随着我国经济的发展,食物结构不断改变,国内高脂血症患者日益增多,因此,寻找疗效确切、毒副作用小的降血脂药已成为医药界关注的重要课题。近年研究表明,壳聚糖具有降血压、降血脂、降血糖、增强免疫力、抗肿瘤及延缓衰老等生物学作用[1],作为保健食品或降脂药物有着广泛的前景。本文采用贵州琨恩生物技术公司利用酿造茅台酒的酒糟饲养的蝇蛆制备了3种不同脱乙酰度的蝇蛆壳聚糖,研究其降脂活性,以期为壳聚糖能更好地应用于保健食品中提供理论依据。
1 材料与方法 1.1 材料蝇蛆甲壳素(琨恩生物技术有限公司);氢氧化钠(上海试四赫维化工有限公司);盐酸(遵义师范学院化工试剂厂);胆固醇[中国医药(集团)上海化学试剂公司];丙基硫氧嘧啶(上海集成药厂);胆盐[中国医药(集团)上海化学试剂公司];总胆固醇试剂盒、高密度脂蛋白胆固醇试剂盒、甘油三脂试剂盒、低密度脂蛋白胆固醇试剂盒(北京中生北控生物科技股份有限公司);VERTEX70红外扫描仪(德国BRUKER公司);OLYMPUS-AU400全自动生化分析仪(日本OLYMPUS公司)。
1.2 实验动物SD大鼠,雄性,50只,体重180~205 g(贵阳医学院实验动物中心)。
1.3 实验材料制备及鉴定基础饲料(贵阳医学院实验动物中心);高脂饲料配制:用2%胆固醇,10%猪油,0.2%丙基硫氧嘧啶,1%蛋黄粉,0.5%胆盐及86.3%基础饲料配制而成。
1.3.1 壳聚糖制备分别称取3份蝇蛆甲壳素5.0 g进行脱乙酰反应,NaOH浓度为60%,液固比为20 ml/g,100℃下分别反应4,6,8 h。反应至预定时间后,停止反应,用热蒸馏水反复冲洗至中性,烘干至恒重,得到不同乙酰度的壳聚糖。
1.3.2 壳聚糖脱乙酰度的测定参照文献[2]。
1.3.3 不同脱乙酰度壳聚糖红外鉴定将壳聚糖干燥至恒重,与溴化钾(KBr)混合研磨、压片,在400~4 000 cm-1测红外光谱图。
1.4 动物实验方法用基础饲料适应性喂养大鼠5 d后,随机分为5组,每组10只;分别为正常对照组:以基础饲料喂养;高脂模型组:以高脂饲料喂养;蝇蛆壳聚糖72.3%,80.5%,96.1%脱乙酰度组:给高脂饲料的同时分别灌胃给予不同脱乙酰度蝇蛆壳聚糖600 mg/kg,连续给药8周。正常对照组和高脂模型组分别给等量蒸馏水。
1.5 检测指标定期称大鼠体重,观察大鼠体重变化。于末次给药后,大鼠禁食12 h,股动脉放血处死。取血并分离血清测定胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白(HDL-C)、低密度脂蛋白(LDL-C)含量。
1.6 统计分析采用SPSS 11.0软件统计进行独立样本t检验。
2 结果 2.1 产品脱乙酰度的测定碱浓度60%,100℃温度反应4,6,8 h,产物脱乙酰度分别为72.3%,80.5%,96.1%。
2.2 不同脱乙酰度壳聚糖红外扫描结果显示,壳聚糖在1 595 cm-1(波数)(-NH2) ,1 648 cm-1(酰胺谱带1) 和1 424 cm-1(酰胺谱带2) 的特征吸收峰,在1 480 cm-1(COCH3中C=O)处吸收峰强度较弱,3个相似的吸收峰曲线显示不同脱乙酰度壳聚糖主链中的结构是相同的[3]。但高脱乙酰度壳聚糖在3430 cm-1(-OH和-NH2) 和1 594 cm-1(-NH2) 处的吸收明显强于低脱乙酰度壳聚糖,说明高脱乙酰度壳聚糖游离的-NH2增多。
2.3 不同脱乙酰度蝇蛆壳聚糖对降脂活性的影响 2.3.1 对大鼠体重的影响(表 1)造模前各组大鼠体重差异无统计学意义(P>0.05)。给高脂饲料8周后,高脂模型组大鼠体重显著增加,与正常对照组比较,差异有统计学意义(P<0.01);中、高脱乙酰度组大鼠体重显著降低,与高脂模型组比较,差异有统计学意义。结果表明,蝇蛆壳聚糖可以抑制进食高脂饲料大鼠体重的增加。不同脱乙酰度组间大鼠体重的差异均有统计学意义(P<0.01),且体重的降低与壳聚糖脱乙酰程度呈正相关。
| 表 1 蝇蛆壳聚糖对大鼠体重的影响(x ± s) |
2.3.2 对血脂代谢的影响(表 2)
给高脂饲料8周后,高脂模型组大鼠血清TC、TG、LDL-C含量显著升高,HDL-C含量显著降低,表明高脂模型造模成功。蝇蛆壳聚糖能降低TC、TG及LDL-C含量,升高HDL-C含量,与高脂模型组比较,差异有统计学意义。结果表明,壳聚糖可以明显抑制TC、TG及LDL-C含量的升高,抑制HDL-C含量的降低,对大鼠实验性高脂血症有预防作用。不同脱乙酰度组间大鼠TC、TG、 LDL-C及HDL-C含量的差异均有统计学意义(P<0.01),且TC、TG、 LDL-C含量的降低,HDL-C含量的升高均与壳聚糖脱乙酰程度呈正相关。
| 表 2 蝇蛆壳聚糖对血脂代谢的影响(x ± s) |
3 讨论
甲壳素不溶于水及有机溶剂,很难被人体利用,只有其脱乙酰基所得产物壳聚糖才能被人体吸收利用。因此,脱乙酰度是壳聚糖重要的质量指标。分子量的高低、脱乙酰度的不同,对壳聚糖的物理机械性能、生理活性有直接影响[4]。本研究结果显示,蝇蛆壳聚糖能够抑制进食高脂饲料大鼠体重的增加,降低血清中胆固醇和甘油三酯的水平;能够有效地增高血清高密度脂蛋白水平,显著降低低密度脂蛋白水平,具有显著的降血脂作用。其降血脂作用除了与壳聚糖的摄取剂量有关外,还与壳聚糖的脱乙酰度有关,在相同剂量情况下,脱乙酰度越高,其降低体重,降低TC、TG、LDL-C含量及升高HDL-C含量的作用越强。这可能是因为壳聚糖组成中的葡聚糖胺链带有游离-NH2,脱乙酰度越高,壳聚糖分子中游离-NH2越多,易于与胃酸作用或与脂肪混合形成复合物,吸附脂肪、胆汁和胆固醇,阻止脂解作用,减少了脂肪吸收的作用越强,从而显著降低血清中血脂的水平。
实验所用蝇蛆壳聚糖由蝇蛆甲壳素制备而得,甲壳素是蝇蛆体内宝贵的天然生物资源,蛆皮中的甲壳素含量高于虾蟹壳,而碳酸盐和重金属含量低、色素少,质量远优于虾蟹壳中的甲壳素;蝇蛆壳聚糖是含氨基的天然高分子多糖,由于其固有的生物相容性、可生物降解性及无毒性,不产生变态反应,及对机体非常温和的免疫刺激影响,又便于制备,在作为调血脂药物方面具有优势,有良好的应用前景[5]。本文采用酸碱法制备蝇蛆壳聚糖,通过控制不同的反应时间得到不同脱乙酰度的壳聚糖。但本法制备壳聚糖存在消耗试剂量大、耗能高、产物脱乙酰度不太稳定等缺点,下一步拟在精简工艺,降低耗料上进一步研究。在测定蝇蛆壳聚糖脱乙酰度时,我们选择1∶2 (1%)甲基橙+ (1%)苯胺蓝混合指示剂,终点指示明显,灵敏度比单用甲基橙高。
| [1] | 卞雅娜, 刘殿祥. 壳聚糖的研究进展[J]. 职业与健康, 2002, 18(1) : 44–45. |
| [2] | 聂莉, 吴晓芳, 伊萍, 等. 壳聚糖中脱乙酰度测定方法的探讨[J]. 中国卫生检验杂志, 2005, 15(3) : 328–329. |
| [3] | Feng Tian, Yu Liu, Keao Hu, et al. The depolymerization mechanism of chitosan by hydrogen peroxide[J]. Journal of Materials Science, 2003, 38 : 4079–4712. |
| [4] | 蒋挺大. 甲壳素[M]. 北京: 化学工业出版社, 2003: 509. |
| [5] | 胡迎清, 汪晓莺, 季玉红. 壳聚糖、月见草、舒降之降血脂作用及机制研究[J]. 中国心血管病研究杂志, 2005, 3(11) : 847. |
2008, Vol. 24

, 国果, 付萍 
