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甘露聚糖:肠癌的克星,血液的净化剂

分类: 专家原创

2021-11-29 来源:sjgle食品加工包装在线
甘露聚糖是一种高度分支的聚多糖,在自然界中普遍存在。天然的甘露聚糖主要在高等植物中作为半纤维素的重要组成结构以及能量存储的主要形式。

细胞壁的馈赠:甘露聚糖

 

甘露聚糖是一种高度分支的聚多糖,在自然界中普遍存在。天然的甘露聚糖主要在高等植物中作为半纤维素的重要组成结构以及能量存储的主要形式。在微生物中常作为细胞壁的主要成分之一。而甘露聚糖的主链是由β-1, 4-糖苷键所连接的D-甘露糖残基构成的,根据来源侧链则被不同程度的修饰。

 

按照甘露聚糖的自身组成结构的差异,可把它分为四种:均一甘露聚糖、半乳甘露聚糖、葡甘聚糖和半乳葡甘露聚糖。后三种在结构上统称为“异甘露聚糖”。

 

从结构形式而言,半乳甘露聚糖通过β-1, 4糖苷键连接形成主链结构,并借助于α-1, 6糖苷键相连形成D-半乳糖的侧链结构。葡甘露聚糖则通过β-D-甘露糖单元和β-D-葡萄糖中β-1, 4糖苷键的交替拼接形成,半乳葡甘露聚糖分别由D-吡喃半乳糖、D-葡萄糖单位和 D-甘露糖单位以α-1, 6糖苷键相连形成。不同来源和不同结构的甘露聚糖,理化性质也不尽相同。

 

酵母来源的甘露聚糖

 

作为酿酒酵母细胞壁的最外层物质,甘露聚糖具有调节酵母细胞壁孔径大小、识别外来物质的作用,其相对分子质量约为20000-200000,纯品为白色粉末状固体物质,没有异味,且无毒,于水中可溶,所得溶液有一定的粘性。

 

甘露聚糖其基本单元为单糖甘露糖,甘露聚糖的主链为单链结构:α-1,6-甘露糖组成骨架链,大部分或全部的残基具有含有数目不等的甘露糖残基的侧链,这些侧链由α-1,3或者α-1,2连接,其中一些侧链上还结合着某些基团,这可能就是决定酵母菌的抗原性的原因。

 

另外,甘露聚糖具有一定的粘性,原因是甘露聚糖是由共价键N-糖苷键或者O-糖苷键与蛋白质相连接,赋予了甘露聚糖不错的粘性。甘露聚糖所携带的蛋白分子量约为100000,所以一般从酿酒酵母中提取的甘露聚糖从本质上来说为甘露糖蛋白(甘露糖肽),其糖蛋白大约含有十六种氨基酸,因此若要制备纯度较高的酵母甘露聚糖,除蛋白为精制工艺中必不可少的一环。

 

魔芋来源的甘露聚糖(KGM)

 

魔芋葡甘露聚糖作为魔芋块茎中的主要成分,在干魔芋块茎中所占百分比达到一半以上,它不仅是天然食品胶,同时也是水溶性的膳食纤维。《本草纲目》有载,早在2000多年前魔芋就用来治病,至今,魔芋制作的保健食品仍然受到很多人的喜爱。

 

作为对人体有益的天然高分子膳食纤维,魔芋葡甘露聚糖不仅热量低,而且能够抑制脂肪酸和葡萄糖的合成与吸收,具有很好的减脂瘦身效果,还具有降低膳后血糖、软化粪便、调节肠道菌群、抗炎症等生理功能。

 

魔芋葡甘露聚糖由于具有独特的独特化学结构,主要是由D-葡萄糖和D-甘露糖按1:1.6或1:1.69的摩尔比通过β-1,4-糖苷键结合成主链,并有部分甘露糖通过β-(1,3)-糖苷键结合形成的支链结构,除葡萄糖和甘露糖残基外,葡甘露聚糖主链上还有一定数量的乙酰基存在。

 

正是这种独特的化学结构,使其具有良好水溶性、持水性、成膜性等,其胶溶液具有很高粘性和透明度,并兼有乳化性、稳定性等作用。

 

甘露聚糖:调肠道控体重排毒素的小能手

 

甘露聚糖有助于改善肠道和消化系统中的微生物群落,促进寄生在肠道中的益生菌实现快速生长,防止有害细菌的增殖,进而促进机体营养物质的消化和吸收过程,使得人体新陈代谢和皮肤排毒也有所增强,因而其也被视为是功能性糖。

 

调节肠道菌群:

 

甘露低聚糖能够与甘露糖凝集素结合,而甘露糖凝集素会使机体肠道里的病原菌结合于肠道上皮细胞,病原菌会破坏机体的肠道菌群平衡,引起宿主的各种肠道疾病,甘露聚低聚糖阻碍了病原菌与甘露凝集素的识别,维持了肠道的菌群平衡。


另外,KGM可以作为小肠内对人体有益菌群生长的营养物质,促进肠道内有益菌群的生长,增加粪便体积。同时,KGM的发酵产物还可以协助粘膜细胞ap的繁殖,滋养和保护小肠的内表面。


体重管理:

 

食用KGM后所产生的热量几乎为零,而且KGM可以增加肠胃蠕动的频率,增加食物在肠胃的时间,产生强烈的饱腹感,降低食用食物的次数,可以帮助减肥者控制体重。除此之外,KGM还可以减少摄入食物后体内葡萄糖和胰岛素的上下波动。

 

吸附霉菌毒素:

 

甘露聚糖上有很多结合位点,有研究发现其可以吸附玉米赤霉烯酮、黄曲霉毒素、呕吐毒素、伏马毒素等,但是甘露聚糖并非像其他普通的无机霉菌毒素吸附剂那样仅仅通过正负电荷来达到吸附目的,而是与之形成不可逆的复合物,这种不可逆的复合物就会通过粪便等的形式排出机体,这也就避免了霉菌毒素等对动物体所形成的不利影响。

 

降血液胆固醇:

 

KGM可以通过让更多的胆固醇转化成胆汁酸来降低胆固醇的含量,还可以把胆汁酸转换成一种酸,来限制消化胆固醇类物质的消化酶,这就意味着血液胆固醇水平的降低。此外,KGM可通过增加胆固醇-7-ɑ-羟化酶的酶活力来实现肝中胆固醇转化成胆汁酸,从而促进胆固醇代谢。

 

甘露聚糖带来的舌尖和功效体验

 

代糖产品:

 

甘露聚糖本身无法被口腔环境中生存的链球菌所结合利用,因而使用一定量的甘露低聚糖不会造成龋齿,故可将其作为甜味剂在食品中使用。

 

产品质构改善:

 

如果在水果蔬菜的生产加工领域中添加一定量的含β-甘露聚糖酶的酶制剂,可以有效软化植物组织,使得制得产品更加蓬松柔软,并且具备更好的口感。

 

抗霉保鲜产品:

 

在制作食品的过程中如果将一定浓度的甘露聚糖溶液涂抹或者浸泡食品,从而在食品表面形成一层薄膜,可以有效阻止霉菌细菌等有害菌侵染加工食品,而延长食品本身的货架期。

 

使用酵母甘露聚糖对番茄果实进行处理可抑制番茄中β-半乳糖苷酶的活性,还能有效地抑制番茄的黑霉病,降低果实发病率。

 

官改善产品:

 

在葡萄酒的酿造过程中,适宜时间的酵母的发酵有助于葡甘露聚糖的分解,从而加重葡萄酒本身的香气。此过程中葡甘露聚糖的分解可以维持葡萄酒中蛋白质的稳定性,阻碍酒石酸盐的结晶过程。

 

此外甘露聚糖还可同单宁物质相结合,抑制其同酚类物质的结合,减少葡萄酒本身酸涩口感和色素沉淀,使得葡萄酒酿制后更加清香醇美,色泽保持稳定持久。

 

功能性产品开发潜力:

 

甘露聚糖在治疗尿道感染和膀胱炎上具有十分显著的应用效果。尿道炎和膀胱炎作为妇女群体中常见感染疾病,可通过服用甘露糖,帮助人体代谢掉接近80%的多余甘露糖废物,进而得到治疗效果。

 

甘露寡糖与疫苗一起使用时,可延缓疫苗的吸收时间并提高其效用。甘露聚糖也能通过刺激肝脏分泌甘露结合蛋白,使其在免疫脆弱期可以通过识别结合甘露糖,激活机体系统发挥调理和天然抗感染的免疫功能。


作者简介:

Kevin.Fang,食品科学研究生,主要从事功能性食品研发,尤其擅长于糖尿病、痛风、体重管理等领域的产品产品开发。

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