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科普 | 不是所有糖都是坏糖,比如,低聚果糖...

发布时间:2024-09-06    来源:山东省大健康产研院公众号

低聚果糖(FOS)是聚合度较低的可溶性膳食纤维,范围从3到10个果聚糖分子不等,其性质稳定,不被胃肠道内源酶消化,可调节肠道内菌群平衡、改善脂质代谢、促进矿物质吸收、增强免疫力等生理作用,现已成为了重要的功能性食品基料[1]

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低聚果糖


低聚果糖广泛存在于各种植物中,如菊苣、菊芋、大蒜、洋葱、牛蒡、香蕉、小麦和蜂蜜等,也可通过工业化生产以蔗糖或菊苣为原料通过酶法工艺获得,主要成分是蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖和蔗果六糖的混合物[2]

◆特性

低聚果糖甜度较蔗糖低,约为蔗糖的30%~60%,甜味清爽。低聚果糖具有较好的稳定性,在pH值中性条件下120℃处理后稳定性好,在pH值为3以下温度达70℃以后,其稳定性开始下降。低聚果糖具有较高的溶解性,黏度与同浓度蔗糖溶液近似,具有强吸湿性[2]

◆应用

低聚果糖优良的加工特点及健康功效使其在食品饮料、保健品、医药、特膳以及日化等行业具有广泛的应用。由于高溶解性、耐高温特性可用于饮料、烘焙和糖果等食品开发中;甜度低、热量低,用于面包和蛋糕等产品中可改善产品甜腻口感、降低产品卡路里;同时可用作淀粉老化抑制剂;低聚果糖的益生元功效还可以赋予食品饮料健康功效,提高产品功能性及卖点[2]


低聚果糖的生物学作用


◆FOS对炎症的影

补充FOS可降低促炎细胞因子的水平,例如白细胞介素(IL)1β、IL-6和干扰素-γ(IFN-c)。一项针对健康小鼠的研究表明,基于5%FOS可降低巨噬细胞中促炎细胞因子IL-1β的水平。在喂食高脂肪/高糖饮食的小鼠中,FOS能够逆转促炎性细胞因子(IL-6和TNF-α)的增加并增加血清中SCFA的产生,从而减少肝脏中的脂质积累[1,3]

◆FOS对免疫调节的作用

无论是在健康还是非健康实验动物中,FOS最常见的特征是血清和盲肠中免疫球蛋白(Ig)A分泌增加。Hosono等研究证明,低聚果糖能够改善肠道环境和菌群,促进小鼠肠黏膜淋巴细胞分泌IgA,增强小鼠肠道黏膜抗感染能力,改善和维护肠黏膜及机体免疫系统的屏障功能。Tsuda等证明,FOS可作为潜在食品制剂,调节经口致敏的食物抗原来预防食物过敏,摄入FOS能够改善饮食过敏症状,主要机制与FOS可减缓CD4+T细胞活化诱导肠道Th2因子的反应有关[1,3]

◆FOS对氧化应激的影响

FOS可增强小鼠红细胞的抗氧化防御系统,其作用类似于α-生育酚等其他抗氧化剂,可防止肝脏超氧化物歧化酶(SOD)降低,并可能调节谷胱甘肽过氧化物酶 (GPx)活性。Chen等人使用氧化应激和肝病小鼠模型的研究中,FOS补充剂改善了肝脏的组织病理学参数,使丙氨酸氨基转移酶水平正常化,并增加了粪便双歧杆菌计数。这些结果表明,FOS的摄入可减轻氧化应激并有益地改变肠道菌群[3]

◆FOS对肠道的影响

FOS不会被人体小肠中的内源性酶水解。这种特性使这种复合碳水化合物能够完整无损地到达盲肠和结肠,并作为肠道微生物群的营养物质。发酵后,FOS可以产生气体(二氧化碳、氢气和甲烷)和短链脂肪酸(SCFA),如乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐,从而降低结肠pH值,这种肠道环境可以抑制致病菌的增殖。FOS被认为是双歧杆菌的增殖因子,能够增加双歧杆菌的数量,调节肠道菌群数量,具有改善和促进人体肠道健康作用。研究发现,补充FOS改变了拟杆菌门和厚壁菌门的比例,大鼠和小鼠盲肠中的SCFA显著增加[1,3]

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FOS通过对肠道菌群产生有益作用,改善炎症和免疫调节反应以及氧化应激[3]

◆FOS对矿物质吸收的影响

FOS可与矿物质形成“FOS-矿物质络合物”,在大肠内FOS发酵生成短链脂肪酸如丁酸、乳酸等,释放出矿物质(包括Ca2+、Mg2+、Fe2+和Zn2+等),同时还产生产酸菌群,降低了肠道pH,促进矿物质溶解。其中产生的丁酸能够刺激黏膜细胞生长。细胞内的有机酸释放氢离子可以与钙离子交换可促进钙的吸收,并且有机酸可以刺激肠道上皮细胞增殖,其中产生的丁酸能够刺激黏膜细胞生长,增加了吸收面积,提高肠黏膜对离子的吸收能力[1]

◆FOS对血脂与胆固醇的影响

体外实验表明,低聚果糖能够有效降低体内游离脂肪酸、血清胆固醇、甘油三酯含量,对因高血脂引起的高血压、心血管疾病有较好的改善作用。其机制可能包括低聚果糖可促进胆汁酸的含量与胆固醇结合形成沉淀,随大便排出体外。Costa等证明,含FOS的饮食可预防胰岛素抵抗大鼠肝脏的脂质紊乱和降低脂肪酸合酶活性,而膳食富含FOS的高血脂患者,低密度脂蛋白胆固醇和脂肪变性的降低值较高。此外,低聚果糖被肠道菌群发酵形成的短链脂肪酸可抑制胆固醇合成酶活性,降低肠道对胆固醇的吸收[1]

◆FOS对龋齿的影响

目前龋齿病因包括细菌、口腔环境、宿主(即指寄生物包括寄生虫、病毒等寄生于其上的生物体)和时间。变异链球菌能够分解碳水化合物产生酸是龋齿发生的主要原因。低聚果糖不能被变异链球菌利用,从而减少提供口腔微生物沉积、产酸和腐蚀场所,故可防止龋齿[1]


参考文献:

[1]张慧,贺延苓,李琼,等.低聚果糖的生物药学效用及应用研究进展[J].药物生物技术,2019,26(05):446-448.

[2]于萌萌,段元良,周清涛,等.功能性甜味剂的特性及应用[J].精细与专用化学品,2022,30(02):1-4.

[3]Costa GT, Vasconcelos QDJS, Aragão GF. Fructooligosaccharides on inflammation, immunomodulation, oxidative stress, and gut immune response: a systematic review. Nutr Rev. 2022 Mar 10;80(4):709-722. 


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