水溶性膳食纤维聚葡萄糖的功能研究与应用现状(1)
膳食纤维是人体不可缺少的第七营养素。自20世纪60年代Trowell首次列出现代“文明病”的特征，并提出膳食纤维在对抗“文明病”方面的重要作用以来，膳食纤维的研究和开发便迅即受到世界各国的高度重视，营养学界、临床医学界和食品科学界相继投入很大的精力进行研究，在全球范围内掀起了研究膳食纤维的热潮。
聚葡萄糖是种低热量、无糖、低血糖指数的特殊碳水化合物，具有水溶性膳食纤维和益生元的特点。它是由天然的葡萄糖和少量山梨醇、柠檬酸经高温熔融缩聚而成，是随机交联的葡萄糖组成的多糖。聚葡萄糖作为一种作用和性能最好的膳食纤维之一，近年来得到快速发展，50多个国家批准使用，在众多食品、饮料、保健食品中得到越来越广泛的应用。
聚葡萄糖的生理功能研究现状
1、低能量
聚葡萄糖是随机聚合的产物，糖甙键种类多，分子结构复杂，难以被人体或动物消化利用，因此具有较低的热量。在模拟人体内条件下或人体试验也证实了聚葡萄糖具有较低的能量值。如White等采用α淀粉酶、支链淀粉酶、淀粉糖甙酶结合在模拟人体内的条件下对聚葡萄糖进行酶解，测量产生的葡萄糖数量，推算出聚葡萄糖在体内的消化率为22%-25%，热量值约为1kcal/g。
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2、调节肠道功能、防止便秘的发生
由于聚葡萄糖具有很好的持水性，未消化的聚葡萄糖促进了肠道的蠕动和粪便的排出。同时在大肠内部分聚葡萄糖可以被双歧杆菌等有益菌发酵利用，产生大量的短链脂肪酸而降低肠道pH值，刺激肠道蠕动，增加粪便的湿润度并保持一定的渗透压，从而双向调节肠道内环境而防止便秘的发生。一项对120名健康成年人的研究表明，在摄入聚葡萄糖大约两天后，大多数受试者的粪便软化并使粪便易于排出。随着聚葡萄糖摄入量的增加，排便的频率和难易程度得到改善，粪便的湿重和干重相应的增加。
3、调节肠道菌群平衡的益生元功能
益生元是不被消化的食物成分，可以通过选择性的刺激结肠中的种或少数几种细菌的生长与活性而对宿主产生有益影响，从而增加宿主健康。
许多研究表明，聚葡萄糖是有效的益生元，被摄入人体后，在胃肠道的上半部分并不被消化，只是到了胃肠道的下半部分才有部分被发酵，促进了肠道有益菌(双歧杆菌、乳杆菌)的增殖，并抑制有害菌如梭状芽孢杆菌和拟杆菌的生长。聚葡萄糖被有益菌发酵产生短链脂肪酸如醋酸、丁酸等，降低了肠道pH值，可以帮助抵抗感染，并降低癌症的危险性。
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(1)促进肠道有益菌的生长，调整肠道菌群平衡，抑制有害菌的生长。
在人体肠道模拟器三级连续培养系统中，浓度为1%和2%的聚葡萄糖即可对肠道双歧杆菌有显著刺激作用。它所作用的双歧杆菌范围较广除了对青春双歧杆菌、两叉双歧杆菌、长双歧杆菌等有增殖作用外，还对婴儿双歧杆菌有增殖作用。而人体临床试验研究表明，人体摄入聚葡萄糖后粪便中厌氧微生物显著改变，双歧杆菌和乳杆菌增加，而拟细菌减少。服用聚葡萄糖4g、8g、12g后大肠中双歧杆菌分别增加了大约3倍、7倍和10倍，乳杆菌分别增加了大约4倍、4倍和7倍，而拟杆菌(脆弱拟杆菌。普通拟杆菌、中间型拟杆菌)平均减少了大约54.6%、80.8%、82.7%。
(2)产生短链脂肪酸，降低肠道pH值。
动物试验、人体模拟或临床试验均表明聚葡萄糖在肠道内可以被部分发酵产生短链脂肪酸，从而降低肠道pH值。人体临床试验研究表明，聚葡萄糖即使在每日4g的低剂量水平也会在有益菌发酵过程中使产生的短链脂肪酸如乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、异戊酸等增加，当摄入量为8g/a或12g/a时，醋酸和丁酸的增加量非常显著，醋酸的浓度分别由4.12mg/g增加到4.7、5.12mg/g，而丁酸的浓度由对照的0.94mg/g分别增加到1.31mg/g、1.41mg/g。粪便pH分别有摄入前的7.00、6.93减低到摄入后的6.71和6.37，而对照组没有明显变化。醋酸和丙酸经吸收后进入血液循环，在肝脏及其外部组织中被代谢：而丁酸是最重要的发酵产物，能够作为肠道细胞的能量来源，对上皮细胞的正常发育也十分重要。而肠道pH值的降低能够抑制肠内毒素的产生，如吲哚和P-甲酚等，有利于预防或防止便秘及肠憩室病的发生，从而减少了肠癌的发生率。
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4、清除体内有毒物质，降低肠道癌症发生的风险，提高机体免疫力
聚葡萄糖能够抑制有毒物质在肠道的吸收，并通过粪便的形式将其排出体外，降低有毒物质在体内的积累。如环境中存在的二恶英类物质是一种毒性很强难以分解的有机氧化合物，可通过食物被摄入到人体内，极易被吸收并蓄积，会引起肝脏代谢障碍、免疫性障碍及导致遗传毒性、致癌和致畸。
聚葡萄糖已被证实能够改善肠道微生物组成和活性，从而具有降低肠癌的风险。Makivuokko等联合应用两种不同的体外体系，即四阶段的结肠发酵模拟器和反应人类肠道上皮功能的细胞培养模型，来研究水溶性膳食纤维聚葡萄糖对结肠癌发生的影响。在Caco-2细胞(一种人类结肠癌细胞系)观察到COX-2(环氧合酶-2)的表达呈剂量反应性降低。COX-2表达降低与聚葡萄糖在结肠发酵的密切相关性进步表明聚葡萄糖具有抗癌作用。Fava等利用猪的模型证实聚葡萄糖在结肠里能缓慢而持续的发酵，并且能够显著改变发酵的终产物，尤其是在大肠末端。还证实了聚葡萄糖具有降低黏膜环氧酶COX-2表达的趋势，因此可能降低了大肠末端形成肠癌发生条件的风险。lshizuka等利用大鼠模型，观察到聚葡萄糖显著降低了致癌剂1.2-二甲基肼诱导的异常隐窝灶(ACF)的形成。该作用在直肠尤其明显，抑制率高达65%。作者由此得出结论，认为摄入聚葡萄糖能预防结直肠癌的发生。
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5、促进矿物元素的吸收
许多研究表明，摄取非消化性糖类物质可以促进大鼠对钙的吸收，这些物质包括各种各样的糖醇、低聚糖、以及多糖类物质，因此非消化性糖类物质可能对人体钙的吸收和保留起到有益的作用。而聚葡萄糖作为种非消化性多糖也具有促进钙吸收的作用，如Hara等研究了用聚葡萄糖喂养正常的和全胃切除的大鼠时对钙吸收和骨矿化的影响，并与另一种膳食纤维瓜尔豆胶水解物(GGH)的作用进行了比较。结果表明，对于全胃切除和正常的大鼠用聚葡萄糖喂养时(50g/kg，21d)均可增加对钙的吸收和骨的矿化，但是用GGH喂养的正常大鼠没有这种作用。推测其促进Ca吸收主要是小肠的作用，而与大肠无关。Mineo等研究表明，随着聚葡萄糖的浓度在0～100mmol/L增加时，大鼠空肠、回肠、盲肠、大肠的钙吸收作用呈递增趋势。当聚葡萄糖的浓度大于, http://www.100md.com(庞明利 杨海军)
聚葡萄糖是种低热量、无糖、低血糖指数的特殊碳水化合物，具有水溶性膳食纤维和益生元的特点。它是由天然的葡萄糖和少量山梨醇、柠檬酸经高温熔融缩聚而成，是随机交联的葡萄糖组成的多糖。聚葡萄糖作为一种作用和性能最好的膳食纤维之一，近年来得到快速发展，50多个国家批准使用，在众多食品、饮料、保健食品中得到越来越广泛的应用。
聚葡萄糖的生理功能研究现状
1、低能量
聚葡萄糖是随机聚合的产物，糖甙键种类多，分子结构复杂，难以被人体或动物消化利用，因此具有较低的热量。在模拟人体内条件下或人体试验也证实了聚葡萄糖具有较低的能量值。如White等采用α淀粉酶、支链淀粉酶、淀粉糖甙酶结合在模拟人体内的条件下对聚葡萄糖进行酶解，测量产生的葡萄糖数量，推算出聚葡萄糖在体内的消化率为22%-25%，热量值约为1kcal/g。
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2、调节肠道功能、防止便秘的发生
由于聚葡萄糖具有很好的持水性，未消化的聚葡萄糖促进了肠道的蠕动和粪便的排出。同时在大肠内部分聚葡萄糖可以被双歧杆菌等有益菌发酵利用，产生大量的短链脂肪酸而降低肠道pH值，刺激肠道蠕动，增加粪便的湿润度并保持一定的渗透压，从而双向调节肠道内环境而防止便秘的发生。一项对120名健康成年人的研究表明，在摄入聚葡萄糖大约两天后，大多数受试者的粪便软化并使粪便易于排出。随着聚葡萄糖摄入量的增加，排便的频率和难易程度得到改善，粪便的湿重和干重相应的增加。
3、调节肠道菌群平衡的益生元功能
益生元是不被消化的食物成分，可以通过选择性的刺激结肠中的种或少数几种细菌的生长与活性而对宿主产生有益影响，从而增加宿主健康。
许多研究表明，聚葡萄糖是有效的益生元，被摄入人体后，在胃肠道的上半部分并不被消化，只是到了胃肠道的下半部分才有部分被发酵，促进了肠道有益菌(双歧杆菌、乳杆菌)的增殖，并抑制有害菌如梭状芽孢杆菌和拟杆菌的生长。聚葡萄糖被有益菌发酵产生短链脂肪酸如醋酸、丁酸等，降低了肠道pH值，可以帮助抵抗感染，并降低癌症的危险性。
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(1)促进肠道有益菌的生长，调整肠道菌群平衡，抑制有害菌的生长。
在人体肠道模拟器三级连续培养系统中，浓度为1%和2%的聚葡萄糖即可对肠道双歧杆菌有显著刺激作用。它所作用的双歧杆菌范围较广除了对青春双歧杆菌、两叉双歧杆菌、长双歧杆菌等有增殖作用外，还对婴儿双歧杆菌有增殖作用。而人体临床试验研究表明，人体摄入聚葡萄糖后粪便中厌氧微生物显著改变，双歧杆菌和乳杆菌增加，而拟细菌减少。服用聚葡萄糖4g、8g、12g后大肠中双歧杆菌分别增加了大约3倍、7倍和10倍，乳杆菌分别增加了大约4倍、4倍和7倍，而拟杆菌(脆弱拟杆菌。普通拟杆菌、中间型拟杆菌)平均减少了大约54.6%、80.8%、82.7%。
(2)产生短链脂肪酸，降低肠道pH值。
动物试验、人体模拟或临床试验均表明聚葡萄糖在肠道内可以被部分发酵产生短链脂肪酸，从而降低肠道pH值。人体临床试验研究表明，聚葡萄糖即使在每日4g的低剂量水平也会在有益菌发酵过程中使产生的短链脂肪酸如乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、异戊酸等增加，当摄入量为8g/a或12g/a时，醋酸和丁酸的增加量非常显著，醋酸的浓度分别由4.12mg/g增加到4.7、5.12mg/g，而丁酸的浓度由对照的0.94mg/g分别增加到1.31mg/g、1.41mg/g。粪便pH分别有摄入前的7.00、6.93减低到摄入后的6.71和6.37，而对照组没有明显变化。醋酸和丙酸经吸收后进入血液循环，在肝脏及其外部组织中被代谢：而丁酸是最重要的发酵产物，能够作为肠道细胞的能量来源，对上皮细胞的正常发育也十分重要。而肠道pH值的降低能够抑制肠内毒素的产生，如吲哚和P-甲酚等，有利于预防或防止便秘及肠憩室病的发生，从而减少了肠癌的发生率。
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4、清除体内有毒物质，降低肠道癌症发生的风险，提高机体免疫力
聚葡萄糖能够抑制有毒物质在肠道的吸收，并通过粪便的形式将其排出体外，降低有毒物质在体内的积累。如环境中存在的二恶英类物质是一种毒性很强难以分解的有机氧化合物，可通过食物被摄入到人体内，极易被吸收并蓄积，会引起肝脏代谢障碍、免疫性障碍及导致遗传毒性、致癌和致畸。
聚葡萄糖已被证实能够改善肠道微生物组成和活性，从而具有降低肠癌的风险。Makivuokko等联合应用两种不同的体外体系，即四阶段的结肠发酵模拟器和反应人类肠道上皮功能的细胞培养模型，来研究水溶性膳食纤维聚葡萄糖对结肠癌发生的影响。在Caco-2细胞(一种人类结肠癌细胞系)观察到COX-2(环氧合酶-2)的表达呈剂量反应性降低。COX-2表达降低与聚葡萄糖在结肠发酵的密切相关性进步表明聚葡萄糖具有抗癌作用。Fava等利用猪的模型证实聚葡萄糖在结肠里能缓慢而持续的发酵，并且能够显著改变发酵的终产物，尤其是在大肠末端。还证实了聚葡萄糖具有降低黏膜环氧酶COX-2表达的趋势，因此可能降低了大肠末端形成肠癌发生条件的风险。lshizuka等利用大鼠模型，观察到聚葡萄糖显著降低了致癌剂1.2-二甲基肼诱导的异常隐窝灶(ACF)的形成。该作用在直肠尤其明显，抑制率高达65%。作者由此得出结论，认为摄入聚葡萄糖能预防结直肠癌的发生。
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5、促进矿物元素的吸收
许多研究表明，摄取非消化性糖类物质可以促进大鼠对钙的吸收，这些物质包括各种各样的糖醇、低聚糖、以及多糖类物质，因此非消化性糖类物质可能对人体钙的吸收和保留起到有益的作用。而聚葡萄糖作为种非消化性多糖也具有促进钙吸收的作用，如Hara等研究了用聚葡萄糖喂养正常的和全胃切除的大鼠时对钙吸收和骨矿化的影响，并与另一种膳食纤维瓜尔豆胶水解物(GGH)的作用进行了比较。结果表明，对于全胃切除和正常的大鼠用聚葡萄糖喂养时(50g/kg，21d)均可增加对钙的吸收和骨的矿化，但是用GGH喂养的正常大鼠没有这种作用。推测其促进Ca吸收主要是小肠的作用，而与大肠无关。Mineo等研究表明，随着聚葡萄糖的浓度在0～100mmol/L增加时，大鼠空肠、回肠、盲肠、大肠的钙吸收作用呈递增趋势。当聚葡萄糖的浓度大于, http://www.100md.com(庞明利 杨海军)
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