黑果枸杞红色素的食品安全性试验研究
作者: 曹玉清 汪航 徐雄
黑果枸杞(Lycium ruthenicum Murray)属于茄科枸杞,在藏药中被称为“旁玛”。《晶珠本草》记载,“旁玛”味道略甘甜,性平,有养肝明目、生津止渴与补肾益血等功效,在月经不调、心热病与心脏病治疗方面也具有较好的作用。除了具有较高的营养保健价值,黑果枸杞中还含有许多水溶性色素,这种色素具有较好的浸染力,是一种天然的食品着色剂,且具有抗氧化、抗疲劳等作用。
本文主要根据急性毒性实验、遗传毒性实验以及亚慢性毒性实验来探究黑果枸杞红色素的安全性能,为黑果枸杞的开发利用提供实验数据参考。
一、材料与仪器
1.材料。黑果枸杞的鲜果用含量为70%的乙醇进行浸提,提取出来的液体经浓缩之后用大孔树脂分离,便得到黑果枸杞的红色素提取物,其中的主要成分是花色苷类物质。将实验要用的材料放置到阴凉、干爽、通风处进行保存。
2.试验环境与动物。试验使用清洁级别的健康昆明小鼠,经由动物实验中心繁殖,都带有合格证号。本次实验提供的动物室内温度区间为:22℃-25℃,室内相对湿度为:55%-70%。
3.菌株。本次实验选用的实验鼠为伤寒沙门菌株氨酸缺陷型,具体分别为TA97、TA98、TA100、TA102,这些菌株均由预防控制中心提供。
4.试验仪器。实验中用到的实验仪器包括奥林巴斯全自动生化仪、希森美康全自动血球计数仪、西德兹照相显微镜等。
二、试验方法
实验严格根据GB 15193-2003《食品安全性毒理学评价程序和方法》中的具体要求开展。
1.急性毒性实验。分别选择大鼠20只、小鼠20只,其中雌鼠和雄鼠分别有10只。在正式开展实验前需要对这些实验动物禁食,禁食时间为16h,饮水量不设限制。称取提取好的红色素样品,配制成500mg/mL的混合悬液,每间隔5h进行一次灌胃,总共3次灌胃,每次灌胃的量控制为0.2mL/10g·bw,共计剂量为30000mg/kg·bw。灌胃结束后,注意及时观察实验鼠的各种表现并做好记录。实验动物需要每周进行一次称重,持续观察两周,实验结束后将动物解剖进行观察,根据毒性的分级标准评定实验动物呈现出来的急性毒性强弱状况。
2.遗传毒性实验。此次实验研究主要运用的是污染物致突变性检测、Bone marrow cell micronucleus test(骨髓细胞微核试验)等,实验全过程都严格按照相关规定进行。
3.亚慢性毒性实验。选取60-80g的大鼠总共80只,雌雄各40只,根据体重随机分成4个组,喂养90d。实验分别设置高剂量、中剂量、低剂量及对照组,每组雌雄分别10只,总共20只。采取灌胃的方式,按照1.0mL/100g·BW的体积对剂量组实验中的大鼠喂养红色素样品,每天灌胃一次,对照组则灌入相同量的纯水,周期持续90d。进入实验中期时,咽静脉丛采血,抗凝处理后用实验仪器血球计数仪检测血红蛋白、红细胞以及白细胞,并对检测结果进行分类处理。实验完成后在第二天处死实验鼠,取出部分血进行血清生化与血常规检测,采集完成之后解剖,取出实验动物的肾脏、睾丸、肝脏等脏器称重,计算出脏器与大体之间的比值,对主要脏器,如肝脏、脾脏等进行病理组织学检查。
三、数据统计
应用SPSS 13.0软件对试验数据进行单因素方差分析和两两比较。
四、结果与讨论
1.急性毒性实验结果。对于急性毒性实验,整个实验观察期间各实验动物没有出现中毒现象与死亡问题,观察期结束后通过解剖实验的大体,也没有发现异常情况,根据结果可知小鼠急性毒性实验属于无毒级别。
2.遗传毒性实验结果。(1)Ames试验。实验中没有出现剂量反应关系,据此可以得出Ames试验结果呈阴性。(2)小鼠骨髓微核试验。通过分析实验得出的骨髓微核统计结果可知,将实验中的红色素按照高剂量组、中剂量组、低剂量组中的微核率与对照组比较发现其存在的差异不具备统计学意义,但是通过对比环磷酰胺的数据发现P<0.01,有统计学意义。由此可知,试验样品中黑果枸杞红色素对实验小鼠的骨髓细胞没有造成损害。(3)小鼠精子畸形试验。小鼠精子畸形试验中的低剂量组、中剂量组以及高剂量组和对照组中小鼠精子的畸形率都控制在合理范围内,在1.22%-1.39%。观察精子畸形的实验结果分析得出P>0.05,不具备显著差异,对比环磷酰胺发现P<0.01,具备统计学意义。由此可知,样品黑果枸杞红色素对小鼠的精子没有致畸作用。
3.亚慢性毒性实验结果。(1)动物一般表现。在实验的全部过程当中,各个组别实验动物的生长状况都较好,未出现中毒现象,实验动物没有出现死亡。(2)黑果枸杞红色素对大鼠体重及食物利用率的影响。在整个试验期间,实验剂量组雌雄大鼠的总增重量、总进食量及总食物利用率与对照组对比,P<0.05,差异没有统计学意义,具体数据见表1。(3)对大鼠血常规指标的影响。试验完成后,比较剂量组与对照组之间血红蛋白、血小板、红细胞以及白细胞的分类,P>0.05,差异不具有统计学意义,具体数值见表2。(4)对大鼠血液生化指标的影响。各剂量组雌、雄性大鼠中的血清谷草转氨酶、谷丙转氨酶、尿素氮、肌酐与对照组相比,P>0.05,差异均不具有统计学意义,具体数值见表3。(5)对大鼠脏器重量和脏/体比值的影响。各剂量组大鼠的肝脏、肾脏、脾脏以及雄鼠睾丸与对照组相比,P>0.05,差异均不具有统计学意义,具体数值见表4。
4.解剖大体观察及组织学检查结果。黑果枸杞红色素的试验结束后,通过解剖试验动物发现均未出现显著性病变,选择其中一组剂量组和对照组进行主要脏器组织的病理切片检查,结果发现,高剂量组与对照组中都有2只试验动物的肝脏汇管区有轻微的炎症细胞浸润;试验中的各组动物均有1只肾脏皮质出现了少量的蛋白管,剩余的其他脏器组织均未发现病理组织学上的变化。这些组织病变均是动物本身就会出现的一些自发性病变,试验组与对照组的病变程度和现状比较相似,由此能够排除是试验样品黑果枸杞红色素所致。
本实验以最大的实验给药量将大鼠、小鼠灌胃之后,均未出现中毒问题和死亡,并且以上3项遗传毒性结果都呈阴性,因此可以判断试验样品黑果枸杞红色素属于无毒级别。黑果枸杞的整颗果实都可食用,叶子也能食用,有很高的营养与药用价值,将来可以加大黑果枸杞深加工产品的开发研究,充分发挥其价值。
作者简介:曹玉清(1996-),女,汉族,江西九江人,助理工程师,大学本科,研究方向为天然色素的安全性。