摘 要：我國(guó)老齡化人口逐年遞增，老年人消化機(jī)能減退，進(jìn)而影響健康狀況。以老齡大鼠為動(dòng)物模型來(lái)研究富含膳食纖維的豆渣復(fù)配粉對(duì)其腸道消化蛋白質(zhì)功能的影響，進(jìn)而對(duì)豆渣膳食纖維在老齡人中的應(yīng)用提供理論依據(jù)和實(shí)踐參考。采用擠壓膨化的方法制備了大豆渣復(fù)配粉，復(fù)配粉中豆渣與淀粉的比例為3∶7，復(fù)配粉可溶性膳食纖維的含量平均值為15.47%。大鼠試驗(yàn)選用15月齡大鼠15只，隨機(jī)分為3組，分別接受3個(gè)處理：標(biāo)準(zhǔn)日糧組（AIN）、魚(yú)肉蛋白組（FP）、魚(yú)肉蛋白+豆渣復(fù)配粉組（FPS，0.3g/kg）。每組5只大鼠，大鼠單籠飼養(yǎng)，組內(nèi)設(shè)5個(gè)重復(fù)。結(jié)果表明：FPS組大鼠蛋白質(zhì)整腸道消化率較其他2組顯著提高（Plt;0.05），F(xiàn)P組顯著降低了蛋白質(zhì)消化率（Plt;0.05），F(xiàn)P組和FPS組大鼠腸道胰蛋白酶和腸肽酶都顯著高于對(duì)照組（Plt;0.05），F(xiàn)PS組大鼠肝臟氨肽酶（APN），小肽轉(zhuǎn)移酶（PepT1）和谷氨酸脫氫酶（GDH）mRNA表達(dá)量分別顯著高于其他2組（Plt;0.05）。以上研究結(jié)果說(shuō)明豆渣復(fù)配粉有利于提高老齡大鼠對(duì)日糧蛋白的消化率，改善腸道相關(guān)蛋白消化酶的基因表達(dá)。

關(guān) 鍵 詞：豆渣復(fù)配粉; 蛋白質(zhì)消化動(dòng)力; 老齡大鼠; 基因表達(dá); 膳食纖維關(guān) 鍵 詞：分子篩; 鈦硅沸石; 無(wú)溶劑法; 硅鈦摩爾比

中圖分類號(hào)：TS210.9 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

doi：10.3969/j.issn.1673-5862.2024.03.009

Effects of soybean residue compound powder on protein digestion dynamic in aging mice

CUI Song^1，2， LYU Yan^1，2， CHEN Lanfeng^1，2YANG Xiaofei， MENG Haoran， XIU Wenyi， CHEN Huiling， CHEN Siming， QIAO Guohua

（1. College of Physical Science and Technology， Shenyang Normal University， Shenyang 110034， China）（College of Grain Science and Technology， Shenyang Normal University， Shenyang 110034， China）

Abstract：The number of elderly person is annually increasing in China. The digestive function declines in elderly people， which in turn affects their health status. The aim of this study is to investigate the effects of soybean residue compound powder with high dietary fiber on gut protein digestion using aging mice as donate animal model， and further more provide theoretical base and practical recommendations for the soybean residue compound powder application in elderly people. This experiment adopted method of extrusion and expansion to prepare soybean residue compound， in which the ratio of soybean residue to starch is 30：70 and the average soluble dietary fiber content reached 15.47%. 15-month mice were selected and randomly assigned to 3 treatments i.e. standard diet group （AIN）， fish protein group （FP） and fish protein plus soybean residue （FPS， 0.3g/kg）. Results indicate that the whole digestive tract digestibility of protein in FPS group was significantly higher than the other 2 groups （Plt;0.05）， and FP dietary protein digestibility is lower than control group （Plt;0.05）. The proteases trypsin and pepsin involved in protein digestion in FP group and FPS group are higher than control group respectively （Plt;0.05）. The gene mRNA expressions of APN， PEPT1 and GDH involved in protein digestion in liver of mice fed soybean residue compound powder were higher than the other 2 groups （Plt;0.05）. The above mentioned results show that soybean residue compound powder favored protein digestion in aging mice and improved the relative gene expression of protein digestion.

Key words：soybean residue compound powder；digestion dynamic of protein；aging mice; gene expression; dietary fiber

近年來(lái)，我國(guó)老齡人口數(shù)量迅速增加。老年人因其身體器官的老化導(dǎo)致身體各項(xiàng)功能減退，如嗅覺(jué)、味覺(jué)退化，腸動(dòng)力下降，牙齒脫落，肌肉萎縮，行動(dòng)遲緩等，這些功能的退化使得其飲食結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，進(jìn)而導(dǎo)致其免疫功能降低、基礎(chǔ)性疾病頻發(fā)、致病因子積累、組織細(xì)胞易感性增高等問(wèn)題^［1-2］。

消化不良主要包括功能性消化不良（functional dyspepsia，F(xiàn)D）和器質(zhì)性消化不良（organic dyspepsia，OD）。據(jù)報(bào)道，35%～40%的老年人至少患有一種嚴(yán)重程度不等的消化系統(tǒng)疾病，我國(guó)老齡人口的消化系統(tǒng)發(fā)病率為18%～35%，且發(fā)生率與年齡成正比，65歲及以上老年人達(dá)24.4%^［3-4］。在我國(guó)，老年人是FD的高發(fā)人群^［5-6］。

豆渣具有豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，含有大量的低碳水化合物（膳食纖維類），還具有高含量的脂肪、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)和酚類化合物。目前，豆渣主要應(yīng)用于其中功能性成分的提取，主要包括大豆多糖、異黃酮、抗氧化物質(zhì)以及其他營(yíng)養(yǎng)素和微量元素。還有一部分研究將豆渣進(jìn)行發(fā)酵，以提高豆渣中的營(yíng)養(yǎng)成分含量，可應(yīng)用到飼料行業(yè)。另外，豆渣也廣泛應(yīng)用于食品領(lǐng)域，但由于豆渣所具有的不良風(fēng)味及粗糙質(zhì)地，豆渣在食品中的添加量極低。據(jù)報(bào)道，豆渣膳食纖維有益生元的作用，可以在腸道后段發(fā)酵產(chǎn)生短鏈脂肪酸（short chain fatty acids，SCFA），從而為腸道細(xì)胞提供能量和維持腸道健康，提高了膳食總消化率，但是沒(méi)有研究具體對(duì)哪種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)起作用^［7］。目前，豆渣中膳食纖維的提取、功能性物質(zhì)的鑒定篩選及其在人類膳食中的應(yīng)用成為食品與糧食領(lǐng)域的主要研究方向之一^［8-9］。本試驗(yàn)以老齡大鼠為模型動(dòng)物來(lái)探究豆渣復(fù)配粉對(duì)其日糧蛋白質(zhì)消化動(dòng)力的影響，以期為豆渣復(fù)配粉在老齡人口飲食中的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 雙螺桿擠壓機(jī)

試驗(yàn)采用的儀器為雙螺桿擠壓機(jī)（SLG72-A型，山東，濟(jì)南）；原料為豆渣、酪蛋白、魚(yú)肉粉、L-胱氨酸、玉米淀粉、糊精、蔗糖、纖維素、大豆油。

1.2 豆渣復(fù)配粉的制備

試驗(yàn)采用擠壓膨化的方法（雙螺桿擠壓機(jī)SLG72-A型，山東，濟(jì)南）制備了豆渣復(fù)配粉，復(fù)配粉中豆渣與淀粉的比例為3∶7。擠壓條件為：物料水分30%、擠壓溫度180℃、螺桿轉(zhuǎn)速160r/min、復(fù)配粉可溶性膳食纖維的含量平均值為15.47%。

1.3 大鼠日糧及試驗(yàn)設(shè)計(jì)

大鼠日糧中所使用的微量元素和維生素為飼料級(jí)原料（購(gòu)自沈陽(yáng)慧嘉飼料有限公司）。其中包括：硫酸銅（25.10%）、氧化鋅（76.30%）、硫酸亞鐵（30%）、磷酸氫鈣（20%）、硫酸錳（31.80%）、硫酸鎂（54%）、亞硒酸鈉（1.03%）、碘酸鈣（1%）、硫酸鈷（1%）、維生素A（50萬(wàn)IU/g）、維生素D₃（50萬(wàn)IU/g）、維生素E（50%）。

大鼠試驗(yàn)選用15月齡大鼠15只，隨機(jī)分為3組，分別接受3個(gè)處理：標(biāo)準(zhǔn)日糧對(duì)照組（AIN-93M）^［10］、魚(yú)肉蛋白組（FP）、魚(yú)肉蛋白+豆渣復(fù)配粉組（FPS，0.3g/kg）。每組5只大鼠，大鼠單籠飼養(yǎng)，組內(nèi)設(shè)5個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)1只大鼠。大鼠全部自由采食，自由飲水。每日16：00定時(shí)灌胃，豆渣復(fù)配粉組灌胃復(fù)配粉0.3g/kg，對(duì)照組和魚(yú)粉蛋白組分別灌胃同等劑量的生理鹽水。動(dòng)物飼養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室常溫，相對(duì)濕度為50%，每天光照12h。飼養(yǎng)4周，期間定期更換墊料和水。前14d為預(yù)飼期，后14d為試驗(yàn)期。在試驗(yàn)期根據(jù)大鼠編號(hào)全收大鼠糞便，置于-20℃冰箱保存待測(cè)，并且準(zhǔn)確記錄大鼠的采食量。小腸內(nèi)容物的胃蛋白酶（Pepsin）、胰蛋白酶（Trypsin）和腸肽酶（PRSS7）活性和血液生化指標(biāo)谷草轉(zhuǎn)氨酶（aspartate transaminase，AST）、血清尿素氮（blood urea nitrogen，BUN）、谷丙轉(zhuǎn)氨酶（alanine transaminase，ALT）、白蛋白（Albumin）、總蛋白（total protein）和血清總氨基酸（serum total amino acid）的測(cè)定均采用試劑盒進(jìn)行測(cè)定。

1.4 指標(biāo)測(cè)定

膳食纖維含量參照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中膳食纖維的測(cè)定》（GB 5009.88-2014）測(cè)得^［11］。

蛋白質(zhì)含量采用凱氏定氮法進(jìn)行測(cè)定，根據(jù)公式（1）計(jì)算蛋白質(zhì)消化率。

試驗(yàn)周期結(jié)束后，小鼠禁食過(guò)夜12～14h，脊椎脫臼處死，無(wú)菌收集胃、小腸的內(nèi)容物，用于酶活性的測(cè)定。取肝臟，用0.9%冰凍生理鹽水洗凈后用吸水紙吸干表面水滴，用于測(cè)定氨肽酶（aminopeptidase N，APN）、小肽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1（peptide transporter 1，PepT1）、谷氨酸脫氫酶（glutamate dehydrogenase，GDH）的基因表達(dá)。同時(shí)取血用于血液生化指標(biāo)的測(cè)定，血液于37℃水域中靜置2.5h，取自動(dòng)析出的血清用于測(cè)定。在實(shí)時(shí)熒光定量（polymerase chain reaction，PCR）儀上進(jìn)行mRNA的擴(kuò)增，上游引物序列為：5′-AGGTCGGTGTGAACGGATTTG-3′，下游引物序列為：5′-GGGGTCGTTGATGGCAACA-3′。實(shí)時(shí)熒光定量PCR的使用程序?yàn)椋?4℃下30s，40個(gè)循環(huán)；58℃下30s；72℃下50s；最后75℃下10min，測(cè)定其Ct值。

取老年小鼠胃、小腸內(nèi)容物，分別對(duì)胃蛋白酶、胰蛋白酶和腸肽酶活性進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定方法按照ELISA試劑盒說(shuō)明書(shū)要求（試劑盒購(gòu)自上海雙贏生物科技有限公司）。

血液生化指標(biāo)的檢測(cè)按照試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。測(cè)定指標(biāo)為：谷草轉(zhuǎn)氨酶、血清尿素氮、谷丙轉(zhuǎn)氨酶、白蛋白、總蛋白和血清總氨基酸（試劑盒購(gòu)自北京博泰宏達(dá)生物科技有限公司）。

1.5 數(shù)據(jù)分析

通過(guò)單因素方差（analysis of variance，ANOVA）中的Duncan多重比較來(lái)進(jìn)行顯著性（Plt;0.05）分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 魚(yú)肉蛋白日糧對(duì)大鼠日糧蛋白質(zhì)消化率的影響

從圖1可以看出，AIN組的日糧消化率為87.35%，與AIN組相比，高蛋白日糧（魚(yú)肉蛋白）組的蛋白質(zhì)消化率顯著降低，僅為80.11%，添加了豆渣膳食纖維的日糧蛋白質(zhì)消化率顯著提高到94.43%（Plt;0.05）。這個(gè)結(jié)果說(shuō)明，老年大鼠對(duì)高蛋白質(zhì)日糧中的蛋白質(zhì)消化率是低的，豆渣膳食纖維的添加對(duì)調(diào)控蛋白質(zhì)消化起到了積極的作用。

2.2 魚(yú)肉蛋白日糧對(duì)大鼠血清氮代謝指標(biāo)和含氮物質(zhì)水平的影響

從表2中數(shù)據(jù)可以看出，標(biāo)準(zhǔn)日糧對(duì)照組大鼠血清尿素氮水平顯著低于魚(yú)肉蛋白組和添加豆渣復(fù)配粉組，而且添加豆渣復(fù)配粉組的尿素氮水平又顯著低于魚(yú)肉蛋白組大鼠（Plt;0.05）。說(shuō)明添加豆渣復(fù)配粉可以提高日糧蛋白的利用率和降低尿素氮含量。高魚(yú)肉蛋白組日糧顯著降低了血液谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）活力（Plt;0.05），而豆渣復(fù)配粉組日糧顯著提高了GPT活力（Plt;0.05）。豆渣復(fù)配粉組大鼠血液谷草轉(zhuǎn)氨酶（GOT）的活力顯著高于其他2組（Plt;0.05）。3個(gè)處理組的白蛋白濃度無(wú)顯著差異（Pgt;0.05）。對(duì)于總蛋白濃度和球蛋白濃度2個(gè)指標(biāo)，高魚(yú)肉蛋白組和添加豆渣復(fù)配粉組大鼠之間無(wú)顯著差異，但是均顯著高于對(duì)照組（Plt;0.05）。以上結(jié)果說(shuō)明，血液中氨基酸的含量、總蛋白含量和球蛋白含量隨著日糧蛋白的提高而提高，而GPT在高魚(yú)肉蛋白組中降低，說(shuō)明老年大鼠肝臟對(duì)高蛋白日糧有負(fù)反饋調(diào)節(jié)作用，大鼠不能耐受高魚(yú)肉蛋白。

2.3 魚(yú)肉蛋白日糧對(duì)大鼠腸道酶活性的影響

從表3中可以看出，高魚(yú)肉蛋白組和添加豆渣復(fù)配粉組大鼠胃蛋白酶的活力分別比標(biāo)準(zhǔn)日糧對(duì)照組低（Plt;0.05），F(xiàn)PS組胃蛋白酶活力比FP高（Plt;0.05）。FP和FPS組大鼠胰蛋白酶活力分別高于標(biāo)準(zhǔn)日糧對(duì)照組（Plt;0.05）。FP和FPS組大鼠腸肽酶活力分別高于標(biāo)準(zhǔn)日糧對(duì)照組（Plt;0.05）。以上結(jié)果說(shuō)明，高蛋白日糧可以刺激胃腸道消化蛋白的酶活力。

2.4 魚(yú)肉蛋白日糧對(duì)大鼠胃腸道蛋白酶相關(guān)基因表達(dá)的影響

從圖2可以看出，與對(duì)照組相比高魚(yú)肉蛋白日糧組大鼠APN、PepT1和GDH的mRNA表達(dá)量沒(méi)有顯著提高（Pgt;0.05）。添加豆渣復(fù)配粉組日糧比標(biāo)準(zhǔn)日糧對(duì)照組和高魚(yú)肉蛋白日糧組大鼠APN、PepT1和GDH的mRNA表達(dá)量有顯著提高（Plt;0.05）。以上結(jié)果說(shuō)明，豆渣復(fù)配粉可以上調(diào)與蛋白質(zhì)消化相關(guān)的3種酶的mRNA表達(dá)。

3 討 論

3.1 魚(yú)肉蛋白日糧對(duì)大鼠蛋白質(zhì)消化率及血清氮代謝的影響

試驗(yàn)采用15月齡老年大鼠作為模型動(dòng)物，用于模擬65～70歲的老年人。由于老年人消化機(jī)能減退，需要額外補(bǔ)充蛋白質(zhì)來(lái)維持正常的生理功能和免疫力。試驗(yàn)選擇魚(yú)肉蛋白作為高質(zhì)量的蛋白質(zhì)來(lái)源（FP組），進(jìn)而又在此基礎(chǔ)上添加了豆渣膳食纖維（FPS組）。試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明老年大鼠對(duì)高魚(yú)肉蛋白日糧中的蛋白質(zhì)消化率是降低的（見(jiàn)圖1），這是由于老年大鼠消化機(jī)能下降，其中包括胃腸道蠕動(dòng)性較差，食糜不能很好地與消化蛋白質(zhì)的酶混合造成的，這一結(jié)果與Ban等和Mierlita等的研究結(jié)果是一致的^［12-13］。豆渣膳食纖維對(duì)胃腸道有很好的刺激作用，而且還含有大豆異黃酮等抗氧化成分，這些都對(duì)修復(fù)胃腸道損傷起到積極作用。添加豆渣復(fù)配粉組的日糧蛋白質(zhì)消化率上升證明了這一點(diǎn)。

3.2 高魚(yú)肉蛋白日糧對(duì)大鼠腸道酶活性的影響

胃腸道參與消化蛋白質(zhì)的酶主要為胃蛋白酶、胰蛋白酶和腸肽酶。其中最主要的參與消化蛋白的酶在腸道，胰蛋白酶和腸肽酶是決定蛋白質(zhì)消化率的2種最關(guān)鍵的酶。試驗(yàn)中對(duì)照組日糧（蛋白最低）大鼠胃蛋白酶的活力是最高的，這個(gè)結(jié)果的合理解釋是，老年大鼠胃的蠕動(dòng)性變差，高蛋白日糧以負(fù)反饋的機(jī)制抑制了胃蛋白酶的分泌。而添加豆渣膳食纖維的日糧對(duì)胃蛋白酶的分泌有一定的刺激作用。高蛋白日糧和添加了膳食纖維的日糧總體上看提高了胰蛋白酶和腸肽酶的活力，這個(gè)結(jié)果與邵慶均等和Bermúdez-oria等的研究結(jié)果是一致的^［14-15］。高蛋白日糧可以刺激腸道蛋白酶的分泌，而膳食纖維可以起到刺激腸道蠕動(dòng)的作用，把腸道內(nèi)容物向后腸道推送，從而使得腸道蛋白酶活性下降，這個(gè)結(jié)果與Bashiardes等，Chattopadhyay等的研究結(jié)果是一致的^［16-17］。

3.3 高魚(yú)肉蛋白日糧對(duì)大鼠肝臟關(guān)鍵蛋白酶表達(dá)的影響

從圖2可以看出，添加豆渣復(fù)配粉組日糧比對(duì)照組和魚(yú)肉蛋白日糧組大鼠APN、PepT1和GDH的mRNA表達(dá)量有顯著提高（Plt;0.05）。這個(gè)結(jié)果的合理解釋是，豆渣含有一些功能性調(diào)控物質(zhì)，如膳食纖維、異黃酮、維生素等。這些調(diào)控物質(zhì)被吸收進(jìn)入血液后到達(dá)肝臟，從而對(duì)肝臟實(shí)質(zhì)細(xì)胞的代謝產(chǎn)生影響，提高了與蛋白質(zhì)代謝相關(guān)酶的表達(dá)水平。具體的調(diào)控機(jī)理有待于在分子生物學(xué)水平進(jìn)行深入的研究。總體上看，豆渣復(fù)配粉提高了日糧蛋白質(zhì)的代謝活性和生物學(xué)利用率。

4 結(jié) 論

豆渣膳食纖維可以提高老年大鼠日糧蛋白質(zhì)的消化率，即生物學(xué)利用率；豆渣膳食纖維可以有效提高腸道GPT和GOT的酶活力；豆渣膳食纖維可以顯著地提高肝臟參與蛋白質(zhì)代謝關(guān)鍵酶APN、PepT1和GDH的mRNA的表達(dá)量。

致謝 感謝沈陽(yáng)師范大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目的支持（X202310166016，X202310166170）。

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【責(zé)任編輯：孫 可】