《食品安全導(dǎo)刊》刊號:CN11-5478/R 國際:ISSN1674-0270

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功能食品配料——低聚木糖的功能及其應(yīng)用研究

2018-04-30 18:14:29 來源:

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□  寧俊 楊海軍 山東龍力生物科技股份有限公司
    益生元被譽為人體腸道的“健康衛(wèi)士”,低聚木糖則是益生元家族中功效性能最為顯著的成員之一,具有調(diào)節(jié)腸道菌群、增強免疫力、促進營養(yǎng)物質(zhì)吸收、促進機體細胞健康、輔助降血脂、保護肝臟等功能;而且其在保健食品、乳品、特膳食品和藥品,以及其他眾多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。
    低聚木糖(XOS)被譽為“超強益生元”物質(zhì),它能有效促進人體內(nèi)有益菌的增殖,并且對有害菌有明顯的抑制作用,最終可促使機體內(nèi)微生態(tài)菌群達成平衡。有益菌在生長繁殖過程中產(chǎn)生的短鏈脂肪酸和免疫因子能夠促進機體免疫系統(tǒng)的健康,并且有預(yù)防癌癥的效果;同時,短鏈脂肪酸的產(chǎn)生能夠刺激機體腸道蠕動,并提高結(jié)腸滲透壓,提高機體糞便的水分,改善或防止便秘。科學(xué)實驗證明,每天攝入0.7~1.4g低聚木糖就能夠起到良好的整腸作用,甚至在0.4g/d的用量時,也能起到增殖有益菌的作用。作為良好的益生元因子,低聚木糖的功效及應(yīng)用研究闡述如下。
低聚木糖的功能研究
調(diào)節(jié)腸道菌群
    2009年,丹尼斯克健康營養(yǎng)研究中心用四根導(dǎo)管模擬人類大腸環(huán)境條件的半連續(xù)型厭氧結(jié)腸模擬器,用于研究低聚木糖在48h內(nèi)的發(fā)酵作用。結(jié)果表明,在低聚木糖處理下,雙歧桿菌的數(shù)量增加,乳酸雙歧桿菌的增殖效果尤其明顯。
    2013年北京聯(lián)合大學(xué)開展了一項研究,以BALB/c小鼠為試驗對象,連續(xù)給予高劑量(1.0g/kg·bw)、低劑量(0.5g/kg·bw)的低聚木糖。14d后,測定小鼠糞便中雙歧桿菌、乳桿菌、腸桿菌、腸球菌的含量。與對照組相比,連續(xù)給予低聚木糖14d后,低、高劑量組小鼠糞便內(nèi)乳桿菌、雙歧桿菌及B/E值均顯著增加(P<0.05)。說明低聚木糖具有改善小鼠胃腸道菌群及潤腸通便的功效。
    2014年加州大學(xué)洛杉磯分校發(fā)表的研究報告評價了低聚木糖對腸道菌群的優(yōu)化功效。研究中將32名健康成年受試者隨機分為3組進行雙盲實驗,受試者每天接受1.4克XOS、2.8克XOS或安慰劑。這項研究包括2周的磨合期、8周的干預(yù)期和2周洗脫期。相對于安慰劑組,兩個低聚木糖組的雙歧桿菌數(shù)量都有所增加。在第4周時,雙歧桿菌的數(shù)量在基線上增加了21%,第8周時高劑量組(2.8g/天)增加了17%。
 
增強免疫力
    Hua Han Chen等研究發(fā)現(xiàn)0.1~100μg/mL的XOS誘導(dǎo)巨噬細胞系RAW264.7中腫瘤壞死因子α(TNF-α)、IL-1β、IL-6和NO的數(shù)量增加。另外,受脂多糖刺激的細胞中XOS(0.1~100μg/mL)給藥前、后的劑量效應(yīng)是抑制TNF-α、IL-1β、IL-6和NO的數(shù)量,IL-10的數(shù)量被誘導(dǎo)增加,但沒有細胞毒性作用。通過XOS給藥的前列腺素E2(PGE2)的數(shù)量沒有明顯增加。
    將低聚木糖、聚葡萄糖酸鈣、麗珠腸樂(合生元)及生理鹽水通過灌胃給樣,進行小鼠紅細胞免疫粘附實驗。其給樣劑量為80mg/kg,連續(xù)給樣7天。結(jié)果發(fā)現(xiàn),作為益生元物質(zhì)的低聚木糖能夠增強紅細胞免疫復(fù)合物花環(huán)和腫瘤紅細胞花環(huán)的形成率,顯著提高機體的免疫能力。這些數(shù)據(jù)說明XOS能夠有效抑制脂多糖引發(fā)的炎癥反應(yīng),驗證了其免疫調(diào)節(jié)的作用
 
促進營養(yǎng)物質(zhì)的吸收
    低聚木糖能夠有效提高大鼠股骨的干重、長度及骨鈣的含量(增加大鼠對鈣的吸收并降低大鼠體內(nèi)鈣的流失)。對大鼠喂養(yǎng)低鈣飼料,同時用2%濃度的低聚木糖水溶液喂養(yǎng)3周,結(jié)果大鼠股骨干重量增加11%~20%,股骨長度也有明顯的增加(P<0.05),骨鈣含量增加9%~32%;喂養(yǎng)普通飼料并同時用2%的濃度的低聚木糖水溶液喂養(yǎng),大鼠骨鈣含量增加5%~26%;對大鼠喂養(yǎng)低鈣飼料,并讓其飲用2%的低聚木糖水溶液,實驗結(jié)束時,大鼠糞鈣含量較相應(yīng)對照組降低了59.6%。但是,低聚木糖對大鼠血鈣和尿鈣含量的影響不明顯。
    巴基斯坦農(nóng)業(yè)大學(xué)國家食品科學(xué)與技術(shù)研究所曾將低聚木糖添加到酸奶中,評價其對大鼠吸收礦物質(zhì)的影響。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),在酸奶中添加3.5%的低聚木糖對大鼠的鈣吸收有著良好的促進作用;喂養(yǎng)3周以后,大鼠對鈣的吸收率和保留率都有了明顯的增加;另外,添加3.5%低聚木糖的酸奶使大鼠對鐵和鎂等礦物質(zhì)的吸收和保留也有明顯的促進作用。
 
提供機體細胞健康的密碼
 —— 糖質(zhì)營養(yǎng)素   
     機體的新陳代謝是一個復(fù)雜的過程,機體要對外界或機體內(nèi)的刺激做出反應(yīng),并完成相應(yīng)的調(diào)節(jié)必然要依靠細胞間的信號傳導(dǎo)。隨著人們對糖化學(xué)的深入研究,細胞間信號的傳遞密碼終于被揭開,它們就是8種被稱為糖質(zhì)營養(yǎng)素的單糖分子,包括甘露糖、巖藻糖、葡萄糖、半乳糖、N-乙酰半乳糖胺、N-乙酰葡萄糖胺、N-乙酰神經(jīng)胺酸、木糖。
    低聚木糖中的木糖分子作為糖質(zhì)營養(yǎng)素的一種,能夠直接與細胞表面的蛋白質(zhì)結(jié)合構(gòu)成糖蛋白,進行細胞間資訊的交換。最終使得機體免疫系統(tǒng)正常化,提高機體的抗氧化功能,使機體遠離過敏、炎癥、糖尿病、老年癡呆、癌癥等疾病。
輔助降低血糖水平
    臺灣臺中榮軍總醫(yī)院和臺中靜宜大學(xué)關(guān)于低聚木糖對Ⅱ型糖尿病影響的聯(lián)合研究結(jié)果表明:低聚木糖能夠顯著降低Ⅱ型糖尿病患者的血糖濃度。試驗中處理組糖尿病受試者在沒有改變?nèi)梭w測量指標(biāo)和營養(yǎng)攝入量的情況下,每天在膳食中補充低聚木糖,8周后,受試者的空腹血糖濃度由第0周的167.9mg/dL降低至第8周的154.4mg/dL;糖化血紅蛋白也從8.2%降到7.9%;果糖胺的濃度由474.6μmol/L降低到343.8μmol/L,除此之外,受試者的血漿膽固醇和甘油三酯、高密度脂蛋白膽固醇、載脂蛋白B的濃度也分別降低了13.9%、24.8%、5.1%、17.0%,這些指標(biāo)的變化與空白對照組有顯著的差異。然而整個試驗期間受試者的體質(zhì)指數(shù)、谷草轉(zhuǎn)氨酶、谷丙轉(zhuǎn)氨酶、血尿素氮和肌酐值的濃度卻沒有發(fā)生改變,體重也保持穩(wěn)定。這表明低聚木糖不僅能夠顯著降低糖尿病患者的血糖濃度,同時對患者的肝臟和腎臟功能沒有損害,能夠很好地避免Ⅱ型糖尿病患者的肝腎損傷。
 
保護肝臟
    14個慢性輕度肝硬化患者每人每天服用3.0g低聚木糖14天,進行氨代謝評估。試驗發(fā)現(xiàn)低聚木糖可促使血氨含量降低(服用XOS之前其含量為230.01±773.59μL/dL,服用XOS之后為146.1±32.2μL/dL)。這說明低聚木糖能夠通過降低結(jié)腸pH和提高糞便氮排泄進而影響血液中氨的含量。其將成為治療肝性腦病(嚴重肝病引起的肝性昏迷)的一種新的選擇。
 
低聚木糖應(yīng)用研究
    近年來,隨著我國食品工業(yè)的迅猛發(fā)展,特別是具有營養(yǎng)保健作用的功能性食品——各種營養(yǎng)食品、保健食品、膳食補充劑,推動了低聚木糖行業(yè)的進步。目前,低聚木糖的應(yīng)用開發(fā)進展很快,應(yīng)用領(lǐng)域已涉及到食品、保健食品、醫(yī)藥等各個領(lǐng)域,尤其在功能食品中的應(yīng)用十分廣闊。
 
開創(chuàng)新型益生元調(diào)味料
    調(diào)味品在人們的一日三餐不可缺少,將益生元用于鹽等調(diào)味品中,能夠?qū)崿F(xiàn)“大眾食品功能化,功能食品大眾化”的全民健康目標(biāo)。這既滿足了人們對美味的追求,同時保證了人們的健康需求。益生元低鹽固體調(diào)味料就是以食鹽為基本原料,添加了一定量的食用氯化鉀、適量的益生元低聚木糖制成的調(diào)味料。
 
特膳食品以及醫(yī)藥輔助因子
    我國于2005年10月1日正式執(zhí)行的《預(yù)包裝特殊膳食用食品標(biāo)簽通則》(國標(biāo)  13432-2004)將特膳食品定義為:“為滿足某些特殊人群的生理需要,或某些疾病患者的營養(yǎng)需求,按特殊配方專門加工的食品”。
有鑒于低聚木糖的各種功效特性的研究,將其添加到適合于糖尿病、免疫力低下、腸道紊亂等特殊人群中的食品或藥品中,可輔助其進行癥狀的控制和治療。
 
打造功能性保健食品
    保健食品是指聲稱具有特定保健功能或者以補充維生素、礦物質(zhì)為目的的食品。截止2015年,我國獲得批準文號的保健食品有1.4萬余個,其中添加低聚木糖的約有40個,占比0.55%。其保健食品功效宣稱的27個種類中,添加低聚木糖的產(chǎn)品主要涉及到通便、增強免疫力、調(diào)節(jié)腸道菌群等15個種類。其中通便類產(chǎn)品占比41.25%,增強免疫力類產(chǎn)品占比30%、調(diào)節(jié)腸道菌群類產(chǎn)品占比27.5%、其他類產(chǎn)品占比22.5%(見圖1)。
 
營養(yǎng)乳品功能因子
    目前,牛奶等乳制品已經(jīng)成為人們?nèi)粘o嬍车囊徊糠?。隨著乳品由益生菌時代向功能化時代的轉(zhuǎn)變,在乳品(無論是液體奶還是奶粉)中添加益生元已經(jīng)成為一種時尚。其市場訴求點包含調(diào)節(jié)腸道菌群、促進營養(yǎng)吸收、改善乳糖不耐,纖體通暢等方面;從功能宣稱上來看,這類產(chǎn)品的健康聲稱包含了:低脂/無脂/脂肪減少、消化(功能性)、加強維生素/礦物質(zhì)、低糖/無糖/糖減少、高纖維/添加纖維、加鈣、不含添加劑/防腐劑、益生元、不過敏等。
其他
低聚木糖玫瑰餅
    鮮花餅是以云南特有的以食用玫瑰花入料的酥餅,是具有云南特色的云南經(jīng)典點心代表。據(jù)史料記載,鮮花餅早在300多年的清代由一位制餅師傅創(chuàng)造,由于鮮花餅具有花香沁心、甜而不膩、養(yǎng)顏美容的特點,而廣為流傳。當(dāng)前,在各類鮮花餅中較為盛行的當(dāng)屬玫瑰餅。低聚木糖能夠有效促進人體內(nèi)有益菌的增殖,并且對有害菌有明顯的抑制作用,最終促使機體內(nèi)微生態(tài)菌群達成平衡。以玫瑰鮮花、低聚木糖、蜂蜜等健康佳品科學(xué)調(diào)配,焙烤而制的鮮花餅成為美麗生活締造者。
 
低聚木糖在醋蛋液中的應(yīng)用
    醋蛋是中國人的偉大發(fā)明,早在1800年前,漢代“醫(yī)圣”張仲景所著《傷寒論》中就有醋蛋藥方的記載,明代永樂年間,此方流行于宮廷。隨后,這道宮廷秘方傳至民間,又經(jīng)過數(shù)道改良,其保健價值也慢慢被開發(fā),并成為集預(yù)防、治療、康復(fù)等功效為一體的食品。
    益生元低聚木糖是人體腸道的環(huán)保衛(wèi)士,它在自然界中廣泛存在。其甜度約為蔗糖的一半,酸性條件下相當(dāng)穩(wěn)定;pH在2.5~8.0范圍內(nèi),加熱至100℃時基本不分解。低聚木糖這一良好的益生因子與醋蛋相結(jié)合,開發(fā)適宜現(xiàn)代人快節(jié)奏生活方式的保健飲品將是一個不錯的選擇。該類飲品以低聚木糖作為增殖腸道有益菌、抑制腸道有害菌、保持腸道菌群微生態(tài)平衡及年輕化的源動力;附加醋蛋這一古老的藥膳配方,采用現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)技術(shù),實現(xiàn)古方新用,為人類的健康人生做出貢獻。
 
未來展望
    目前,我國正處于一個經(jīng)濟社會快速發(fā)展的時期。與此同時,生活壓力增大以及環(huán)境改變也給我們的生活帶來了一些負面的影響,亞健康人群數(shù)量不斷的增加,這已經(jīng)成為亟待解決的問題。所以人們對通過改善飲食結(jié)構(gòu)以及通過攝入功能食品的形式來改善健康狀況給予了厚望,同時國際上對環(huán)境和健康的關(guān)注,對食品安全問題的日益重視,回歸大自然、崇尚綠色、健康暢飲已成為新的消費潮流。低聚木糖以其特有的功能賦予產(chǎn)品低熱量、調(diào)整腸道菌群、雙向調(diào)節(jié)便秘和腹瀉、促進鈣和鐵等微量元素吸收、提高免疫力等功效,增加產(chǎn)品的賣點,夯實產(chǎn)品保健功能基礎(chǔ),為企業(yè)贏得未來。
    在人們追求天然、安全、高效的理念下,人們有理由相信——低聚木糖在各領(lǐng)域的應(yīng)用將越來越廣泛。
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