溃疡性结肠炎,简称溃结,是一种发于结肠黏膜及黏膜下层的炎症性肠病,于1875年首例报道。近几十年来,溃结的发病率逐年上升。由于其病因复杂、迁延不愈、反复发作,目前,已被WHO列为现代难治病之一,临床上尚无针对性很强的特效药。部分中医古籍记载山芋可以防治现代医学认为的溃疡性结肠炎,然而实际生活中真正运用山芋防治溃疡性结肠炎的研究鲜有报道。随着对溃疡性结肠炎不断深入的研究,发现该病的发生发展与膳食纤维的摄入量存在一定的关系,也有文献证实膳食纤维对溃疡性结肠炎具有较好的防治作用。研究表明山芋富含膳食纤维,但膳食纤维是不是山芋防治溃疡性结肠炎的物质基础以及运用山芋膳食纤维防治溃疡性结肠炎的相关研究尚无系统的报道。基于此,本研究通过对不同山芋品种的筛选,结合单因素和正交试验优化酶碱结合法从山芋中制备膳食纤维的工艺,并对山芋膳食纤维产品进行质量鉴定。同时,通过预防实验和治疗实验初步探讨山芋膳食纤维对溃疡性结肠炎的防治作用。研究目的:本论文采用酶碱结合法从山芋中制备膳食纤维,优化其制备工艺后,再对山芋膳食纤维产品进行组成分析和理化功能特性测定,一方面为山芋的开发和综合应用以及山芋膳食纤维的产业化提供实验基础,另一方面为山芋膳食纤维的品质鉴定提供实验参考。而本文关于山芋膳食纤维对溃疡性结肠炎的药效学研究,旨在为临床防治溃疡性结肠炎提供新思路和实验依据。研究方法:1.山芋膳食纤维的制备及其工艺研究:将酶解法和碱解法有机结合从山芋中制备膳食纤维,以膳食纤维得率和可溶性膳食纤维含量为指标,筛选合适的山芋品种。在此基础上,通过单因素试验分别考察料液比、脂肪酶用量、混合酶(中温α淀粉酶和糖化酶)比例、混合酶用量、木瓜蛋白酶用量、碱解p H、碱解温度和碱解时间八个因素对膳食纤维得率的影响,然后通过酶用量正交试验和碱解工艺正交试验进一步优化制备工艺,最终筛选出实验范围内的合适山芋品种和最佳制备工艺。2.山芋膳食纤维的组成分析和理化功能特性测定:按照食品安全国家标准的含量测定方法对膳食纤维产品进行主要成分的含量测定和分析,并分别测定产品的持水性、持油性、膨胀性、乳化特性等理化性质及其对葡萄糖、重金属、亚硝酸等的吸附能力和阳离子交换能力等功能特性。3.山芋膳食纤维对溃疡性结肠炎防治作用的研究:通过预防实验和治疗实验探讨山芋膳食纤维对溃疡性结肠炎的防治作用,其中预防实验设置正常组、模型组、膳食纤维组和山芋粉组。造模之前,对膳食纤维组和山芋粉组分别进行山芋膳食纤维和山芋粉混悬液灌胃干预处理,正常组和模型组给予等量生理盐水灌胃干预处理,维持时间1周。然后对除正常组之外的其它各组采用右旋葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导法构建溃疡性结肠炎大鼠模型,同时各组仍按上述干预方法进行处理,最后通过各组大鼠一般状况观察、血清MPO测定、结肠大体形态学观察等评价山芋膳食纤维对大鼠溃疡性结肠炎的预防作用。治疗实验在预防实验分组的基础上增设阳性对照组,造模后,再对各组大鼠进行相应的给药处理,通过对大鼠一般状况观察、结肠大体形态学观察、结肠组织病理学观察以及血浆DAO和D-乳酸、血清MPO和TNF-α的测定等评价山芋膳食纤维对大鼠溃疡性结肠炎的治疗效果。4.山芋膳食纤维片剂的制备及其质量检查:以山芋膳食纤维为原料,筛选合适的辅料(填充剂、矫味剂、润滑剂等),采用湿法制粒压片法将其制成片剂。再按国家药典片剂项下的规定对制备出的山芋膳食纤维片进行质量检查。研究结果:1.山芋膳食纤维的制备及其工艺研究:山芋品种的筛选结果显示,黄心山芋综合评价值最高,为52.61%,高于紫心山芋的45.51%,红心山芋的45.96%和白心山芋的51.71%,因此黄心山芋是制备膳食纤维最合适的山芋品种;通过单因素和正交试验确定了实验范围内的最佳制备工艺:料液比为1:10、脂肪酶用量为原料的0.5%、混合酶(中温α淀粉酶∶糖化酶=4∶6或2∶3)用量为原料的0.6%、木瓜蛋白酶用量为原料的0.2%、碱解p H 8.5、碱解温度60℃、碱解时间1.5 h,在此工艺下,膳食纤维得率的平均值可达69.12%。2.山芋膳食纤维的组成分析和理化功能特性测定:膳食纤维的含量从原料山芋粉中的24.21%上升至可溶性产品的83.74%和不溶性产品的73.52%,有效地降低了杂质的含量,提高了膳食纤维产品的纯度;膳食纤维产品的持水性、持油性、膨胀性、乳化活性和乳化稳定性分别为9.33 g/g、3.96 g/g、6.23 ml/g、55.06%和64.24%;其功能特性的测定结果显示,山芋膳食纤维对葡萄糖、重金属、亚硝酸具有较强的吸附能力,另外还表现出较强的阳离子交换能力。3.山芋膳食纤维对溃疡性结肠炎防治作用的研究:预防实验结果显示,造模期间除正常组大鼠体重正常增加之外,其它三组体重均有不同程度的减轻;造模终点模型组大鼠血清MPO显著高于正常组、膳食纤维组和山芋粉组;从各组结肠大体形态观察结果可以看出,模型组大鼠结肠出现大面积弥漫性溃疡,膳食纤维组和山芋粉组结肠病变相对轻微;另外膳食纤维组结肠大体形态学评分显著低于模型组,而山芋粉组与模型组相比,无统计学差异;还有模型组大鼠的结肠厚度显著小于其它三组。治疗实验结果显示,阳性对照组DAI评分相比于膳食纤维组和山芋粉组降低的快而明显,但后两者与模型组比较,DAI评分显著降低;模型组大鼠10 cm的结肠重量显著小于正常组、阳性对照组和膳食纤维组;病理切片观察表明模型组大鼠结肠黏膜大面积损伤,上皮细胞和杯状细胞广泛溶解,还可见炎症细胞浸润,其它各组结肠病变程度较模型组有所改善;模型组大鼠血浆DAO和D-乳酸水平相对正常组明显升高(p<0.05),各干预组与模型组相比,DAO和D-乳酸水平明显下降(p<0.05);同样模型组大鼠血清MPO和TNF-α水平相比正常组显著上升(p<0.05),与模型组比较,各干预组血清TNF-α水平显著降低(p<0.05),而在血清MPO的测定中,只有阳性对照组和膳食纤维组显著低于模型组(p<0.05),山芋粉组与模型组相比,无显著性。4.山芋膳食纤维片剂的制备及其质量检查:通过片剂原、辅料配方的筛选,确定了山芋膳食纤维片剂的配方为可溶性膳食纤维用量15wt%、不溶性膳食纤维用量45wt%、预胶化淀粉用量40wt%(以上述三种原料100%为计量基准),继续添加10%淀粉浆20~30wt%、木糖醇6wt%、D-果糖6wt%、硬脂酸镁1.0wt%。片剂质量检查结果显示,山芋膳食纤维片基本符合药典规定的片剂质量要求。结论:本论文采用酶解结合法制备了山芋膳食纤维,以膳食纤维得率和可溶性膳食纤维含量为指标,确定了膳食纤维制备的合适山芋品种,通过单因素和正交试验,确定了最佳的制备工艺。在鉴定了山芋膳食纤维产品质量之后,初步探讨了山芋膳食纤维对溃疡性结肠炎的防治作用,成功构建了溃疡性结肠炎大鼠模型并验证了中医学关于山芋和现代医学关于膳食纤维防治溃疡性结肠炎的药效,初步表明了山芋防治溃疡性结肠炎与其富含膳食纤维有关,至于膳食纤维是不是山芋防治溃疡性结肠炎的唯一物质基础仍需进一步深入的研究。最后,本文摸索了山芋膳食纤维片的制备配方,并成功制出合格的片剂产品。