(HDL-C)和AI2=n(LDL-C)/n(HDL-C)采血后取肝脏、脾脏、心脏,称重.脏体指数=脏体质量(g)/体质量(g)×100.分离的肝脏于-80℃保存,用试剂盒检测其每mg蛋白质的SOD活性和MDA值.

1.5统计学方法

使用SPSS15.0统计软件进行单因素方差分析,实验数据以􀭺x±s表示,2组间均数比较采用t检测,多组间均数比较采用方差分析,若多组间均数比较的方差分析存在统计学差异,进一步采用LSD检验进行多重分析,P<0.05为差异有统计学意义.

2结果与分析

2.1黑豆皮花青素纯化品的主要组成成分

实验采用AB-8大孔树脂纯化样品,得到黑豆皮花青素纯化品,经HPLC鉴定后发现,黑豆皮花青素纯化品主要组分包括矢车菊素、天竺葵色素、飞燕草色素、芍药素和锦葵色素.其中矢车菊素含量最高,在花青素中的质量分数为48.0%,其次是天竺葵素(表1).

2.2建模期大鼠血脂水平的变化

正常对照组大鼠喂食基础饲料,高脂组大鼠喂食高脂饲料,诱导4周后,测定各组大鼠的血脂水平,结果见表2.高脂血症及冠心病的特征指标与正常对照组相比TC、TG和LDL-C水平均极显著升高(P<0.01)、HDL-C极显著降低(P<0.01),这与张慢等[4]和高莹等[7]的高脂血症模型构建结果一致,动物高脂血症模型的建立能够有效地筛选和研究降脂药物.大鼠建模成功后,分别灌胃不同剂量的样品,诱导4周后,检测黑豆皮花青素对高脂血症大鼠的影响.

2.3黑豆皮花青素对高脂血症大鼠的影响

2.3.1对高脂血症大鼠血脂水平的影响

由表3可知,与模型组相比,P<0.01条件下,黑豆皮花青素复合物低剂量组TC、TG和HDL-C指标含量无显著差异,仅LDL-C含量显著低于模型组(P<0.05).但在花青素中、高剂量组中TC、TG和LDL-C含量显著低于模型组(P<0.01),HDL-C含量显著高于模型组(P<0.01).中剂量和高剂量组之间各指标水平均无显著差异.由此可见,黑豆皮花青素具有降低高脂血症大鼠的血脂水平的作用,中剂量组作用显著,高剂量组的作用效果最佳.

2.3.2对载脂蛋白和动脉粥样硬化指数的影响

检测各组大鼠血清中载脂蛋白水平,并计算动脉硬化指数.载脂蛋白AI(apolipoproteinAI,ApoAI)为高密度脂蛋白(HDL)的主要结构蛋白,是动脉粥样硬化和冠心病的保护因子,载脂蛋白B(apolipoproteinB,ApoB)为低密度脂蛋白(LDL)的主要结构蛋白,是动脉粥样硬化和冠心病的危害因子,载脂蛋白AI和载脂蛋白B能预测动脉粥样硬化的危险性[8].动脉粥样硬化指数(atheroscleroticindex,AI)升高提示机体发生动脉粥样硬化的可能性增加[9].由表4可知,与实验正常组相比,模型组的ApoAI值显著降低,ApoB值、AI1和AI2值显著增高(P<0.01);与模型组相比,高剂量组的ApoAI明显升高,而ApoB的值明显降低(P<0.05),低剂量组的变化不大(P>0.05),AI1和AI2值均有显著性的降低(P<0.05),说明黑豆皮花青素具有调节血脂,防止动脉粥样硬化的作用.

2.3.3对高脂血症大鼠主要脏体指数的影响

称量各组大鼠的脏器质量,计算其脏器指数,结果见表5.与实验正常组相比,模型组大鼠的肝脏指数和脾脏指数显著升高,心脏指数显著降低(P<0.01).与模型组相比,黑豆皮花青素各剂量组的肝脏指数和脾脏指数都有不同程度的降低,而心脏指数有不同程度的增加,高剂量组与模型组之间的差异具有统计学意义(P<0.05),低、中剂量组与模型组间的差异不显著.

2.3.4对高脂血症大鼠肝组织SOD活性和MDA含量的影响

取-80℃保存备用的肝脏组织用SOD和MDA检测试剂盒检测,检测结果如表6,与实验正常组相比,模型组的大鼠肝组织SOD活性显著降低(P<0.01),MDA水平显著增加(P<0.05).与模型组相比,黑豆皮花青素各剂量组SOD活性均显著升高(P<0.05),高剂量组的SOD活性最高;各剂量组MDA水平均显著降低(P<0.05),高剂量组MDA降低明显.说明黑豆皮花青素具有一定的抗氧化作用.当血脂升高时,脂质过氧化作用增强,MDA的含量增多,SOD活性降低,氧化修饰脂蛋白,促进高脂血症及动脉粥样硬化的发生和发展[10].

3讨论

通过黑豆皮花青素对高脂血症大鼠血脂水平的影响的实验可知,黑豆皮花青素能够降低大鼠血清中的TC、TG、LDL-C水平,而使血清中HDL-C水平上升,具有改善高血脂大鼠的血脂水平的能力;另外,黑豆皮花青素对载脂蛋白和动脉粥样硬化指数的影响的实验结果也说明了黑豆皮花青素具有调节血脂、防止动脉粥样硬化的作用.该实验之所以选取动脉硬化指数作为考量对象,是由于动脉硬化指数是目前监测动脉硬化程度的新指标之一[11],具有很高的实际应用价值,该指数与很多心血管疾病相关,本实验可为临床降低动脉硬化指数提供依据.

4结论

1)通过AB-8大孔树脂可得黑豆皮纯化样品,经HPLC检测,黑豆皮花青素纯化品主要成分是矢车菊素,在花青素中的质量分数为48.0%.

2)黑豆皮花青素高剂量组显著降低大鼠血清中的TC、TG、LDL-C水平,而使血清中HDL-C水平上升,具有改善高血脂大鼠的血脂水平的能力.

3)黑豆皮花青素使大鼠血清中ApoAI含量上升、ApoB含量下降,显著降低动脉粥样硬化指数AI1和AI2,具有防止动脉粥样硬化的作用,高剂量组的作用效果最为显著.

4)黑豆皮花青素具有一定的抗氧化作用,能使模型大鼠肝组织中SOD的活性升高,脂质过氧化物MDA的含量下降;同时使肝脏和脾脏指数降低,心脏指数上升.综上所述,黑豆皮花青素可以改善血脂代谢,增强生物体的抗氧化酶活性,具有降血脂和抗氧化作用.本研究可以为黑豆皮花青素在食品添加剂和保健食品中的应用提供一定的理论依据.

参考文献:

[1]王敏,李丹,李荣和,等.黑豆营养价值及功能特性应用的研究与进展[J].长春大学学报,2008,18(1):104-107..

[2]梅建生,李理,胡建涛,等.黑豆皮色素提取方法的研究[J].西北大学学报(自然科学版),2004,34(3):320-324.

[3]于莉莉,李景文,王庆钰,等.超声波法辅助提取黑豆种皮花青素的工艺优化[J].食品科技,2013,38(4):210-213.

[4]张慢,潘丽军,姜绍通,等.紫薯花青素降血脂及抗氧化效果的研究[J].食品科学,2014,19:246-250.

[7]高莹,李可基,唐世英,等.几种高脂血症动物模型的比较[J].卫生研究,2002,31(2):97-99.

[9]张名位,张瑞芬,郭宝江,等.黑米皮花色苷的抗氧化与降血脂作用[J].营养学报,2006,28(5):404-408.

[10]管娴月,戴传超,徐玉芬,等.富硒轮梗霉与奶醋对小鼠降血脂和抗氧化作用的影响[J].食品科学,2009,30(17):319-323.

[11]郑琴,黄波,孙燕淑,等.动态动脉硬化指数与老年冠心病的相关性研究[J].中华老年心脑血管病杂志,2016,18(5):470-473.

作者:陈萍 张保石 单位:保定学院生化系

河北大学学报责任编辑:冯紫嫣    阅读:人次
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