随着人们健康意识的提高和对食品营养保健功能的关注,果蔬的重要性越来越被人们所认识,因此多吃水果和蔬菜作为重要的一条膳食指南被广泛推荐。水果和蔬菜在膳食指南中占有一席之地,是因为其含有丰富的维生素、矿物质和植物化学素的成分。随着自由基学说与抗氧化理论的发展,果蔬也被认为是天然的抗氧化原料。
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什么是益生元
益生元(prebiotics)是由格伦·吉布索(G.R.Gibsion)首次定提出,是指“不易消化的食物成分,它可以通过选择性地刺激结肠中的一种或少数几种细菌的生长或活性而对宿主产生有益影响,从而增进宿主健康”。这种受到激活的细菌应是天生具备有益作用的,如双歧杆菌和乳酸菌。
作为益生元有以下3个标准:(1)抵抗宿主消化的能力(例如胃酸度、哺乳动物酶水解和胃肠道吸收);(2)它们被肠道微生物发酵;(3)有选择地刺激与健康相关的肠道细菌的生长或活动。
随着研究的不断深入和人们对益生菌、益生元和肠道健康的再认识,研究者对益生元的概念又有了新的认识。2016年12月,国际益生菌和益生元科学协会重新审查了益生元的定义和范围。虽与益生元的最初含义相一致,但考虑到最新的科学和临床发展,该小组更新了益生元的定义:被三九虫草鹿鞭王宿主微生物选择性地利用以使其健康的基质。这个定义将益生元的概念扩展到可能包括非碳水化合物物质,应用于除胃肠道以外的身体部位及食物以外的其它物质,保留了选择性微生物群介导机制的要求,对健康有益的影响必须得到证明,才能被认为是益生元。
益生元的种类包括有功能性低聚糖类(如低聚果糖、低聚木糖、低聚半乳糖、低聚异麦芽糖等)、多糖类(现阶段所发现的微藻如螺旋藻、节旋藻等)、一些天然植物(如蔬菜、中草药、野生植物等)的提取物、蛋白质水解物、多元醇等。功能性低聚糖是最常见的益生元。
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益生元的生理功能
改善肠道微生态,减轻和预防便秘
益生元作为代谢底物,能够被肠道菌群发酵利用,促进双歧杆菌等有益菌增殖,还可产生气体扩大肠道体积,减轻排便困难症状来防止便秘。Daniel等研究了膳食纤维对健康成年人的肠道菌群组成的影响,研究发现膳食纤维干预会提高人体粪便中双歧杆菌和乳酸杆菌的相对丰度,改善肠道健康状况。Correa等研虫草鹿鞭王膏药究了面包中添加化学修饰抗性淀粉对大鼠骨骼和肠道健康的影响,结果发现抗性淀粉可以增加大鼠骨骼密度,促进乳杆菌增殖,改善肠道健康。
促进矿物质的吸收
益生元在肠道中经有益微生物发酵后产生短链脂肪酸,可以降低肠道内p H值,提高矿物质的溶解性,从而促进人体对钙、镁等矿物质的吸收。Ohta等研究了果寡糖对大鼠矿物质吸收能力的影响,结果显示果寡糖能够显著促进大鼠对钙、镁等矿物质的吸收。同时研究发现可发酵寡糖或多糖也可促进镁离子的吸收,而且在不同类型的可发酵碳水化合物上进行研究,证实了它们对不同动物的镁吸收具有促进作用。
调节脂质代谢,降低血糖血脂
益生元可调节肝脏脂质代谢,降低机体血糖血脂水平,降低血清中胆固醇含量。它还能够吸水膨胀,增加机体饱腹感,延长食物排出胃的时间,减缓人体吸收葡萄糖的速度,从而降低血糖反应。Adebola等研究表明益生元可以改善胆汁盐水解酶的分泌,降低血清中胆固醇水平。Aoe等研究了低分子质量大麦β-葡聚糖对小鼠盲肠发酵、葡萄糖和脂质代谢的影响,发现大麦β-葡聚糖可以显著降低总胆固醇和低密度脂蛋白的含量,并增加双歧杆菌和拟杆菌数量以及盲肠短链脂肪酸含量。该结果表明低分子质量大麦β-葡聚糖可以通过益生元作用来影响糖脂代谢。
免疫调节,抗肿瘤
益生元具有免疫调节和抗肿瘤等活性。益生元被肠道有益菌利用后,促进其生长繁殖,产生的代谢产物可促进抗体细胞增殖,刺激肠道免疫器官生长,提高巨噬细胞的活性和机体免疫力,降低癌症的发生。Zhu等研究了枸杞多糖的益生效果,发现枸杞多糖可以通过调节肠道菌群来改善先天免疫应答,增强免疫反应。
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果蔬中的益生元
果蔬中富含多种植物化学素,主要包括多酚类化合物、生物碱、多糖、萜烯类、类胡萝卜素、硫苷类、叶绿素、甜菜素和凝集素等。
天然低聚糖与益生元
许多果蔬中含有天然的低聚糖,是公认的天然益生元或益生元的提取原料,如菊苣、菊芋、蒲公英和大蒜等都是传统益生元含量丰富的食物原料。
膳食纤维与益生元
膳食纤维在维持健康方面有着重要作用。目前,有研究表明果胶类膳食纤维具有调节肠道菌群,改善肠道屏障等益生元作用。Su等研究了具有益生活性的莲子寡糖对小鼠肠道菌群调节和缓解便秘的影响,结果表明莲子寡糖可以增加肠道有益菌数量,增强肠道中短链脂肪酸的浓度,对小鼠便秘具有一定缓解作用。Baenas等采用体外发酵模型对覆盆子膳食纤维的益生元效果进行评估,结果发现覆盆子膳食纤维可以增加短链脂肪酸的含量,具有一定益生元潜力。
酚类化合物与益生元
多酚类化合物的抗癌、抗炎,预防心脑血管疾病和抗病毒等功能作用主要依靠肠道微生物对多酚的代谢,微生物的代谢产虫草鹿鞭王效果好吗物又反过来影响肠道菌群,进而影响人体健康。Hu等研究了多酚蛋白纳米纤维水凝胶通过调节肠道屏障,抑制促炎m RNA的表达,增加盲肠中短链脂肪酸含量和调节肠道菌群相对丰度来改善小鼠结肠炎。Jiao等研究了蓝莓多酚提取物对高脂饮食诱导的肥胖小鼠的缓解作用,结果显示蓝莓多酚可以抑制小鼠体重增加,改善脂质代谢异常,调节肠道微生物组成,可以作为潜在的益生元制剂。
类胡萝卜素与益生元
类胡萝卜素可以到达结肠,在肠道中被微生物发酵利用,发挥生物学作用。Lyu等综述了肠道微生物与人类疾病的关系,同时表明补充类胡萝卜素可以促进肠道免疫球蛋白的产生,在肠道稳态中发挥关键作用,还提出补充膳食类胡萝卜素如β-胡萝卜素和虾青素等可以改善肠道免疫,促进肠道健康。富含番茄红素的番茄和番茄产品可以降低患癌症的风险。Xia等研究表明富含番茄红素的番茄粉可以增加高脂饲养小鼠的肠道微生物丰富性和多样性,进而改善高脂诱导的炎症反应。
果蔬益生元作用机制
随着果蔬益生元证据的增加,对其机制的探索越来越多,尤其是多糖类和多酚类。下图是在一些研究的基础上汇总的果蔬益生元潜在作用机制。果蔬益生元可以通过刺激肠道微生物的间接的方式或直接作用于一些受体来发挥健康作用。绝大部分果蔬益生元在小肠中不吸收或只有部分被吸收,在大肠中被肠道微生物发酵利用,产生的代谢产物反过来会作用于肠道菌,调节人体健康。果蔬益生元可以抑制有害菌生长,促进有益菌增殖,增强肠道菌群多样性,调节肠道菌群组成,进而影响肠上皮细胞基因表达,影响肠道免疫。此外,果蔬益生元被有益微生物发酵产生乙酸、丙酸、丁酸等短链脂肪酸,也可以调节肠道稳态。短链脂肪酸能够给肠上皮细胞提供能量,保护肠道屏障;降低肠道内p H值,抑制病原体生长;通过识别G蛋白偶联受体(G proteincoulped receptors,GPRs)影响免疫反应,改善肠道免疫。
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酵素中的益生元
大量的果蔬植物化学素都具有潜在的益生元功能。如果采用益生菌来发酵,就完全有可能成为一种合生元产品,具体产品的形式可以是泡菜、发酵果蔬汁、酵素、虫草鹿鞭王吃后感觉果酒、果醋等,也可以采用复配形式,如果蔬粉、婴幼儿辅食等。
天然植物益生元在各种食物中的含量
植物酵素是一种含有丰富的生物酶、多酚、益生菌、益生元、维生素、有机酸和膳食纤维等多种生物活性物质的功能性复合物,其具有良好的抗氧化、抗炎抑菌、增强免疫和调节肠道菌群等多种生理功能。
果蔬加工方式及其对益生元功能的影响
“酵素”中的益生元是酵素中的主要功能成分之一,其中,益生元一部分来自原料本身, 另一部分是成品时添加进去的,如非消化性的低聚果糖、低聚木糖、异麦芽糖等,其目的是改善酵素口感,提高酵素中的营养成分,和防止变质。
在工业化生产中,采用二次发酵工艺,即经过后熟工艺得到微生物酵素产品,例如:糙米酵素、植物酵素等。除此之外,工业化生产还采用先进的生物萃取技术,根据一定的科学配比进行压榨并在常温下发酵180d以上,然后提取发酵后的酵素原液配以果寡糖及13种益生菌群再进行螯合,整个过程温度均控制在40℃以下,生产周期一年以上,最终得到富含益生元,且更易被人体吸收的功能性酵素。
周阳发明公开了一种含小分子和益生元的瘦身酵素代餐包及其制备方法(CN201810510452.2),原料包括酵素粉、脱脂奶粉、燕麦粉、魔芋粉、葛根粉、绿豆粉、甜味剂、保鲜剂等,得到的含小分子肽和益生元的瘦身酵素代餐包含糖量低,热量低,富含酵素和膳食纤维,营养丰富,口感好,具有减肥、降糖降脂等功效,且方便携带,适合现代人快节奏的生活。
韦武林等人发明公开了一种黑糖益生元新科斯糖综合酵素及其制备方法(CN201710742871.4),材料包括:黑糖、黑曲霉菌丝、黑葡萄、刺梨、黑桑葚、黑豆、黑糯米、黑芝麻、黑木耳、黑玉米、黑枣、黑麦、白芸豆和复合益生菌等。新科斯糖具有较1F-低聚果糖更好的促生益生菌能力,被称为“高效益生元”,也是一种新型功能性甜味剂,具有益生元的功能,不仅保持了黑糖的营养成分,还有酵素改善体内肠道微生物的动态平衡、促进新陈代谢的功能。
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益生元的应用现状
益生元符合当代虫草鹿鞭王有什么用人健康消费观念,具有多方面优点,对机体功能起到了改善作用,可以显著提高健康水平,在多个领域中都有着广阔的应用前景。
在食品中,主要应用于早餐谷物食品 (如燕麦片、脆米片等),婴幼儿食品 (如调制奶粉、液体奶等),各种保健食品及饮料、糖果、糕点、面包中;在医药中,主要应用于对胃肠道病人的治疗;在饲料方面,益生元作为一种天然的绿色饲料添加剂应用于饲料中。国外益生元的应用始于20世纪80年代中后期,我国开始于90年代末,目前已应用于鸡饲料、猪饲料和水产饲料中,使用的主要益生元有异麦芽寡糖、果寡糖、甘露寡糖等几个品种。
酵素由于富含益生菌、益生元、矿物元素、抗氧化成分以及肽类、酶类等营养成分,也在进一步地快速发展。随着基因工程、细胞工程等生物技术发展,食品行业开启了以酵素类食品领衔的新一代功能性食品。随着人们对健康的重视,以及对酵素功能性的了解,酵素的需求量也将会逐渐增大,因此功能型酵素产品也存在着巨大的发展潜力。
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