低聚果糖促进钙离子吸收的研究

评论
15 views

低聚果糖促进钙离子吸收的研究
李国庆，刘辉，李发财，杨海军
（保龄宝生物股份有限公司，山东德州251200）
摘要:首先介绍了低聚果糖促进钙离子吸收的实验，接着简要分析了这一现象的原理，最后展示了几种应用了低聚果糖的补钙产品。
关键词：低聚果糖；保健食品；补钙；钙吸收
Fructo-oligosaccharides stimulate the absorption of calcium
LI Guo-qing, Liu Hui, LI Fa-cai，YANG Hai-jun
(Shandong Baoling Bao Biology Co., Ltd., Dezhou 251200, China)
Abstract: This article introduces the experiments on fruto-oligosaccharides (FOS), followed by a brief analysis of the mechanism of FOS to increase the calcium absorption. At last, it exhibits some calcium supplement foods which contain the FOS.
Key words: fructo-oligosaccharide；health foods；calcium supplement；calcium absorption.
 
 
1 低聚果糖特性简介
低聚果糖（Fructooligosaccharides，FOS）在自然界中天然存在，可以从食物，比如洋葱、小麦、大麦、香蕉、番茄、大蒜和洋蓟中分离得到。低聚果糖可以通过向蔗糖中添加黑曲霉果糖基转移酶（β-果糖基转移酶）人工合成出来。短链低聚果糖包含有以下3种成分：蔗果三糖（1-kestose， 1-kestotriose， GF2）、蔗果四糖（nystose, 1,1-kestotetraose, GF3）、蔗果五糖（1F- h-fructofuranosylnystose, 1,1,1-kestopentaose, GF3）。这些低聚果糖包含有2到4个果糖分子，它们以β(2-1)糖苷键相连，在果糖分子链的还原端则存在一个D-葡萄糖分子以α(1-2)糖苷键与其相连，最终在末端形成一个蔗糖基（结构如图1）[6]。scFOS为非还原性糖，不发生美拉德反应。
图1 低聚果糖分子结构：a、蔗果三糖，b、蔗果四糖，c、蔗果五糖
2 低聚果糖对钙离子吸收的影响
2.1 低聚果糖提高钙离子吸收率
表1 食谱成分表
成分
对照组
实验组
 
g/kg
酪蛋白
250
250
玉米淀粉
495
495
玉米油
60
60
AIN-76混合维生素
10
10
AIN-76混合矿物质
35
35
纤维素
50
50
蔗糖
100
50
低聚果糖
—
50
 
mmol/kg
钙
103
103
镁
16.9
16.8
实验开始时，两组小鼠初始体重相差无几。但整个实验过程中，实验组小鼠食物进食量要小于对照组小鼠（9.7%，P<0.05），因此其摄入的钙、镁离子也要少于实验组小鼠（8.5%~10.1%，P<0.05）。
实验结束后统计两组小鼠钙离子的吸收率，即钙离子吸收量（总摄入量-总排泄量）占钙离子总摄入量的比率。最终结果表明，实验组小鼠对钙离子的吸收要优于（26%，P<0.05）对照组小鼠。另外，对比对照组，实验组小鼠对镁离子的吸收也有显著提高。
表2 食谱中添加益生元和膳食纤维表
分组
益生元/膳食纤维
溶解性
粘度
RS 60
PROMITOR抗性淀粉
不溶
 
RS 75
PROMITOR抗性淀粉
不溶
 
SCF
PROMITOR玉米纤维
可溶
1.4
SFD
纤维糊精
可溶
2.1
Pul
支链淀粉
可溶
24.3
PDX
STA-LITE III聚葡萄糖
可溶
1.5
Inulin
菊粉
可溶
1.6
Inulin/FOS
菊粉+低聚果糖
可溶
1.5
实验结束后统计几种益生元或低聚果糖对几种矿物质（钙、镁、锌、铁）吸收的影响。统计数据表明，加入菊粉和低聚果糖的实验组小鼠对钙离子的吸收要明显优于其他组小鼠，也明显优于只加入菊粉的实验组小鼠。
上述实验结果都表明，摄入低聚果糖能提高生物体对钙离子的吸收。近年来，这一现象引起了越来越多的关注，一些人体临床实验也得以陆续开展。有理由相信，低聚果糖在补钙类产品中必将有更广泛的应用。
2.2低聚果糖提高骨密度
表3 食谱配方表
 
对照组(/g)
实验组1(/g)
实验组2(/g)
实验组3(/g)
奶粉
500
500
500
500
蔗糖
100
—
—
—
DP2-81
—
100
—
—
DP>232
—
—
100
—
菊粉+ DP2-8
—
—
—
100
混合维生素
100
100
100
100
混合矿物质
100
100
100
100
纤维素
100
100
100
100
玉米油
100
100
100
100
混合氨基酸
80.4
80.4
80.4
80.4
淀粉
919.6
919.6
919.6
919.6
总
2000
2000
2000
2000
1：聚合度为2~8的低聚果糖。
2：聚合度较大的低聚果糖。
实验结束后，分析几种食谱喂养的小鼠骨矿物质密度（BMD）和骨矿物质含量（BMC）的变化，最终结果表明，摄入低聚果糖能显著提高小鼠脊椎骨及股骨的骨密度及矿物质含量。其中，聚合度高的低聚果糖（DP>23）促进效率要优于聚合度低的低聚果糖（DP2~8）。
2.3低聚果糖促进钙吸收的机理
低聚果糖促进钙吸收已得到广泛认可，但其促进机理目前仍无定论。已有研究证实这一促进效应主要发生于结肠和盲肠处[12]。也有研究人员提出了几个解释这一现象的推理，但并无一个推理得到较为一致的认可。目前几个认可度较高的推理主要包括以下3个:
①低聚果糖在大肠中促进双歧杆菌的增殖，使其分解为短链脂肪酸。这会减低肠道微生态的pH，促进钙离子的溶解，进而促进钙离子的吸收。
②短链脂肪酸对肠道粘膜有一定的促进作用，刺激其更多的钙离子通过肠道粘膜进入体内循环，从而促进了钙离子的吸收。
③低聚果糖（及其分解产生的短链脂肪酸）能提高携钙多肽D9K的含量，从而使更多的钙离子被携带进入血液循环。
3 添加低聚果糖的补钙类产品
低聚果糖促进钙离子吸收已被研究人员所认可，目前市场上也出现了此类产品。产品主要以添加低聚果糖为卖点，宣称益生元的同时也标示出其促进钙离子吸收的特点，在消费者中得到了很不错的反响。下文中列出了较受欢迎的两款产品。
图2 DHC钙补充剂
图2中产品为日本生产的钙补充剂，其产品主要配料为白云石、乳糖、低聚果糖、酪蛋白磷酸肽、维生素D3等。该产品在产品宣传中重点突出低聚果糖、酪蛋白磷酸肽和维生素D3共同作用，促进钙离子的吸收。
 
图3 日本SAVAS钙片
上图中为日本生产的SAVAS钙片。该产品配料为蔗糖、白云石、低聚果糖、糊精、纤维素、硬脂酸钙、支链淀粉、酸味剂和维生素D。此产品为酸奶风味，口感优良。低聚果糖与维生素D共同作用，促进钙离子的吸收。
目前此类产品主要投放于日本市场，这跟日本消费群体对低聚果糖的高认可度不无关系。但可以预见，随着消费者对低聚果糖认可度的不断提升，以及研究的不断深入，低聚果糖在补钙类产品中的应用必定会更为广泛。
4 结论
人体内钙离子含量与骨骼密度息息相关。步入老年之后，随着钙离子的不断流失，骨骼密度也随之降低，因此极易患上骨质疏松症状。有统计表明，全球约有2亿骨质疏松患者，而中国患者数量居于世界首位。随着社会老龄化的进程，骨质疏松发病率有不断上升的趋势。预计到2050年，中国患病人数将达到2.21亿，届时亚洲患者将占世界总数一半以上，其中中国又占绝大多数。提高钙离子的摄入、吸收量对保持骨骼健康有着重要的意义。
实验研究表明，摄入低聚果糖后，小鼠对钙离子的吸收效率显著提高，而骨骼密度及骨矿物质含量也有明显增加。一些人体临床实验正在陆续开展，研究人体摄入低聚果糖对钙离子吸收的影响。
目前市场上补钙类产品同质化极为严重，绝大多数产品设计思路只是简单的提高产品中钙离子的含量。但这并不能提高人体对钙离子的吸收率，未带来实质性的功效变化，从而影响了补钙类产品的消费信心。因此，提高钙离子的吸收率才是补钙产品的重心所在。低聚果糖以其优良的促钙离子吸收特性，且具有活性益生元和膳食纤维功效，必将在补钙类食品中有着更为广泛的应用。
 
参考文献