水解瓜爾豆膠新一代水溶性膳食纖維:

水解瓜爾豆膠新一代水溶性膳食纖維,近年來，膳食纖維已作為對人類健康重 要的營養(yǎng)組分而引起人們的關(guān)注。雖然膳食 纖維被認為具有各種生理功能，但它的日攝 人量還是一年年趨向下降。我們已經(jīng)開發(fā)出 一種水解瓜爾豆膠以補償對膳食纖維攝人量 的日益增長的不足。用酶法部分水解瓜爾豆 膠制備的產(chǎn)品，由于其水溶性和低粘度，容 易應(yīng)用于食品。對動物和人類的研究表明， 本纖維可改善便秘、脂類代謝和控制血糖。

膳食纖維大致可分為兩類.•不溶性膳食 纖維和水溶性膳食纖維。水解瓜爾豆膠新一代水溶性膳食纖維,前者的典型例子為 纖維素，存在于絕大多數(shù)的植物中（谷物、 蔬菜、水果等），后者包括被認為是增稠劑 或乳化劑的一系列多糖，例如瓜爾豆膠、剌 槐豆膠、羅望子多糖（所有三種均來自植物 種子）、蘋果果膠、柑桔果膠，以及海藻提 出物卡拉膠和瓊脂。

新近開發(fā)的水溶性水解瓜爾豆膠（商品 名Fiberon)的原材料為瓜爾豆（Cyamopsis tetragonolola)，產(chǎn)于印度和巴基斯坦的 Leguminosae科一年生植物。由瓜爾豆制得 的半乳甘露聚糖瓜爾豆膠，作為增稠劑和穩(wěn) 定劑在全世界廣泛用于食品和工業(yè)目的。由 于瓜爾豆膠十分粘滯，因此它非常難于以足 夠的量與食品結(jié)合而獲得膳食纖維效果。鑒 于這一理由，盡管普遍承認它的有效生物活 性，但在實際食品中將其用于膳食纖維的增 補受到了阻礙。

制備的結(jié)構(gòu)和過程

水解瓜爾豆膠的制備是用酶法（半乳甘 露聚糖酶）部分水解從瓜爾豆種子獲得的瓜 爾豆膠，然后將水解物分離、純化、干燥和 制成粉末。水解主要發(fā)生在瓜爾豆膠主鏈的 甘露糖骨架部分，產(chǎn)生具有峰頂分子量約

2_的部分水解瓜爾豆膠。

基本上，F(xiàn)iberon為D-半乳糖 -D_甘露聚糖，半乳糖甘露聚糖由線性甘 露糖分子組成，并有3 :2比率的半乳糖分 子分支。瓜爾豆膠的甘露糖-半乳糖比率 為 2 : 1。

圖1為Fiberon的電子顯微照相（掃描 電子顯微鏡，15KV加速電壓）。Fiberon由 不同大小的半球形粒子構(gòu)成，在粒子中心有 較大的凹陷，凹陷直徑由5至20〇Mm不 等，在外部的粒子中，有許多還有數(shù)個較小 的凹陷。

物理特性

水解瓜爾豆膠不象許多常見的膳食纖維 產(chǎn)品，其特點如下：

天然物質(zhì)（從植物種子中獲得）；

溶于水；

低粘度；

富含膳食纖維（用Prosky-AOAC法測 定超過70%);

對食品加工（熱、酸、機械處理等）十 分穩(wěn)定；

水溶液為中性、無色、透明、無味、無臭；

安全研究數(shù)據(jù)有效；

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不抑制礦物質(zhì)吸收。

圖2表不了 Fiberon的粘度曲線。它的 粘度甚至在10%濃度下也不高于lOcps，比 原材料瓜爾豆膠的粘度低得多，原材料瓜爾豆 膠甚至在1%濃度下表示的粘度高達4000cps。

生理功能度

由于原材料瓜爾豆在其產(chǎn)地已長久食 用，我們想，這對安全性不會有問題。然 而，我們進行了急性毒性研究，口服亞急性 毒性研究和誘變研究。Fiberon作為膳食纖 維已被設(shè)計成保持原材料瓜爾豆膠的生理功 能。Fiberon改善便秘、脂類代謝和控制血 糖的作用闡述如下：

腸運動的改善

這是眾所周知的事實，膳食纖維可強化 腸的功能，改善便秘。

Fiberon對腸運動的影響在健康志愿者 身上每天喂5或15g Fiberon共兩周進行了 評價。根據(jù)赫爾辛基宣言，對65名年齡為 19至21歲的健康志愿者進行了研究，使用 的是為試驗制備的含5g Fiberon低熱M飲 料（每罐135ml內(nèi)容物合約lOkcal)。以

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Fiberon攝入量5g/日組

k.13.7±6.9

10.0±3.7 Fiberon攝入量1昨/日組

圖3 Fiberon對健康志愿者大便頻率的影響

Fiberon攝人量對腸運動的影響為題，分兩 組調(diào)查對象進行填表調(diào)查。首先記錄了一般 條件下在攝人之前的兩周期間的腸運動。接 著記錄其后兩周攝人期間的腸運動，一組每 天接受一瓶含F(xiàn)iberon飲料（5g/日），另一 組每天接受三瓶此飲料（15g/日）。最后再 記錄在一般條件下攝人期后兩周間的腸運 動。在每兩周的時期中，根據(jù)排便頻率、大 便排泄感覺記分（大便量、排便時間、腹部 情況等）和大便硬度，分析關(guān)于對腸運動影 響的調(diào)查研究數(shù)據(jù)。

結(jié)果見圖3。在每日接受一瓶的組內(nèi)， 排便頻率明顯從丨2.4次遞增至13.7次，接 著在攝人期后降至11.9次。在每日接受三 瓶的組內(nèi)，排便頻率從攝入期前的10.4次 增至攝人期的11.4次，接著降至攝人期后 的丨0.0次（接近攝入前的水平>。

雖然評價是定性的，在所有組內(nèi)大便量 增加，但排便次數(shù)減少。水解瓜爾豆膠新一代水溶性膳食纖維,關(guān)于大便硬度.在 硬大便組趨于變軟；在軟大便組趨于變硬。 腸運動在所有組內(nèi)明顯改善。

目前Fiberon僅在曰本和其他一些亞洲 國家批準。歐洲聯(lián)盟將在不久的將來批準。（圖略)

表1在喂養(yǎng)老鼠時Fiberon對膽固酵的影響

標準膳食高膽E醇膳食

對照Fiberon

體重增長（g)81 土 2*89±382±3

食物攝人（g)253 土 3263±4253 ±5

肝

肝重/體重（％)3.18±0.05**4.26±0.064.18 土 0.05

膽固醇（mg/g)4.7±0.1**59.2 ±1.359.8 ±2.4

甘油三酸酯（mg/g)5.5 ±1.2**19.3 ±2.723.1 ±4.0

血漿

膽固醇（mg/dl)47,7 土 2.3 料144.9±8.3105.5 ±10.1**

甘油三酸酯(_1)67.6 士 7.1**100.1 ±8.064.7 ±1.5**

*P <〇.〇 W o.oi

水解瓜爾豆膠對食品，包括飲料、甜 食、冰淇淋、糖果、湯類、調(diào)味汁等的潛在 應(yīng)用。（圖略）

脂類代謝的改善

設(shè)若膽固醇為心臟病和動脈硬化的危險 因素。相信脂類，如膽固醇和甘油三酸酯代 謝的改善是預防和治療成年人疾病的關(guān)鍵因 素。

用特高膽固醇膳食喂飼老鼠以試驗 Fiberon對脂類代謝改善的作用。

雄性Wistar/Std老鼠用高膽固醇即含1% 膽固醇和0.25%膽汁酸鹽的食物喂21 口， 以培育一種有膽固醇負載的老鼠原型。用 5%受實驗物質(zhì)Fiberon混人特高膽固醇食 物來喂詞此動物21 F1。正常組喂標準食 物。這些動物有接近食物和水的由。

結(jié)果見表1。與高膽固醇組相比， Fiberon的攝人大大地抑制了血液膽固醇和 甘油三酸酯含量的提高，顯著證明著脂類代 謝改善的作用。單一攝人Fiberon對血漿脂 類含M的影響，已用不斷加載單一攝入脂類 的正常人做過試驗.

水解瓜爾豆膠具有對脂類代謝和葡萄糖 代謝的正面影響。（圖略）

在根據(jù)赫爾辛基宣言進行的試驗中采取 了 Me等人的方法，將脂類負載作為一種食 品給人吃。首先，在血樣采集后給6名自從

入夜前已禁食的健康志愿者進食由5個雞蛋 和50克奶油制備的煎蛋卷（總脂類含量 64.2g,膽固醇1.3g,甘油三酸酯52.2g)作為 脂類負載食品，然后定時采集血樣（于1、 2、4、6、8小時）。一周后，相同受試者接 受10%水溶液的15g Fiberon,并立即進食 煎蛋卷，接著采血樣并化驗。

結(jié)果見圖4 ~ 6。有些這樣的脂類參 數(shù)，如膽固醇、甘油三酸酯和低密度脂蛋白 (LDL)的含量被Fiberon的攝入所抑制。 證明了 Fiberon抑制脂類的快速吸收，并改 善脂類的代謝。人體連續(xù)攝人的研究表明了 Fiberon對有稍高膽固醇含量的人具有減少 膽固醇的作用。

這些發(fā)現(xiàn)提示Fiberon作為一種易于攝 取的低粘度膳食纖維，它具有改善脂類代謝

功效..

25

二 20 蕓15 1 10 勝

E 5

a 〇 < c

5 4在接受加（□)和不加（A ) Fiberon的試驗膳食后，水解瓜爾豆膠新一代水溶性膳食纖維,血內(nèi)膽固醇含量 的變化。平均值SE士SE (n = 6)

圖5在接受加（匚）和不加（A ) Fiberori試驗膳食后血中甘油三酸酯含量 的變化。平均值土SE (n = 6)

-53 —

OOQOOOOO 5 4 0 2 1 1 2 3 - -

a-SJg^sgr^^^^v

J——-l

246

時間（h>

在吃進加（□)和不加（△)

圖6 在吃進加（U)和不加（A) Fiberon試驗膳食后血中粘性低密度脂蛋白 (VLDL)含量的變化。平均值±SE (n = 6)

葡萄糖代謝的改善

在接受單一攝人糖的正常人體上試驗一 服劑量Fiberon對血中葡萄糖含量的影響，方 法同于脂類代謝試驗10。葡萄糖負載為75g。

圖7~ 8表示了整個時間內(nèi)，有或無 Fiberon攝人對血中葡萄糖和胰島素含量的 變化。Fiberon導致血中葡萄糖含量的抑制 呈上升趨勢；有Fiberon攝人時所得出的60

圖7

Fiberon的75g葡萄糖后血中葡萄糖含量的 變化。平均tt 士SE (n = 5)

4080120

時間（min)

3 8在接受加（□ >或不加（A) Fiberon的75g葡萄糖后血中胰島素含量的 變化。平均值士SE (n = 5)

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分鐘的量比無Fibeion攝人時明顯降低 (P<0.05)。60分鐘后血中胰島素也達到一 個峰，這個峰值由于Fiberon而有所降低。 這些發(fā)現(xiàn)提示了 Fibexon改善葡萄糖代謝的 功效。

食品應(yīng)用的潛力

由于Fiberon易溶于冷水，所以便于單 獨添加于食品中使用，以致在給食品添加足 夠量時，會具有膳食纖維的效果。Fiberon 不影響食品的加工性能或可口性，因為它溶 于水，粘度很低，幾乎無色、無味和無臭。 由于有這些特征，F(xiàn)iberon可添加于每種食 品。使用合適量為0.1 ~ 10%。潛在的應(yīng) 用包括飲料、甜食、冰淇淋、糖果、小麥粉 制品（面條、面包）、湯類、調(diào)味汁、調(diào)味 品、肉制品、配菜和強化營養(yǎng)食品。

專利和批準

我們已經(jīng)申請了三項Fiberon專利，分 別關(guān)系到：材料、加工和食品應(yīng)用、生理功 能以及腎臟病人用的低礦物質(zhì)膳食纖維?？?惜，F(xiàn)iberon至今僅在日本和一些亞洲國家 批準使用。關(guān)于健康聲明，從1991年起曰 本已經(jīng)允許食品用任何強調(diào)有利健康的標 簽，只要遵照所給定的條件，水解瓜爾豆膠新一代水溶性膳食纖維,1993年批準 了]3種食品。在日本，此產(chǎn)品已是“特殊 健康用途食品”的組分。

市場前景

在日本約1988年開始的所謂功能食品 浪潮中，特別是用膳食纖維或低聚糖增補的 食品和飲料已見明顯的商業(yè)成就。所銷售的 這些產(chǎn)品帶有健康形象化描繪的標簽，而不 是用聲明有特殊改善健康功效的標簽。后來 建立了專為健康用途食品的法規(guī)制度。然 而，近幾年浪潮已經(jīng)平靜。但現(xiàn)在按照批準 這種產(chǎn)品作為特殊健康用途食品可在市場上 買到?？梢云谕?，日本膳食纖維市場將再次 活躍起來。

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