◎楊 雪,李云亮,王禹程,黃姍芬,馬海樂
(江蘇大學(xué)食品與生物工程學(xué)院,江蘇 鎮(zhèn)江 212013)
油菜籽在我國油料作物中占重要地位,年產(chǎn)量達(dá)1 400萬t以上[1]。菜籽粕是食品工業(yè)生產(chǎn)中菜籽榨油后的副產(chǎn)物,約占油菜籽的50%~55%[2]。菜籽粕中的蛋白含量高達(dá)30%~45%,其生物效價和利用率極高,甚至超過脫脂大豆粕和酪蛋白[3,4],是優(yōu)質(zhì)的植物蛋白資源。然而每年僅有少數(shù)菜籽粕摻入飼料使用,其余未被有效利用,造成大量經(jīng)濟損失和資源浪費。
菜籽粕中含有毒性成分,如硫甙、植酸、單寧和芥子堿等。硫甙本身無毒,但其經(jīng)芥子酶可分解成異硫氰酸酯、惡唑烷硫酮和腈等有毒物,嚴(yán)重影響菜籽粕的應(yīng)用價值[5,6],在使用前須進行脫毒處理。目前常用的脫毒方法包括物理脫毒法、化學(xué)脫毒法和生物脫毒法。有研究表明,采用硫酸溶液脫毒后菜籽粕中毒性物質(zhì)的脫除率高于90%,且蛋白質(zhì)的含量升高、氨基酸組成基本維持不變[7]。
多肽的生物學(xué)活性研究是食品科學(xué)的研究熱點之一[8,9],有研究表明,菜籽蛋白經(jīng)過酶解形成的菜籽多肽有一定的保健功效,尤其是抗氧化活性[10]及降血壓活性[11]。此外,菜籽多肽還有其他生物學(xué)功能,如解酒[12]、抗腫瘤[13]等。因此,開發(fā)菜籽多肽有助于提高菜籽粕資源的利用[14]。而長期食用脫毒后的菜籽蛋白制備的菜籽多肽是否對機體會產(chǎn)生毒副作用還有待探索。
本試驗以小鼠為研究對象,進行急性經(jīng)口毒性試驗、鼠傷寒沙門氏菌/哺乳動物微粒體酶試驗、骨髓細(xì)胞微核試驗和睪丸染色體畸變試驗,對脫毒菜籽多肽的食用安全性進行初步評價,為進一步的開發(fā)應(yīng)用提供參考。
1.1.1 樣品
脫毒菜籽多肽(多肽含量≥85%,江蘇天琦生物科技有限公司,江蘇鎮(zhèn)江)。
1.1.2 菌株
經(jīng)鑒定基因型符合要求的TA97a、TA98、TA100和TA102,各菌株過夜培養(yǎng)液細(xì)菌濃度均在109個/mL或以上。
1.1.3 S9混合液
由Aroclor1254誘導(dǎo)的大鼠肝勻漿制成10% S9混合液。
1.1.4 試驗動物
健康ICR小鼠95只,其中雄性60只、雌性35只。分成3批進行試驗,第一批20只,雌雄各半,體重18.5~21.6 g,用于小鼠急性經(jīng)口毒性試驗。第二批50只,雌雄各半,體重25~30 g,用于小鼠骨髓細(xì)胞微核試驗。第三批25只雄性小鼠,體重25~30 g。用于小鼠睪丸染色體畸變試驗。南京醫(yī)科大學(xué)實驗動物中心提供,清潔級,合格證號:SCXK(蘇)2013-0005 號。實驗動物屏障環(huán)境設(shè)施使用許可證號:SYXK(蘇)2012-0037 號。滅菌鼠飼料來源及合格證號:蘇州雙獅實驗動物飼料科技有限公司,蘇飼審(2009)05032。飼料和無菌水自由食用。
1.2.1 小鼠急性經(jīng)口毒性試驗
采用最大耐受量試驗法(GB 15193.3-2014),每組雌雄小鼠各10只,設(shè)計劑量為15 g/kg·BW,分兩次灌胃給予,間隔4 h,每次灌胃容量均為20 mL/kg·BW。
1.2.2 鼠傷寒沙門菌/哺乳動物微粒體酶試驗
利用平板摻入法測定(GB 15193.4-2014),試驗共設(shè)5個劑量組,1個溶劑對照組,一個空白對照組即自發(fā)回變組,另設(shè)4個陽性對照組,陽性對照物疊氮鈉(NaN3)、敵克松(Dexon)、2-氨基芴(2-AF)和1,8-二羥基蒽醌分別用滅菌水和DMSO溶解,所用劑量分別為1.5、50、10、50 μg/皿。
1.2.3 小鼠骨髓細(xì)胞微核試驗
參照GB 15193.5-2014,小鼠分雌雄按體重隨機分入2.5、5、10 g/kg·BW各3個劑量組、1個溶劑對照組(純凈水)和1個陽性對照組(環(huán)磷酰胺40 mg/kg·BW),每組10只,雌雄各半。各組均采用30 h兩次灌胃法,每次灌胃容量為20 mL/kg·BW,第2次灌胃后6 h殺鼠,取股骨骨髓懸于小牛血清中直接涂片、固定、染色,鏡檢嗜多染紅細(xì)胞1 000個/鼠,計數(shù)具有微核的細(xì)胞,觀察嗜多染紅細(xì)胞和正染紅細(xì)胞比率(PCE/NCE)。
1.2.4 小鼠睪丸染色體畸變試驗
參照GB 15193.8-2014,分別稱取脫毒菜籽多肽2.5、5、10 g加純凈水至20 mL配制成受試劑量。陽性對照取環(huán)磷酰胺40 mg加生理鹽水至10 mL混合均勻。小鼠按體重隨機分入3個劑量組、1個溶劑對照組(純凈水)和1個陽性對照組(環(huán)磷酰胺40 mg/kg·BW),每組5只小鼠。陽性對照組連續(xù)5 d,每次灌胃容量均為20 mL/kg,每天一次。各組動物均于處死前6 h腹腔注射秋水仙素4 mg/kg,試驗第14 d殺鼠取睪丸,拉開曲細(xì)精管,低滲,固定,軟化,制片,染色,鏡檢,觀察細(xì)胞數(shù)100個/只。
各項測定指標(biāo)均用spss16.0軟件進行單因素方差分析。
觀察小鼠灌胃后兩周內(nèi)的體重以及中毒表現(xiàn),脫毒菜籽多肽對小鼠體重的影響見表1。
表1 脫毒菜籽多肽對小鼠體重的影響表
表1 脫毒菜籽多肽對小鼠體重的影響表
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從表1可以看出,脫毒菜籽多肽對動物體重增長無明顯影響。經(jīng)口給予動物后未見明顯中毒表現(xiàn),觀察期內(nèi)無動物死亡。脫毒菜籽多肽對雌雄小鼠經(jīng)口最大耐受劑量均大于1.5 g/kg·BW,根據(jù)小鼠急性經(jīng)口毒性分級標(biāo)準(zhǔn),該脫毒菜籽多肽屬無毒級。
脫毒菜籽多肽對小鼠傷寒沙門氏菌/哺乳動物微粒體酶試驗結(jié)果見表2。
表2 脫毒菜籽多肽對小鼠傷寒沙門菌/哺乳動物微粒體酶試驗結(jié)果表
表2 脫毒菜籽多肽對小鼠傷寒沙門菌/哺乳動物微粒體酶試驗結(jié)果表
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由表2中結(jié)果可知,兩次試驗各劑量組的回變菌落數(shù),不論加S9與否均為超過相應(yīng)的溶劑對照值的兩倍,也無劑量-反應(yīng)關(guān)系。劑量達(dá)5 000 μg/皿,不論加S9與否,脫毒菜籽多肽對標(biāo)準(zhǔn)測試菌株TA97a、TA98、TA100和TA102均未檢出明顯的誘變活性。
脫毒菜籽多肽對小鼠骨髓細(xì)胞微核試驗結(jié)果見表3。
表3 脫毒菜籽多肽對小鼠骨髓嗜多染紅細(xì)胞微核試驗結(jié)果表
表3 脫毒菜籽多肽對小鼠骨髓嗜多染紅細(xì)胞微核試驗結(jié)果表
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各菜籽多肽受試物的微核率與溶劑對照組相比,均無顯著性差異,也無劑量-反應(yīng)關(guān)系,陽性對照組微核率與溶劑對照組相比則有統(tǒng)計學(xué)顯著性差異(P<0.01)。受試物各劑量組動物的PCE占紅細(xì)胞總數(shù)的比例不少于對照組的20%,提示骨髓紅細(xì)胞系統(tǒng)的增殖并無明顯受抑,對嗜多染紅細(xì)胞微核的觀察無明顯影響。在2.5、5、10 g/kg受試劑量下,脫毒菜籽多肽沒有對雌雄小鼠骨髓嗜多染紅細(xì)胞致微核作用。
脫毒菜籽多肽對小鼠睪丸染色體畸變試驗結(jié)果見表4。
表4 脫毒菜籽多肽對小鼠睪丸初級精母細(xì)胞染色體畸變試驗結(jié)果表
表4 脫毒菜籽多肽對小鼠睪丸初級精母細(xì)胞染色體畸變試驗結(jié)果表
a:斷裂、斷片、三價體、四價體等,★★:與對照值比較P<0.01。
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脫毒菜籽多肽各劑量組小鼠具有染色體畸變的初級精母細(xì)胞率與溶劑對照值之間均無統(tǒng)計學(xué)差異,也無劑量-反應(yīng)關(guān)系。陽性對照值與溶劑對照值之間有統(tǒng)計學(xué)顯著性差異(P<0.01)。在2.5、5、10 g/kg受試劑量下,脫毒菜籽多肽沒有對雄性小鼠睪丸初級精母細(xì)胞染色體的誘變活性。
本文通過小鼠急性經(jīng)口毒性試驗、鼠傷寒沙門氏菌/哺乳動物微粒體酶試驗、小鼠骨髓細(xì)胞微核試驗、小鼠睪丸染色體畸變試驗研究了脫毒菜籽多肽毒理學(xué)特性。急性毒性試驗中,脫毒菜籽多肽對雌雄小鼠經(jīng)口最大耐受劑量均大于15 g/kg·BW。鼠傷寒沙門氏菌/哺乳動物微粒體酶試驗可在基因水平上反映生物體遺傳物質(zhì)的損傷情況,本實驗中,脫毒菜籽多肽的添加劑量達(dá)5 mg/皿時,加及不加S9對標(biāo)準(zhǔn)測試菌株TA97a、TA98、TA100和TA102均沒有明顯誘變活性,說明飼喂脫毒菜籽多肽以后,小鼠既沒有間接誘變活性,也沒有直接誘變活性。小鼠骨髓細(xì)胞微核試驗可以反映受試物對哺乳動物骨髓細(xì)胞染色體的作用能力,以檢測致突變物對遺傳物質(zhì)的損傷情況。小鼠睪丸染色體畸變試驗反映了生殖系統(tǒng)在外來誘變劑作用下的變異現(xiàn)象。這2項遺傳毒性試驗結(jié)果均為陰性,表明脫毒菜籽多肽對體細(xì)胞和生殖細(xì)胞沒有致突變性。
通過小鼠急性經(jīng)口毒性試驗可知,脫毒菜籽多肽屬于無毒級;通過鼠傷寒沙門氏菌/哺乳動物微粒體酶試驗可知,脫毒菜籽多肽對小鼠既沒有間接誘變活性,也沒有直接誘變活性;通過小鼠骨髓細(xì)胞微核試驗可知,脫毒菜籽多肽對小鼠遺傳物質(zhì)無損傷作用;通過睪丸染色體畸變試驗可知,脫毒菜籽多肽對小鼠生殖系統(tǒng)無誘變作用。
由此可得出最終結(jié)論,脫毒菜籽多肽具有良好的食用安全性,可以作為一種保健食品原料進行開發(fā)、利用。
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