胃肠道健康

益生菌与益生元——为肠道健康保驾护航

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肠道是人体最劳累的器官之一,除了消化吸收排泄等功能外,它还是人体内最大的微生态系统,约有400多种菌群,百万亿的细菌生活其中,这些菌在宿主体内形成一个极其复杂的微生态系统,对人类健康有重大影响。

肠道9种常见的菌群以菌数顺序依次为类杆菌、双歧杆菌、肠杆菌、乳酸杆菌、肠球菌、梭菌、葡萄球菌和酵母菌,且以厌氧菌为主。在肠道粘膜深层,主要定植着双歧杆菌或厌氧乳杆菌。中层是类杆菌、消化链球菌、韦荣球菌和优杆菌等,而表层则为需氧的大肠埃希菌和肠球菌。深层的菌紧贴黏膜表面,称为膜菌群。表层的菌群可以游动,主要在肠腔中,称为腔菌群。肠道正常菌群是一个敏感的系统,宿主的器质性、功能性或精神上的改变,以及外界的物理化学或生物性改变都将引起正常菌群的变化,后者又能反馈性地引起宿主的一系列的生理和病理反应。

增加肠道有益菌的方法

鉴于肠道内微生态环境对人体健康的重要性,科学家对肠道菌群也进行了大量研究。根据不同细菌对人体健康的影响,分为有益菌、兼性菌(无害菌) 和有害菌三类。双歧杆菌和乳杆菌是最主要的有益菌种类,它们对人体健康起着重要的保卫作用。通常采用的增加体内肠道中有益菌数量的方法有两种: 一是直接进食含活性益生菌的食品,二是摄取益生元类的非活菌食品。

通常采用的增加体内肠道中有益菌数量的方法有两种: 一是直接进食含活性益生菌的食品, 二是摄取益生元类的非活菌食品。益生元和益生菌均可以通过调节微生态和免疫力改善人体的胃肠健康,在预防和治疗代谢综合征和营养不良相关方面有巨大的发展潜力,对一些病理情况如炎症性疾病和结肠癌等也大有助益。

食用添加有益菌的健康食品
FAO/WHO《食品益生菌评价指南》明确规定,食品用益生菌是指“服用一定数量后对人体健康有益的活的微生物”,益生菌的有效性与活菌数量和菌种本身的性能密切相关。在我国,益生菌(probiotics)又称微生态调节剂、益生素等,益生菌类保健食品明确规定“益生菌菌种必须是人体正常菌群的成员,可利用其活菌、死菌及其代谢产物”。目前应用最广泛的益生菌类是乳杆菌属和双歧杆菌属,我国卫生部印发的《可用于食品的菌种名单》共包括21种菌种,其中乳杆菌属14种,双歧杆菌属6种,链球菌属1种。

摄食调节肠道健康类的功能性食品是补充肠道有益菌的有效办法,如含有有益菌的酸奶或发酵乳,也可以直接补充双歧杆菌、乳酸杆菌等益生菌活菌制剂等。

补充益生元
国际粮农组织在2007年召开的国际益生元专家会议上,将益生元( prebiotics)定义为:益生元是参与微生物菌群的调节而有益于宿主健康的无生命的食物成分。目前商业化益生元物质主要是功能性低聚糖类,是指由2-9个单糖分子构成的低聚糖,包括低聚异麦芽糖、低聚果糖、低聚半乳糖、水苏糖等,它们可以不被胃和小肠消化吸收而直接进入大肠被双歧杆菌、乳杆菌等有益菌所利用,发酵产生短链脂肪酸,降低肠道PH值,抑制有害菌生长,从而起到与食用益生菌同样的健康效用,如:预防腹泻、肠炎;预防便秘;刺激机体免疫功能;促进矿物元素吸收;减轻乳糖不耐症症状;降低血脂血糖血压等。

双歧杆菌都含有α、β-半乳糖苷酶,且糖苷酶活力明显高于其他肠道菌。所以在功能性低聚糖中,以低聚半乳糖类功能最为突出,其增殖的双歧杆菌种类覆盖面最广。低聚半乳糖(GOS)是被美国FDA认定为GRAS(一般安全无毒)的低聚糖类产品,因其与母乳中低聚糖类有相同成分而被允许添加到婴幼儿食品中。作为双歧杆菌的增殖因子和母乳中的益生元,低聚半乳糖广泛的应用于烘焙食品、糖果、饮料、保健食品和婴幼儿食品中。根据半乳糖苷键链接方式的不同,低聚半乳糖分为α-低聚半乳糖和β-低聚半乳糖。

α-低聚半乳糖
α-低聚半乳糖广泛地分布在天然植物中,以唇形科植物草石蚕、泽兰,豆科植物以及玄参科植物地黄中含量最多,是一种具有天然属性的低聚糖。α-低聚半乳糖多采用天然提取法制备,目前市场上商业化α-低聚半乳糖主要有水苏糖、棉籽糖和大豆低聚糖三种,其中水苏糖产品因具有纯度高、有效使用量低、安全性高等优点而备受市场青睐。

水苏糖(Stachyose)广泛分布于唇形科、豆科和玄参科植物中,结构明确,分子式为C24H42O21,分子量666.59。它由蔗糖的葡萄糖基一侧以α-1,6糖苷键链接两分子半乳糖组成,是一种低聚四糖。水苏糖能显著促进人体肠道内双歧杆菌和乳杆菌增殖,与低聚异麦芽糖和低聚果糖8-15g/d的有效使用量相比,水苏糖有效使用量仅为0.5-3g/d,被誉为“天然超强双歧因子”。连续一周口服水苏糖3g/d,肠道内双歧杆菌和乳杆菌的数量可以增长10倍以上。增殖的双歧杆菌和乳杆菌通过磷脂酸与肠粘膜上皮细胞相互作用而密切结合,与其他厌氧菌一起共同形成生物学屏障,阻止潜在致病菌及其毒素对肠粘膜上皮细胞的粘附,提高上皮细胞的防御能力,其代谢产物短链脂肪酸类可以降低肠道pH值,抑制致病菌的生长,激活人体吞噬细胞活性、促进淋巴细胞因子分泌,增强免疫力和抗感染能力,从而有效预防老年抗生素性腹泻。

β-低聚半乳糖
在自然界,动物的乳汁中存在微量的β-低聚半乳糖,母乳中含量稍多。目前国内外市场的β-低聚半乳糖产品多以乳糖为原料,通过β-半乳糖苷酶的转半乳糖苷作用,在乳糖分子的半乳糖一侧链接1-7个半乳糖后得到的杂低聚糖。

β-低聚半乳糖的种类和数量受酶源、反应条件、底物浓度和水解率等诸多因素的影响,不同来源的酶,其β-低聚半乳糖的性质具有很大差别,相同来源的酶虽可在一定程度上决定糖苷键连接的特异性,但仍受pH值、Mg2 浓度及乳糖异构体等诸多因素的影响,且国内乳糖没能形成生产规模,原料需要进口。因此目前国内市场上β-低聚半乳糖成分复杂、重现性差、分离纯化成本高、价格昂贵,同时溶液中存在较高浓度的乳糖、葡萄糖及半乳糖,主要功能性成分低聚半乳糖的纯度只有27%~57%左右,大大降低了产品的生理功效和适用范围。β-低聚半乳糖具有优良的生理功能和物化特性,但其纯度不高的缺点制约了我国β-低聚半乳糖的开发和应用。

结束语
世界卫生组织资料显示:中国有1.2亿人口患有不同程度的胃肠疾病,其中,尤以青年群体突出。中国8000万白领阶层中,肠道疾病患者达68%,且这一比率仍有上升趋势。老年肠道患者占老年人口总数的70%以上,情况更不容乐观。所以改善胃肠功能的产品已经成为市场开发的热点,随着益生菌和益生元产品生产技术的改进和应用领域的开辟,此类产品将具有巨大的市场潜力。

小普
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