抗性淀粉对大鼠肠道菌群的影响

摘要：目的观察抗性淀粉（ＲＳ）２Ｌ其不同类型的摄入对大鼠肠道常见茵群的影响。方法将３２只大鼠 按体重随机分为４组，每组８只，分别喂以不合ＲＳ的饲料、含６％二型抗性淀粉（ＲＳ２）、含１２％ＲＳ２和含６％
三型抗性淀粉（飚）饲料４周。收集大鼠实验前后的粪便，检测其ｐＨ值和５种常见茵群（大肠杆菌、拟杆茵、
肠球菌、双歧杆茵、乳杆菌）的分布。饲养４周后，处死大鼠取其盲肠内容物，检测其ｐＨ值和短链脂肪酸 （ＳＣＦＡ）的含量。结果Ｒ是和ＲＳ均可明显增加大鼠粪便中双歧杆菌茵落数（Ｐ＜０．０５），显著减少肠球茵落 数（Ｐ＜０．０５）；盲肠内容物的ＳＣＦＡ随ＲＳ２摄入增加而增加，１２％ＲＳ２组显著高于对照组（Ｐ＜０．０１），也高于 ６％ＲＳ２组（Ｐ＜０．０５）；ＲＳ可降低大鼠盲肠内容物扣粪便的ｐＨ值（Ｐ＜０．０５），降低效果随Ｒｓ摄入量增加而加 大，且ＲＳ组优于Ｒ＆组（Ｐ＜０．０５）。结论抗性淀粉可明显改善机体的肠道茵群，并增加其酵解产物ＳＣＦＡ， 降低肠道ｐＨ值。从而发挥对机体的健康作用。 关键词：抗性淀粉肠道茵群短链脂肪酸 中图分类号：Ｒ１５１．３ 文献标识码：Ａ
依据。
包绕作用而可逃过小肠的消化吸收；嗡为生的淀粉颗粒，由
于其特殊的晶体构相而对抗＊淀粉酶；ＲＳ属于变性淀粉，淀 粉经过物理的，化学的加工后，构相发生改变而对抗ｍ淀粉 酶；ＲＳ４为转基因产物。多项试验均证实ＲＳ对机体的健康作
１材料与方法
１．１实验动物 体重１４０～１８０９、清洁级、ｓＤ健康成年雄性大鼠，由中国
Ｓ如移，Ｃｈｉｎｅｓｅ
Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ
１０００５０，Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ
Ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｄｉｖｉｄｅｄ ｉｎｔｏ ｆｏｕｒ
ｏｆ
ｒｅｓｉｓｔａｎｔ
ｓｔａｒｃｈ（ＲＳ２ ａｎｄ ＲＳ３）ｉｎｔａｋｅ
ｔＯ
ｏｎ
ｃｏｌｏｎ ｆｌｏｒａ ｏｆ
（ＡＴＣＣ４３５６）。
动物喂养基础饲料适应３天后，按体重将动物随机分为 ４组，每组８只，分别饲以不含ＲＳ饲料，含６％ＲＳ２饲料，含
１２％盼饲料，含６％ＲＳ饲料。实验前，收集４组大鼠粪便并
检测５种常见菌群（大肠杆菌，肠球菌，拟杆菌，双歧杆菌，乳 杆菌）的含量分布及其ｐＨ值。给予相应饲料喂养４周后，再 次收集大鼠粪便检测５种菌群的含量及ｐＨ值。并处死大鼠 取盲肠内容物，分析大鼠盲肠内容物中短链脂肪酸含量和ｐＨ 值。
抗性淀粉（Ｒｓ）是指在健康者小肠中不吸收的淀粉及其 降解产物。１９８２年Ｅｎｇｌｙｓｔ发现并非全部淀粉都被ａ一淀粉酶 水解，因此提出抗性淀粉这一概念。ＲＳ根据结构的不同又可 分为４类：ＲＳ．为较粗研磨后的谷物颗粒，由于完整的细胞壁
用同其在肠道内的分解及其降解产物有关ｎ１。而肠道菌群分 布又与肠道内的代谢产物有密切关系ｎ１。本实验观察了抗性 淀粉及其不同类型对大鼠肠道中常见菌群的影响，为以后进 一步研究抗性淀粉的结肠发酵作用和健康作用机制提供实验
机体的盲肠和结肠内存在大量的相互制约、平衡生长的 微生物，其中常见的有益菌群为乳酸菌和双歧杆菌，通过其 菌体本身、分泌物和代谢产物对肠道健康起着重要的作用， 如：抵抗致病菌的侵袭、增强肠道免疫力、营养结肠、预防结肠 癌等”’“；其它肠道常驻菌有肠杆菌、肠球菌、拟杆菌等，它们 一般为条件致病菌。许多因素可影响肠道内的微生物，如宿 主的年龄、易感性、营养需求、免疫状况、肠道ｐＨ、胃肠转运时 间、菌群之间的相互作用以及肠内可酵解底物的量和种类。 在这些因素中，细菌生长所需底物的量和类型是最具有影响 的因素。 本实验中所收集的粪便样品均为新鲜便样，且实验室培 养取样为粪便内部厌氧部位，并在ｌ小时内完成接种操作，因 此可以近似地代表结肠内的菌群分布。实验培养结果表明， 经含Ｒｓ饲料喂养４周后，各实验组大鼠的粪便菌群与对照组 比较，肠球菌均显著性降低，而双歧杆菌均显著性增加，其它 菌群无显著性变化。由于益生元是指不可消化的食物成分， 通过选择性的刺激一种或有限的几种肠内存在的细菌的生长 和活性，从而对机体产生有益的影响。按照这一定义，本实验 结果证明抗性淀粉（Ｒｓ２和ＲＳ）具有益生元样作用，使大鼠的 结肠有益菌（双歧杆菌）增加，条件致病菌（肠球菌）降低。 本研究还进一步分析了肠道菌群的酵解产物变化和对肠 道ｐＨ值的影响，以进一步阐明Ｒｓ对机体健康作用的机制。 ＳＣＦＡ是不消化的碳水化合物在结肠内受乳酸菌、双歧杆菌等 有益菌群酵解生成的主要产物，同时还生成水，氢，乳酸等中 间代谢产物。ＳＣＦＡ主要包括乙酸、丙酸、丁酸等，对机体健康 尤其降低ｐＨ值、结肠营养支持、抗癌等发挥重要的作用心１。 本实验观察到大鼠盲肠内容物中ＳＣＦＡ含量随ＲＳ，摄人增加
１．３饲料制备
１．５．２粪便及盲肠内容物ｐＨ值的测定采用ｐＨ计法。 １．５．３短链脂肪酸（ＳＣＦＡ）的测定采用气相色谱法Ｈｏ。
１．６数据处理
以ＳＰＳＳ统计软件包进行统计分析，采用方差分析和组间 两两比较Ｑ检验进行各指标的组间差异的统计学处理。
采用ＡＩＮ７６饲料调整配方制备基础饲料，并作为本研究 的对照组饲料，其营养成分含量（ｇ／ｋｇ）为：蛋白质１８０，植物油 ５０，蔗糖１００，淀粉５９４．５，纤维２０，维生素１０，混合盐４０，ＤＬ－蛋 氨酸３，氯化胆碱２．５。对照组饲料中的淀粉使用普通玉米淀 粉。本实验中使用的抗性淀粉类型为ＲＳ２和ＲＳ３，分别是来 自美国国立淀粉公司的ＨｙｌｏｎⅦ和Ｎｏｖｅｌｏｓｅ３３０。用ＲＳ２和ＲＳ， 的不同剂量代替相应量的普通玉米淀粉配成以下不同的实验 组饲料：含６％Ｒｓ２的饲料、含１２％ＲＳ２的饲料和６％ＲＳ３的饲 料。这四种饲料的营养成分除淀粉种类不一致外，其它均一 致。 １．４主要仪器及试剂 千分之一天平、烤箱、７２２分光光度计、精密ｐＨ计、高速 冷冻离心机、气相色谱仪（ＨＰ５８９０）、高效液相色谱仪 （ｗ砒ｅｒｓ２４８７）、厌氧手套箱（日本）。 硝普纳、硫酸氨、次氯酸、氢氧化钠、乙酸、丙酸、丁酸。 １．５检测方法 １．５．１粪便菌群的测定 采用培养基法旧１。将大鼠尾部提
ｉｓ ｍｏｒｅ
ｔｈａｎ ＲＳ２．Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ ａｎｄ ｆｅｃｅｓ ｐＨ，ａｎｄ
Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ｓｔａｒｃｈ ｃｏｕｌｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ＣＯ｜Ｏｎ ｆｌｏｒａ，ｉｎｃｒｅａｓｅ ｉｔｓ ｆｅｒｍｅｎｔａｂｌｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ＳＣＦＡ，ｄｅｃｒｅａｓｅ ｃａｅｃｕｍ ｔｈｅｎ ｉｍｐｒｏｖｅ ｈｅａｌｔｈ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ｓｔａｒｃｈ，ｃｏｌｏｎ ｆｌｏｒａ
ｉｎｔａｋｅ
ｏｆ
ｍｉｃｅ
ｇ
ａｆｔｅｒＲＳｉｎｔａｋｅｆｏｒｆｏｕｒｗｅｅｋｓ（再＝８，覃４－ｓ）
２．２抗性淀粉及不同类型对粪便菌群的影响 用方差分析和组间两两比较Ｑ检验对各组大鼠粪便菌 群进行统计分析。饲以实验饲料前测定大鼠粪便菌群基础 值，各组问均衡（Ｐ＞０．０５），结果见表２。饲以含不同抗性淀 粉的饲料４周，再次测定各组大鼠的粪便中菌群，结果见表 ３。同对照组相比，各实验组大鼠粪便的肠球菌落数显著降低 （Ｐ＜０．０５），而双歧杆菌落数显著升高（Ｐ＜０．０５），其它菌种 组间没有显著性差异。
ｏｎ
ｃｏｎｔａｉｎｉｎ９６％嗡ｆｅｅｄ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｆｅｃｅｓ
ｍｅａｓｕｒｅｄ ａｎｄ ｆｉｖｅ ｆｅｃｅｓ ｃｕｌｔｕｒｅ ｍｅｄｉｕｍ ｍｅｔｈｏｄ．ＡⅡｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ ａｎｄ ｓｈｏｒｔ ｃｈａｉｎ ｆａｔｔｙ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｆｅｃｅｓ ｃｏｎｔｅｎｔ，ａｎｄ
ｍｉｃｅ ｗｅｒｅ
基金项目：国家自然科学基金资助项目（Ｎｏ．３００７０６５７） 作者简介：何梅，硕士研究生，助理研究员
医学科学院动物繁殖中心提供，两只一笼饲养于清洁级动物 房，自由饮食。
万方数据
卫 １．２实验设计
生
研
究
第３４卷
ＬＢＳ琼脂培养基、拟杆菌属一ＥＧ琼脂培养基、肠球菌属一ＥＧ 琼脂培养基。 检测时所采用的质量控制菌株及其标准号或提供商分别 为：大肠杆菌（ＡＴＣＣ２５９２２）、脆弱类杆菌（ＡＴＣＣ２５２８５）、两歧双 歧杆菌和肠双歧杆菌（中国生物药品鉴定所）、嗜酸乳杆菌
Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ｓｔａｒｃｈ
Ｈｅ
ｏｎ
ｃｏｌｏｎ ｆｌｏｒａ ｏｆ ｍｉｃｅ
Ｍｅｉ，Ｈｏｎｇ
Ｊｉｅ，Ｙａｎｇ Ｙｕｅ－ｘｉｎ，Ｓｈｅｎ Ｘｉａｎｇ，ｅｔ ａ１．
Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｄｉｓｅａｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ
Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ ａｎｄ Ｆｏｏｄ
ｃｏｎｅｅｔｅｄ
ｔｈｅ １ｓｔ
ａｎｄ ２９ｔｈ ｄａｙ ｏｆｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ａｎｄ ｐＨ ｏｆｆｅｃｅｓ
ｗｅｒｅ
ｆｌｏｒａ（ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒ，ｂｉｆｉｄｏｂａｃｔｅｒｉａ，ｌａｅｔｏｂａｅｉｌｌｕｓ，ｂａｃｔｅｒｏｉｄ，ａｎｄ ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ）ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｃｔｅｄ ｗｉｔｈ
ＲＳ２和ＲＳ３型为人们在日常生活中可接触到的常见类型。本 研究通过动物实验，探讨了ＲＳ２和ＲＳ的摄入及不同剂量对 大鼠肠道菌群的影响。ＲＳ由于不能被小肠ａ．淀粉酶完全消 化，导致对进食量和餐后血糖有一定的影响。研究中，大鼠四 周摄食量与体重各组问表现出一定趋势。摄食量为１２％Ｒ是 组最高，体重增长值也最大；而６％ＲＳ２组比对照组数值略
起，用一次性塑料带盖小管接取新鲜便样，立即将盖封闭，在 １小时内送至实验室，用培养基法测定粪便中的肠杆菌属 （ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒ）、双歧杆菌属（ｂｉｆｉｄｏｂａｃｔｅｒｉａ）、乳杆菌属 （１ａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ）、类杆菌属（ｂａｃｔｅｒｏｉｄ）和肠球菌属 ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ）。５种菌属的培养基分别为：肠杆菌属一市售 ＤＨＬ培养基、双歧杆菌属一ＢＬ琼脂培养基、乳杆菌属一改良
ｇｒｏｕｐｓ
ｍｉｃｅ． ｏｆ ｍｉｃｅ
Ｍｅｔｈｏｄｓ
ｗｅｒｅ
３２ｍｉΒιβλιοθήκη ｅｗｅｌａｇｇｒｏｕｐｓ（８ ｍｉｃｅ／ｇｒｏｕｐ）ａｃｃｏｒｄｉｎｇ
ｓｔａｒｃｈ ａｎｄ
ｗｅｒｅ
ｎｏ
ｔｈｅｉｒ ｗｅｌｉｇｈｔ ｒａｎｄｏｍｌｙ．Ｆｏｕｒ
ｇｉｖｅｎ ｂａｓｉｃ
ｆｅｅｄ（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｏｎｌｙ
ｃｏｒｎ
ＲＳ），ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ６％ＲＳ２ ｆｅｅｄ，ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ １２％ＲＳ２ ｆｅｅｄ，ａｎｄ
ｇｒｏｕｐ
１２％ＲＳ２
ｐＨ
ｉｓ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ｃｏｎｔｒｏｌ
ｃｅａｃｕｍ
ｇｒｏｕｐ（Ｐ＜Ｏ．０１），ａｎｄ ａｌｓｏ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ６％ＲＳ２ ｇｒｏｕｐ（Ｐ＜０．０５）．ＲＳ
ｏｆ
ｃｏｕｌｄ ａｌｓｏ ｄｅｃｒｅａｓｅ
ｏｆ ｆｅｃｅｓ ａｎｄ
ｃｏｎｔｅｎｔ
ｍｉｃｅ，ａｎｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ＲＳ３
第３４卷第１期
２００５年１月
卫生研究
ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＨＹＧＩＥＮＥ ＲＥＳＥＡＲＣＨ
Ｖｅｌ．３４
Ｎｏ．１ ８５
Ｊａｎ．２００５
文章编号：１０００—８０２０（２００５）０１—００８５—０３
・论著・
抗性淀粉对大鼠肠道菌群的影响
何梅
洪洁
杨月欣沈湘
边立华
中国疾病预防控制中心营养与食品安全所，北京１０００５０
ｋｉｌｌｅｄ
ｏｎ
ｔｈｅ ２９ｔｈ ｄａｙ
ｔｏ ｇｅｔ
ｃａｅｃｕｍ ｃｏｎｔｅｎｔ．，１１ｌｅ ｐＨ ｏｆ
ｃａｅｃｕｍ
ｃｏｎｔｅｎｔ
ｗｅｒｅ
ａｃｉｄ（ＳＣＦＡ）Ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｃｔｅｄ ｗｉｔｈ ｇａｓ
ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ．Ｒｅｓｕｌｔｓ嗡ａｎｄ飚ｃｏｕｌｄ
ａｌｌ
ｂｉｆｉｄｏｂａｃｔｅｒｉａ（Ｐ＜０．０５）ａｎｄ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒｉａ（Ｐ＜０．０５）．ＲＳ２ ｃｏｕｌｄ ｉｎｃｒｅａｓｅ ＳＣＦＡ ｏｆ ｃｅａｃｕｍ
ＳＣＦＡ量（ｔｚｍ０１）女１：Ｉ表４，其随饲料中硷含量增加而增高，１２％
万方数据
第１期
何梅，等．抗性淀粉对大鼠肠道菌群的影响
８７
ＲＳ２组极显著高于对照组（Ｐ＜０．０１），且也显著高于６％Ｒｓ２ 组（Ｐ＜０．０５）；６％ＲＳ２和６％ＲＳ３组大鼠同对照组没有显著 性差异。 肠道内酸碱度受ＳＣＦＡ影响很大，表４中盲肠和粪便的 ｐＨ值显示，１２％Ｒ是组大鼠的盲肠ｐＨ值要显著低于对照组 （Ｐ＜０．０５）；实验前各组大鼠粪便的ｐＨ值均衡，实验后各实 验组大鼠的粪便ｐＨ值均较对照组显著性降低（Ｐ＜０．０５，Ｐ＜ Ｏ．０１），且１２％ＲＳ２组、６％ＲＳ３组大鼠较６％ＲＳ２组更为降低。
低。可能由于飚在小肠内吸收缓慢，升血糖作用缓慢；当其
含量较高时（１２％），不易很快缓解饥饿感，从而反馈性地引起 摄食量增加，能量摄入增加而致体重增加；当Ｒｓ２含量较低时
３
讨论
抗性淀粉根据其机构和生理特性，分为四种类型，其中
ＴａＭｅ
（６％），可缓慢吸收维持血糖发挥能量缓释作用，不易产生饥 饿感，从而控制食欲，有利于控制体重。
表４抗性淀粉对大鼠盲肠内容物中ＳＣＦＡ、ｐＨ值和粪便ｐＨ值的影响（ｎ＝８．；±ｓ）
４ Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ
ＲＳ蛐ＳＣＦＡ
ａｎｄ
ｐＨ
ｏｆ
ｃａ艘哪ｃｏｎｔｅｎｔ
ａｎｄ ｆｅｃｅｓ ｏｆ
ｍｉｃｅ
注：（１）与对照组比较Ｐ＜ｏ．０５，（２）与对照组比较Ｐ＜０．ｏｌ，（３）与６％ＲＳ２组比较Ｐ＜０．ｏｌ，（４）与６％ＲＳ２组比较Ｐ＜０．０５
Ｔａｂｌｅ ２ Ｆｅｃｅｓ ｆｌｏｒａ
表２实验前各组大鼠粪便中五种茵群数■
ｏｆ
ｍｉｃｅ ｂｅｆｏｒｅ ＲＳ
ｉｎｔａｋｅ（ｎ＝８，ｊ ４－ｓ）
ｃｆｕ／ｇ
注：（１）与对照组比较Ｐ＜０．０５
２．３大鼠盲肠和粪便中发酵产物的变化 短链脂肪酸（ＳＣＦＡ）是不易消化的碳水化合物在结肠内
受肠道细菌酵解生成的主要产物。在盲肠内容物中的总
２结果 ２．１抗性淀粉对大鼠体重和进食量的影响 表１为大鼠的体重和进食量，经方差分析组间差异无显 著性。其中１２％Ｒｓ）组大鼠的体重表现出较对照组增加的趋 势，而６％ＲＳ，组和６％ＲＳ组比对照组略低。
表１抗性淀粉喂养４周后大鼠的进食量与体重的变化
Ｔａｂｌｅ １ Ｔｈｅ ｗｅｉｇｈｔ ｉｎｃｒｅａｓｅ ａｎｄ ｆｏｏｄ