陳致羽,管昭巍,王家鑌,劉龍龍,仇宏圖,張 華

(延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)院,吉林延吉 133002)

桂皮主要含有桂皮酸、桂皮醛、肉桂醇、醋酸桂皮脂等,具有陣痛解痙、解熱、降血壓、抗菌、升高白血球、抗腫瘤、抗?jié)?、壯陽及改善血液和心血管系統(tǒng)等方面作用[1-2]。中醫(yī)認(rèn)為,桂皮性熱,味甘辛,具有暖胃祛寒、活血舒筋、通脈止痛和止瀉的功能[3]。生姜,包含姜辣素、姜酮、姜烯、姜醇、姜酚類化合物,同時含有多種維生素、氨基酸等,具有解表驅(qū)寒、殺菌解毒、溫肺止咳、提高機(jī)體免疫力等功效[4-5],常用于風(fēng)寒感冒,胃寒嘔吐等疾病的治療[6]。紅糖是由甘蔗經(jīng)壓榨、提汁、澄清、熬煮、結(jié)晶而成的未經(jīng)分離處理制成的糖,不添加任何外源化學(xué)成分,保留了甘蔗中糖類、蛋白質(zhì)、酚類等大部分營養(yǎng)物質(zhì)[7]。

近些年,消費者對飲食的需求發(fā)生了很大的變化,隨著大家對預(yù)期壽命的穩(wěn)步增長及老年人對改善健康的期望,人們逐漸開始追求食品和飲品的營養(yǎng)性、全面性和功能性[8]。目前功能飲品的開發(fā)研究方面劉世軍等[9]進(jìn)行了大棗紅糖姜茶研發(fā),采用了傳統(tǒng)的膏方制作工藝,預(yù)先將大棗和生姜分別熬煮提取后加入紅糖,過濾濃縮而成。該實驗在原料處理和工藝流程方面簡單易行,但最終產(chǎn)品會出現(xiàn)一定的返砂現(xiàn)象。李秀中等[10]研究了鮮棗姜糖茶的制作工藝,將單因素實驗和響應(yīng)面優(yōu)化實驗相結(jié)合,并以感官評價作為唯一指標(biāo)得到產(chǎn)品的最優(yōu)配比。功能飲品在小鼠體內(nèi)的免疫調(diào)節(jié)作用方面,黃敬群等[11]研究肉桂揮發(fā)油中桂皮醛抗腫瘤活性和對小鼠免疫力的影響,驗證了桂皮醛不僅具有良好的抑瘤效果,且在一定劑量范圍內(nèi)還具有保護(hù)和改善免疫學(xué)器官,提高NK細(xì)胞殺傷活性的作用。

目前,韓國有種民間飲品——水晶果,其是以桂皮、生姜、紅糖為原料制得,通常在人們風(fēng)寒感冒時飲用,但該飲品尚未有具體的原料配方及加工工藝。為了得到最佳的配方比例,本實驗考慮原料性質(zhì)采用傳統(tǒng)中藥熬煮工藝,以感官評價和抑菌效果為檢測指標(biāo),通過單因素及響應(yīng)面實驗對產(chǎn)品配方進(jìn)行優(yōu)化。之后,利用氣質(zhì)(GC-MS)分析法對產(chǎn)品進(jìn)行定性分析,并通過免疫力測定方法對小鼠進(jìn)行免疫器官指數(shù)、體液免疫功能和細(xì)胞免疫功能等指標(biāo)測定。為桂皮姜糖飲的研發(fā)打下理論基礎(chǔ)并為將來產(chǎn)品的開發(fā)上市提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

生姜 市售,無腐爛變質(zhì);桂皮 市售;紅糖 市售,古方紅糖;MH肉湯 青島高科園海博生物技術(shù)有限公司;瓊脂粉 北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司;95%無水乙醇 分析醇,天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司;金黃色葡萄球菌(ATCC25923)、綿羊靜脈血 延邊大學(xué)動物醫(yī)學(xué)專業(yè)提供;昆明小鼠 雄性,50只,三周齡,購自延邊大學(xué),生產(chǎn)合格證號:SCXK(吉)2017-0003。

20 μL-SYL15xhdbg血色素吸管 北京中西遠(yuǎn)大科技有限公司;FA-1004分析天平 上海良平儀器儀表有限公司;TDZ5-MS低速多管架自動平衡離心機(jī) 湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司;實驗用立式壓力蒸汽滅菌器 上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;LHP150L/250L恒溫培養(yǎng)箱 上海赫田科學(xué)儀器有限公司;伯樂680全自動酶標(biāo)儀 上海鼎謙生物科技有限。

1.2 實驗方法

1.2.1 桂皮姜糖飲的制備工藝 生姜去皮洗凈后,切成碎末狀,保鮮膜封好備用。一定量的桂皮加入1000 mL冷水,鍋中熬煮25 min后,加入一定量的古方紅糖再熬制5 min,關(guān)火,加入備用的一定量生姜末5 min后,過濾滅菌,封裝樣品[12]。

1.2.2 桂皮姜糖飲的單因素實驗 桂皮姜糖飲的最重要環(huán)節(jié)是確定原料的使用范圍,以及確定原料之間的搭配比例。因此先對桂皮、生姜、紅糖3種原料分別進(jìn)行單因素實驗。單因素實驗基本條件:1000 mL水中首先固定生姜添加量3%,紅糖添加量5%,以桂皮添加量分別為1%、2%、3%、4%、5%設(shè)置5個水平的單因素實驗。生姜添加量的選擇:選取桂皮最佳添加量(根據(jù)桂皮單因素實驗結(jié)果確定),紅糖添加量5%,以生姜添加量分別為1%、2%、3%、4%、5%設(shè)置5個水平的單因素實驗。紅糖添加量的選擇:固定桂皮添加量(根據(jù)桂皮單因素實驗結(jié)果確定),生姜添加量(根據(jù)生姜單因素實驗結(jié)果確定),以紅糖添加量分別為1%、2%、3%、4%、5%設(shè)置5個水平的單因素實驗。單因素實驗是以感官評價和抑菌率作為評判指標(biāo),將各個比例產(chǎn)品的感官評分和抑菌率換算成10分制相加來表示不同比例飲品的綜合得分:

綜合得分=感官評價得分+抑菌率得分

1.2.3 桂皮姜糖飲的響應(yīng)面試驗 由于影響試驗的主要因素是桂皮、生姜、紅糖各自的添加量(分別用A、B、C表示),因此研究工作將選取桂皮、生姜和紅糖的添加量3個因素為自變量,由于考慮到感官評價結(jié)果偏差較大影響響應(yīng)面模型擬合,因此以抑菌效果為響應(yīng)值,采用Box-Behnken實驗設(shè)計,研究3者的交互影響規(guī)律,見表1。試驗前分別得到它們3者的最低值、接近最優(yōu)水平值和最高值,記為-1,0,1,最后利用Design Expert對試驗結(jié)果進(jìn)行構(gòu)圖分析,并對最優(yōu)值進(jìn)行預(yù)估。

表1 響應(yīng)面試驗因素水平設(shè)計Table 1 Factor level design of response surface test

1.2.4 桂皮姜糖飲的感官評價方法 由固定10位有感官檢驗經(jīng)驗的食品專業(yè)學(xué)生組成評價小組,根據(jù)表2分別對熬制茶飲料的色澤、口感與滋味進(jìn)行評分,然后進(jìn)行統(tǒng)計分析,最終以10分制表示:

表2 桂皮姜糖飲感官評分表Table 2 Cinnamon brown sugar ginger tea sensory score

感官評價得分=實際感官得分×(十分制/感官評價總分30分)=1/3實際感官得分

1.2.5 桂皮姜糖飲的體外抗菌試驗方法 利用接種針通過平板劃線法將金黃色葡萄球菌接種到肉湯培養(yǎng)基中,37 ℃培養(yǎng)24 h后,將菌液濃度稀釋到3×103cfu/mL,備用。本次試驗采用混合培養(yǎng)基法:于90 mL普通MH肉湯培養(yǎng)基中加入10 mL待測定的桂皮姜糖飲樣品,形成藥液培養(yǎng)基,同時配備一組空白對照組(90 mL MH肉湯培養(yǎng)基+10 mL無菌水),取菌液100 μL采用涂布法平涂在培養(yǎng)基表面,而后至于37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h[13]。響應(yīng)面實驗結(jié)果對藥液混合培養(yǎng)基上細(xì)菌菌落數(shù)進(jìn)行計數(shù),與空白對照組相比較計算得出抑菌效果比率,最后用10分制表示:

抑菌率得分=(實際抑菌率×100)×(十分制/抑菌率×100)=1/10實際抑菌率×100

1.2.6 桂皮姜糖飲的氣質(zhì)(GC-MS)分析方法 實驗前1 d,將產(chǎn)品溶液噴霧干燥得固體顆粒。在GC-MS中分析之前,將殘基轉(zhuǎn)化為三甲基甲硅烷衍生物(TMS)。將殘余物溶于800 μL吡啶和200 μL衍生劑N,N-雙三甲基甲硅烷基三酰乙酰胺(BSTFA)中。將混合物在70 ℃溫育90 min并注入GC-MS。氦氣用作氣體載體。柱溫度從70 ℃(保持10 min)至300 ℃(保持20 min)以5 ℃/min的速率編程。噴射器和檢測器的溫度分別設(shè)定為275 ℃和300 ℃,使用全掃描(m/z范圍70～700)在電子轟擊模式下獲得質(zhì)譜。經(jīng)氣相色譜質(zhì)譜分析,用NIST08.LIB數(shù)據(jù)系統(tǒng)檢索和人工質(zhì)譜解析[14-15]。

1.2.7 動物實驗

1.2.7.1 動物分組和給藥 將小鼠放置在空氣流通良好,濕度適宜,恒溫環(huán)境(25 ℃)的干凈實驗室條件下適應(yīng)性飼養(yǎng)一周后,把40只的雄性小鼠隨機(jī)分為樣品高、中、低劑量組和對照組,每組10只,實驗期間小鼠進(jìn)行自由攝食和進(jìn)水,每天定點(14:00)進(jìn)行灌胃,具體分組及給藥劑量詳見表3。高中低劑量是桂皮每日人體推薦攝入量的30倍、10倍、5倍。

1.2.7.2 小鼠體重測定 提前對每只小鼠進(jìn)行標(biāo)記,每天對小鼠進(jìn)行定點測定體重并記錄,連續(xù)14 d。

1.2.7.3 免疫器官系數(shù) 參考張勇[16]的試驗方法。小鼠購回適應(yīng)性喂養(yǎng)3 d后,隨機(jī)分為生理鹽水對照組、樣品高濃度組、樣品中濃度組、樣品低濃度組,每組8只。按0.2 mL/10 g(體重)灌胃,每天1次,連續(xù)14 d。末次給藥5 h后,脫頸椎處死小鼠,稱量小鼠體重,取腹腔液后,無菌分離小鼠的肝臟和脾臟,于電子天平上稱重。免疫器官系數(shù)(mg/g)=免疫器官重量/體重。

1.2.7.4 碳廓清實驗 注射印度墨水(用生理鹽水稀釋4倍),注射后立刻計時,2、10 min,分別從內(nèi)眥靜脈叢取血20 μL,并加到2 mL 0.1%Na2CO3溶液中。用全自動酶標(biāo)儀在600 nm波長處測光密度值(OD),以Na2CO3溶液作空白對照。將小鼠處死,取肝臟和脾臟,去掉表面血污,稱重。

以吞噬指數(shù)a表示小鼠碳廓清的能力:

1.2.7.5 血清溶血素測定(血凝法) 取羊血(生理鹽水洗滌3次),每次離心10 min(2000 r/min)。將壓積綿羊紅細(xì)胞(SRBC)用生理鹽水配制成2%(v/v)的細(xì)胞懸液,免疫注射0.2 mL于小鼠腹腔中。4～5 d后,摘除眼球取血于離心管內(nèi),靜置1 h后,凝固血與管壁剝離,使血清充分析出,離心10 min(2000 r/min),收集血清。用生理鹽水將血清倍比稀釋,將不同稀釋度的血清分別置于血凝實驗板內(nèi),每孔100 μL,再加入100 μL 0.5%(v/v)的SRBC懸液,混勻后于37 ℃恒溫箱孵育3 h,觀察血清凝集程度。

血清凝集程度分為5級(0～I(xiàn)V):

0級:紅細(xì)胞全部下沉,集中在孔底部形成致密的圓點狀,四周液體清皙。

Ⅰ級:紅細(xì)胞大部分沉集在孔底成園點狀,四周有少量凝集的紅細(xì)胞。

Ⅱ級:凝集的紅細(xì)胞在孔底形成薄層,中心可以明顯見到一個疏松的紅點。

Ⅲ級:凝集的紅細(xì)胞均勻地鋪散在孔底成一薄層,中心隱約可見一個小紅點。

Ⅳ級:凝集的紅細(xì)胞均勻地鋪散在孔底成一薄層,凝塊有時成卷折狀。

抗體水平=(S1+2S2+3S3…nSn)

式中:1、2、3…n代表對倍稀釋的指數(shù),S代表凝集程度的級別,抗體水平越大,表示血清抗體越高。

1.2.7.6 遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)(足跖增厚法DTH) 配置2%(v/v)綿羊紅細(xì)胞(SRBC),注入0.2 mL該溶液于小鼠腹腔中(約1×108個SPBC),免疫4 d后,用游標(biāo)卡尺測量左后足跖部厚度,之后在測量部位注射20%(v/v)SPBC,每只小鼠20 μL,注射后于24 h測量左后足跖部厚度(mm),測量三次取平均值[17]。

1.3 數(shù)據(jù)分析

所有試驗數(shù)據(jù)均以獨立試驗的均值來表示,試驗因素至少為3個,平行試驗次數(shù)至少3次。采用20.0 SPSS進(jìn)行試驗數(shù)據(jù)分析,當(dāng)概率值≤0.05時,判定為統(tǒng)計學(xué)顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 桂皮姜糖飲的開發(fā)

2.1.1 桂皮添加量對桂皮姜糖飲的影響 由圖1可以看出,桂皮添加量為1%時,產(chǎn)品的感官評分最佳,隨著桂皮添加量的增加,桂皮所產(chǎn)生的苦澀也隨之加重,因而其感官評分下降,但桂皮姜糖飲對金黃色葡萄球菌抑制效果明顯增強,可能是桂皮與另外兩種物質(zhì)之間存在協(xié)同作用,當(dāng)桂皮添加量為3%和5%時,其抑菌效果明顯高于其他組,但桂皮添加量5%的產(chǎn)品感官評價最低,而添加量在3%時,桂皮姜糖飲的抑菌效果較佳且能被更多人接受,綜合得分顯著高于其他組,因此,選用桂皮添加量為3%的樣品做后續(xù)的單因素實驗,選用2%、3%、4%三個水平進(jìn)行響應(yīng)面分析。

圖1 桂皮不同添加量對產(chǎn)品特性的影響Fig.1 Effect of different amounts of cinnamon on product characteristics注:不同小寫字母表示差異顯著P<0.05,圖2，圖3同。

2.1.2 生姜添加量對桂皮姜糖飲的影響 由圖2分析得出,當(dāng)桂皮和紅糖的量一定時,隨著生姜含量的增加,辣度和苦感增強,因而其感官評分下降,并且生姜含量與抑菌效果無直接的正反比例關(guān)系。當(dāng)生姜添加量為2%時,抑菌效果較好,并且感官評分較好,其綜合評分顯著高于其他比例,1%和3%的生姜綜合評分顯著高于4%和5%,因此選用生姜添加量為2%的產(chǎn)品做進(jìn)一步單因素分析,并選用1%、2%、3%三個水平做響應(yīng)面分析。

圖2 生姜不同添加量對產(chǎn)品特性的影響Fig.2 Effect of different amounts of ginger on product characteristics

2.1.3 紅糖添加量對桂皮姜糖飲的影響 由圖3分析得出,隨著紅糖量的增多,感官得分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,紅糖添加量為3%時,感官評價得分相對最佳,原因為當(dāng)紅糖含量過少,整體顏色較淺,滋味過淡;紅糖過多,整體顏色過深,滋味過甜,因而感官評分均下降,且紅糖含量對抑菌效果基本無影響,經(jīng)方差分析,當(dāng)紅糖添加量為2%、3%、4%時,桂皮姜糖飲的綜合得分差異不顯著,綜合考慮,選用紅糖占比為2%、3%、4%三個水平進(jìn)行響應(yīng)面分析。

圖3 紅糖不同添加量對產(chǎn)品特性的影響Fig.3 Effect of different amounts of brown sugar on product characteristics

2.2 桂皮姜糖飲的配比優(yōu)化

根據(jù)單因素實驗得到的結(jié)果采用Box-Behnken三因素三水平進(jìn)行試驗設(shè)計,試驗結(jié)果見表4,統(tǒng)計分析結(jié)果見表5。

表4 Box-Behnken試驗設(shè)計與結(jié)果Table 4 Box-Behnken design and results

以抑菌效果為考核指標(biāo),考核三種因素對產(chǎn)品抑菌效果的影響,對表5試驗結(jié)果進(jìn)行分析,通過Design Expert軟件進(jìn)行二次響應(yīng)面回歸分析,得到多元二次響應(yīng)回歸方程:Y(%)=83.84+15.04A+2.04B+16.06C-0.94AB-12.79AC+7.52BC-1.47A2+4.69B2-9.03C2,Y為桂皮姜糖飲抗菌效果的預(yù)測值。

表5可知,回歸方程具有顯著性(P<0.05),失擬性具有不顯著性(P>0.05),說明方程對試驗擬合較好,可以對產(chǎn)品的抗菌效果進(jìn)行分析和預(yù)測。各方差分析得出,因素A、C對抗菌效果有極顯著的影響(P<0.01),交互項AC對抗菌效果有顯著的影響(P<0.05),因素B、A2、AB、BC、B2、C2對抑菌效果影響不顯著。說明各因素間并非簡單的線性關(guān)系,其三個因素之間交互性作用較為明顯。各因素對抗菌效果的影響依次為C(紅糖)>A(桂皮)>B(生姜)。通過軟件得到最高的優(yōu)化組合為:桂皮3.998%、生姜2.082%、紅糖3.171%。根據(jù)結(jié)論,進(jìn)行驗證試驗,結(jié)果測得三組平行實驗抑菌效果分別為98.9%±0.78%。通過驗證結(jié)果,最終選擇的產(chǎn)品配方為:1000 mL水中,桂皮添加量3.998%、生姜添加量2.082%、紅糖添加量3.171%。

表5 統(tǒng)計分析結(jié)果Table 5 The results of regression model

由數(shù)據(jù)得出的桂皮姜糖飲抗菌效果的響應(yīng)面和等值線見圖4。影響產(chǎn)品抗菌效果的各因素之間交互作用的關(guān)系圖,直觀的反應(yīng)出因素交互作用對抑菌率的影響。

圖4 響應(yīng)面和等值線圖Fig.4 Response surface and contour map

圖4a紅糖添加量為3%時,生姜和桂皮對抗菌效果的交互作用。由圖可知,當(dāng)生姜的量一定時,隨著桂皮量的增大,抗菌效果逐漸增大。當(dāng)桂皮的量一定時,隨著生姜的量增加,產(chǎn)品抗菌效果呈現(xiàn)輕微上升的趨勢。

圖4b生姜添加量為2%時,紅糖和桂皮的交互作用。由圖可知,當(dāng)紅糖的量一定時,隨著桂皮量的升高抗菌效果呈明顯上升的趨勢。當(dāng)桂皮的量趨于下限時,產(chǎn)品抗菌效果隨著紅糖量的升高呈現(xiàn)顯著的上升趨勢,但當(dāng)桂皮的量趨于上限時,隨著紅糖量的增加抗菌效果呈現(xiàn)先上升再下降的趨勢。

圖4c桂皮添加量為3%時,紅糖和生姜的交互作用。由圖可知,當(dāng)生姜的量一定時,產(chǎn)品抗菌效果隨紅糖量的升高呈現(xiàn)較為明顯的上升趨勢,當(dāng)紅糖的量趨于下限時,隨著生姜量的升高,抗菌效果呈現(xiàn)輕微的下降趨勢,但當(dāng)紅糖的量趨于上限時,抗菌效果隨生姜量的上升而增高。

綜上,三因素之間交互性作用對桂皮姜糖飲的抗菌效果影響顯著。驗證實驗結(jié)果與模型預(yù)測理論值基本一致,證明該模型可以模擬和預(yù)測抗菌效果的變化。

2.3 桂皮姜糖飲成分分析

對表6數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納分析,從產(chǎn)品中共分析出40種物質(zhì),其中酸類物質(zhì)19種,糖類物質(zhì)7種,醇類物質(zhì)6種,酯類物質(zhì)2種,烷烴類2種,酮類物質(zhì)1種,醛類物質(zhì)1種,其他物質(zhì)2種。本產(chǎn)品含量較高的化合物為α-D-吡喃葡萄糖苷(52.86%)、D-吡喃葡萄糖(8.48%)、D-果糖(4.87%)和D-葡萄糖酸(2.74%)?？赡苁窃诩訜徇^程中桂皮中的肉桂醇與紅糖中的葡萄糖合成了大量葡萄糖苷,同時紅糖在水中溶解度更好從而增加了糖類物質(zhì)的含量[18]。此外,也發(fā)現(xiàn)了一些影響免疫調(diào)節(jié)作用和抑菌作用的活性物質(zhì):異惡唑(0.02%)、甘露糖(0.03%)、花生四烯酸(0.21%)、α-亞麻酸(0.13%)和d-甘露醇(1.65%)。

表6 桂皮姜糖飲中揮發(fā)性成分的GC-MS分析結(jié)果Table 6 Results of GC-MS analysis of volatile constituents in cinnamon brown sugar ginger tea

異惡唑具有降低人類血糖、緩解疼痛、抵抗炎癥、殺死有害細(xì)菌等功能[19]。滕信煥等[20]證明含有新型異惡唑的藥液培養(yǎng)基能有效抑制番茄灰霉病菌和小麥紋枯病菌,這說明異惡唑在單因素實驗中可能展現(xiàn)了一定的抑菌作用。甘露糖能夠參與調(diào)解免疫系統(tǒng),巨噬細(xì)胞表面有4種可捕捉抗原的接收器,都含有甘露糖的成分,良好的抗發(fā)炎效果以及避免某些細(xì)菌感染,例如泌尿道感染[21];花生四烯酸是直接參與合成血栓烷素(thromboxanes)、前列腺素(prostaglandins)和白細(xì)胞三烯(leukotrienes)等二十碳衍生物的前體,而這些物質(zhì)對機(jī)體的免疫系統(tǒng)具有十分重要的作用[22]。因此,成分分析結(jié)果也驗證了本產(chǎn)品具有一定調(diào)節(jié)免疫功能的作用。

2.4 桂皮姜糖飲免疫功能性測定

2.4.1 桂皮姜糖飲對小鼠體重變化的影響 由圖5可知,小鼠體重整體呈上升趨勢,劑量組整體增長趨勢高于對照組，且體重增長率均顯著高于對照組(P<0.05),低劑量的增長率顯著高于高中劑量組(P<0.05),可能是因為桂皮姜糖飲中含糖量較高,且桂皮中桂皮醛會促進(jìn)小鼠胰島素的生成,導(dǎo)致血糖濃度下降,從而促進(jìn)糖原、脂肪和蛋白質(zhì)的合成,導(dǎo)致體重增長迅速[23]。

圖5 灌胃后各組小鼠體重變化Fig.5 Body weight changes of mice in each group after gavage注:以空白對照組相比,同一指標(biāo)各組之間標(biāo)注不同小寫字母代表差異顯著(P<0.05)。

2.4.2 桂皮姜糖飲對各組臟器與體重比值 免疫器官指數(shù)可以反應(yīng)出免疫細(xì)胞的生長發(fā)育、繁殖及功能狀況,免疫器官的發(fā)育或萎縮變化導(dǎo)致器官指數(shù)升高或降低,進(jìn)而間接表明免疫器官功能的情況。圖6表明,脾臟指數(shù)低劑量組顯著高于空白對照組(P<0.05),而高中劑量組與空白對照組無顯著差異(P>0.05);在肝臟指數(shù)中,只有高劑量組與空白對照組存在顯著差異(P<0.05)。由此可知,從統(tǒng)計學(xué)方法分析說明桂皮姜糖飲不能促進(jìn)免疫器官的增長。

圖6 灌胃后各組小鼠免疫器官指數(shù)Fig.6 Immune organ indices of mice in each group after gavage注:同一指標(biāo)各組之間標(biāo)注不同小寫字母代表差異顯著(P<0.05)。

2.4.3 桂皮姜糖飲對小鼠免疫功能的影響 桂皮姜糖飲對小鼠單核-巨噬細(xì)胞(碳廓清)功能的影響:參與免疫應(yīng)答和免疫應(yīng)答相關(guān)的細(xì)胞統(tǒng)稱為免疫細(xì)胞,包括淋巴細(xì)胞、單核-巨噬細(xì)胞、造血干細(xì)胞和粒細(xì)胞等。而單核-巨噬細(xì)胞是機(jī)體免疫系統(tǒng)中非常重要的免疫細(xì)胞,具有誘發(fā)特異性免疫應(yīng)答、吞噬細(xì)胞、參與免疫調(diào)節(jié)等多種功能,其中吞噬指數(shù)是反映機(jī)體非特異性免疫功能的指標(biāo)[24]。若單核-巨噬細(xì)胞功能中有兩個劑量組的結(jié)果與對照組有顯著差異,則單核-巨噬細(xì)胞試驗結(jié)果為陽性。由表7可見,經(jīng)灌胃小鼠不同劑量的桂皮姜糖飲14 d,其碳廓清功能(吞噬指數(shù)a)高中低樣品組均極顯著高于空白對照組(P<0.01),同時各樣品組之間有極顯著性差異(P<0.01),且存在劑量依賴關(guān)系。說明不同濃度樣品均能夠增強單核-巨噬細(xì)胞功能。

桂皮姜糖飲對小鼠血清溶血素含量的影響:抗體的功能是基于免疫球蛋白分子結(jié)構(gòu),其與其他球蛋白分子區(qū)別在于能用抗原發(fā)生特異性結(jié)合和識別抗原的作用。若兩個以上劑量組與對照組有顯著性則可判定結(jié)果為陽性。由表7可見,經(jīng)灌胃小鼠不同劑量的桂皮姜糖飲14 d,劑量組抗體水平均顯著高于空白對照組(P<0.05,P<0.01),其中高劑量組顯著高于中低劑量組,說明隨著劑量濃度的增加,抗體生成更多,從而導(dǎo)致溶血數(shù)量增加,即桂皮姜糖飲能促進(jìn)小鼠的抗體生成數(shù)增加。

表7 桂皮姜糖飲對小鼠單核-巨噬細(xì)胞功能、體液免疫功能和細(xì)胞免疫功能的影響Table 7 Effect of cinnamon ginger sugar beverage on the function of mouse monocyte-macrophage,humoral immunity and cellular immunity

桂皮姜糖飲對小鼠遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)的影響:遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)(DTH)又稱遲發(fā)型超敏反應(yīng),與抗體無關(guān),是由T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫應(yīng)答的一種類型,是一種常見的免疫反應(yīng),因此其反應(yīng)的強度能反映出細(xì)胞免疫水平[25]。由表7可見,高劑量組小鼠的足趾腫脹度(即抗體水平)顯著高于對照組(P<0.05),而中低劑量組與空白組均無顯著差異(P>0.05)。該試驗判定結(jié)果為陽性的條件是至少兩個劑量組與對照組有顯著性差異(P<0.05),因此桂皮姜糖飲并不能增強細(xì)胞免疫活性。

3 討論與結(jié)論

本產(chǎn)品是以桂皮、生姜、紅糖為原料,經(jīng)過傳統(tǒng)工藝熬制而成。通過單因素和響應(yīng)面實驗優(yōu)化產(chǎn)品配方,最終得到最佳比例的配方為1000 mL中添加3.998%桂皮,2.082%生姜和3.171%紅糖。在該比例下的產(chǎn)品,口感柔和,帶有甜辛味,感官總體得分較高,且在抑菌試驗中,產(chǎn)品抑菌率達(dá)到98.7%,說明其對金黃色葡萄球菌有良好的抑菌效果。生姜的乙醚提取物對金黃色葡萄球菌、枯草桿菌、黑曲霉、啤酒酵母菌等有明顯的抑制作用,且桂皮油也有一定的抑菌作用,本實驗證明了生姜與桂皮的水浸提物也具備抑制金黃色葡萄球菌的作用。桂皮姜糖飲通過氣質(zhì)(GC-MS)分析得出40種物質(zhì)相對含量,主要為糖類物質(zhì),其次是酸類和醇類物質(zhì)。其中異惡唑具有殺死有害細(xì)菌、抵抗炎癥等功能,對產(chǎn)品的抑菌效果起到主要作用。此外,本產(chǎn)品中含有甘露糖和花生四烯酸兩種物質(zhì),它們是人體生成代謝的必要物質(zhì),可以間接的參與調(diào)解機(jī)體的免疫系統(tǒng)。

在免疫力功能測定實驗中,高中低劑量組可明顯提高血液中碳粒的清除速率,高中低劑量組可以顯著增強抗體與抗原的結(jié)合能力,遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)只有高劑量組的足趾腫脹度顯著高于空白對照組,而中低劑量組與對照組無顯著差異。因此本產(chǎn)品在單核-巨噬細(xì)胞的吞噬能力和體液免疫功能測定實驗中結(jié)果判定為陽性,而在細(xì)胞免疫功能實驗中(遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng))結(jié)果判定為陰性,根據(jù)免疫學(xué)判定標(biāo)準(zhǔn),即可證明本產(chǎn)品桂皮姜糖飲具有調(diào)節(jié)小鼠免疫功能的作用。因此,本產(chǎn)品具有一定的抗菌和免疫調(diào)節(jié)作用,可用于食品工業(yè)。