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本草Herbs丨果蔬中的功能性成分 – 低聚果糖

时间：2018-05-11

蔬菜和水果是膳食的重要组成部分。作为植物源性的食品原料,果蔬富含人体所必需的维生素,无机盐和膳食纤维。在人类所摄取的食物中,果蔬类的无论是初级产品还是加工品在日常生活中都占有举足轻重的地位。膳食与健康关联方面的科学进展,使人们对营养在促进健康和预防疾病中的作用给予前所未有的关注。

美国对功能性食品的定义有多种,但其典型的定义是指那些除可以提供基本功能以外还对健康有好处的食品。美国食品药品管理局(FDA)已经确认某些水果、蔬菜对健康有益,从而批准在健康声称中可以说明这些植物性食品与降低某些疾病危险性有关。尽管有人曾把植物性食物对健康的益处特别归诸于这些食物中的纤维,但仍在继续研究以验证某些植物来源的食物成分或植物化学物质的生理功能,如作为营养功能的一次功能、以味觉、香气等感官功能为中心的二次功能和近来作为关系人的健康生理功能(活体调节功能)的三次功能以及他们与疾病预防之间的关系。这些植物化学物被分为几类:膳食纤维、黄酮类、烯丙基硫化物、类胡萝卜素、单萜类、异硫氰酸盐和植物固醇等。今天，我们将了解的是被广泛称之为人体“益生元”之一的低聚果糖：

低聚果糖与低聚糖

要了解低聚果糖，首先需要知道低聚糖，因为低聚果糖是低聚糖家族中的一种，广泛存在于蔬菜水果之中。低聚糖也称寡糖(oligo saccharides)，低聚糖是2-10个单糖结合成的直链或支链低度聚合糖。低聚糖包括普通和功能性低聚糖两类：普通低聚糖有蔗糖、乳糖、麦芽糖等,其作用主要是提供人体所需的能量和怡人的甜味。蔗糖被人体消化后,会转变为血液中的葡萄糖。即血糖。机体组织主要靠血糖来提供能量,以维持正常的生命活动。假如没有糖,生命之火就会熄灭。但是蔗糖(包括高能量的甜味剂)摄入过多是肥胖和龋齿的直接起因,与糖尿病和富贵病也有直接的关系。因普通低聚糖可以被人体消化吸收,对肠道有益菌并无生长促进作用。

功能性低聚糖，如低聚半乳糖、乳果糖、低聚异麦芽糖等,具有糖类某些共同特性,可直接代替糖料作为甜食的配料,而人体肠胃道内没有水解功能性低聚糖酶系统,也不被人体胃酸、胃酶降解,不在小肠吸收,直接进入大肠内优先为双歧杆菌所利用,是一类性能优良的双歧杆菌增殖因子。自1957年首次发现异构化乳糖(也称乳果糖,乳酮糖),在婴儿肠道中可明显促进人体有益菌双歧杆菌的增殖。1980年异构化乳糖已经开始作为功能性食品的基料。随着生物工程技术的发展,科学家们又陆续发现了许多新的功能性低聚糖。而今人们把功能性低聚糖和其他促双歧杆菌生长的化合物统称为“益生素”。

功能性低聚糖在自然界广泛存在，和人类食物有关的如:香蕉、大麦、洋葱、洋姜中含有低聚果糖；竹笋中含有低聚木糖；大豆中含有水苏糖和棉籽糖；淀粉糖化液中含有低聚异麦芽糖；酸奶中含有低聚半乳糖。

与众不同的糖家族

糖是人们喜爱的东西，不过现代社会吃糖过多的隐患更受人们关注。一种叫做“低聚糖”的东西似乎是“异端”——虽然名字里有“糖”，但往往被当作保健品，成为人类饮食不可缺少的重要成分，列为重要营养要素，这是为什么？

让我们从碳水化合物说起。碳水化合物是人体必需的营养成分，它们的基本组成单元被称为“单糖”。大多数单糖由6个碳原子、12个氢原子和6个氧原子组成，也有一些是5个碳、10个氢和5个氧。虽然原子组成可能完全一样，但是它们可以通过不同的方式组装，就形成了不同的单糖。最常见的单糖是葡萄糖，此外果糖、半乳糖也很常见。

葡萄糖按照特定的方式连接起来就成了淀粉。淀粉又可以水解成长短不同的片段，稍微长一些的叫做“淀粉糊精”，两个葡萄糖组成的叫麦芽糖，完全水解则变回葡萄糖。不同的单糖也可以互相连接，比如一个葡萄糖连接一个果糖就成了蔗糖。这些单糖可以象淀粉那样连接成大分子，就成了纤维。食物中的纤维称为膳食纤维。人体中没有水解纤维的酶，所以膳食纤维不能被消化，也就无法被吸收。

自然界中存在其他生物，可以产生分解纤维的酶。它们可以把膳食纤维水解成大小不同的片段，甚至完全水解得到单糖。低聚糖类似于淀粉糊精，是几个单糖连接而成的产物。因为聚合程度低（通常的定义是不超多10个单糖，也有学者认为不超过6个），所以叫做“低聚糖”。

就低聚糖的定义而言，蔗糖、糊精也都可以算低聚糖。不过，通常所说的低聚糖往往是指那些不能被消化吸收的种类。所以，就“营养价值”而言，它们跟膳食纤维类似，而跟“糖”哪怕是组成它们的单糖，完全不同。因为不被消化吸收，这些低聚糖就可以完整地通过胃和小肠而达到大肠。大肠里有各种各样的细菌，它们可以分解利用可溶性膳食纤维。低聚糖相当于已经被切过的膳食纤维，就更加容易被细菌分解。

不同的细菌对不同低聚糖的偏好不同，产生的代谢产物也不同。有的细菌能够产生对人体有益的小分子物质，因而有助于人体健康比如增强免疫能力。这样的细菌被称为“益生菌”。如果一种物质很受益生菌的喜欢，却不被“坏细菌”喜欢，它们就有助于扶持益生菌。这样的物质被称为“益生元”。

“益生元”低聚果糖

正如上文所介绍，单糖有多种，互相连接的方式也有多种，所以低聚糖也就有各种各样不同的种类。要成为益生元，必需要满足三个条件：

1，不被消化吸收从而完整到达大肠；

2，主要被益生菌利用而不被“坏细菌”利用；

3，能够对于人体健康带来可以看到的积极作用。

低聚糖虽然多样，但只有一些特定的种类能够达到这样的标准。在各种低聚糖中，目前科学界比较认可的是低聚果糖和低聚半乳糖。这也是为什么“低聚果糖”被广为称为“益生元”的原因所在。需要区别对待的是，市场上还有很多称为“低聚糖”的产品。有的产品满足益生元的部分要求，有的还没有得到充分证据支持它的作用。因此，对于大多数人来说，其实没有多大必要去购买作为保健品的低聚糖产品。低聚糖以及有类似功能的膳食纤维，在许多蔬菜水果中天然存在。除了低聚糖，它们还提供其他多种营养成分，比起提取出来的“保健品”，更加经济实惠。

低聚果糖作为一种广泛存在于蔬菜水果中的天然活性物质。甜度为蔗糖的0.3-0.6倍。既保持了蔗糖的纯正甜味性质，又比蔗糖甜味清爽。是具有调节肠道菌群，增殖双歧杆菌，促进钙的吸收，调节血脂，免疫调节，抗龋齿等保健功能的新型甜味剂，被誉为继抗生素时代后最具潜力的新一代添加剂——促生物质；在法国被称为原生素（ppe），已在乳制品、乳酸菌饮料、固体饮料、糖果、饼干、面包、果冻、泠饮等多种食品中应用。

低聚果糖的健康效应

大家知道母乳喂养的婴儿无论是健康状况、发育等都比牛奶喂养的婴儿要好, 这是因为母乳中含有低聚乳糖等双歧因子和免疫球蛋白的缘故, 母乳喂养儿肠道中双歧杆菌比人工喂养儿多一倍, 达到肠道总细菌量的90%以上, 人工喂养儿之所以易患消化不良、腹泻、便秘和肠患过敏等症是由于双歧杆菌缺乏或消失, 以致有利于大肠杆菌等有害菌生长之故。

低聚果糖的健康效应主要是通过双歧杆菌等有益菌之增殖和改善肠道菌群平衡来实现的, 部分是由于本身也是一种水溶性膳食纤维之故。作为一种益生元兼膳食纤维的低聚果糖, 大量动物和人体试验表明, 食用低聚果糖具有以下健康效应：

(1) 优化菌落改善肠道，预防便秘和腹泻。低聚果糖是人体不消化碳水化合物, 食后直达大肠而可促进肠道中双歧杆菌和乳酸菌等益生菌的增殖, 抑制有害细菌和病源菌的生长繁殖。低聚果糖被肠道细菌发酵后产生醋酸、丙酸、丁酸等短链脂肪酸和乳酸, 降低肠环境pH值, 抑制肠道腐败和减少毒素的生成，促进排便。

(2) 刺激和增强细胞免疫和体液免疫功能,提高机体抗感染能力, 有利于抗过敏和减少肿瘤风险。低聚果糖刺激肠道免疫系统抑制肿瘤进展的机制是多方向的。首先是通过促进双岐杆菌的增殖, 优化肠道菌群平衡, 有些双歧杆菌(包括活细胞, 死细胞, 代谢产物等) 具有很强的免疫刺激作用, 它可以激活巨噬细胞, 产生抗菌素, 刺激淋巴细胞有效分裂而增加淋巴细胞生成量。低聚果糖也能同一定的毒素、病毒和细菌表面相结合而作为一种免疫佐剂, 可减缓对抗原的吸收, 增强抗原效价和人体体液免疫力, 并且低聚果糖本身也是一种抗原, 可刺激机体的免疫力。

(3) 促进钙、镁、铁、锌等矿物元素吸收，促进双歧杆菌合成维生素。诸多研究业已证实，低聚果糖可显著促进钙、镁、磷的吸收和骨化作用。这对于促进儿童生长发育, 防止老年骨质流失具有很大意义。

(4) 降低血液胆固醇、血脂浓度, 有利于心血管病防治。虽然许多试验都表明, 食用低聚果糖可调节血糖、血压、降低血清胆固醇，然其作用机制还不明了，或认为双歧杆菌可产生胆酸水解酶, 将结合胆酸游离, 而游离胆酸可抑制病原菌生长, 在pH6-10时胆汁酸可同胆固醇结合而生成沉淀, 随大便排出全外, 双歧杆菌本身也可吸附胆固醇而随大便排出, 从而可有效调节血脂。