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低聚異麥芽糖在防止便秘方面的研究

點擊次數:更新時間:2014-10-10 18:10:29【打印】【關閉】

低聚異麥芽糖是一種具有良好生理功能的益生元類物質,具有改善或防止便秘的作用,可以被廣泛的應用于各種食品、醫藥、保健品等。本文綜述了便秘人群的狀況及便秘與腸道菌群

低聚異麥芽糖是一種具有良好生理功能的益生元類物質,具有改善或防止便秘的作用,可以被廣泛的應用于各種食品、醫藥、保健品等。本文綜述了便秘人群的狀況及便秘與腸道菌群的關系,并對低聚異麥芽糖防止便秘的機理進行了分析。 
    關鍵詞:低聚異麥芽糖 腸道菌群 便秘   
    在人們日常生活中往往被忽視的胃腸道功能失調性疾病——便秘。便秘是指大便密結不通,排便時間延長或憋大便而排出不暢的一種病癥。據調查我國約有10%的人存在便秘問題。研究發現,引起便秘的因素雖然很多,但其中腸道菌群是一個很重要的因素,便秘者腸內菌群十分不平衡,糞便中的有益菌比健康者降低25%以上,也有研究指出在50%的便秘者糞便中,并無有益菌存在。益生元低聚異麥芽糖因具有重要的理化特性與生理功能,因此作為食品配料得到迅速發展。目前已被廣泛的應用于各種食品、醫藥、保健品等。它通過調節腸道的微生態環境與腸道菌群的平衡,增加糞便的持水性等作用,可有效的改善或防止便秘。 
    1益生元低聚異麥芽糖的結構特點 
    Gibson定義益生元是“不被消化的食物成分,可以選擇性的結腸中的一種或少數幾種細菌的生長或活性而對宿主產生有益影響,從而增加宿主健康”。有益生元功能的物質主要是一些非(或難)消化性低聚糖,如低聚異麥芽糖、低聚果糖、低聚半乳糖、低聚木糖、大豆低聚糖等,此外還包括一些天然植物提取物、蛋白質水解物、多元醇等,目前研究主要集中在低聚糖類物質。 
    大量研究表明低聚異麥芽糖(Isomaltooligosaccharide,IMO)是一種具有良好生理功能的益生元,它是以淀粉為原料,經過特殊酶的作用而制成的,是指2-10個葡萄糖分子之間至少有一個以а1.6糖苷鍵結合而成的一類支鏈狀低聚糖,包括異麥芽糖、異麥芽三糖、潘糖,以及異麥芽四糖及以上的各支鏈寡糖等。低聚異麥芽糖因含有а1.6糖苷鍵而在胃腸道內既不能水解,也不能被消化吸收,而直接到達大腸,被那里的有益菌所利用;它的生理功能主要是通過促進人體腸道內有益菌的繁殖,優化菌群平衡來實現的具有和益生菌一樣的功能;還具有膳食纖維的功能,可增加大便持水性和容量,從而易于排出;可吸附腸道中陰離子,膽汁酸而有效的降低血脂和膽固醇;能誘導有利于宿主健康的腸道局部免疫或全身免疫反應,具有增強免疫力的作用。此外,還可以被發酵產生短鏈脂肪酸而降低腸道的pH值,從而抑制腸道病原菌微生物,增殖雙歧桿菌,以及提高礦物質的可利用性。 
   2便秘人群的現狀調查及便秘與腸道菌群的關系 

   2.1便秘人群的現狀調查 

   隨著人們飲食結構的改變以及精神心理和社會因素等多方面的影響,便秘已成為影響現代人生活質量的重要因素之一。于普林等對6個城市8252名60歲以上的常住老年人進行橫斷面流行病學調查,發現老年人便秘城市患病率為10.9%,農村為12.3%,農村高于城市(P﹤0.01),老年人便秘總患病率為11.5%,隨著年齡的增長患病率增加。 
   對北京、天津和西安地區對60歲以上老年人的調查發現,發生慢性便秘的比率高達20%;而對北京地區18至70歲成年人進行的隨機分級調查發現,慢性便秘的發病率為超過60%;女性比男性高4倍。
   北京、西安等地區的流行病學調查顯示:慢性便秘發病率在6.07%-9.18%,天津劉世信等報道該市區人群便秘患病率流行病學,以隨機抽樣方法入戶問卷調查2030人,便秘者90人,患病率為4.43%。而美國一項調查顯示20%的健康人群受到便秘的困擾,而且便秘也與結腸癌、心、腦血管以及老年性癡呆等發生有關。 
    2.2引起便秘的原因分析 
    便秘的種類大致可分為兩種類型。一種稱為“機能性便秘”。這是大腸或直腸的作用減弱,或老是忍住便意而引起的便秘。另外一種是“器質性便秘”。這是因為某種疾病導致腸管變細,或大腸長異物,使得大便難以通過腸管而引起的便秘。此外,也有因先天性大腸形狀異常,而引起便秘的情況。這兩種便秘之中,絕大多數的人都是患的機能性便秘。而機能性便秘又分為“一時性便秘”和“習慣性便秘”兩種。因旅行、搬家等生活環境改變,或精神緊張、煩惱所暫時引起的便秘,稱為“一時性便秘”;由于食量減少,胃或結腸的排便反射不夠充分,也是其中的原因。因大腸排泄的作用,持續減低所引起的便秘,稱為“習慣性便秘”,即所謂的慢性便秘,可分為“遲緩性”、“直腸性”、“痙攣性”三種類型。 
    2.3便秘與腸道菌群的關系 
   便秘是一種病癥,經調查,便秘是一種相當普遍的病癥,有相當比例的男人和女人都經歷過便秘。引起便秘的因素很多,其中腸道菌群是一個很重要的因素。例如,雙歧桿菌,它在維持正常的腸道蠕動方面具有重要作用,由于雙歧桿菌和其它專性厭氧性菌有產酸功能,它能使腸腔內處于一個酸性環境,具有調節腸道正常蠕動、維持生理功能的作用。如果腸道雙歧桿菌缺乏時,腸道的蠕動功能降低,腸腔內的糞便就不易排出體外,造成便秘。長期的便秘會使糞便內大量的有害物質反復刺激腸壁,就有可能產生直腸癌。所以,長期習慣性便秘并不是正常表現,應給予重視。 
    便秘與腸道菌群的關系,早在20世紀20年代便有相關的研究,許多研究一致指出,如能增加腸內的有益菌,即可迅速有效改善便秘。研究發現,便秘者腸內菌群十分不平衡,糞便中的有益菌比健康者降低25%以上,也有研究指出在50%的便秘者糞便中,并無有益菌存在。 
    已有文獻調查顯示,幾乎所有便秘人群均發生不同程度的菌群失調。張旭等調查南京便秘與非便秘老年人腸道微生態菌群,通過采集50歲以上便秘與非便秘老人糞便,做厭氧和需氧菌培養、計數與鑒定。結果顯示:老年人群中有一定菌群失調改變,便秘組老年人雙歧桿菌含量明顯降低。 
    畢洪玲等觀察58例便秘患者糞便菌群的變化規律,并與56例健康人比較,結果健康對照組與便秘組比較,便秘組糞便中的雙歧桿菌、類桿菌均顯著減少(P﹤0.01),乳桿菌減少顯著(P﹤0.05);梭桿菌增加非常顯著(P﹤0.01),腸桿菌增加顯著(P﹤0.05),B/E值減低非常顯著(P﹤0.01)。其結果證實便秘人群腸道菌群的微生態平衡受到破壞,主要表現在雙歧桿菌為主的益生菌數量顯著減少,腐敗梭菌等條件致病菌數量顯著增高。 
    張桂蘭等動態觀察30例老年性便秘患者糞便菌群的變化規律,并與32例健康老年人比較。結構顯示老年性便秘組腸桿菌顯著增高(P﹤0.05),梭桿菌增加非常顯著(P﹤0.01);類桿菌和雙歧桿菌減低非常顯著(P﹤0.01)。
老年性便秘人群腸道菌群正常結構的生態平衡受到破壞。以雙歧桿菌為主的有益菌數量非常顯著的減少,腐敗菌等條件致病菌數量增加顯著。 
    龍澤榮等對便秘型腸易激綜合癥患者與健康人群腸道菌群的變化進行研究,42例便秘組與38例對照組比較,結果顯示,便秘型腸易激綜合癥腸道菌群結構的變化可能與梭狀芽孢桿菌類致病菌增高,雙歧桿菌類有益菌的降低有密切的關系。 
    周景欣等調查便秘與非便秘人群腸道菌群狀況,考察便秘人群服用雙歧桿菌低聚果糖后腸道菌群改善的情況。結果顯示便秘人群中出現腸道菌群失調,便秘組雙歧桿菌、乳桿菌含量明顯降低,服用雙歧桿菌低聚果糖合生元后腸道菌群狀況恢復到正常人群水平,對改善便秘人群腸道菌群失調,治療便秘有一定的療效作用。 
    3低聚異麥芽糖防止便秘的機理分析 
   3.1低聚異麥芽糖調節腸道菌群的作用 
    大量的研究均表明低聚異麥芽糖具有增值雙歧桿菌、乳酸菌等腸道有益菌的作用。許多研究者通過體外試驗來證明低聚異麥芽糖增值有益菌的作用,大致的方法為:將培養基中添加適量低聚異麥芽糖后,將雙歧桿菌等菌株接種在該培養基中,于37℃,某pH條件下厭氧培養24h~48h,再觀察接種菌群的變化情況。盡管具體的研究方法和條件不同,這些研究還是得出了較為一致的結論:低聚異麥芽糖IMO對有益菌(雙歧桿菌、乳桿菌、類桿菌等)有顯著的增殖作用,而對有害菌(大腸桿菌、梭菌、擬桿菌等)有顯著的抑制作用。低聚異麥芽糖,能同低聚半乳糖一樣,可以被多種雙歧桿菌(兩歧雙歧桿菌、長雙歧桿菌、短雙歧桿菌、青春雙歧桿菌等)利用進而生長繁殖。 
    許多研究表明,攝入低聚異麥芽糖對動物的腸道菌群有改善作用,并且對已失調的腸道菌群有修復作用。如姚景會對喂食低聚異麥芽糖的小鼠腸道內四種細菌(雙歧桿菌、乳桿菌、腸桿菌、腸球菌)的數量變化進行了研究,結果表明:高劑量組表現出雙歧桿菌的增殖作用,中劑量組的腸桿菌顯著減少,低劑量組則表現出腸桿菌顯著增加,試驗結果比較不穩定。李志剛的研究表明,高劑量組和中劑量組的雙歧桿菌的數量均有顯著增加,低劑量組的腸球菌數量明顯減少。顧清的研究表明:灌服前與灌服后比較,高劑量組雙歧桿菌、乳桿菌為顯著增殖,腸桿菌、腸球菌顯著減少。中劑量組僅有腸桿菌、腸球菌顯著減少;低劑量組僅有腸桿菌顯著減少。 
    從1988年起,日本昭和產業公司對低聚異麥芽糖進行了大量的人體試驗研究,最終確認了低聚異麥芽糖有增加腸道內雙歧桿菌數量的效果和改善腸道內環境的效果。低聚異麥芽糖也因此被批準為改善腸道的特定保健用食品。他們的系列研究表明,低聚異麥芽糖的攝入量范圍為2~20g/d時就能夠引起腸內雙歧桿菌增殖。若攝食低聚異麥芽糖(8~20g/d)7天,雙歧桿菌的增殖就呈顯著水平,在腸內的比率會由原來的14.8%增至24.5%。若攝入量為10g/d,只需連續食用14天,雙歧桿菌的數量就會顯著增加,比率由原來的8.4%增至20.1%,但此時其它菌群沒有明顯變化。若停用1周后再繼續攝食1周,除雙歧桿菌的數量呈顯著水平外,乳桿菌開始明顯增殖,而梭菌、擬桿菌等的生長開始受到了抑制,擬桿菌的比率由72.7%降至50.1%。 
    國內也進行了相關研究,確證了健康成人在食用低聚異麥芽糖(7.5~15g/d)14天后,腸道內雙歧桿菌和乳桿菌的數量均有顯著增殖,且分別增加20倍和30倍左右。
同時,梭菌顯著減少,腸桿菌、腸球菌無明顯變化。 
    3.2低聚異麥芽糖防止便秘的機理 
    一些研究者認為攝取功能性低聚糖對人體的有益作用的機理與攝取膳食纖維對人體的作用是相同的,因為它們都可以增加糞便的體積,縮短排便的時間(增強腸胃系統的健康),控制葡萄糖的含量以及調節甘油三酯的代謝。此外,由于低聚異麥芽糖能導致雙歧桿菌的量增加,雙歧桿菌通過糖代謝相應增加了丙酸、丁酸等胃酸的分泌量,這些有機酸促進了腸道蠕動,使腸道運動亢進,同時通過滲透壓增加糞便水分,從而使排便性狀得到改善。長期食用低聚異麥芽糖,能有效的防止和治療便秘。 
    3.3低聚異麥芽糖對防止或治療便秘人群的研究狀況 
    Hsiao等評價了低聚異麥芽糖對于老年人腸道功能和營養狀況的影響。以7名有慢性便秘史的老年人(平均年齡75.2±4.0)為試驗對象,進行為期30天的控制低纖維飲食和接下來30天的添加低聚異麥芽糖(含有10g活性成分)的飲食,每5天為一個階段。IMO可以使排便頻率、糞便的濕重和干重增加了兩倍、70%和55%,而糞便的醋酸鹽和丙酸鹽的濃度增加了近2.5倍;平均血清鈉的濃度降低,其他的血液指標沒有明顯變化;而對人體測量參數和營養吸收沒有顯著影響。試驗最后5天,糞便中細菌的含量從約53%增加到約70%,而可溶性成分的平均含量降低了10%。也就是說,攝入IMO后,糞便菌群量從5.0±0.4g/d顯著增加至9.9±1.2;而糞便中植物和可溶性組分的含量卻沒有顯著變化。這說明服用IMO可以有效改善腸道運動、糞便排泄和大腸中微生物的發酵,從而改善了老年人的便秘現象,而沒有任何的副作用產生。 
    便秘和高血脂常困擾著血透析患者,Wang等研究表明了異麥芽糖低聚糖IMO對20個血透病人的慢性重型便秘和高血脂癥的治療效果,結果表明IMO可顯著增強腸道蠕動,在4周內改善了76.3%+30.9%的患者的便秘情況。此外,IMO具有良好的耐受性,且可有效地降低血透病人的總膽固醇和甘油三脂含量,并提高高密度脂蛋白膽固醇。 
    Toshiyuki等研究了31個健康志愿者在攝食10g/d或15g/d的IMO后排便的情況。受試者之前有過便秘且5天內僅排便少于3次的,服用IMO后排便頻率顯著增加,并呈一定的劑量關系。無腹脹腹瀉現象。短鏈脂肪酸的含量與糞便中的雙歧桿菌數量、排便頻率、糞便pH有顯著相關性。結果表明:攝入IMO10g/d,不僅可以改善腸道菌群和腸內環境,而且可以增加排便頻率,糞便中的醋酸對腸道環境的改善有重要作用。 
    4低聚異麥芽糖的應用 
    因低聚異麥芽糖的甜味、加工性質十分接近砂糖或麥芽糖,制取容易,價格便宜。因此,低聚異麥芽糖可廣泛用于各種食品中,充分發揮其調節腸道菌群的作用,為食品工業的發展和人類健康做出一定貢獻,其應用領域如下:①飲料:果蔬汁飲料、茶飲料、豆奶、含酒精飲料、乳酸菌飲料、粉末速溶飲料等;②乳制品:嬰兒奶粉、鮮乳、調味乳、發酵乳等;③糖果及糕點:高級奶糖、口香糖、泡泡糖、各種中西式糕點等;④冷飲、果酒、果醬、蜂蜜加工品、焙烤食品等。⑤具有調節腸道的醫藥、保健品等。