牦牛骨粉制备及其抗骨质疏松活性研究

摘要

随着中国逐渐进入老龄化社会，骨质疏松症发病率不断攀升。目前防治骨质疏松的研究主要集中在药物治疗上，往往忽视了对机体整体代谢的调整，普遍具有一定副作用。因此，寻找能防治骨质疏松、副作用小的功能食品具有重要意义。本课题旨在优化牦牛骨粉制备工艺，并基于体外模拟胃肠道消化模型和骨质疏松动物模型探究粒径对牦牛骨粉消化特性及其抗骨质疏松活性的影响，可为今后开发高活性牦牛骨源功能食品提供理论和技术支撑。 本文首先对牦牛骨脱脂工艺进行了优化分析。为提高脱脂率，以青海牦牛股骨为原料进行超声辅助有机溶剂脱脂参数优化，并比较分析了超声脱脂法和蒸煮脱脂法对骨粉制备的影响。结果显示:乙酸乙酯为最佳脱脂溶剂;超声功率500W，超声时间30min，液料比(v∶m)6为最佳脱脂参数，脱脂率可达92.00％，显著高于蒸煮脱脂法(71.25％)(P＜0.01);与蒸煮脱脂法相比，超声脱脂法蛋白质流失率、矿物质流失率显著降低(P＜0.05)，且钙离子释放度不存在显著差异(P＞0.05)。超声波辅助有机溶剂脱脂处理制备骨粉可更多保留骨中营养物质，对改善骨粉加工工艺及提高骨粉品质具有一定参考价值。 其次，本文探究了不同中值粒径（19.92μm、49.94μm、76.65μm、96.73μm、128.37μm）牦牛全骨粉的理化特性和消化特性。结果显示，不同粒径骨粉的基本营养成分（蛋白质、脂肪、水分、灰分）、总氨基酸、羟脯氨酸以及矿物质含量皆无显著差异(P＞0.05)。但随粒径减小，骨粉的亮度增大、持水力和蛋白质溶解能力越强。通过体外消化系统对不同粒径骨粉进行研究发现，随粒径减小，骨粉蛋白质消化率呈上升趋势，其中D50为19.92μm的骨粉经肠部消化后蛋白质消化率可达28.53％，显著优于其它大粒径骨粉(P＜0.05);各消化产物中氨基酸含量不同，并皆随骨粉粒径减小而增大，其中酪氨酸(Tyr)、苯丙氨酸(Phe)、赖氨酸(Lys)、精氨酸(Arg)含量最高。然而，随着骨粉粒径减小，分子量小于0.5kDa的肽段相对含量及钙磷释放度皆逐渐降低，其中骨粉钙、磷释放度分别为3.27～3.84mg/g、1.34～1.65mg/g。综上，粒径不会导致骨粉中基本成分发生改变，但随着粒径减小，骨粉表现出较好的理化特性，且其蛋白质消化率以及氨基酸游离度逐渐呈现更佳状态，但小分子量肽段相对含量、钙磷释放度随之降低。 为进一步确定不同粒径牦牛骨粉的抗骨质疏松活性，本文利用3种中值粒径（19.92μm，76.65μm，128.37μm）牦牛骨粉饲喂骨质疏松模型大鼠。结果显示，牦牛骨粉饲喂组大鼠的钙、磷表观吸收率分别可达53.37～55.12％、55.26～58.51％;与模型组相比，牦牛骨粉可显著增加大鼠血清中骨钙素、碱性磷酸酶和抗酒石酸酸性磷酸酶的含量(P＜0.05)，但骨密度和骨小梁等指标没有统计学意义，并且在所选粒径范围内，粒径差异未对其产生显著影响(P＞0.05)。综上，牦牛骨粉在一定程度上表现出抗骨质疏松活性，但在所选粒径范围（19.92～128.37μm）内，粒径差异未导致其功能差异。