菊粉水溶性膳食纤维对便秘的作用

58 食品安全导刊 2013年7月刊 菊粉水溶性膳食纤维对便秘的作用 □ 张平 金银顺 善尔医院 陈晓强 赵瑞 丰宁平安高科实业有限公司 菊粉(Inulin)是由果糖经β(2-1)键连 接而成的线性直链多糖，末端常带有一 个葡萄糖，聚合度(DP)通常为2～60，实 际上菊粉也是多种不同聚合度果聚糖的 混合物。聚合度较低(DP=2～9)的果聚糖 通常称为低聚果糖，聚合度为10～23的 果聚糖通常称为中链菊粉，聚合度≥23 的果聚糖通常称为多聚果糖。菊苣根是 目前工业化生产菊粉的主要原料来源。 菊粉型果聚糖作为优质纯天然的水溶性 膳食纤维和益生元物质已被广泛应用于 食品工业。 在膳食中每天按推荐剂量补充菊 粉，可以显著增加便秘患者的排便频率, 由便秘引发的恶心和头痛也随之消失。 菊粉之所以对便秘有如此好的疗效，主 要由于菊粉是一种水溶性膳食纤维和益 生元，在大肠尤其是结肠与直肠部位完 全可以选择性的被益生菌快速发酵，通 常发酵时间不超过24小时。菊粉作为益 生菌的培养基，大量增殖生长中的益生 菌，并抑制肠道有害菌的生产。益生菌发 酵会产生较多的水、短链脂肪酸、氢气甲 烷，可以增加肠道排气、促进肠胃蠕动， 增加粪便含水率与粪便量，从而有效缓 解或解决便秘问题。 膳食纤维概述 1.膳食纤维定义 膳食纤维是指植物中天然存在的、 提取或合成的碳水化合物的聚合物，其 聚合度DP≥3且不能被人体小肠消化吸 收，是对人体健康有益的物质。膳食纤维 包括纤维素、半纤维素、果胶、菊粉及其 他一些膳食纤维单体成分等，根据其能 否在温水或热水中溶解可分为两类：一 类是不可溶性膳食纤维(Insoluble Dietary Fiber，IDF)，包括纤维素、木质素和部分 半纤维素；另一类是可溶性膳食纤维 (Soluble Dietary Fiber，SDF)，是既可溶 解于水，又可吸水膨胀，并能被结直肠中 微生物酵解的一类纤维。膳食纤维在体 内不产生热量，并最终随食物残渣一起 排出体外，对预防和控制疾病的作用愈 趋明显，在人体新陈代谢中有重要意义， 被誉为除蛋白质、脂肪、糖、维生素、矿物 质、水这6大营养素后的“第7营养素”。 膳食纤维参与了机体内许多重要生理功 能，如通便、调节肠道菌群、降低血脂、控 制血糖、减肥、预防癌症等。国际粮农组 织推荐的总膳食纤维摄入量为27g／d；英 国营养学家的建议量为25～30g／d；美 国FDA推荐的量为20～35g／d；2000年我 国营养学会提出成年人适宜摄入量约 为30g／d。 2.水溶性膳食纤维 （1）水溶性膳食纤维的机械作用 水溶性膳食纤维结构中含有更多亲 水性基团，有很强的吸水能力和与水结 合的能力。此作用可使肠道中粪便的体 积增大，加快其转运速度，减少其中有害 物质接触肠壁的时间。水溶性膳食纤维 在肠道内结合无机盐如钾、钠等阳离子， 可形成膳食纤维复合物，影响其吸收，从 而降低血液中的钠和钾含量，起到降血 压的作用。 （2）水溶性膳食纤维的酵解作用 膳食纤维经发酵后产生能被宿主吸 收和利用的能量和底物，并为微生物自身 的生长和增殖提供能量和营养物质。水 溶性膳食纤维酵解后可更好的增加肠道 酸性，抑制有害微生物的生长，改善肠道 菌群。 人的胃肠道栖息着大约30多属500 多种的细菌，主要由厌氧菌、兼性厌氧菌 和需氧菌组成，其中专性厌氧菌占99% 以上。胃、十二指肠、空肠细菌的种类及 数量极少，在回肠末端，细菌数量逐渐增 加到105～108cfu/mL，主要含乳酸杆菌、 大肠杆菌等；结肠中的细菌数量明显增 加，浓度为109～1012cfu/mL，其中主要为 双歧杆菌和乳酸杆菌等。 肠道微生物菌群可分为3大部分： ①与宿主共生的生理性细菌，为专性厌 氧菌，是肠道的优势菌群，如双歧杆菌。 研究证实双歧杆菌的增加有抗肿瘤的作 用，主要机制是通过降低肠腔PH值，抑 制致癌物或辅致癌物的形成，转化某些 致癌物质为非致癌物质，以及激活巨噬 细胞等免疫功能。它们是膜菌群的主要 构成者，对机体具有占位性保护、营养及 免疫调节作用，统称为益生菌。②与宿主 共栖的条件致病菌，以兼性厌氧菌为主， ADDITIVES & NUTRITION 添加剂与营养 万方数据 July 2013 CHINA FOOD SAFETY 59 是肠道的非优势菌群，如肠球菌。肠球菌 在肠道微生态平衡时是无害的，一旦肠 道微生态发生改变，则有可能对人体有 害。③病原菌，并非长期定植在人体内， 因此种类和数量也不固定。生态平衡时， 病原菌数量少，不会致病，如果数量超出 正常水平，则可能引起人体发病，如变形 杆菌、假单胞菌等。肠道内的梭状芽孢杆 菌等有害菌会制造出具有与女性荷尔蒙 相似作用的物质，如被人体吸收，可导致 乳腺疾病。 水溶性膳食纤维在肠道可完全选择 性的被益生菌酵解，酵解后产生的短链 脂肪酸如乙酯酸、丙酯酸和丁酯酸均可 作为肠道细胞和有益菌的能量来源。 水溶性膳食纤维的酵解作用如图1 所示。 水溶性膳食纤维与便秘关系及 可能作用机制 1.便秘与水溶性膳食纤维的关系 长期便秘可带来很多危害，便秘可 诱发肠梗阻、直肠脱垂、肛裂、心脑血管 疾病、老年痴呆症、大肠癌等疾病。同 时，便秘患者长期焦虑，在精神、心理上 承受着巨大的痛苦和煎熬，部分患者甚 至有自杀倾向。另外，便秘影响患者生活 质量，如食欲下降、口臭、头痛、腹胀等 症状。有研究表明，便秘与膳食纤维的摄 入减少有关(DP=2.6)。目前对便秘的治 疗方法分为非手术疗法及手术疗法，非手 术疗法主要包括改善生活方式、提肛锻 炼、通便药物、心理疗法等综合性疗法。 在非手术疗法中膳食纤维改善便秘的功 效成为人们的研究热点，并且作为儿童 型便秘临床治疗的一线治疗方案。膳食 纤维进入人体后一般不被消化和吸收， 而是通过刺激肠壁、增加肠蠕动、吸收水 分，来保持肠道润滑，还可作为肠道菌群 的调节剂发挥作用，从而起到治疗便秘 的功效。大量研究表明，饮食中膳食纤维 缺乏是导致便秘形成的重要因素，膳食 纤维独特的化学结构和组成直接影响其 生理功能。 2.相关作用机制 研究指出，SDF为高水溶性膳食纤 维，不仅能通过吸收水分，增加粪便含 水量来治疗便秘，更能通过降低小肠的 吸收功能，并被益生菌选择性完全发酵 产生短链脂肪酸，如乙酸、醋酸、丁酸 和乳酸等，通过酸性物质改变肠道pH 值，改善有益菌群的繁殖环境，从而加 快肠道蠕动，使粪便顺利排出。通过发 酵分解代谢产物，例如醋酸盐短链脂 肪酸可以增加结肠血流；丁酸盐促进结 肠黏膜对水钠吸收，以及肠道本身增 殖，进一步促进肠道生理状态改变，影 响排便过程。 研究对象和方法与结果 1.研究对象 通过社区公益活动召集了50名不同 程度便秘患者，研究对象纳入：(1) 年龄≥18岁；(2)理解此次研究目的并同 意完成。排除标准：①严重肝、肾功能异 常者；②严重心、肺、脑疾患者；③不能正 常进食者；④未完成膳食记录或膳食日 记者；⑤未按照要求食用菊粉者。 2.研究方案 我院对50名有不同程度排便异常的 患者进行了“便秘与健康”科普调查，并 分别赠予一疗程（60天）维乐夫水溶性 膳食纤维粉TM口服，同时发放菊粉膳食 知识手册和体验调查跟踪表。研究使用 的维乐夫水溶性膳食纤维粉TM以菊粉为 原料（Vilof®NanoCPF），由丰宁平安高科 实业有限公司生产提供。 3.小结 本次以50名患者为研究对象，以菊 粉对便秘的作用进行为期14天的科学研 究调查问卷显示，菊粉水溶性膳食纤维 对90%的便秘患者有明显的改善作用。 由于本次调查研究人数较少，时间较短， 同时水溶性膳食纤维改善便秘症状的作 用机理目前还没有定论，仍需要进行更 为系统的研究，以及更大范围与更长时 间的临床验证。 图1 添加剂与营养 ADDITIVES & NUTRITION 万方数据