益生元低聚木糖的功能
低聚木糖是由2-10 个木糖(5C)分子通过β-1,4 糖苷键连接而成,主要有效成分为木二糖、木三糖和木四糖。有直链和支链形式。理化性质稳定,耐酸、耐热。甜度约为蔗糖的40-50%,可作为食品甜味剂。低聚木糖对人、动物无任何毒性。
低聚蔗糖是非常好的益生元,显著地促进双歧杆菌大量增殖,从而达到使益生菌成为肠道优势菌种的目的。由于其有效摄入量比其他功能性低聚糖低得多,低聚木糖也被称为“超级双歧因子”。低聚木糖具有调节血糖、降低血清胆固醇、预防肠道疾病、提高免疫力、抗肿瘤、降低血压、保护肝脏、防龋齿等作用。低聚木糖已广泛应用于食品、保健品等领域。
1、调节血糖
低聚木糖是一种非消化性低聚糖,很难为人体消化酶所分解,也不被肠粘膜吸。因此,低聚木糖的摄入不会导致血糖的升高。摄入低聚木糖对健康小鼠、健康老年人的血糖水平没有影响。但可以调节肥胖小鼠、2型糖尿病患者的血糖。
摄入的低聚木糖大多到达大肠部位,在大肠中被部分微生物发酵利用,产生大量的丙酸能够刺激肠道的激素胰高血糖素样肽 1(GLP-1)的产生,从而刺激胰岛素的分泌进而增加肝脏糖原的合成以及降低血浆葡萄糖水平。大量研究证明,对高血糖、糖尿病或者葡萄糖耐受受损人群来说,摄入低聚木糖可以降低血糖水平。实验研究表明,摄入低聚木糖能显著降低肥胖小鼠的血糖;2型糖尿病患者摄入低聚木糖 8 周后能显著降低血糖水平。
2、降低血脂、血清胆固醇
大量研究表明,低聚木糖能有效降低肥胖人群的血脂水平,连续摄入低聚木糖(4 g/d) 8 周后,2 型糖尿病患者的脂肪水平有显著性降低。低聚木糖能降低高脂肪膳食的肥胖小鼠的总胆固醇、低密度脂蛋白、甘油三酯水平,增加高密度脂蛋白水平。
但血脂正常的健康人群摄入低聚糖,脂肪水平没有显著变化。
研究发现肠道中微生物发酵低聚木糖产生的短链脂肪酸影响胆固醇的代谢,其中丙酸被肠道吸收后进入血液中通过门静脉到达肝脏,进而在肝脏中降低胆固醇的合成以及改善胰岛素的敏感,从而调节机体脂质代谢。
3、优化肠道菌群、预防肠道疾病
低聚木糖在大肠中被有益菌利用,过程中产生的短链脂肪酸对机体健康有重要意义, 不仅对肠道健康有影响,更重要的是还影响低聚木糖发挥其他生理功能。
低聚木糖的摄入能够显著增加人体肠道中双歧杆菌的数量,但是对乳酸杆菌、拟杆菌和梭菌属的数量影响并不明显。低聚木糖对双歧杆菌的增殖效果大约是其他功能性低聚糖的 20 倍,且选择性更高。肠道中双歧杆菌的增殖也会抑制病原菌的生长繁殖,产生某些消化性的酶,并帮助机体重建肠道菌群。 低聚木糖在肠道中被益生菌利用并大量产生短链脂肪酸,如乙酸、丙酸和丁酸等,降低肠道的 pH,抑制病菌生长,同时促进肠道的蠕动使病原菌排出体外,因而在预防各种肠道疾病中发挥重要作用。研究发现,摄入低聚木糖后,肠杆菌、产气荚膜梭菌等数量有明显降低,进而有效降低这些有害菌群引起的防肠道疾病发生几率。
4、保护肝脏
高脂肪膳食会显著增加谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT),但高脂膳食小鼠摄入低聚木糖后与正常小鼠 AST 和 ALT 的水平没有显著差异,说明低聚木糖能够降低高脂肪膳食小鼠的转氨酶活性,对肝脏起到了保护作用。
5、抗炎症
摄入低聚木糖产生的短链脂肪酸能够结合并激活过氧化物酶体增殖物激活受体(PPARγ),从而抑制体内的炎症因子(F4/80,TNF-α,MCP-1,MIP1α,IL-6 以及 NF-κB)的表达,表现出良好的抗炎症效果。尤其是与菊粉同时使用,其抗炎效果更佳。
6、增强免疫、预防癌症
低聚木糖在肠道中发酵产生的短链脂肪酸,能够调节免疫因子和抗体,从而提高机体的免疫功能。
低聚糖直接与免疫细胞表面的糖受体结合,激活体内的 T 细胞和 B 细胞,显著增加机体免疫能力,起到抗肿瘤的作用。
7、抗氧化
低聚木糖除了上述的生理作用外,还有很好的抗氧化活性。其抗氧化性主要体现在增加非酶抗氧化物质含量和提高抗氧化酶的活性及水平。
低聚木糖能显著性降低高脂肪膳食小鼠和正常小鼠的血清、心脏和肝脏中的氧化型谷胱甘肽(GSSH)水平、丙二醛(MDA)水平,增加还原型谷胱甘肽(GSH)水平。研究还发现,摄入低聚木糖后能够显著增加高脂膳食小鼠心脏中 SOD(超氧化物歧化酶)、CAT(过氧化氢酶)和 GSH-Px(谷胱甘肽过氧化物酶)等抗氧化酶的活性和水平,且与正常小鼠无显著性差异。 研究报道机体的抗氧化能力与血脂代谢密切相关,因此提高机体的抗氧化能力为预防和治疗动脉粥样硬化以及心脑血管疾病提供了新途径。
8、其他:促进矿物质吸收等
低聚木糖与其他营养物质有良好的配伍性,可增加钙、镁以及矿物质元素的吸收,低聚木糖与钙同时摄入时能显著增加钙的吸收率。 低聚木糖能够促进机体对矿物质的吸收,原因是低聚木糖促进肠道有益菌的增殖,有益菌分泌的酶如植酸酶能促进肠道中矿物质离子的解离,提高肠道对该矿物质的吸收率。另外,有益菌对低聚木糖的发酵降低肠道的 pH 值,使钙镁的溶解度升高,促进这些元素的吸收,低聚木糖还能通过对结肠膜细胞的刺激作用,提高肠道对矿物质的吸收。因此,低聚木糖可作为儿童、孕妇、老年人等特殊群体的食物的添加剂。
此外,低聚木糖还有预防龋齿的作用,低聚木糖不能被口腔内变异链球菌等细菌分解,与蔗糖同时使用时还能防止蔗糖被龋齿病原菌作用而生成不溶于水的高分子葡聚糖形成牙垢。