黄酒是中国特有的酿造酒,与啤酒、葡萄酒并称为世界三大发酵酒。黄酒发酵方式属于双边发酵且伴随着多种微生物共同发酵,特定的发酵工艺使黄酒具有独特的风味特征以及特定的功能性。随着生活水平的不断提高,消费者的需求目标已向健康保健转变,单纯的酒种已不能满足消费者的需要。研究表明[1-2],黄酒中吡嗪类、核苷类、黄酮类、萜烯类化合物等比较丰富,此外黄酒中游离氨基酸、功能性低聚糖、矿物质元素和多酚类物质含量要明显优于其他酒类。黄酒是富含功能性低聚糖的天然饮品,功能性低聚糖具有多种重要的生理功能,因此适量饮用黄酒能起到较好的保健作用[3]。黄酒中富含γ-氨基丁酸,具有提高记忆力、降血压、活化肝肾及防止动脉硬化等功能[4]。
功能性黄酒就是指在生产过程中添加功能因子后制成的一类黄酒,对人体有一定的保健功能[5]。杨祖滔[6]研究表明,薏米茯苓黄酒中含有丰富的功能性成分,具有较强的抗氧化能力。此外,红曲黄酒[7]、桑葚黄酒[8]、牡蛎黄酒[9]等新型的功能性黄酒得以被开发,这些新型黄酒适量饮用能够改善机体免疫力。闫训友等[10]研究富含冬虫夏草发酵液中虫草素的功能性黄酒。赵贝等[11]研究阿魏药酒表明,抗肿瘤作用可能与其免疫调节和抗氧化作用有关。李鸿儒等[12]研究附子药酒表明,附子药酒虽有一定抗肿瘤作用,但同时对阻止肿瘤生长也有不利的方面。近年来富含中草药成分的黄酒也被开发出来,许多学者对黄芪甲苷和三七[13-14]、麦冬[15-16]、甘草[17]、五味子[18]等进行了大量研究,表明这些中草药对提高人体免疫力方面具有很大的作用。因此,功能性黄酒的开发具有很大的前景。
但是具有功能性的黄酒,其功能性表现尚不明确。因此本研究以低度传统半干绍兴黄酒为酒基,加入黄芪、麦冬、五味子、生晒参、甘草中药提取物,增加皂苷、多糖等功能性成分含量,通过建立不同的小鼠免疫抑制模型,对小鼠进行功能性黄酒的处理,以说明功能性黄酒对提高机体免疫力的作用,为开发新型的功能性黄酒提供参考。
中药材(黄芪、五味子、生晒参、麦冬、甘草):杭州东仁堂医药零售十号大街店;清洁级美国癌症研究所(institute of cancer research,ICR)小鼠(体质量(20±2)g):浙江医学科学院动物中心;绍兴黄酒(酒精度15%vol):浙江古越龙山绍兴酒股份有限公司;环磷酰胺:上海生工生物工程股份有限公司;酶联免疫吸附测定(enzyme-linked immuno sorbent assay,ELISA)试剂盒:上海邦奕生物科技有限公司;细胞裂解液:国家黄酒工程技术中心;磷酸缓冲液:国家黄酒工程技术中心。
BW3200S电子天平:上海精密仪器仪表有限公司;5910R高速冷冻离心机:艾本德中国有限公司;BD FACSCalibur流式细胞仪:碧迪医疗器械(上海)有限公司;DFY-200C小型粉碎机:上海利闻科学仪器有限公司;FE30 pH计:瑞士梅特勒-托利多集团。
1.3.1 功能性黄酒制作
将实验用中药材在40℃烘干至恒质量,将其粉碎至40目大小均匀颗粒。称取黄芪20 g、五味子4 g、生晒参20 g、麦冬8 g、甘草8 g,将药材以1∶1.5(g∶mL)的料液比,利用体积分数为75%的乙醇在37℃条件下浸提12 h,并在70℃的条件下回流5h,经过滤、在温度50℃条件下进行真空浓缩,用绍兴黄酒作为酒基,用浸提液勾兑成8度的功能性黄酒,测定功效成分含量,并进行试验。
1.3.2 小鼠建模实验
将小鼠饲养在洁净的环境中,环境温度稳定在(22±2)℃,保持12 h的白天和夜晚循环饲养,经过1周的适应性饲养后进行相关的免疫学实验。取60只ICR小鼠,12只一组进行实验。
建模组和给药组小鼠进行环磷酰胺[19-20]建模处理,模型1:腹腔注射环磷酰胺,剂量80 mg/kg体质量,连续注射3 d,在试验的第11、12、13天,皮下注射环磷酰胺,剂量80 mg/kg体质量。在试验的第21、22、23天后再强化一次,即皮下注射环磷酰胺,剂量80 mg/kg体质量。模型2:腹腔注射环磷酰胺剂量40 mg/kg体质量连续7 d,停用环磷酰胺3 d,然后再用以同样的方法强化(即腹腔注射环磷酰胺剂量40 mg/kg体质量连续7 d,停用环磷酰胺3 d)。
给药实验,于环磷酰胺实验处理后分别于第9、10、11天和第19、20、21天后再强化一次。每周称质量一次,记录死亡情况。按体质量进行给药(功能性黄酒喂食),各组给药剂量为小鼠体质量×10 mL/kg,给药30 d。
1.3.3 分析检测
(1)小鼠体质量的测定
通过对不同实验组进行处理,每星期对小鼠进行称质量,记录试验数据。
(2)小鼠免疫器官的测定
末次给药24 h后,脊椎脱臼处死小鼠,及时取出小鼠的胸腺、脾脏、肾脏、肝脏,生理盐水冲洗后,用滤纸吸干水分,进行称质量,按下列公式计算胸腺指数、脾脏指数、肾脏指数、肝脏指数:
式中:I为胸腺指数/脾脏指数/肾脏指数/肝脏指数;W1为胸腺/脾脏/肾脏/肝脏质量,mg;W0为小鼠体质量,g。
(3)小鼠血浆中免疫球蛋白M含量测定
动物眼眶采血,放在非抗凝血试管中,室温静置2 h后,2 500 r/min离心10 min,取上清,测定免疫球蛋白M(immunoglobulin M,IgM)。采用ELISA法进行测定,具体操作均按照试剂盒说明书处理。
(4)小鼠血浆中T细胞分型的测定
动物眼眶采血,放在抗凝血试管中,按说明书处理后,流式细胞仪测定T淋巴细胞亚细胞群分化簇3(cluster of differentiation3,CD3)、分化簇 4(cluster of differentiation 4,CD4),分化簇 8(cluster ofdifferentiation8,CD8)。具体步骤如下:取500 μL血浆至细胞流式管,加入2 mL红细胞裂解液,静置10 min,然后加入磷酸盐缓冲液至流式管顶部,2 000 r/min离心10 min。弃去上清液,再次加入2 mL红细胞裂解液,静置10 min,然后加入磷酸盐缓冲液至流式管顶部,2 000 r/min离心10 min。看红细胞裂解程度,是否需要再次裂解。全程放在低温环境中操作。最后一次弃去上清液,沉淀加入100微升磷酸盐缓冲液,各加10 μLCD3、CD4、CD8鼠抗人荧光单克隆抗体,4℃避光放置30 min。然后加入磷酸缓冲液至流式管刻度稍微以下,2 000 r/min离心10 min。离心结束后,弃去上清液,再加入100 μL的磷酸缓冲液。通过荧光单克隆抗体对组织细胞内抗原进行定性、定量,在流式细胞仪上计数1×105个/kg以上细胞,分别记录T淋巴细胞(CD3+),辅助诱导T淋巴细胞(CD3+CD4+),抑制细胞毒T淋巴细胞(CD3+CD8+)以及T辅助细胞/T抑制细胞(CD4+/CD8+)表达的阳性率。
1.3.4 数据处理及分析
采用Origin 8.5软件、Excel和SPSS 17.0统计软件进行作图和差异显著性分析。所有的数据都以“平均值±标准偏差”表示,P<0.05时表示差异显著。
功能性黄酒是指以黄酒为基酒,通过添加特定中草药成分的萃取浓缩液而形成的一种新型黄酒,使其能够增强机体免疫力,改善人体亚健康,但不以治疗为目的[5]。黄芪、麦冬、甘草、生晒参、五味子均记载于《中国药典》[21],且允许用于保健食品。通过《中国药典》推荐摄入量查询以及问询中医,确定了功能性黄酒的基本配方见表1。
表1 人体推荐摄入量和功能性黄酒配方
Table1 Recommended intake and functionalHuangjiuformula
注:推荐日饮量250~500 mL。
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依据表1功能性黄酒配方,对该功能性黄酒中的功效成分进行检测,通过已有的检测方法[22-25],进行总皂苷、总多糖、总多酚、总黄酮的含量测定,结果见表2。
表2 功能性黄酒中功效成分含量
Table2 Content of functional components in functionalHuangjiu
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由表2可知,功能性黄酒中含有皂苷、多糖、多酚及黄酮等功效成分。
通过环磷酰胺作为免疫抑制剂建立免疫抑制模型的实验方法,对小鼠进行建模处理,建立不同的免疫抑制模型以验证不同处理组的免疫提升效果,建模结果见表3。
表3 小鼠建模及处理方法
Table3 Modeling and treatment methods of mice
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由表3可知,空白对照组:8度空白黄酒;模型组1:在造模基础上,喂食8度空白黄酒;模型组2:在造模基础上,喂食8度空白黄酒;给药组1(模型组1+药物):在造模基础上,喂食药酒。药酒酒精度8度,生药量0.91 g/mL;给药组2(模型组1+药物):在建模基础上,喂食药酒。药酒酒精度8度,生药量0.91 g/mL。
小鼠体质量变化是小鼠免疫力的最直观的体现。实验30 d后,对实验小鼠进行称质量,每周小鼠的体质量变化见表4。
由表4可知,从第二周开始造模组小鼠的体质量均低于空白组小鼠体质量,存在显著性差异(P<0.05),说明通过环磷酰胺处理,小鼠的免疫功能遭到抑制,实验建模成功。对比给药1组和给药2组可知,在给药1组的条件下,免疫恢复效果要好于给药2组。且给药2组与模型组相比,体质量反而减少,可能是由于模型2组造模程度太深,这与宋雁等[19]研究结果相似。
表4 不同建模模型对小鼠体质量的影响
Table4 Effects of different modeling models on body mass of mice
注:“*”为各组与空白组比较,“#”为给药组与阴性对照组比较;“*,#”表示对结果影响显(P<0.05);“**,##”表示对结果影响极显著(P<0.01)。
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胸腺指数和脾脏指数是与免疫相关的主要脏器指数[26-27]。实验30 d后,对小鼠进行解剖,取下小鼠的脾脏、胸腺、肝脏和肾脏进行称质量,结果分别见图1和图2。
图1 不同建模模型对小鼠胸腺和肝脏指数的影响
Fig.1 Effects of different modeling models on thymus and liver indexes of mice
“*”为各组与空白组比较,“#”为给药组与模型组比较;“*,#”表示对结果影响显著(P<0.05);“**,##”表示对结果影响极显著(P<0.01)。下同。
图2 不同建模模型对小鼠肾脏与脾脏指数的影响
Fig.2 Effects of different modeling models on kidney and spleen indexes of mice
由图1和图2可知,模型1组和给药1组的胸腺指数与空白组相比,分别降低了54.27%和46.34%,并且存在显著性差异(P<0.05);模型2组和给药2组的脾脏指数和胸腺指数与空白组相比,脾脏指数分别增加了157.25%和113.99%,胸腺指数分别降低了24.34%和41.46%,并且存在显著性差异(P<0.05)。给药1组和模型1组相比,给药组的脾脏指数和胸腺指数分别增加了28.78%和17.33%,说明给药组较模型组对小鼠的免疫器官有改善作用,且趋势靠近空白组;给药2组和模型2组相比,给药组的脾脏指数和胸腺指数无显著性变化(P>0.05),但是都有一定程度的降低,分别降低了17.17%和25.01%,并且趋势远离空白组。造模组的肝脏指数和肾脏指数与空白组相比,无明显变化(P>0.05)。综上结果表明,在模型1的基础上,给药组对小鼠的免疫器官具有一定的改善作用;在模型2的基础上,给药组对小鼠的免疫器官无改善作用。这说明小鼠的免疫机制破坏程度加大,给药组已失去提高免疫力的作用。
免疫球蛋白M(IgM)主要分布在血液中,在机体免疫反应中出现最早,具有强大的抗感染作用。不同造模模型对小鼠血浆中IgM含量测定结果见图3。
图3 不同建模模型对小鼠血浆中免疫球蛋白的影响
Fig.3 Effects of different modeling models on immunoglobulin in mice plasma
由图3可知,造模组与空白组相比,小鼠血浆中免疫球蛋白M含量分别降低了50.37%、38.21%、162.90%、和69.25%,并且存在显著性差异(P<0.05)。给药1组的IgM含量与模型1组相比,增加了24.49%,说明给药组较模型组对小鼠的免疫器官有改善作用,且趋势靠近空白组;给药2组的I gM含量与模型2组相比,减少了19.16%,不存在显著性差异(P>0.05)。综上所述,在模型1的基础上,给药组对小鼠产IgM具有一定的调节作用;在模型2的基础上,给药组对小鼠产IgM无明显调节作用。
通过实验分别对T淋巴细胞(CD3+),辅助诱导T淋巴细胞(CD3+CD4+),抑制细胞毒T淋巴细胞(CD3+CD8+)以及T辅助细胞/T抑制细胞(CD4+/CD8+)进行测定,不同造模模型对小鼠血浆中T细胞分型的影响结果分别见图4和图5。
图4 不同造模模型对小鼠血浆中T细胞分型(CD3+、CD3+CD4+)的影响
Fig.4 Effect of different modeling models on T cell typing(CD3+、CD3+CD4+)in mice plasma
图5 不同造模模型对小鼠血浆中T细胞分型(CD3+CD8+、CD4+/CD8+)的影响
Fig.5 Effect of different modeling models on T cell typing(CD3+CD8+、CD4+/CD8+)in mice plasma
由图4可知,与空白组相比,模型1组、给药1组、模型2组、给药2组的CD3+CD4+含量分别增加了7.45%、6.44%、6.72%和8.46%,并且存在极显著性差异(P<0.01)。由图5可知,与空白组相比,模型1组、给药1组、模型2组、给药2组的CD3+CD8+含量分别降低了22.08%、19.53%、30.27%和32.23%,并且存在极显著性差异(P<0.01);与空白组相比,模型1组、给药1组、模型2组、给药2组的CD4+/CD8+比值分别增加了34.07%、27.88%、46.46%和54.42%,并且存在极显著性差异(P<0.01)。给药1组的CD3+含量、CD3+CD4+含量、CD3+CD8+含量、CD4+/CD8+比值与模型1组相比,分别降低了0.94%,增加了3.27%,降低了4.62%,虽然都不存在显著性差异(P>0.05),但是给药组数据更接近空白组;给药2组的CD3+含量、CD3+CD4+含量、CD3+CD8+含量、CD4+/CD8+比值与模型2组相比,分别增加了1.63%,减少了2.81%,增加了5.44%,但是都不存在显著性差异(P>0.05)。
结果表明,在模型1的基础上,给药组对小鼠血浆中T细胞分型含量具有一定的调节作用;在模型2的基础上,给药组对小鼠血浆中T细胞分型含量没有明显的调节作用。
通过动物实验的体质量、免疫器官指数、血浆中免疫球蛋白M、血浆中T细胞分型等指标对小鼠建模模型进行验证。与空白组相比,两个模型组小鼠的体质量、免疫器官指数、免疫球蛋白M、血浆中T细胞含量都有显著性的变化,说明本试验的两个建模成功。给药1组与模型1组相比,免疫器官指数增加,IgM含量增加,CD4+/CD8+比值降低,且给药组的数据较模型组更接近于空白组,说明给药组对小鼠免疫具有一定的调节作用;给药2组与模型2组相比,体质量降低,免疫器官指数降低,IgM含量降低,CD4+/CD8+比值增加,说明造模程度深,小鼠的免疫调节能力破坏大,无法恢复。但是通过给药1组和模型1组的数据对比,可以验证得到该配方具有调节免疫力的功能。综上,本研究免疫功能调节验证试验探索出了较优造模模型,即模型组1。并且由模型组1的建模试验结果证明,功能性黄酒具有提高机体免疫力的功能。
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Enhancement of body immunity by functional Huangjiu