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胡萝卜渣膳食纤维的润肠通便作用
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【##西医 论文】【摘要】 目的 为开发利用胡萝卜渣膳食纤维（CRDF）提供依据。 方法 通过测定日排便量和粪便含水率，判断CRDF对小鼠排便功能的影响；以复方地芬诺酯建立便秘模型，通过测定黑便排出情况和墨汁推进率，判断CRDF对小鼠肠道蠕动功能的影响。 结果 低、中、高剂量的胡萝卜渣水溶性膳食纤维（CRSDF）和低、中、高剂量的胡萝卜渣水不溶性膳食纤维（CRIDF）均可提高实验小鼠的日排便湿质量；低、中、高剂量的CRSDF和高剂量的CRIDF可提高实验小鼠的日排便粒数；高剂量的CRSDF和低、中、高剂量的CRIDF可提高实验小鼠的粪便干质量；中、高剂量的CRSDF和高剂量的CRIDF可提高实验小鼠的粪便含水率。高剂量CRSDF和中、高剂量CRIDF可缩短实验小鼠首粒黑便排出时间及提高小肠墨汁推进率；中、高剂量CRSDF和高剂量CRIDF可增加实验小鼠6 h黑便粒数；低、高剂量CRSDF和高剂量CRIDF可提高实验小鼠6 h黑便质量，差别均有统计学意义。 结论 CRDF具有良好的促进排便和促进肠道蠕动功能。
【关键词】 胡萝卜； 膳食纤维； 通便
胡萝卜又称红萝卜或甘荀，为伞形花科，一、二年生草本的根茎类蔬菜。萝卜汁和胡萝卜浆是常见的胡萝卜深加工产品，其加工附产物胡萝卜残渣富含膳食纤维，但目前普遍被作为"废料"丢弃，浪费严重，且造成一定的环境污染。本研究以胡萝卜渣膳食纤维（dietary fober from carrot residue,CRDF）为原料，通过建立便秘模型，了解CRDF对小鼠润肠通便功能的影响，为开发利用胡萝卜渣的膳食纤维提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 胡萝卜渣 新鲜胡萝卜，经去皮、切分后，在沸水中热烫3 min，取出、捣碎，过滤去汁。残渣经真空干燥后，粉碎，过20目筛，制得胡萝卜渣。采用本课题组研究优选的工艺方法（另文发表）提取CRDF。
1.1.2 胡萝卜渣水溶性膳食纤维（soluble dietary fiber from carrot residue，CRSDF） 取胡萝卜渣样品，加入40倍蒸馏水，在pH值1.5、80 ℃恒温水浴提取60 min，提取液浓缩后加入4倍体积无水乙醇。沉淀物经真空干燥粉碎后，得含量为84.12%水溶性CRSDF。
1.1.3 胡萝卜渣水不溶性膳食纤维（insoluble dietary fiber from carrot residue，CRIDF） 取胡萝卜渣样品，加入40倍蒸馏水，加入0.60%淀粉酶，于pH值7.0、75 ℃恒温酶解60 min，100 ℃高温灭酶1 min；然后再加入0.3%中性蛋白酶，于70 ℃恒温酶解60 min，高温灭酶。经清洗、过滤、压榨脱水、烘干粉碎后得到含量为73.0%CRIDF。
1.2 动物与仪器
1.2.1 实验动物 清洁级成年ICR雄性小鼠[福建医科大学实验动物中心提供，许可证号：SCXK（闽）20042002]，体质量18～22 g。基础饲料参照GB14924.32001（小鼠配合饲料标准）配制[1]。
1.2.2 试剂 淀粉酶(酶活力为2 000 U/g，北京美的生物技术有限公司生产，食品级)。中性蛋白酶（酶活力为80 000 U/g，广西南宁庞博生物工程有限公司生产，食品级）。复方地芬诺酯片（批号20030501，江苏常州武进制药厂）。
1.2.3 仪器 FKA组织捣碎机（FKA，江苏金坛市实验仪器厂），小型高速粉碎机（RT2，北京燕山正德机械设备有限公司），分光光度计（7230G，上海分析仪器总厂），电子天平（MP 200A，上海精密科学仪器有限公司），磁力加热搅拌器（791型，北京国华医疗器械厂），数显鼓风干燥箱（GZX9070，上海博迅实业有限公司医疗设备厂），离心机（Z323K，德国Hermle公司），全自动生化分析仪（杜邦AR，美国Dade Behring公司）。
1.3 实验方法
1.3.1 CRDF促进排便实验[2]
1.3.1.1 分组 雄性小鼠84只，按体质量随机分为7组(n=12)：对照组、低剂量CRSDF组、中剂量CRSDF组、高剂量CRSDF组、低剂量CRIDF组、中剂量CRIDF组和高剂量CRIDF组。每笼6只小鼠置塑料笼喂养，自由饮水和摄食。动物房室温维持在20～25 ℃，相对湿度60%～80%。
1.3.1.2 干预方法 对照组给予蒸馏水，CRSDF低、中、高剂量组每日分别给予CRSDF 0.6，1.2，2.4 g/kg水溶液，CRIDF低、中、高剂量组分别每日给予CRIDF 1.75，3.5，7.0 g/kg混悬液灌胃，每天1次，连续14 d。第15天处死小鼠。
1.3.1.3 指标及其测定
1.3.1.3.1 体质量及每日摄食量 记录各实验组实验前体质量、实验后体质量及每日摄食量。
1.3.1.3.2 日排便量（湿质量）、日排便粒数 实验第10天开始用代谢笼收集每只小鼠24 h粪便，记录质量和粒数。
1.3.1.3.3 日排便量（干质量） 将收集的小鼠湿粪便在65 ℃恒温条件下干燥12 h，得粪便干质量。
1.3.1.3.4 粪便含水率
粪便含水率=(粪便湿质量－粪便干质量)/粪便湿质量×100%
1.3.2 CRDF促进肠道蠕动实验[2]
1.3.2.1 模型建立 雄性小鼠96只按体质量随机分为8组（n=12）：对照组、模型组、低剂量CRSDF组、中剂量CRSDF组、高剂量CRSDF组、低剂量CRIDF组、中剂量CRIDF组和高剂量CRIDF。对照组和模型组给予蒸馏水，CRSDF低、中、高剂量组和CRIDF低、中、高剂量组的干预方法如前述。
1.3.2.2 排便时间、粪便粒数和粪便质量测定 给予复方地芬诺酯灌胃0.5 h后，3个CRSDF剂量组和3个CRIDF剂量组小鼠分别给予含相应剂量受试物的墨汁，对照组和模型组小鼠给予空白墨汁灌胃。墨汁灌胃后，小鼠单笼喂养，正常饮水进食。观察记录每只小鼠自灌胃墨汁起至第一粒黑便排出时间即为首粒黑便时间；观察记录每只小鼠自灌胃墨汁起6 h内排出的粪便的质量即为6 h黑便质量。观察记录每只小鼠自灌胃墨汁起6 h内排出的粪便的粒数即为6 h黑便粒数。
1.3.2.3 小肠运动试验（墨汁推进率） 给予复方地芬诺酯灌胃0.5 h后，3个CRSDF剂量组和3个CRIDF剂量组小鼠分别给予含相应剂量受试物的墨汁，对照组和模型组给予空白墨汁灌胃。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”。
墨汁推进率=（墨汁推进长度/小肠总长度）×100%
1.4 统计学处理 采用SPSS 11.5 for windows 软件包进行统计处理。以P<0.05为差别有统计学意义。
2 结果
2.1 CRDF对小鼠胃肠道功能的影响 实验期间，各组小鼠无死亡，生长情况良好，无腹泻等各种不良反应。各组小鼠间体质量增长和日平均摄食量差别无统计学意义（P>0.05）。CRSDF干预，低、中、高剂量的CRSDF均可提高小鼠的日排便量(P<0.05, P<0.01)及日排便粒数(P<0.01)；中、高剂量的CRSDF可提高小鼠所排粪便的含水率(P<0.01)；高剂量CRSDF尚可提高小鼠的粪便干质量(P<0.05)。CRIDF干预，低、中、高剂量的CRIDF均可提高小鼠的日排便量(P<0.01)和粪便干质量(P<0.05, P<0.01)；高剂量CRIDF尚可提高小鼠的日排便粒数(P<0.05)和小鼠所排粪便的含水率(P<0.05，表1)。
2.2 CRDF对小鼠肠道蠕动功能的影响
2.2.1 排便时间、粪便粒数和粪便质量测定 0.05%复方地芬诺酯可明显延长小鼠首粒黑便时间（P<0.01）、明显减少6 h黑便粒数和质量（P<0.01），说明小鼠便秘模型建立成功。CRSDF干预，高剂量CRSDF可明显缩短实验小鼠首粒黑便时间（P<0.01）；中、高剂量的CRSDF可增加实验小鼠6 h黑便粒数（P<0.05）；低、高剂量的CRSDF可增加实验小鼠6 h黑便质量（P<0.05）。CRIDF干预，中、高剂量的CRIDF可缩短实验小鼠的首粒黑便时间（P<0.05）；高剂量的CRIDF可增加实验小鼠的6 h黑便粒数（P<0.05）和6 h黑便质量（P<0.01，表2）。
2.2.2 小肠运动试验 模型组小鼠小肠墨汁推进率明显小于对照组（P<0.01），说明小鼠便秘模型建立成功。CRSDF干预，高剂量的CRSDF可增加便秘小鼠小肠墨汁推进率（P<0.05）。CRIDF干预，中、高剂量的CRIDF均可增加便秘小鼠小肠墨汁推进率（P<0.05，P<0.01，表3）。
3 讨论
膳食纤维可以通过增加粪便量及排便次数、促进肠道蠕动及缩短粪便通过肠道时间、稀释大肠内容物、为大肠内细菌提供可发酵底物等影响肠道的功能。本研究结果显示，CRSDF和CRIDF均可增加正常小鼠每日排便量（粪便湿质量）和粪便含水率；均可缩短便秘小鼠的首粒黑便排出时间，增加6 h黑便量，提高便秘小鼠小肠墨汁推进率。因此，CRSDF和CRIDF均具有良好的润肠通便作用。
表1 各组小鼠日摄食量、体质量增重、粪便粒数、粪湿质量、粪干质量及粪便含水率比较（略）
Tab 1 Comparison of the increase of body weight、food Intake、the number of feces、the weight of humid feces、the weight of Dry feces and the percentage of water in feces among of all groups
n=12. CRSDF：胡萝卜渣水溶性膳食纤维；CRIDF：胡萝卜渣水不溶性膳食纤维. 与对照组比较, ☆：P<0.05，☆☆：P<0.01.
表2 各组小鼠排便时间、6 h黑便粒数及6 h黑便质量比较（略）
Tab 2 Comparison of the time of the first defecation、the number of feces in 6 hours、the weight of feces in 6 hours among all groups
n=12. CRSDF：胡萝卜渣水溶性膳食纤维；CRIDF：胡萝卜渣水不溶性膳食纤维. 与对照组比较，☆☆：P<0.01；与模型组比较，△：P<0.05；△△：P<0.01.
表3 各组小鼠小肠墨汁推进率比较（略）
Tab 3 Comparison of the percentage of inkpushing in small intestine of mice among all groups
n=12. CRSDF：胡萝卜渣水溶性膳食纤维；CRIDF：胡萝卜渣水不溶性膳食纤维. 与对照组比较，☆☆：P<0.01；与模型组比较，△：P<0.05，△△：P<0.01.
但CRSDF和CRIDF理化特性不同，对润肠通便作用的表现也各具特点：CRSDF可显著增加小鼠粪便含水率，而小鼠粪便干质量则增加较少；CRIDF可明显增加小鼠粪便干质量，但小鼠粪便含水率增加效果稍差；在促进肠道蠕动作用方面，CRSDF和CRIDF的作用效果相近。
从对润肠通便作用的效果看，CRIDF的作用效果与小麦纤维相当，CRSDF的作用效果与果胶相当或略优[3]。根据保健食品功能评价判定方法[4]，本研究表明CRSDF和CRIDF具有润肠通便的功能。因此，CRSDF和CRIDF可用于开发润肠通便的保健食品，利用胡萝卜渣开发CRDF前景广阔。
粪便量和粪便通过肠道时间是评价肠道功能的两个重要指标[5]。研究证明，SDF可作为大肠细菌的发酵底物[6]。在结肠内SDF被细菌酵解后可产生乙酸、丙酸、丁酸等短链脂肪酸（SCFA），而降低肠道内环境的pH值，刺激肠黏膜；同时，SDF发酵后还可产生二氧化碳、氢气、甲烷等气体，亦能刺激肠黏膜[7]。SDF还能促进肠内细菌增殖[6]，增加粪便含菌量而增加粪便量；因细菌体内含有80%的水分[8]，因此也促使粪便含水量增加。此外，SDF具有强大的持水性。这些因素共同作用可增加粪便量及粪便含水量，促进肠道蠕动及缩短粪便通过肠道时间，减少粪便推进的阻力，增加排便次数。
由于IDF不被消化吸收，因此，增加IDF的摄入量，也就增加食物残渣量，从而增加粪便量；IDF具有很好的持水性，可吸附相当于自身重量数倍的水分；同时IDF还具有促进肠道蠕动的作用[24]。这些因素的综合效应使得粪便体积增大、变软，粪便推进的阻力减少，肠道蠕动增加，从而增加排便次数和排便量，缩短粪便通过肠道时间[910]。
综上所述，CRSDF和CRIDF通过增加粪便量和排便次数、以及通过促进肠道蠕动、缩短粪便通过肠道时间而改善肠道功能。为进一步明确CRSDF和CRIDF改善肠道功能的机理，需进行CRSDF和CRIDF调节肠道菌群功能的研究。
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