水苏糖的作用机理

水苏糖如何改善便秘与健康?

水苏糖的应用范围

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水苏糖的作用机理

水苏糖具有良好的理化性能。在一般条件下,它不与其它化学物质如食品添加剂、主剂发生化学反应,也不影响其它物质的特殊气味和味道,是极佳的功能性食品添加剂。由于人体肠道内没有能够消化半乳糖苷酶,水苏糖在人体的口腔、胃、小肠等器官内不被破坏,不会进入人体升高血糖浓度。这样,一方面能较持久的发生作用,促进肠内短链脂肪酸活性物增加,降低胆固醇含量,促进胃肠道对钙、镁等元素的吸收;另一方面,能直接到达肠道有益菌群所在的大肠部位,显著促进双歧杆菌增殖。因此,也适合糖尿病人服用,不会造成病人内分泌负担加重的不良反应。

水苏糖对人体肠道内的双歧杆菌、乳酸杆菌等有益菌群有着极明显的增殖作用,能够以40倍递增的速度增殖双歧杆菌,保持肠道的年轻化,能迅速改善人体消化道内环境,调节微生态平衡。获得大量增殖的双歧杆菌、乳酸杆菌,成为消化道内的优势菌,可以通过直接调节p-羟基-p-甲基戊二酰辅酶A还原酶的活性,抑制胆固醇合成,控制新形成的低密度脂蛋白受体,从而显著降低血液中的胆固醇含量。双歧杆菌还通过产生为乙酸、乳酸等物质,促进B淋巴细胞活性化,抑制肠内固有的产气产酸梭状芽孢杆菌等腐败菌的生长。双歧杆菌还能分解肠内致癌物N-亚硝胺,并诱导合成干扰素和促细胞分裂素,活化自然杀伤细胞并促进免疫球蛋白抗体产生,活化巨噬细胞,从而提高机体免疫能力,增强对癌症的抵抗能力。水苏糖的作用机理如下图所示:

水苏糖代谢

总之,水苏糖利用人体本身不能消化利用的特点,到达人体肠道内,被肠道内的双歧杆菌充分吸收利用,促使其生长繁殖,形成有益菌群优势,由其产生各种有益因子,从而有力保证身体健康。

应用范围

  • 水苏糖在食品方面的应用

在一般情况下,水苏糖不与其他化学物质如食品添加剂发生化学反应,也不影响其他物质的气味和味道,是一种优良的功能性食品基料。水苏糖甜度较低(大约是蔗糖甜度的0.28倍),可应用于低甜度食物或掩盖一些由于人工糖素,如糖精或苯丙氨酸所造成的食后余味。粘度和高吸水性有利于增加口感,防止食品的过度干燥。不被人体消化、无热量可用于供糖尿病患者所需要的甜食的生产。

经毒理学实验证实,水苏糖安全可靠,无任何毒副作用。其结构清楚、功效明显是开发第三代保健食品的最佳选择,又可广泛应用于饮料、乳制品、糖果、糕点、冰淇淋等食品中,从而可开发出适宜不同消费者需要的多种功能食品。

  • 作为微生态调节剂(Micro-ecological modulator)和水溶性膳食纤维应用于开发改善胃肠道功能的保健食品方面:
    微生态调节剂按其构成可分为益生菌(Probiotic)、益生质(prebiotic)和合生素(Synbiotic)三种。益生菌是指对宿主有益的肠道菌群,如双歧杆菌、乳酸杆菌等等。益生质是指能选择性的促进宿主肠道内原有的一种或几种有益菌群生长繁殖的物质,水苏糖即属于此。合生素是指益生菌和益生质同时并存的制剂。

水苏糖作为单独的益生质能以40倍的速度增殖双歧杆菌,若与其他的益生菌合用调节肠道菌群和润肠通便效果则十分明显,对保持肠道的年轻化乃至人体的长久健康都很有好处。水苏糖可通过作为可溶性膳食纤维和增加双歧杆菌的双重作用改善胃肠道功能,缩短食物在肠道内的停留时间,增加含水量,抑制腐败菌的生长,分解致癌物,诱导合成干扰素和促进细胞分裂素,活化自然杀伤细胞并促进免疫球蛋白抗体的产生,活化巨噬细胞,从多方面改善机体的胃肠道功能。

  • 在调节血脂和减肥产品开发中的应用:

    据资料报道,肠道有益菌减少最终会导致胆固醇的合成与吸收增加。水苏糖可通过增加有益菌,减少有害菌而改变这种增加。动物实验证实双歧杆菌能直接影响β-羟基-β-甲基戊二酰基CoA还原酶的活性,抑制了胆固醇的合成,从而降低了血清胆固醇。此外,嗜酸乳杆菌也具有吸收胆固醇并抑制小肠壁对胆固醇吸收的作用,双歧杆菌代谢产生烟酸与血清胆固醇降低也有一定关系。据航空医学研究所对83 例高脂血症患者服用水苏糖制剂降脂作用的观察,每人每日使用水苏糖7.2克,持续8周后,血清总胆固醇浓度和低密度脂蛋白胆固醇有显著的降低。

  • 水苏糖可增加机体对矿物元素的吸收:
    用水苏糖饲喂小鼠20天,发现其机体中的钙、铁等矿物元素的含量有所提高,大腿骨灼烧灰分中的矿物元素也有相应的增加,水苏糖能增加机体对矿物元素的吸收,这被认为与盲肠中的L-乳酸提高有关。

  • 水苏糖可作为高血压患者的辅助性保健食品:
    人体实验表明,高血压患者每天摄入10克水苏糖,持续6周后,其舒张压平均降低了799.7Pa(约6 mm Hg)。另有实验表明,人体舒张压的高低与其粪便中双歧杆菌的数量占总细菌数的比例呈明显的负相关关系。换句话说,即粪便中双歧杆菌的数量越多则舒张压越低。由此可见,水苏糖降低血压的功能也是通过促进双歧杆菌的增殖来实现的。
  • 水苏糖对化学性肝损伤有一定的预防作用:

水苏糖能够加快肠道内有毒代谢物质的排出,减少了有毒代谢物质重吸收进入血液而由肝脏进行生物转化的过程,大大减少了肝脏分解毒素的负担。有实验证明,让一个患有肝硬化的老年病人每天摄入水苏糖3克,大约7天后其肝功能和便秘症状都有所缓解。患者血清和尿中有毒代谢物的浓度均大幅度下降至正常和接近正常的情况,病情缓解,食欲增加。此外,还有实验证实,水苏糖可通过减少肠道内氨的吸收而对临床/亚临床肝性脑病(HE/SHE)起到一定的预防作用。 

  • 在开发延缓衰老类保健食品中的应用:

在对90~105岁的长寿者肠道菌群情况的调查发现,双歧杆菌数、乳酸杆菌较多,而拟杆菌、梭状芽孢菌、消化球菌和芽孢杆菌等数量较少。动物实验也证实肠道菌群和健康长寿密切相关。科学家研究后发现,蛋白质、氨基酸等含氮化合物被肠道内腐败细菌代谢后产生的氨、胺、硫化氦、酚、类甾醇化合物和细菌毒素会引发多种疾病,促进衰老,影响寿命。高龄人群摄入水苏糖后,肠内的腐败指标——β葡萄糖醛酸酶的活力和氨的含量均明显下降,腐败菌的发酵产物—吲哚和对甲基酚的含量也显著减少。“要长生,肠要清”,水苏糖在这方面有明显的生理作用。  

  • 在开发长期服用抗菌素的患者、手术后恢复患者、癌症化疗患者的保健食品方面的应用:

有些病人因各种原因需要长期服用抗菌素特别是广谱抗菌素。长期服用的一个明显的副作用就是肠道正常菌群的严重失调,抗菌素在杀死有害菌的同时也杀死了许多对人体健康有益的细菌,最终导致肠道菌群严重失调,造成肠道功能紊乱,消化不良。手术后恢复患者在服用大量广谱抗菌素抗感染的同时活动量也特别少,这样更容易导致胃肠蠕动减缓,肠道菌群失调、便秘、免疫力低下等。最终不利于患者的早日康复。癌症化疗的患者也存在同样的情况。放射线杀死癌细胞的同时也杀死了大量的益生菌(益生菌对放射线非常敏感)。因此,补充水苏糖有助于益生菌恢复,纠正肠道菌群失调。

当然,由于水苏糖有许多优点,有许多潜在的应用将逐渐被发现。

  • 应用在排铅产品的开发方面:

水苏糖有极好的润肠通便效果,可大大减少食物残渣在肠道的停留时间,减少铅在肠道被吸收的机会。通过消化道排铅后使体内铅蓄积减少,从而引起尿铅下降。同时可结合经胆汁分泌进入肠道的铅,阻断其再吸收。胆汁铅比血铅含量高出40—100倍,这部分铅被水苏糖排出体外,是口服水苏糖可降低体内蓄积铅的最可能的途径。此外,水苏糖可通过调整肠道菌群,降低肠道PH值,促进钙、铁等元素的吸收而竞争性的抑制铅的吸收。

  • 水苏糖在制药领域的应用

水苏糖的粘度高,吸水能力强,可以使其作为药物赋形剂用于制药工业。而且水苏糖作为一种α-半乳糖苷类物质,对多种慢性疾病有潜在的预防治疗作用。

水苏糖是由1个蔗糖单位(果糖-葡萄糖)和2个半乳糖通过α-1,6键连接构成的α-半乳糖苷类化合物。这种化合物对人及动物体内多种细胞的功能有特异性的调节作用。这也是探讨其潜在药学作用的基础。

水苏糖作为多功能预防治疗试剂的可能性与其对一种称为弹性蛋白/基底膜糖蛋白受体(Elasitn/laminin Receptor)的多功能性蛋白的作用密切相关。它可通过对这一受体的作用而产生一系列生物效应。

  • 水苏糖对一些慢性疾病的潜在的预防治疗作用:

弹性蛋白/基底膜糖蛋白受体是一种动物细胞表面的蛋白质复合体,这种蛋白质复合体存在于多种可产生弹性蛋白的细胞的表面。如纤维母细胞,成软骨细胞,血管肌原细胞,单核细胞,中性粒细胞,活化的淋巴细胞和黑色素瘤、乳腺瘤和肺肿瘤等多种癌细胞的表面。弹性蛋白/基底膜糖蛋白受体由三个亚基组成,即:两个与细胞膜密切结合的蛋白质亚基(其分子量分别为55KD和61kD)和一个分子量为67KD的膜周边蛋白质亚基。膜周边蛋白质亚基又称为弹性蛋白结合蛋白(Elastin-binding Protein, EBP)。研究发现水苏糖与弹性蛋白/基底膜糖蛋白受体结合后可导致EBP亚基脱离其受体复合体,进而,阻断弹性蛋白/基底膜糖蛋白受体所诱发的生物学反应。这一特点为治疗许多与弹性蛋白/基底膜糖蛋白受体活化有关的疾病,如慢性炎症,结缔组织退行性改变,血管内膜增厚,动脉粥样硬化以及肿瘤细胞转移等疾病提供了一种新颖的预防治疗方法。

  • 在皮肤保健以及抗皮肤老年性、退行性改变中的应用:

水苏糖在皮肤保健和抗皮肤衰老方面有很好的应用,其主要表现在是维持皮肤弹性和可塑性方面。国外实验已经证实水苏糖可通过减少组织弹性蛋白的水解和皮肤细胞之间透明质酸水解而达到维持皮肤弹性和可塑性的目的。这种药理无论在药品开发还是化妆品开发方面都有很好的应用价值。  

  • 缓解慢性炎症作用:

在大多数慢性炎症如口腔炎、肺气肿、骨关节炎的发病过程中,炎症细胞或损伤的组织细胞释放各种蛋白水解酶,包括弹性蛋白水解酶,造成细胞间质中纤维蛋白的水解,并产生活化的多肽片断。这些多肽片断可与活化的白细胞、单核细胞,淋巴细胞表面的弹性蛋白/基底膜糖蛋白受体结合,进而诱发各种蛋白水解酶及自由基的产生和释放,进一步地造成组织细胞损伤。水苏糖可通过对弹性蛋白/基底膜糖蛋白受体的阻断和改变作用而达到缓解和治疗这些炎症反应的目的。

  • 抗肿瘤转移作用:

肿瘤转移是肿瘤恶化的主要表现,它不但表明机体防御功能的显著减弱,也表明肿瘤治疗将更加困难。有效地预防肿瘤转移是肿瘤治疗的关键。一些实验表明水苏糖可抑制某些动物肿瘤细胞的肺部转移。此作用可能与其可阻断肿瘤细胞表面的弹性蛋白/基底膜糖蛋白受体所诱发的蛋白水解酶合成分泌的正反馈调节过程有关。不过,此类化合物抗肿瘤转移的具体作用有待进一步研究。

  • 水苏糖在提高皮肤弹性,延缓皮肤衰老方面有显著的效果,可应用在开发功能性化妆品方面的应用

水苏糖溶解性好,对皮肤基本无刺激,低浓度溶液的渗透效果很好,在维持皮肤弹性和可塑性方面能起到很好的效果。若与其他抗自由基类物质合用,对皮肤保健和抗衰老的效果十分明显。

  • 水苏糖在饲料工业中的应用

目的在于提高动物体内的有益菌数量,提高动物的抗病能力和促进对矿物元素的吸收。水苏糖在动物饲料中的应用有两种方法:一是直接将提取完水苏糖的渣料作为动物的饲料,二是特异性的在动物的饲料中添加0.1—0.3%的水苏糖。目前,工业化生产的水苏糖是直接以植物为原料,采用水溶法提取的,该过程不添加任何有机溶剂,提取完的渣料主要为纤维素和果胶类成分,其中含有0.5%左右的水苏糖,晾干后可直接作为动物的饲料。这也是水苏糖产业化的一个显著的优势,不仅在原料的综合利用上,甚至在增加农民收入,提高农民的生产积极性和植被保护上都有巨大的经济效益和社会效益。

目前,国内生产水苏糖的企业不多,其在多种领域的应用也刚刚起步,但作为新一代的功能性低聚糖类,其潜在的应用价值和巨大的经济效益已受到越来越多人的重视,水苏糖是从我国特有的一种蔬菜中提取的,其产品纯度可达80%以上,远高于国外从大豆中提取的30%的含量,在国际上具有领先水平。另外,水苏糖功效因子明确,用量少,又远优于其它的低聚糖类,水苏糖这种来源纯天然、应用范围广、有效物质含量高的特点,非常符合现代食品业、医药业、化妆品业、轻工业、饲料业的发展趋势。相信随着现代科技的发展和人们认识的不断提高,水苏糖将在越来越多的领域发挥它的价值。

  • 水苏糖在其他领域中的应用

纯度达到96%以上的高纯度水苏糖,可广泛的应用于航空、航天、冶金等高科技领域。

经文献检索,在美国与水苏糖应用有关的专利技术达到300多项,且大都应用于航空、航天、冶金工业,而在我国还不到30项,由此可见,水苏糖的研发和应用在我国才刚开始,其前景广阔,发展空间很大。


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