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苦荞蛋白对高血脂症小鼠降血脂及抗氧化功能研究



全 文 :247※营养卫生 食品科学 2010, Vol. 31, No. 07
苦荞蛋白对高血脂症小鼠降血脂及
抗氧化功能研究
左光明 1,谭 斌 2,王金华 3,秦礼康 1 ,*
(1.贵州大学生命科学学院,贵州 贵阳 550025;2.国家粮食局科学研究院,北京 100037;
3.安顺学院,贵州 安顺 561000)
摘 要:利用高脂饲料诱导小鼠高脂血症模型,对苦荞蛋白各组分进行体内降血脂及抗氧化功能研究。结果表明,
苦荞蛋白各组分均具有不同程度的降血脂及体内抗氧化功能,其中清蛋白最强,球蛋白次之,谷蛋白最弱。与高
脂模型组相比,苦荞清蛋白高、低剂量组和球蛋白高剂量组,均显著降低高脂血症小鼠血清中总胆固醇(TC)、甘
油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇含量(LDL-C) (P< 0.05),显著提高高密度脂蛋白胆固醇含量(HDL-C) (P< 0.05),
有降血脂作用;同时清蛋白高低剂量组能显著降低高脂血症小鼠血清和肝脏脂质过氧化产物丙二醛(MDA)含量
(P< 0.05),显著增强血清和肝脏中超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性(P< 0.05)。
关键词:苦荞蛋白组分;降血脂;抗氧化
Hypolipidemic and Antioxidant Effects of Tartary Buckwheat Proteins in Hyperlipidemic Mice
ZUO Guang-ming1,TAN Bin2,WANG Jin-hua3,QIN Li-kang1,*
(1.College of Life Science, Guizhou University, Guiyang 550025, China;2. Academy of State Administration of Grain, Beijing
100037, China;3. Anshun University, Anshun 561000, China)
Abstract :To investigate hypolipidemic and antioxidant effects of tartary buckwheat proteins (albumin, globulin, glutelin and
their mixture) in vivo, healthy Kunming male mice were fed high-fat diet to create a hyperlipidemic animal model. Results showed
that all the various tartary buckwheat proteins had hypolipidemic and antioxidant effects in mice and both effects were decreased
in the following order: albumin >globulin > glutelin. Either high- or low-dose albumin administration, or high-dose globulin
administration resulted in a significant reduction of serum total cholesterol (TC), triglyceride (TG) and low density lipopro-
tein (LDL-C) contents (P<0.05) and a significant increase of high-density lipoprotein (HDL-C) content in hyperlipidemic
mice (P<0.05). This means a remarkable hyperlipidemic effect. Meanwhile, hyperlipidemic mice administered albumin at the
low-dose level exhibited a significantly reduced content of molondialdehyde (MDA), a peroxidation product and significantly
enhanced activities of superoxide dismutase (SOD) and glutathione peroxidase (GSH-Px) in both serum and liver (P<0.05)
when compared with hyperlipidemic mice without any administration.
Key words:protein components of tartary buckwheat;hypocholesterolaemic effect;antioxidant effect
中图分类号:TQ93 文献标识码:A 文章编号:1002-6630(2010)07-0247-04
收稿日期:2009-02-26
基金项目:“十一五”国家科技支撑计划项目(2006BAD02B01-08);六盘水市科技局项目(52020-07-008);
贵州省委组织部“科技兴村行动”计划项目(Z083176);贵州大学研究生创新基金项目(校研农 2007010)
作者简介:左光明(1981—),男,硕士研究生,研究方向为食品质量与安全控制。E-mail:0701311@163.com
*通信作者:秦礼康(1965—),男,教授,博士,研究方向为食品营养与安全。E-mail:likangqin@126.com
苦荞,作为一种集营养、保健、医疗于一体的重
要小宗杂粮作物,被称为“食药两用”的粮食珍品。
据《本草纲目》记载:“苦荞性味苦、平、寒,有
益气力、续精神、宽肠健胃的作用”、“苦荞能实肠
胃,练五脏滓秽,磨积滞,消热肿风痛”等。近年
来研究表明,苦荞蛋白质氨基酸组成平衡,具有很高
的生物效价,能降低血液胆固醇[1-4]、抑制大肠癌[5]、抗
衰老[6]、抑制胆结石[4]以及抑制脂肪蓄积[7]、改善便秘[1]
等,是一种极具开发价值的生物活性蛋白。但上述对
苦荞蛋白的研究均以苦荞复合蛋白为材料,且还有黄酮
2010, Vol. 31, No. 07 食品科学 ※营养卫生248
等物质的影响,并未对苦荞蛋白分离组分进行系统研
究。因此,本实验以苦荞二道荞麸为原料,在苦荞蛋
白质 Osborne分级分离的基础上,对各蛋白组分进行体
内降血脂及抗氧化功能研究。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
苦荞蛋白组分:按文献[ 8 ]制得。
实验动物:健康雄性昆明小鼠 80只,体质量 18~
2 2 g,购自贵阳医学院实验动物中心。
胆固醇 北京市海淀区微生物培养基制品厂;胆酸
钠 广东环凯微生物科技有限公司;考马斯亮兰蛋白质
测定试剂盒、丙二醛(M D A )测定试剂盒、超氧化物歧
化酶(SOD)测定试剂盒、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活
力测定试剂盒 南京建成生物工程研究所;总胆固醇
(TC)测定试剂盒、甘油三酯(TG)测定试剂盒、高密度脂
蛋白胆固醇(HDL-C)测定试剂盒、低密度脂蛋白胆固醇
(LDL-C)测定试剂盒 温州东区生物工程公司。
1.2 仪器与设备 
TGL-16B高速离心机 上海安亭科学仪器厂;TU-
1901双光束紫外可见分光光度计 北京普析通用仪器有
限责任公司;DragonMed手动单道可调式移液器 芬
兰 Biotec公司;数显水浴锅 上海锦屏仪器仪表有限
公司。
1.3 方法
1.3.1 动物分组与模型的建立
80只实验小鼠用普通饲料喂养 7d适应环境后,随
机分为空白对照组、高脂模型组和蛋白样品组共 10组,
每组 8 只,实验设计方案如表 1 所示。
实验小鼠分组 处理方法及灌胃量
空白对照组 基础饲料+0.4mL生理盐水灌胃
高脂模型组 高脂饲料+0.4mL生理盐水灌胃
复合蛋白组
低剂量 高脂饲料+复合蛋白粉50mg/(kg bw·d)+0.4mL生理盐水灌胃
高剂量 高脂饲料+复合蛋白粉200mg/(kg bw·d)+0.4mL生理盐水灌胃
清蛋白组
低剂量 高脂饲料+清蛋白粉50mg/(kg bw·d)+0.4mL生理盐水灌胃
高剂量 高脂饲料+清蛋白粉200mg/(kg bw·d)+0.4mL生理盐水灌胃
球蛋白组
低剂量 高脂饲料+球蛋白粉50mg/(kg bw·d)+0.4mL生理盐水灌胃
高剂量 高脂饲料+球蛋白粉200mg/(kg bw·d)+0.4mL生理盐水灌胃
谷蛋白组
低剂量 高脂饲料+谷蛋白粉50mg/(kg bw·d)+0.4mL生理盐水灌胃
高剂量 高脂饲料+谷蛋白粉200mg/(kg bw·d)+0.4mL生理盐水灌胃
表1 实验设计方案
Table 1 Experimental design for grouping mice
1.3.2 动物饲养及处理
实验期间,按表 1 进行饲养,各组自由进水。高
脂饲料组成为:8 3 % 基础饲料、1 0 % 蛋黄粉、5 % 猪
油、1 . 5 % 胆固醇、0 . 5 % 胆酸钠。
饲养过程中,每周称一次体质量,实验期为 30d。实
验终期,禁食 12h,乙醚麻醉,摘眼球取血,15000r/min
离心 1 0 mi n,分离血清,测定血清总胆固醇(TC )、甘
油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂
蛋白胆固醇(LDL-C)。取血后,颈锥脱臼法处死小鼠,
分离肝脏,并称质量,取血清和肝脏测定丙二醛(MDA)
含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性和谷胱甘肽过氧化物
酶(GSH-Px)活性。
1.3.3 血脂水平测定
以血清为材料,测定血脂水平。其中,TC 采用酶
偶联比色法,TG 采用 GPO-PAP 酶法,HDL-C和 LDL-C
采用直接法。
1.3.4 肝组织匀浆液的制备与组织中蛋白质的测定
取肝组织在冷的生理盐水中漂洗,除去血液,滤
纸拭干,称质量,用灭菌后的生理盐水做匀浆介质 4℃
下制得 10%肝匀浆,将肝匀浆 4000r/min 离心 10min,取
上清分装,0℃保存备用。
肝匀浆蛋白质含量测定按南京建成生物工程研究所
考马斯亮兰 G250法蛋白质测定试剂盒说明书。
1.3.5 统计分析
数据采用 SPSS11.5统计软件统计分析。
2 结果与分析
2.1 各组小鼠体质量和肝指数的变化
由表 2 可知,喂蛋白质之前,在 10 组实验小鼠当
中,空白对照组与高脂模型组体质量差异达显著水平
(P< 0.05),其他 8组无显著差异。但随着在整个实验
动物喂养 30d期间,10组实验小鼠体质量都有增长的趋
势,在第 4周时各组实验小鼠体质量之间没有显著性差
异(P> 0.05)。各组实验小鼠体质量的增长率各不相同,
其中高脂模型组增长率最大,为 119.44%,与空白对照
组和谷蛋白高剂量组达到显著差异。各组实验小鼠肝指
数(肝脏质量 /体质量)均无显著差异(P> 0.05)。
2.2 苦荞蛋白对实验小鼠血脂水平的影响
由表 3 可知,高脂模型组 TC、TG 含量均显著高
于空白对照组(P< 0.05),说明造模成功。各蛋白组分
均有不同程度的降 TC、TG作用,与 Kayashita等[2]报
道的一致,其中清蛋白降 T C、T G 能力最强,结果接
近空白对照组,复合蛋白和球蛋白次之,而谷蛋白最
弱。其中清蛋白和球蛋白高、低剂量组,复合蛋白高
剂量组降低 TC 能力以及清蛋白高、低剂量组,球蛋白
高剂量组降低 TG能力均与高脂模型组均达到统计学上的
显著水平(P< 0.05),但都低于正常组,其它蛋白剂量
组与高脂模型组均无显著差异(P> 0.05)。
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注:表中数据为样品的平均值±标准差;同一列中字母不同表示差异显著(P < 0 .05)。下同。
组别 n
体质量 /g
增长率 /% 肝指数 /%
初始 1周 2周 3周 4周
空白对照组 7 20.26± 2.15b 29.26± 2.44a 35.81± 3.88a 36.33± 1.16a 37.11± 1.36a 84.80± 19.47a 2.87± 0.31a
高脂模型组 7 17.75± 1.00a 30.17± 3.41a 34.61± 3.30a 36.01± 1.82a 38.83± 2.65a 119.44± 19.96b 3.45± 0.67a
复合蛋白组
低剂量 7 18.92± 0.42ab 28.58± 3.07a 35.88± 4.43a 36.22± 3.35a 36.51± 3.06a 92.93± 15.18ab 3.38± 0.50a
高剂量 7 19.18± 1.18ab 28.78± 1.45a 35.83± 2.35a 36.97± 1.86a 37.64± 2.11a 96.90± 16.18ab 3.01± 0.57a
清蛋白组
低剂量 7 19.33± 1.74ab 27.68± 2.58a 34.23± 2.06a 36.15± 2.24a 36.82± 2.28a 92.35± 17.93ab 2.95± 0.38a
高剂量 7 18.80± 0.87ab 29.05± 1.80a 35.53± 2.68a 37.03± 2.20a 37.41± 2.10a 99.08± 10.10ab 2.88± 0.34a
球蛋白组
低剂量 7 18.51± 1.20ab 28.83± 1.68a 36.07± 3.93a 36.56± 2.83a 36.77± 2.68a 99.07± 6.76ab 2.71± 0.17a
高剂量 7 18.67± 0.89ab 29.56± 2.41a 36.35± 3.75a 36.88± 3.14a 37.24± 3.12a 99.77± 18.03ab 2.72± 0.60a
谷蛋白组
低剂量 7 18.43± 1.22ab 28.55± 1.21a 34.43± 0.95a 34.71± 0.91a 35.22± 0.85a 91.80± 12.12ab 3.41± 0.51a
高剂量 7 19.13± 1.54ab 28.84± 1.64a 34.31± 0.71a 34.90± 0.64a 35.73± 1.14a 88.13± 20.70a 3.23± 0.44a
表2 苦荞蛋白对小鼠体质量、肝指数的影响
Table 2 Effects of tartary buckwheat proteins on body weight and liver index of mice
组别 n
血脂水平 /(mmol/L)
T C TG HDL-C LDL-C
空白对照组 7 2.32± 0.41a 0.32± 0.08a 0.84± 0.03e 1.25± 0.07a
高脂模型组 7 5.36± 0.36f 0.69± 0.09e 0.60± 0.07a 1.68± 0.07d
复合蛋白组
低剂量 7 4.90± 0.51def 0.64± 0.08de 0.64± 0.05ab 1.62± 0.08cd
高剂量 7 4.33± 0.45cd 0.59± 0.06cde 0.73± 0.04cd 1.46± 0.06b
清蛋白组
低剂量 7 3.62± 0.10bc 0.46± 0.09abc 0.76± 0.04de 1.49± 0.07bc
高剂量 7 3.26± 0.52b 0.38± 0.13ab 0.84± 0.04e 1.42± 0.09b
球蛋白组
低剂量 7 4.58± 0.39de 0.63± 0.08de 0.63± 0.05a 1.61± 0.07cd
高剂量 7 4.23± 0.42cd 0.51± 0.09bcd 0.72± 0.08bcd 1.50± 0.05bc
谷蛋白组
低剂量 7 5.30± 0.36f 0.67± 0.04e 0.62± 0.04a 1.65± 0.09d
高剂量 7 5.28± 0.41ef 0.65± 0.05de 0.66± 0.03abc 1.64± 0.08d
表3 苦荞蛋白对实验小鼠血脂水平的影响
Table 3 Effects of various tartary buckwheat proteins on serum TC, TG, LDL-C and HDL-C levels in mice
小鼠经高脂饲料诱导后,高脂模型组与空白对照组
比较,低密度脂蛋白胆固醇有明显增加,而高密度脂
蛋白胆固醇明显下降(P< 0.05)。不同苦荞蛋白组分对高
低密度脂蛋白胆固醇含量均有不同程度的影响效果,清
蛋白作用效果最好,谷蛋白最差, 其中清蛋白高、低
剂量组,球蛋白和复合蛋白高剂量组相对高脂模型组对
降低低密度脂蛋白胆固醇,增高高密度脂蛋白胆固醇含
量的效果显著(P< 0.05)。同时复合蛋白和球蛋白两种蛋
白组分对高密度脂蛋白胆固醇含量的影响成一定的量效
关系,高低剂量组之间达到统计学上的显著差异。对
于低密度脂蛋白胆固醇含量的影响,只有复合蛋白高、
低剂量达到显著差异。
2.3 苦荞蛋白体内抗氧化作用
2.3.1 苦荞蛋白对小鼠血液、肝组织 SOD活性的影响
由表 4 可知,与空白对照组相比,高脂模型组鼠
在血脂升高的同时,血清和肝脏中的抗氧化酶 SOD活性
显著下降(P< 0.05)。饲喂不同组分不同剂量的苦荞蛋白
后,血清和肝脏中 SO D 活性有上升的趋势,与高脂模
型组相比,清蛋白高、低剂量组和球蛋白高剂量组小
组别 n 血清 SOD活性 /(U/mL) 肝脏 SOD活性 /(U/mg pro)
空白对照组 7 41.76± 7.93c 12.16± 0.58de
高脂模型组 7 19.45 ± 6.30 a 6.23 ± 0.45 a
复合蛋白组
低剂量 7 23.14 ± 4.41 ab 10.06 ± 0.96 bcd
高剂量 7 25.98 ± 3.75 ab 11.38 ± 0.98 cde
清蛋白组
低剂量 7 35.30 ± 8.42 bc 10.93 ± 1.62 cde
高剂量 7 41.06 ± 10.02 c 12.30 ± 1.58 e
球蛋白组
低剂量 7 23.30 ± 4.98 ab 9.93± 1.55 bc
高剂量 7 39.18 ± 11.44 c 10.97 ± 1.98 cde
谷蛋白组
低剂量 7 19.88 ± 3.60 a 7.22 ± 0.74 a
高剂量 7 22.22 ± 6.27 a 8.06± 0.59 ab
表4 苦荞蛋白对实验小鼠血清和肝脏中 SOD活性的影响
Table 4 Effects of various tartary buckwheat proteins on SOD
activity in serum and liver of mice
鼠血清和肝脏中 SOD上升显著(P< 0.05),除此之外,
复合蛋白高、低剂量组在肝脏中的 SOD上升也与高脂模
型组达到统计学意义上的显著差异。
2.3.2 苦荞蛋白对小鼠血液、肝组织 GSH-P X活性的
影响
2010, Vol. 31, No. 07 食品科学 ※营养卫生250
由表 5 可知,与空白对照组相比,高脂模型组血
清和肝脏中的抗氧化酶 GSH-Px 活性显著下降(P<0.05),
与高脂模型组相比,在小鼠肝脏中,除谷蛋白组分
外,其他 3种蛋白高低剂量组都能显著提高血清和肝脏
GSH-Px活性(P< 0.05),但在血清中,只有清蛋白高
低剂量组和复合蛋白高剂量组能显著提高血清和肝脏
GSH-Px活性(P< 0.05)。不论在血清中,还是肝脏中,
清蛋白高剂量组都使 GSH-Px 活性超过空白对照组,但
都达不到显著性水平(P> 0.05),清蛋白低剂量组能使肝
脏 GSH-Px 活性超过空白对照组,不能使血清 GSH-Px 活
性达到空白对照组的水平。
2.3.3 苦荞蛋白对小鼠血液、肝组织MDA含量的影响
含量较高脂模型组有不同程度的下降(P< 0.05),高剂
量组效果优于低剂量组,其中,在小鼠血液中清蛋
白、球蛋白高低剂量组间有显著性差异(P< 0.05),但
其它蛋白组分以及在小鼠肝脏中所有蛋白组分高低剂量
组间均无显著差异(P> 0.05)。
3 结 论
3.1 不同苦荞蛋白组分均具有不同程度的降血脂功能,
其中清蛋白降血脂功能最强,其次为球蛋白,谷蛋白
最弱。与高脂模型组相比,苦荞清蛋白高、低剂量组
和球蛋白高剂量组能显著降低高脂血症小鼠的 TC 和 TG
含量(P < 0 . 0 5 )。清蛋白高、低剂量组、球蛋白以及
复合蛋白高剂量组均能显著升高 HDL-C和降低 LDL-C
(P< 0.05),而其他剂量组对HDL-C和 LDL-C含量影响
不显著(P> 0.05)。
3.2 苦荞蛋白能增强抗氧化酶活性,降低脂质过氧化
产物。高脂模型组小鼠在血脂升高的同时,血清和肝
脏中的 MDA 含量也显著升高(P< 0.05),血清和肝脏
中的抗氧化酶 SOD 和 GSH-Px 活性显著下降(P< 0.05)。
清蛋白、球蛋白高低剂量组以及复合蛋白高剂量组
均能显著降低高脂血症小鼠血清和肝脏中 MDA 含量
(P < 0.05);清蛋白、球蛋白和复合蛋白高低剂量组对
肝脏中 SOD和GSH-Px活性影响达显著性水平(P<0.05),
但在血清中只有清蛋白高低剂量组能显著提高 SOD 和
GSH-Px活性;其他剂量组有提高血清和肝脏中 SOD、
GSH-Px 活性的趋势,但未达显著性水平(P> 0.05)。
参考文献:
[1] 吴建平. 荞麦蛋白的新功能[J]. 西部粮油科技, 1998, 23(3): 37-39.
[2] KAYASHITA J, SHIMAOKA I, NAKAJOH M. Hypochole-sterolemic
effect of buckwheat protein extract in rats fed cholesterol enrich diets[J].
Nutr Res, 1995, 15: 691-698.
[3] KAYASHITA J, SHIMAOKA I, NAKAJOH M, et al. Consumption of
buckwheat protein lowers plasma cholesterol and raises fecal neutral
sterols in cholesterol of its low digestibility[J]. Journal of Nutrition,
1997, 127: 1395-1400.
[4] 武素平, 鲁纯静. 荞麦面对血脂和脂肪肝影响的动物实验[J]. 食品
科学, 1988, 20(2): 10-11.
[5] DIMETHYL H. 诱发ラツト大肠癌发症に及ぼすそば蛋白质の影
响[C]//日本营养·食粮学会总会讲演要旨集, 1998, 52: 296.
[6] 张政. 苦荞蛋白复合物的营养成分及其抗衰老作用的研究[J]. 营养
学报, 1999, 21(2): 159-162.
[7] 唐传核, 彭志英. 荞麦抗消化蛋白的营养特性[J]. 粮油食品科技,
2001, 9(2): 15-16.
[8] 左光明, 谭斌, 秦礼康. 苦荞麸皮蛋白的提取分离及清除自由基作
用研究[J]. 食品科学, 2008, 29(11): 274-278.
组别 n 血清GSH-Px活性/(U/mL) 肝脏GSH-Px活性/(U/mg pro)
空白对照组 7 53.29± 4.02c 97.90± 2.14de
高脂模型组 7 36.97± 5.47a 58.43± 4.71a
复合蛋白组
低剂量 7 46.88± 6.63abc 70.28± 5.95bc
高剂量 7 51.08± 3.80bc 76.71± 4.00c
清蛋白组
低剂量 7 50.03± 5.82bc 99.12± 3.98e
高剂量 7 54.46± 8.09c 99.81± 8.17e
球蛋白组
低剂量 7 41.87± 8.85ab 88.40± 4.34d
高剂量 7 44.90± 4.52abc 95.55± 7.05de
谷蛋白组
低剂量 7 38.13± 2.57a 59.39± 6.51a
高剂量 7 39.52± 3.76a 63.04± 9.17ab
表5 苦荞蛋白对实验小鼠血清和肝脏中谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)
活性的影响
Table 5 Effects of various tartary buckwheat proteins on GSH-PX
activity in serum and liver of mice
组别 n 血清MDA含量/(nmol/mL) 肝脏MDA含量/(nmol/mg pro)
空白对照组 7 12.23± 0.42a 3.62± 0.23a
高脂模型组 7 17.28± 0.69f 6.79± 0.33f
复合蛋白组
低剂量 7 15.98± 1.29def 4.99± 0.93cde
高剂量 7 15.09± 1.14cd 4.15± 0.47abc
清蛋白组
低剂量 7 14.24± 0.40bc 4.66± 0.37bcd
高剂量 7 13.21± 0.30ab 3.81± 0.45ab
球蛋白组
低剂量 7 15.76± 0.47de 5.20± 0.33de
高剂量 7 13.88± 0.88bc 4.51± 0.98abcd
谷蛋白组
低剂量 7 17.19± 0.97f 6.40± 0.46f
高剂量 7 16.88± 0.60ef 5.92± 0.58ef
表6 苦荞蛋白对实验小鼠血清和肝脏中MDA含量的影响
Table 6 Effects of various tartary buckwheat proteins on MDA
content in serum and liver of mice
MDA 是脂质过氧化产物,测定MDA 的量常常反
映了机体内脂质过氧化的程度。由表 6可知,经高脂饲
料诱导后,高脂模型组小鼠血清和肝脏中的MDA含量
相对正常模型组显著增加(P< 0.05),饲喂苦荞蛋白后,
各苦荞蛋白组分不同剂量组小鼠血清和肝脏的 M D A