利用燕麥麩脂肪模擬物制備的發酵香腸對大鼠臟器組織的影響

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(1.溫江中學高2015級20班,四川成都 611130;2.四川省原子能研究院,四川成都 610101;3.輻照保藏四川省重點實驗室,四川成都 610101;4.德陽特驅家禽養殖有限公司,四川德陽 618100)

發酵香腸是指將絞碎的肉和動物脂肪同糖、鹽、發酵劑和香辛料等混合灌進腸衣,經微生物發酵而制成的具有穩定的微生物特性和典型的發酵香味的肉制品,因其口味鮮美、營養豐富、易于貯藏、食用方便而深受消費者青睞[1]。然而發酵香腸中脂肪含量高達25%～45%[2],流行病學及實驗動物學研究結果表明,膳食中脂肪的攝入量與肥胖、動脈粥樣硬化、乳腺癌、結腸癌和前列腺癌等有顯著的正相關性[3-4],特別是含有大量飽和脂肪酸的動物脂肪,被認為是引起這些疾病的直接原因。因此,為了降低香腸中脂肪含量，不影響其感官特性,脂肪模擬物成了近年來的研究熱點。Ruiz-Capllas等[5]以魔芋膠為原料,研究0%、50%、80%的魔芋膠對干式發酵香腸的品質影響,結果表明,重量損失、pH、持水力受脂肪減少量和儲藏時間的影響較大(p<0.05),魔芋膠模擬量的增加可有效降低24.5%的熱量值,膽固醇含量明顯減少,對產品感官特征無不良影響。Campagol等[6]以非結晶纖維素凝膠為原料,探究不同脂肪模擬物添加量(25%、50%、75%、100%)對發酵香腸的影響,結果表明,添加50%以上的模擬物可明顯降低45%的揮發性物質含量和15%的膽固醇含量?？v觀國內外的研究發現,脂肪模擬物較多的應用在乳化香腸中,在干發酵香腸上的研究較少,且在國內還鮮見報道。本研究在前期優化的OBFS的配方及加工工藝[7]的基礎上,制作了在感官品質上與傳統干發酵香腸差異不顯著的燕麥麩脂肪模擬物發酵香腸。

中醫認為,燕麥味苦、性干,可治虛汗,能預防多種疾病?，F代醫學界經過大量的臨床觀察和動物實驗證實了燕麥麩具有降低膽固醇和血糖,以及抗氧化、預防結腸癌等多種保健功能。Malkki[8]研究發現給大鼠飼喂含燕麥麩的混合飼料可以降低血清中總膽固醇(total cholesterol,TC)和甘油三酯(triglyceride,TG)水平,同時降低大鼠肝臟質量,由此說明燕麥麩具有降血脂和促進肝臟脂肪代謝的作用。張民[9]等以燕麥麩為原料提取燕麥醇提物、燕麥膠,研究對營養性肥胖大鼠的體重、體脂、內臟指數的影響,結果表明,燕麥膠和燕麥醇提物協同作用可顯著降低肥胖大鼠的體重(p<0.01)、脂肪指數(p<0.05),同時改善在造模過程中受到損害的各臟器功能。綜上所述,國內外學者對燕麥麩功能性的研究大多集中在單一功能因子,未見將其用于肉制品,探究該肉制品是否具有燕麥麩具有的功效。本研究將燕麥麩制備成脂肪模擬物應用到發酵香腸中,探究該發酵香腸對大鼠臟器組織的影響,以期為功能性發酵香腸的開發應用提供參考依據。

1　材料與方法

1.1　材料與儀器

腐生葡萄球菌(S.Staphylococcus)、戊糖片球菌(Pediocossuspentosaceus)、植物乳桿菌(Lactobacillusplantarum)均由四川農業大學食品學院肉品研究室從傳統四川香腸中分離得到[10-11],將兩種乳酸菌接種到液體MRS培養基中,將葡萄球菌接種到液體MSA培養基中,在37 ℃條件下活化12 h,活化兩次后備用;新鮮豬后腿肉、辣椒、花椒等調味料雅安農貿市場;燕麥麩山西大同市榮康糧油有限公司;羊腸衣譚氏百盛食品企業;高溫α-淀粉酶40000 U/g,上海源葉生物科技有限公司;SPF級SD大鼠雄性,4周齡,體重(70±2) g,由達碩實驗動物中心提供,動物許可號SCXK(川)2015-030。

JA1203型電子天平上海越平科學儀器有限公司;DZKW-4電子恒溫水浴鍋北京中興偉業儀器有限公司;LGJ-18S冷凍干燥機寧波新藝超聲設備有限公司;HR-02多功能粉碎機上海哈瑞斯電器有限公司;LHS-250SC型恒溫恒濕培養箱上海榮豐科學儀器有限公司;DHG29345A型電熱恒溫鼓風干燥箱上海一恒公司;PHS-3C型酸度計上海儀點科學儀器股份有限公司;SW-GJ-IFD 型超凈工作臺蘇凈集團泰安公司;SZF-06CZ脂肪測定儀杭州吉沃科技有限公司;OLYMPUS-CX31型顯微鏡北京瑞科中儀科技有限公司。

1.2　實驗方法

1.2.1燕麥麩凍干粉的提取燕麥麩→過40目篩→加水調漿(料液比1∶15)→均質→攪拌提取(80 ℃,30 min)→酶解(使用50 mg/L的氯化鈣溶液稀釋100倍后的高溫α-淀粉酶,4.8 U/g,90 ℃,10 min)→高壓蒸煮滅酶(121 ℃,10 min)→離心(6000 r/min,5 min)→上清液→冷凍干燥(-30 ℃,1 Pa,24 h)→燕麥麩提取物凍干粉[12]

通過以上方法得到的燕麥麩凍干粉水分含量為2.78%,粗纖維含量為0.9%,蛋白質含量為22.69%,粗脂肪含量為9.99%,灰分含量為2.33%,β-葡聚糖含量為13.95%[7]。

1.2.2燕麥麩脂肪模擬物的制備參考Capillas[5]的方法,將5 g魔芋膠溶于64.8 g的水中,攪拌均勻,加入1 g卡拉膠后混勻;稱取3 g燕麥麩提取物凍干粉加入到16.2 g的水中,混合均勻后加入到上述魔芋膠與卡拉膠的混合物中,攪拌均勻后加入10%橄欖油,攪拌均勻后冷卻到10 ℃;向上述混合物中加入10%的氫氧化鈣溶液1%,混合均勻;將上述溶膠體倒入方形模具中,手動壓出空氣,并將其儲存在(2±2) ℃。

1.2.3發酵香腸的制備分別制備傳統發酵香腸(TFS,精瘦肉70%、豬皮下脂肪30%)與燕麥麩脂肪模擬物發酵香腸(OBFS,精瘦肉70%、豬皮下脂肪10.5%、燕麥麩脂肪模擬物19.5%)2種發酵香腸。其他輔料添加量相同:食鹽2.3%,白砂糖1.0%,白酒1.0%,辣椒粉1.2%,黑胡椒0.02%,花椒0.4%,十三香0.05%,大蒜粉0.05%,葡萄糖0.01%,硝酸鈉0.025%,亞硝酸鈉0.0075%。

發酵香腸制作工藝流程[13]:原料肉→預處理→切丁→4 ℃下腌制4 h→攪拌→接種(107cfu/mL已活化的菌種)→灌腸→發酵(溫度20 ℃,相對濕度75%,發酵12 h)→成熟(溫度13 ℃,相對濕度60%,熟化4 d)→干燥(溫度55 ℃,干燥22 h)→成品

通過以上工藝制備出TFS的能量值為5.81 kJ/g,脂肪含量為39.15%,蛋白質含量為24.62%;OBFS的能量值為3.93 kJ/g,脂肪含量為31.27%,蛋白質含量為34.04%[7]。

1.2.4實驗動物飼料配方對照組:飼喂100%基礎飼料;5% TFS組:飼喂TFS添加量為5%的混合飼料;5% OBFS組:飼喂OBFS添加量為5%的混合飼料;10% TFS組:飼喂TFS添加量為10%的混合飼料;10% OBFS組:飼喂OBFS添加量為10%的混合飼料;20% TFS組:飼喂TFS添加量為20%的混合飼料;20% OBFS組:飼喂OBFS添加量為20%的混合飼料。各組實驗動物飼料配方及飼料的基礎理化指標見表1。

1.2.5實驗分組119只大鼠適應性喂養7 d后隨機分成7組[14],即對照組、5% TFS組、5% OBFS組、10% TFS組、10% OBFS組、20% TFS組、20% OBFS組;17只/組,單籠喂養;連續飼喂9周,飼養期間,動物房溫度控制在(23±2) ℃,濕度60%以及12 h晝夜交替;實驗期間自由攝食、自由飲水。

1.2.6臟器組織采集脫臼處死,解剖取心臟、肝臟、脾臟、腎臟及睪丸,用生理鹽水洗去血污,濾紙吸干,記錄各臟器組織重量;用剪刀沿大鼠肝臟最大葉距邊緣5 mm處剪取部分肝臟組織,放于4%多聚甲醛溶液中固定保存,進行肝臟病理切片觀察。

1.2.7臟體比的測定

1.2.8大鼠肝臟粗脂肪含量的測定肝臟烘干至恒重,充分研磨細碎,用濾紙包好,棉線扎牢精確稱重,置于索氏抽提器中用60 ℃石油醚抽提2 h,抽提后再將濾包烘干精確稱重[15]。

式中:RF(Raw Fat)-肝臟中粗脂肪的含量(%);W1-抽提前濾紙包的重量(g);W2-抽提后濾紙包的重量(g);S-肝臟樣品干重(g)。

1.2.9大鼠肝臟病理組織學檢查取1.2.6中制備的肝臟樣品,石蠟包埋、切片、H.E染色,光鏡下觀察[16]。

1.3　數據處理

2　結果與分析

2.1　燕麥麩脂肪模擬物發酵香腸對大鼠臟體比的影響

臟體比又稱臟器系數,能反映實驗動物總的營養狀態和內臟的病變情況，和脂質積累情況。正常狀態下,臟體較為恒定,當接觸到的某些外來物質時,臟器重量將發生改變,臟器系數也隨之發生變化[17]。由表2可知,添加量為5%、10%、20%的TFS組和OBFS組的心臟、肝臟、脾臟、腎臟、睪丸與體重的比值與對照組相比均無顯著性差異(p>0.05);與TFS組相比,5%、10%、20% OBFS組的脾臟與體重的比值均分別高于5%、10%、20% TFS組,但差異不顯著(p>0.05)。

表2　燕麥麩脂肪模擬物發酵香腸對大鼠臟體比的影響結果(n=3)Table 2　Effect of OBFS on the ratio of viscue to body weight of male SD rat(n=3)

注：同列不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05);表3同。

脾臟是動物重要的免疫器官,抗原經脾臟巨噬細胞處理后經T細胞發動特異性免疫。5%、10%、20% OBFS組的脾臟與體重的比值均分別高于5%、10%、20% TFS組(p>0.05),這與Mingming Xiong等[18]的研究結果一致,其原因可能是OBFS中添加的燕麥麩中含有可溶性膳食纖維所致。林德榮等[19]的研究結果表明,小鼠脾臟/體重與可溶性膳食纖維含量呈正相關,可溶性膳食纖維含量越高,小鼠脾臟越發達,由此推測膳食纖維具有增強機體免疫功能的作用。

由此說明,傳統發酵香腸與燕麥麩脂肪模擬物發酵香腸對大鼠心臟、肝臟、脾臟、腎臟和睪丸等臟器組織無明顯影響。

2.2　燕麥麩脂肪模擬物發酵香腸對大鼠肝臟粗脂肪含量的影響

肝臟是體內脂肪代謝的主要器官,一旦肝臟被損傷,機體的脂肪代謝將會發生異常[20]。近年來,由飲食所致的非酒精性脂肪肝成為臨床上常見的疾病,而且這種肝臟的脂肪變性難以在短期內逆轉,甚至長期進展可以發展為脂肪型肝炎及肝硬化,其比較理想的治療方法是食物治療法[21],通過改變患者的不良生活習慣和飲食結構,從而達到防治脂肪肝的效果。

本實驗解剖觀察發現,各組大鼠肝臟體積差異不明顯,但5% TFS組、10% TFS組、20% TFS組和20% OBFS組的大鼠肝臟較軟,研磨后呈現明顯的油浸狀,色較深;而對照組,5% OBFS組和10% OBFS組的肝較硬,研磨后的粉末呈干粉狀,色較淺;采用索氏抽提法測定各組粗脂肪含量,結果見表3。

從表3可知,5%、10%、20% TFS組和5%、10%、20% OBFS組的肝臟粗脂肪含量均高于對照組,且隨著TFS含量的增加,肝臟中粗脂肪含量逐漸升高,但差異均不顯著(p>0.05),這可能是由于飼喂TFS組和OBFS組的飼料中含有較高的脂肪,且大部分脂肪為動物脂肪含量所致。5%、10%、20% TFS組和5%、10%、20% OBFS組的脂肪含量分別是114.4、139.7、182.3、111.5、125.7、145 g/kg,而對照組脂肪含量僅為96.9 g/kg;5%、10%、20% OBFS組的粗脂肪含量分別低于5%、10%、20% TFS組,其抑制率分別為4.22%、8.86%、5.05%,說明OBFS相比TFS具有調節肝臟脂代謝紊亂,預防脂肪肝形成的作用,這與朱瑩瑩[22]研究結果一致,這可能是OBFS中添加的燕麥麩中含有的β-葡聚糖所致的,王瑩[23]的研究結果表明,β-葡聚糖能夠抑制肥胖傾向大鼠體重增長,降低血清TC及脂肪含量,改善非酒精性脂肪肝,減少肝損傷。

綜上可得,發酵香腸會導致大鼠肝臟脂肪含量升高,且與TFS的添加量呈正相關;OBFS各組粗脂肪的含量均低于添加量相同的TFS組,且添加量為10%時,抑制率最高。

表3　燕麥麩脂肪模擬物發酵香腸對大鼠肝臟粗脂肪含量的影響結果(n=3)Table 3　Effect of OBFS on the content of raw fat in the liver of male SD rat(n=3)

注：抑制率是同等添加量下,OBFS與TFS相比,OBFS對大鼠肝臟粗脂肪含量影響,-表示不測定。

2.3　燕麥麩脂肪模擬物發酵香腸對大鼠肝臟病理切片的觀察

石蠟切片法是將組織經過固定、脫水、浸蠟等操作處理,用石蠟浸入組織,包埋形成蠟塊,再把蠟塊切成適宜厚度薄片的技術,是目前臨床、科研應用最廣泛的切片技術[24]。

從圖1可知,對照組大鼠肝小葉結構完整,未見增生及假小葉形成,小葉中央靜脈未見淤血,肝細胞未見變性及壞死;也未見肝細胞增生、纖維化,肝細胞內及細小膽管內無膽汁淤積,未見各類細胞浸潤,匯管區無明顯擴大及纖維結締組織增生,小葉間膽管無擴張及增生,被膜完整,未見增厚及滲出(圖1a)。5% TFS組大鼠肝小葉結果正常,肝細胞輕度水腫,肝細胞嗜堿性小體完好,可見中度局灶狀脂肪變性(圖1b);5% OBFS組大鼠肝小葉結果正常,肝細胞輕度水腫,肝細胞嗜堿性小體完好,可見中度局灶狀脂肪變性,脂肪變性程度較5% TFS嚴重(圖1c)。10% TFS組大鼠肝小葉結果正常,肝細胞輕度水腫,肝細胞嗜堿性小體完好,可見中度局灶狀脂肪變性,脂肪變性程度較5% TFS嚴重(圖1d);10% OBFS組大鼠肝小葉結果正常,肝細胞輕度水腫,肝細胞嗜堿性小體完好,可見中度局灶狀脂肪變性,但脂肪變性程度較5%OBFS組輕(圖1e)。20% TFS組大鼠肝小葉結果正常,肝細胞輕度水腫,肝細胞嗜堿性小體完好,可見中度局灶狀脂肪變性,病變基本同10% TFS組(圖1f);20% OBFS組大鼠基本正常,同對照組(圖1g)。

圖1　燕麥麩脂肪模擬物發酵香腸對大鼠肝臟的影響Fig.1　Effect of oat bran fat analog fermented sausage administration on rat liver注:a:對照組;b:5% TFS組;c:5% OBFS組;d:10% TFS組;e:10% OBFS組;f:20% TFS組;g:20% OBFS組。

細胞水腫是細胞損傷中最常見的早期的輕度損傷,肝細胞輕度水腫時呈胞質疏松化;脂肪變性是指非脂肪細胞的胞質內出現明顯脂滴,因脂質代謝在肝細胞中進行,故肝脂肪變性最為常見,其在病理切片觀察時,在大部分肝細胞漿內可見大小不一的圓形脂肪空泡[25],這是由于脂肪在肝臟內沉積,經切片處理后在光鏡下呈現空泡狀[26]。根據肝臟病理切片的觀察結果顯示,可知除對照組和20% OBFS組之外,其余組的肝細胞均出現輕度水腫和中度局灶狀脂肪變性的現象,說明TFS添加量為5%、10%、20%,OBFS添加量為5%、10%時均對大鼠肝臟造成了一定的損傷,這可能時因為TFS和OBFS 中含有大量動物脂肪所致;而當OBFS添加量為20%時,大鼠肝臟無損傷,同時,隨著OBFS添加量的增加,大鼠肝臟脂肪變性程度逐漸降低,這可能與發酵香腸添加含量增加,燕麥β-葡聚糖含量增加有關,這與汪海波[27]、裴素萍等[28]的研究結果相似。

病理組織學結果表明,相比于傳統發酵香腸,燕麥麩脂肪模擬物發酵香腸添加量為20%時,對大鼠脂肪肝有較強的預防作用。

3　結論

大鼠臟體比結果顯示,添加量為5%、10%、20%的TFS組和OBFS組的心臟、肝臟、脾臟、腎臟、睪丸與體重的比值與對照組相比均無顯著性差異(p>0.05),由此說明發酵香腸對大鼠心臟、肝臟、脾臟、腎臟和睪丸等臟器組織無明顯影響;肝臟粗脂肪結果顯示,5%、10%、20% TFS組和BFS組的肝臟粗脂肪含量均高于對照組,且隨著TFS含量的增加,肝臟中粗脂肪含量逐漸升高,但差異均不顯著(p>0.05);由此說明發酵香腸會導致大鼠肝臟脂肪含量升高,且與TFS的添加量呈正相關;肝臟病例切片結果顯示,除對照組和20% OBFS組之外,其余組的肝細胞均出現輕度水腫和中度局灶狀脂肪變性的現象,由此說明,相比于TFS而言,OBFS具有預防脂肪肝形成的作用,且添加為20%時,抑制效果最明顯。

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