豬皮明膠酶解物對小鼠體重及游泳時間的影響

婁文娟，董文賓，許先猛，2，緱敬軒

（1.陜西科技大學生命科學與工程學院，陜西西安710021；2.運城職業(yè)技術學院有機食品工程系，山西運城044000）

豬皮明膠酶解物對小鼠體重及游泳時間的影響

婁文娟1，董文賓1，許先猛1，2，緱敬軒1

（1.陜西科技大學生命科學與工程學院，陜西西安710021；2.運城職業(yè)技術學院有機食品工程系，山西運城044000）

探討豬皮明膠及其酶解產(chǎn)物對小鼠體重以及負重游泳時間的影響。分別選用胃蛋白酶、胰蛋白酶、酸性蛋白酶、堿性蛋白酶、中性蛋白酶、木瓜蛋白酶酶解豬皮明膠，選用豬皮明膠、Ⅰ號蛋白酶酶解物、Ⅱ號蛋白酶酶解物，經(jīng)口灌胃給予小鼠。結(jié)果表明：與對照組相比，豬皮明膠組小鼠體重顯著降低（P＜0.01），豬皮明膠能夠顯著控制小鼠生長期體重增長；Ⅰ號蛋白酶酶解物組小鼠負重游泳時間長達（3 668.5±348.12）s，兩種豬皮明膠酶解物均能顯著延長小鼠負重游泳時間（P＜0.01）。

豬皮明膠；酶解物；體重；負重游泳時間

明膠是一種從動物的結(jié)締或表皮組織的膠原部分水解出來的蛋白質(zhì)，系天然的蛋白產(chǎn)品，內(nèi)含18種氨基酸，易被人體消化吸收。明膠兼具蛋白質(zhì)和高分子材料雙重特性[1]，首先，明膠作為高分子生物材料，具有一系列優(yōu)異物性，如保水性、成膜性、表面活性等，使其在食品、感光材料、醫(yī)藥、化妝品、造紙、建材、化工等行業(yè)及許多產(chǎn)品中得到廣泛應用，另一方面，明膠作為蛋白質(zhì)，在體內(nèi)氧化產(chǎn)生較少熱能，可防止肥胖病，被開發(fā)為減肥食品[2]。

目前對新型控制體重膳食的要求是具有最少的能量、但含有足量的蛋白，這樣可在保持身體氮平衡的前提下主要通過脂肪損失來減少體重[3]。具有高生物價的肽配制的低卡軟飲料是一種頗具吸引力的減輕體重的膳食，它基本能保持氮的攝入平衡，且可通過消耗脂肪減輕體重。另外，蛋白水解物強化的膳食有助于降低食欲。張學忠[4]等報道，大豆肽與抑制脂肪合成、加速脂肪燃燒相關。日本Niiho[5]等報道，給予肥胖模型小鼠口服從大豆提取的小肽片段，可顯著減少體重及子宮周圍的脂肪水平。然而目前尚鮮見明膠及其酶解產(chǎn)物 的相關報道，因此，研究豬皮明膠及其水解物對體重的影響程度，對人們的日常飲食及體重控制有一定指導意義。此外，《保健食品檢驗與評價技術規(guī)范》中對緩解體力疲勞功能檢驗方法中規(guī)定：負重游泳試驗結(jié)果為陽性，血乳酸、血清尿素氮、肝糖原/肌糖原三項生化指標中任意兩項指標陽性，則判定該受試樣品具有緩解體力疲勞功能的作用[6]。本文通過研究豬皮明膠及其酶解產(chǎn)物對小鼠體重以及負重游泳時間的影響，為豬皮明膠酶解產(chǎn)物的抗疲勞作用及其相關產(chǎn)品應用開發(fā)提供一定的參考價值。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

昆明種雄性小鼠，購于西安市第四軍醫(yī)大學，7～8周齡，體重20 g～26 g，平均體重（24.63±1.83）g，試驗動物許可證號：SCXK-（軍）2012-0007；食品級明膠：山東淄博寶恩生物科技有限公司提供。

1.2 儀器與設備

PHS-3C型精密pH計：上海精密科學儀器有限公司；TW-RU15型小型超濾器：上海沃迪自動化裝備股份有限公司；TCL-16G型臺式離心機：江蘇省金壇醫(yī)用儀器有限公司；JA5103N型電子天平：奧豪斯儀器有限公司；HH-4型數(shù)顯恒溫水浴鍋：金壇市榮華儀器有限公司；N-1100型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器：上海愛郎儀器有限公司；FDU-1100型冷凍干燥機：北京博醫(yī)康實驗儀器有限公司；XMTW-4100型恒溫游泳箱：北京碩林苑科技有限公司；HHS型電熱恒溫水浴鍋：上海博訊實業(yè)有限公司；鉛絲：市購。

1.3 方法

1.3.1 受試物的制備

豬皮明膠→酶解→煮沸滅酶→離心，取上清液→過濾→超濾截留→水浴濃縮→冷凍干燥→酶解產(chǎn)物

1.3.2 動物分組設計

將小鼠按照體重隨機分為3個試驗組和1個空白對照組，3個試驗組分別為明膠組、Ⅰ號蛋白酶酶解物組、Ⅱ號蛋白酶酶解物組，每組20只。全價顆粒飼料飼養(yǎng)3 d以適應環(huán)境，飼養(yǎng)環(huán)境為溫度18℃～25℃，濕度為45%～50%，期間自由飲水。

1.3.3 灌胃劑量

適應性飼養(yǎng)3d后，飼養(yǎng)環(huán)境不變，采取灌胃給藥，每組每日灌胃一次，每次灌胃時間均為下午4點。3個試驗組灌胃劑量均為人體推薦劑量0.5 g/（人·d）～13.5 g/（人·d），即0.083 g/（kg·d）～0.225 g/（kg·d）體重/日）的10倍，灌胃體積為1mL/100 g體重。其中，豬皮明膠組灌胃經(jīng)溫水溶脹均勻的豬皮明膠溶液，正常空白對照組給予相同體積的雙蒸水；每日觀察小鼠的精神狀態(tài)、毛發(fā)、飲食飲水以及大小便情況。連續(xù)給藥35 d后，記錄小鼠負重游泳時間以及體重。

1.3.4 小鼠負重游泳訓練

每日灌胃受試樣品30min后，將小鼠尾根部負荷5%體重鉛絲（鉛絲纏繞松緊適宜）的小鼠置于游泳箱中游泳10min～15min，水深不少于30 cm，水溫（25± 1）℃，保持各組水溫控制一致，每一游泳箱一次放入小鼠不宜過多，保證在整個訓練過程中每只小鼠的四肢保持運動，如果小鼠漂浮于水面四肢不動，可用木棒在其附近輕輕攪動。

1.3.5 體重的檢測

試驗前、后各測量小鼠體重一次，試驗過程中每周稱量體重一次。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

2 結(jié)果與分析

2.1 小鼠一般情況觀察

灌胃期間，各組小鼠攝食情況良好，飲水正常，未見大小便異常、活動異?，F(xiàn)象。各試驗小組小鼠皮毛光滑、動作敏捷、精神活潑。

2.2 各試驗小組小鼠體重變化

4組小組體重增長變化如圖1。

圖1 各組小組體重增長變化圖Fig.1 Effects of different samples on mice′s body weight

由圖1可知，4組小鼠在試驗過程中體重均逐漸增加，給樣7周后，4組小鼠體重相比0周分別增長了93.12%、73.79%、92.21%、94.33%，其中明膠組（73.79%）顯著低于空白對照組（93.12%）及其余各組，這可能是因為明膠溶脹后，其特有的黏稠性質(zhì)，在小鼠體內(nèi)氧化時需消耗較多能量，而產(chǎn)生的能量較少，從而致使小鼠體重增加緩慢。與空白對照組相比，從給樣開始至第1周，明膠組小鼠體重增長最為緩慢，說明明膠對小鼠生長期的體重控制作用在短期內(nèi)即有明顯體現(xiàn)。

將上述4種受試樣品按照劑量1.5 g/（kg·d）體重/日，經(jīng)口灌胃給予小鼠，共4組，比較各組之間的小鼠在不同生長期體重增長情況，結(jié)果見表1。

表1 不同樣品對小鼠體重的影響（n=20；±s）Table 1 Effects of different samples on mice′s body weight（n=20；±s）

表1 不同樣品對小鼠體重的影響（n=20；±s）Table 1 Effects of different samples on mice′s body weight（n=20；±s）

注：與對照組比較，**P＜0.01，*P＜0.05。

平均體重增長值/g對照 9.44±1.23 6.25±0.50 4.00±0.71 2.50±0.67明膠 7.89±1.05** 7.50±0.86 3.00±0.96** 0.77±1.18**Ⅰ號酶解物 10.00±1.03* 7.29±0.92 2.50±0.53** 1.85±0.90**Ⅱ號酶解物 9.00±1.23 7.38±0.99 4.60±0.81** 2.37±1.72組別第一周 第三周 第五周 第七周平均體重增長值/g平均體重增長值/g平均體重增長值/g

由表1可知，其中4組小鼠在試驗過程中的體重均逐漸增加，隨著灌胃時間延長，增長值逐漸降低。而在第2次試驗中，4組小鼠體重平均增長值無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），即相同劑量的不同受試樣品對小鼠體重增長無影響。經(jīng)統(tǒng)計學處理，第一周、第三周和第七周小鼠的平均體重增長值之間均具有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），兩兩比較的結(jié)果顯示，明膠組的小鼠體重平均增長值與其余各組相比，均具有統(tǒng)計學意義（P＜0.05，P＜0.01），即明膠組小鼠體重增長均值顯著低于空白對照組、Ⅰ號酶解物組、Ⅱ號酶解物組，說明一定劑量的明膠對小鼠的體重增長具有顯著抑制作用。而與空白對照組相比，Ⅰ號酶解物組和Ⅱ號酶解物組小鼠在第五周和第七周體重增長值呈現(xiàn)降低趨勢，對小鼠整個生長期體重增長的影響未呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性。

2.3 各試驗小組負重游泳時間情況

將各試驗小組小鼠尾根部負荷5%體重鉛絲，注意鉛絲纏繞松緊適宜。放入（25±1）℃的恒溫游泳箱中進行游泳試驗，保證在整個試驗過程中每只小鼠的四肢保持運動。負重游泳試驗結(jié)果如圖2。

圖2 4組小鼠負重游泳時間Fig.2 Effectsof different sam plesonmice′s loaded sw imm ing time

由圖2可知，4組試驗小鼠負重游泳時間：明膠組＜空白對照組＜Ⅱ號酶解物＜Ⅰ號酶解物，Ⅰ號酶解物和Ⅱ號酶解物均能較大幅度地延長小鼠負重游泳時間，且1號酶解物組小鼠負重游泳時間相對最長，明膠組小鼠則相對最短。

采用spass軟件對其結(jié)果進行分析，結(jié)果如表2。

表2 各試驗組小鼠負重游泳時間（n=20；±s）Table2 Effects of different samples on mice′s loaded swimming time（n=20；±s）

表2 各試驗組小鼠負重游泳時間（n=20；±s）Table2 Effects of different samples on mice′s loaded swimming time（n=20；±s）

注：與對照組比較，**P＜0.01，*P＜0.05。

組別 負重游泳時間/s對照組 465.2±6.17明膠組 331.6±36.21*Ⅰ號酶解物組 3 668.5±348.12**Ⅱ號酶解物組 2 167.0±320.07**

由表2可知，各試驗組小鼠負重游泳時間兩兩之間比較，均具有統(tǒng)計學意義（F（3，100）=2231.17，P＜0.05），其中，與空白對照組相比，Ⅰ號酶解物和Ⅱ號酶解物組小鼠游泳時間分別延長了7.88倍和4.66倍，說明Ⅰ號酶解物和Ⅱ號酶解物均能顯著延長小鼠負重游泳時間（P＜0.05），這是由于這些酶解物可以在肌肉組織中氧化脫氨，一方面生成相應的產(chǎn)物氧化供能；另一方面，脫下來的氨基與丙酮酸或者谷氨酸偶聯(lián)，形成丙氨酸和谷氨酸酰胺，提供能量，在特殊的應急情況下，可直接向肌肉供能。因為肽易于吸收、迅速利用[7]，所以抑制或者縮短了體內(nèi)“負N平衡”，減少了肌蛋白降解，維持體內(nèi)正常蛋白質(zhì)合成，減輕了由運動引發(fā)的其它生理方面改變，達到抗疲勞的效果。而明膠則降低小鼠負重游泳時間，其原因有待進一步研究。

3 討論

有學者將肥胖、高血壓、高血糖、高血脂稱為“死亡四重奏”[8]，肥胖同時是高血壓、高脂血癥、冠心病、Ⅱ型糖尿病及某些腫瘤（如卵巢癌、結(jié)腸癌）等慢性疾病發(fā)生的主要誘因[9-10]，因此，如何預防并有效治療肥胖已經(jīng)成為近年來醫(yī)學界研究的熱點。此外，隨著現(xiàn)代人社會壓力的增大，疲勞已成為當今社會人類生存中的一個突出問題，開展抗疲勞功能性食品的研究開發(fā)符合當下社會發(fā)展的趨勢。

本文在小鼠自由攝食飲水的基礎上，研究了豬皮明膠及其兩種酶解產(chǎn)物對生長期小鼠體重增長的控制作用，結(jié)果顯示，明膠具有顯著控制小鼠體重增長作用，說明在正常飲食的情況下，一定劑量的明膠能夠有效控制小鼠體重增長，預防小鼠生長過程中的肥胖癥，但明膠控制小鼠體重增長的作用機理以及作用成分，尚有待進一步研究確定。負重游泳結(jié)果表明，兩種明膠酶解產(chǎn)物均具有顯著延長小鼠負重游泳時間，為將豬皮明膠進一步開發(fā)為抗疲勞產(chǎn)品提供了一定的前期基礎。

目前所報道的抗疲勞肽，從結(jié)構講，主要有高F值寡肽和谷胱甘肽等；從來源講，主要有大豆多肽，肌肽和鵝肌肽，海參肽和鮭魚肽等[11]。然而對于豬皮明膠的抗疲勞功效及其作用機理目前鮮有報道，有待于進一步研究。

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Effects of Pigskin Gelatin Hydrolysates on Mice Body Weight and Swimming Time

LOU Wen-juan1，DONG Wen-bin1，XU Xian-meng1，2，GOU Jing-xuan1
（1.College of Life Science and Engineering，Shaanxi University of Science and Technology，Xi′an 710021，Shaanxi，China；2.Department of Organic Food Engineering，Yuncheng Vocational and Technical College，Yuncheng 044000，Shanxi，China）

This research was aimed to discover pigskin gelatin and its enzymatic hydrolyzates impact on mouse weight and the loaded swimming time.Six enzymes （trypsin，neutral protease，acidic protease，alkaline protease，pepsin and papain）hydrolyse in the optimum condition respectively.Choose hydrolyzates of NO.Ⅰand NO.Ⅱprotease，administered to mice by gavage.Results showed comparing with distilled group，the body weight of mice significantly lower when gavaged with gelatin （P＜0.01），gelatin can significantly reduce mice body weight；the enzymatic hydrolysates of pigskin gelatin could significantly prolong mice swimming time（P＜0.01），when gavaged with hydrolyzates of NO.Ⅰprotease，mice swimming time could last（3 668.5±348.12）seconds，while gelatin could reduce mice swimming time.

enzymatic hydrolyzate；gelatin；bodyweight；loaded swimming time

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.01.006

2014-03-03

山東淄博杰樂寶恩生物科技有限公司資助項目（20124880）

婁文娟（1989—），女（漢），在讀碩士，研究方向：功能食品與食品安全性。