A fiatal árpa levélpor hatásai a patkányok gyomor-bélrendszeri funkcióira és a hatékonyságával összefüggő fizikai-kémiai tulajdonságokra

1 Kutatási és Fejlesztési Osztály, Toyo Shinyaku Co. Ltd., 7-28 Yayoigaoka, Tosu-shi, Saga 841-0005, Japán

2 Egészségügyi és Jóléti Tudományi Kar, Okayama Prefectural University, 111 Kuboki, Soja-shi, Okayama 719-1197, Japán

3 Egészségügyi és Táplálkozási Tanszék, Oszaka Aoyama Egyetem, 2-11-1 Niina, Minoh-shi, Oszaka 562-8580, Japán

Absztrakt

A fiatal árpa levelét népszerű zöld színű italként fogyasztják, amelynek neve Japánban „Aojiru”. Jelen tanulmányban a fiatal árpa levélpor (BL) hatásait vizsgáltuk a gyomor-béltranzit-időre (GTT), valamint a széklet nedvességére és tömegére, összehasonlítva hím Sprague-Dawley patkányok búzakorpával (WB). Ezenkívül megkísérelték azonosítani az ezekért a hatásokért felelős BL-komponenseket a BL különböző frakcióinak felhasználásával. Ezenkívül megvizsgáltuk a BL víztartó képességét és kötési térfogatát in vitro. Megvizsgáltuk a BL szemcsés szerkezeteit pásztázó elektronmikroszkóppal is. Ennek eredményeként az étrendben a BL-kiegészítés növelte a széklet tömegét és lerövidítette a GTT-t. Eredményeink azt mutatják, hogy az aktív komponens, amely felelős a széklet térfogatának növeléséért a BL-ben, a vízben oldhatatlan étkezési rost frakció, és ezt a hatást feltételezhetően a bélrendszer pH-csökkentés által történő stimulálása okozza. Ezenkívül a BL magas hashajtó hatását a BL bonyolult szerkezete miatt a magas víztartó képességnek tulajdonították.

1. Bemutatkozás

2. Anyagok és módszerek

2.1. Anyagok

A BL-t a Toyo Shinyaku Co., Ltd. (Saga, Japán) szállította. A BL a fiatal levelekből származik Hordeum vulgare L. mosással, szárítással és porítással. A BL színe a világostól a sötétzöldig terjed. A teljes BL-t három frakcióra osztottuk: vízben oldhatatlan frakcióra (WI), etanolban oldhatatlan frakcióra (EI) és etanolban oldhatatlan frakcióra (ES). Az 1. ábra a frakcionálás sémáját mutatja. Röviden: a vízben szuszpendált BL-t 12 órán át keverjük, majd 30 percig centrifugáljuk 9000 fordulat/perc sebességgel. Miután ezt az eljárást négyszer megismételtük, a BL-t elválasztottuk a felülúszóból és az üledékből. Az üledéket fagyasztva szárítottuk (WI). A felülúszót fagyasztással és szárítással ötször töményítettük. Négy térfogat 80% -os etanol hozzáadása után az elegyet egy éjszakán át állni hagytuk. Az elegyet 30 percig centrifugáltuk 9000 fordulat/perc sebességgel, és két frakcióra választottuk: EI és ES. A WI, EI és ES tömegszázaléka 82,51%, 6,32% és 13,53% volt a BL tömegére vonatkoztatva. A WB-t (kereskedelmi név; Búzakorpa P) a Nisshin Seifun Co., Ltd. (Tokió, Japán) szállította. Az 1. táblázat a BL, WI, EI, ES és WB kémiai összetételét mutatja.

Kalória-átváltási tényező (4. fehérje, 9. zsír, 4. szénhidrát és 2. élelmi rost).

levélpor

A fiatal árpa leveles por frakcióinak elkészítési módszere. BL: fiatal árpa levélpor, WI: a BL vízben oldhatatlan frakciója, EI: a BL etanolban oldhatatlan frakciója és ES: a BL etanolban oldódó frakciója.
2.2. Állatkísérletek

A jelen állatkísérleteket a TOYO SHINYAKU Co., Ltd. Etikai Bizottsága hagyta jóvá. Minden vizsgálati terv megfelelt a Japán Laboratóriumi Állattudományi Szövetség kísérleti állatok gondozására és felhasználására vonatkozó irányelveinek.

(1) Állattenyésztési körülmények és étrend-összetételek. Harminchat hím SD patkányt vásároltunk a Japan SLC Inc.-től (Shizuoka, Japán), 5 hetes korban. Ellenőrzött hőmérsékletű helyiségben (

%), és egy előre beállított világos-sötét ciklust (12 óra: 12 óra). A patkányokat laboratóriumi chow-val (MF, Oriental Yeast Co., Ltd., Tokió, Japán) etettük 1 hétig az akklimatizálódási periódus alatt, majd a 36 patkányt véletlenszerűen 6 csoportba osztottuk, körülbelül azonos átlagos testtömeggel. Az állatokat külön-külön ketrecekben helyeztük el, és a 28 napos kísérleti időszak alatt szabad hozzáférést biztosítottak porított étrendhez és ivóvízhez. A vakbél pH váltakozásának vizsgálata érdekében az állatokat 28 napig BL-vel kezelték, amint arról korábban beszámoltunk [18]. A 2. táblázat mutatja a diétás összetételeket. A kontroll (CT) csoportot módosított AIN- (American Institute of Nutrition-) 76 táplálékkal táplálták, amelyben a cellulóz százalékos aránya 5% -ról 3% -ra csökkent. A WB és BL csoportokat kiegészített étrendekkel etették, amelyekben a szacharózt részben tesztanyagok, WB (5,25%) és BL (3,51%) helyettesítették, így mindegyik étrend a rosttartalom alapján összesen 5% élelmi rostot tartalmazott A WI (38,1%) és a BL (57,0%) mennyisége az 1. táblázatban látható. A WI, EI és ES csoportok étrendjei mindegyik frakciót a megfelelő tartalomnak megfelelő mennyiségben 82,51%, 6,32% és 13,53% BL ( lásd fent). Az állatok súlyát és takarmányfogyasztását 3 vagy 4 naponta mértük.

(2) Gasztrointesztinális tranzitidő (GTT). A GTT-t az etetési periódus 19. és 20. napján mértük. 9 órás éheztetés után az állatoknak 2 g-ot adtak 0,5% vörös pigmentet tartalmazó étrendből (Carmin; Wako Pure Chemical Industries, Ltd. (Osaka, Japán)) 21:00 és 22:00 óra között. Ezután az állatok szabadon hozzáférhettek minden kísérleti étrendhez. A foltos étrend után óránként megfigyeltük a széklet állapotát. A GTT-t a foltos széklet megjelenése és eltűnése közötti átlagos időnek számítottuk.

(3) A széklet nedvességtartalmának és tömegének mérése. A széklet nedvességtartalmát az etetési kísérlet 11. és 18. napján mértük. Röviden, két darab friss ürüléket gyűjtöttünk egy kémcsővel közvetlenül a végbélnyílásból, súlyukat gyorsan megmértük és egy éjszakán át 100 ° C-on inkubátorban szárítottuk. A széklet nedvességtartalmát a friss és a szárított széklet különbségeként számoltuk ki.

A száraz széklet tömegének mérése érdekében 4 napon keresztül (az etetési időszak 25. és 28. napján) folyamatosan gyűjtöttük az összes ürüléket. Minden nap 10: 00-kor összegyűjtöttük az előző 24 órában kiválasztott összes ürüléket. Az összes begyűjtött székletet egy éjszakán át 100 ° C-on szárítottuk az inkubátorban, és súlyukat száraz széklet tömegeként mértük meg.

(4) A vastagbél nedves tömege és hossza, valamint a széklet tartalma. A kísérlet utolsó napján (28. nap) az állatokat éterrel altattuk. Miután az állatokat exsanguációval leölték, laparotómiát hajtottak végre. A vékonybelet, a vakbélet és a vastagbelet kivágtuk, és megmértük azok hosszát és súlyát. A vékony és a vastagbelet eltávolítottuk és sóoldattal öntöztük. A felesleges víz eltávolítása után a vékonybél és a vastagbél lemérésre került. A vakbél tartalmát desztillált vízzel tízszeresére hígítottuk, és pH-értéküket üvegelektródos módszerrel mértük.

2.3. Anyagok In Vitro Kísérletek

A BL és a WB ugyanazok a minták voltak, mint a fenti állatkísérletben. A cellulózt (CL; kereskedelmi név; S-102) a Takeda Pharmaceutical Co., Ltd. (Tokió, Japán) szállította. Az étkezési rosttartalom BL-ben, WB-ben és CL-ben 37,8%, 38,1% és 96,0% volt.

2.4. In Vitro Kísérletek

(1) Víztartó képesség (WHC) [19]. Olyan polietilén tartályt használtunk, amelynek hálószála rozsdamentes acélból készült (6 cm átmérőjű és 8 cm mélységű) drótfenékkel, alján felszerelt szűrőpapírral. Először a tartályban lévő szűrőt vízzel megfelelően megnedvesítettük, és 2 percenként lemértük. Amikor a fogyás sebessége állandóvá vált, a súlyt W1-nek határoztuk meg. Másodszor, minden egyes szárított BL-, WB- és CL-mintát szakaszosan 75 ml vízzel főzünk egy főzőpohárban, és ráöntjük a tartályban lévő szűrőre. A tartályban lévő minden mintát 2 percenként lemértük. Amikor a fogyás sebessége állandóvá vált, a súlyt W2-nek határoztuk meg. A WHC-t a számítási képlettel kaptuk meg:

(2) A vízmennyiség beállítása (SV) [19]. A módszert Middleton és Byers fejlesztette ki [20], Takeda és mtsai. az élelmi rostok SV meghatározására. Röviden, mindegyik szárított 5 g BL-, WB- és CL-mintát szakaszosan rázzuk 50 ml ionmentes vízzel, amelyet csökkentett nyomáson 200 ml-es tápoldatba helyezünk. Mindegyik szuszpenziót 100 ml-es mérőhengerbe helyeztük, és 24 órán át csendesen állni hagytuk. Az SV értéket a hengerben lévő egyes minták ülepedési magasságaként mértük.

2.5. Fényképek pásztázó elektronmikroszkóppal (SEM)

A BL, WB és CL kiterjesztett képeinek fényképezéséhez SEM-et használtunk (MINISCOPE TM-1000, Hitachi High-Technologies Co., Ltd.). Minden mintát 100-500-szoros nagyítással figyeltünk meg a SEM-en.

2.6. Statisztika

Az adatokat SEM átlagként fejeztük ki. A statisztikai elemzéseket egyirányú ANOVA-val végeztük, hogy összehasonlítsuk az összes alcsoportot és a Tukey-tesztet páros összehasonlítás céljából. Minden kísérletben meghatározták a jelentőséget

3. Eredmények

3.1. Állatkísérletek

(1) Súlyok és takarmányfogyasztás. Nem volt szignifikáns különbség a testtömegben és a takarmányfogyasztásban (az adatokat nem közöljük).

(2) Gasztrointesztinális tranzit idők. A 2. ábra a GTT mérés eredményét mutatja. A BL- és WI-csoportok GTT-értékei lerövidültek a CT-csoportéhoz képest. Másrészt a WB, EI és ES csoportok GTT-je nem különbözött a CT csoport GTT-jétől.


Gasztrointesztinális tranzitidő patkányokban. CT: kontrollcsoport, WB: búzakorpacsoport, BL: fiatal árpa levélporpor (BL) teljes csoportja, WI: a BL-csoport vízben oldhatatlan frakciója, EI: a BL-csoport etanolban oldhatatlan frakciója és ES: etanolban oldható a BL-csoport töredéke. a és b A különböző ábécés betűkkel rendelkező adatok jelentősen eltérnek a

(3) A széklet nedvességtartalma és súlya. A 3. és 4. ábra a széklet nedvességtartalmának és a száraz széklet tömegének eredményeit mutatja. A BL-csoport széklet nedvességtartalma magasabb volt, mint a CT-csoporté. A WB, WI és EI csoportok székletnedvesség-tartalma általában magasabb volt, mint a CT-csoporté. Másrészt az ES csoport széklet nedvességtartalma hasonló volt a CT csoportéval. A BL-csoport száraz széklet tömege nőtt a CT-csoporthoz képest. A WB és WI csoportok száraz széklet súlya általában nőtt a CT csoportéhoz képest. Másrészt az EI és ES csoportok száraz széklet tömege hasonló volt a CT csoportéhoz.


A széklet nedvessége patkányokban. CT: kontrollcsoport, WB: búzakorpacsoport, BL: fiatal árpa levélporpor (BL) teljes csoportja, WI: a BL csoport vízben oldhatatlan frakciója, EI: a BL csoport etanolban oldhatatlan frakciója és ES: etanolban oldható a BL-csoport töredéke. a – d A különböző ábécés betűkkel rendelkező adatok jelentősen eltérnek a


Száraz széklet súlya patkányokban. CT: kontrollcsoport, WB: búzakorpacsoport, BL: fiatal árpa levélporpor (BL) teljes csoportja, WI: a BL csoport vízben oldhatatlan frakciója, EI: a BL csoport etanolban oldhatatlan frakciója és ES: etanolban oldható a BL-csoport töredéke. a – c: A különböző ábécé betűivel ellátott adatok jelentősen eltérnek a

(4) A vastagbél nedves tömege és hossza, valamint a széklet tartalma. A vékonybél, a vakbél és a vastagbél nedves súlya és szöveti súlya között egyik csoportban sem volt szignifikáns különbség. Ezenkívül nem volt szignifikáns különbség a vékonybél és a vastagbél hosszában (az adatokat nem mutatjuk be). A 3. táblázat a vakbéltartalom pH-értékét mutatja. A WB, BL és WI csoportok cecalis tartalmának pH-értéke szignifikánsan alacsonyabb volt, mint a CT csoporté. Másrészt az EI és ES csoportok pH-értékei hasonlóak voltak a CT-csoportéhoz.

A különböző ábécé betűivel ellátott adatok jelentősen eltérnek a

3.2. In Vitro Kísérletek

A 4. táblázat mutatja a WHC és SV mérés eredményeit. A BL WHC és SV értéke magasabb volt, mint a WB és CL. A WB WHC-je és SV-je hasonló volt a CL-hez.

A WHC, illetve az SV, különböző ábécé betűivel, adatai jelentősen eltérnek a

3.3. Fényképek pásztázó elektronmikroszkóppal (SEM)

Az 5. ábra a BL, WB és CL SEM képeit mutatja. A BL-nek és a WB-nek sok finom szemcsét javasolnak, amelyek kicsi lyukakkal rendelkeznek. Ezenkívül a nagy BL szemcsék sok finom rést tartalmaznak a felületeken, és úgy tűnik, hogy bonyolult szerkezetűek. Másrészt a WB-nek és a CL-nek nincsenek rései, és úgy tűnik, hogy nagyon sima a felülete.

Cellulóz, búzakorpa és fiatal árpa levélpor fényképei pásztázó elektronmikroszkóppal. a) cellulózpor (100-szoros nagyítás), (b) cellulózpor (400-szoros nagyítás), (c) búzakorpa-por (100-szoros nagyítás), (d) búzakorpa-por (500-szoros nagyítás), e) fiatal árpa levélpor (100-szoros nagyítás) és f) fiatal árpa levélpor (400-szoros nagyítás).

4. Megbeszélés

Amikor ebben az állatkísérletben megvizsgáltuk a WB, BL és a BL egyes frakcióinak hatását, a BL-csoport száraz széklet tömege nőtt, és a WB vagy WI csoport súlya nőtt a CT-csoporthoz képest, de ezek az EI és az ES csoportok hasonlóak voltak a CT csoportéhoz. A WB és BL nagy mennyiségben tartalmazott élelmi rostot. Sőt, amikor WI-t készítettünk, megnőtt a vízben oldhatatlan étkezési rostok aránya. Köztudott, hogy az oldhatatlan élelmi rostokat a felső bélben lévő emésztőrendszeri folyadékok és enzimek nehezen tudják szétbontani, és szerkezetileg ép molekulákként hajlamosak eljutni a vastagbélig, és ezeket használják a széklet építő keretének kialakítására [21]. Ezért a BL hatásának a széklet térfogatának növelésére a BL oldhatatlan étkezési rostjának kell lennie.

Ezenkívül ismert, hogy bizonyos típusú élelmi rostokat (mind oldható, mind oldhatatlan rostokat) és oligoszacharidokat részben felhasznál a bélflóra, és a flóra által termelt rövid láncú zsírsavak a pH csökkenését okozzák, ami stimulálja a bélrendszert és elősegíti a széklet megszüntetése [13, 22–25]. Ebben az állatkísérletben a BL és a WI csoport vakcintartalmának pH-ja csökkent. Korábban azt tapasztaltuk, hogy az önkéntesek női BL-kezelése csökkentette a Clostridium (úgynevezett „rossz baktérium”) százalékát az ürülékükben [9]. A rövid láncú zsírsavak képesek voltak gátolni a patogén baktériumok szaporodását azáltal, hogy csökkentették a pH-t a bél lumenében [26]. A BL oldhatatlan élelmi rostja növelheti bizonyos bélflóra fermentációs aktivitását, elősegítheti a béltartalom erjedését és javíthatja a székletürítést.

Másrészt a BL- vagy WI-csoport GTT-je lerövidült a CT-csoportéhoz képest. Az EI vagy az ES csoport GTT-je azonban nem rövidült. Ezenkívül annak ellenére, hogy a fehérvérsejtben nagy mennyiségű élelmi rost van, és hajlamos növelni a száraz széklet tömegét és csökkenteni a vakbél pH-értékét, a fehérvérsejtszám-csoport GTT-je nem rövidült a CT-csoportéhoz képest. Ezért a BL hatása a GTT rövidítésére nem magyarázható csak az oldhatatlan élelmi rostok nagy mennyiségével.

Amikor a BL, a WB és a CL víztartó képességének hatásait vizsgáltuk in vitro vizsgálatban a BL fokozó hatása a WHC-re és az SV-re nagyobb volt, mint a WB-re vagy a CL-re. A BL, a WB és a CL SEM megfigyelése azt mutatta, hogy a BL bonyolultabb szerkezetű, mint a WB vagy a CL. A különböző méretű és alakú inert műanyag részecskék felhasználásával végzett vizsgálatban a durva szemcsés műanyag bonyolult szerkezetű volt, és nagyobb hatást mutatott az SV-re, mint a finom szemcséjű, és a durva szemcsés műanyag a GTT rövidülését okozta a finom szemcsés egy [27]. Úgy gondolták, hogy a BL rövidítő hatása a GTT-re a BL bonyolult szerkezete miatt a magas víztartó képességnek tulajdonítható.

Összegzésképpen elmondható, hogy az étrendben a BL-kiegészítés növelte a széklet tömegét és lerövidítette a GTT-t. Eredményeink azt sugallják, hogy a BL aktív összetevője, amely felelős a béltranzit és a széklet térfogatának fokozásáért, valószínűleg az oldhatatlan étkezési rostfrakció, és ezeket a hatásokat feltételezhetően az oldhatatlan étkezési rostok, mint az építőelem jelenléte okozzák a széklet és a bélrendszer stimulálása a pH csökkentésével. Ezenkívül a BL magas hashajtó hatását a BL bonyolult szerkezete miatt a magas víztartó képességnek tulajdonították.

Érdekkonfliktus

A szerzők kijelentik, hogy a jelen cikk megjelenésével kapcsolatban nincs összeférhetetlenség.

Hivatkozások