果膠與健康

眾所周知，富有纖維的膳食能為健康帶來很多好處。最近，研究重點(diǎn)已經(jīng)轉(zhuǎn)移到可溶性纖維及它們在一些藥物的效果，結(jié)果顯示果膠在各種反應(yīng)機(jī)制及新陳代謝途徑中都有顯著效果，這使果膠成為一種令人感興趣的配料。

果膠的消化腸胃系統(tǒng)包括嘴、胃、小腸和結(jié)腸是一個(gè)獨(dú)特的微生態(tài)。盡管果膠在小腸中有可能被有限降解，但它們幾乎能被結(jié)腸中的細(xì)菌徹底分解，特別是好氧芽孢桿菌、小球菌和腸球菌，它們能產(chǎn)生果膠水解酶，將果膠大分子降解。每天攝入含50g果膠的混合膳食的人體實(shí)驗(yàn)顯示，攝入的果膠約90％被降解，降解程度明顯受果膠酯化度的影響。

在結(jié)腸中，果膠被細(xì)菌酶消化成短鏈脂肪酸，包括乙酸，丁酸和丙酸，以及二氧化碳、氫氣、甲烷和水。短鏈脂肪酸被腸道吸收并用于人體各種新陳代謝過程中。在氮源存在的條件下，它們還可以促進(jìn)細(xì)菌在結(jié)腸中增殖，并有利于細(xì)菌新陳代謝，其中甲醇的形成就是個(gè)例子：高酯果膠增加了甲酸從尿中排出。而甲酸的升高是由于結(jié)腸中厭氧菌生成的甲醇增加所致，在這里甲醇沒有害處，這是因?yàn)楹铣伤俣群臀账俾史浅＞徛?。只有少量的脂肪酸從糞便中回收，因此果膠實(shí)際上有助于總膳食能量攝入，盡管這種來源于短鏈脂肪酸的新陳代謝的能量會(huì)在正常膳食條件下受到限制。

盡管果膠本身主要在結(jié)腸條件中降解，但它對其他營養(yǎng)成分在小腸中的消化和吸收有物理影響。作為一種凝膠纖維，果膠提高了食物組分在胃腸中的粘度，也有可能提高未攪動(dòng)水層的稠度。這些效應(yīng)降低了小腸吸收營養(yǎng)的速率，延緩了胃的排空，并增加了輸送時(shí)間。與其他膳食纖維相反，果膠沒有緩瀉效果（增加糞便排出），這是由于它在結(jié)腸中幾乎被完全降解吸收。

果膠對腹瀉的影響

幾百年來，腹瀉的一種家庭治療方法是用蘋果皮，其活性成分被鑒定為果膠。而今天仍被廣泛應(yīng)用于治療各種病痛包括腹瀉。果膠及與其他物質(zhì)如高嶺土的混合物對腹瀉的效果被認(rèn)為是延長碳水化合物吸收時(shí)間、結(jié)合了具有滲透壓的活性物質(zhì)、使稀糞便變厚。然而關(guān)于其殺菌作用的一個(gè)普通假設(shè)，沒有得到實(shí)驗(yàn)支持。但體外研究顯示，果膠可能對大腸桿菌具有一定抗菌效果。

果膠對減小體重的效果

果膠在治療飲食過量引起的肥胖時(shí)有降低體重的效果。實(shí)驗(yàn)顯示在膳食中加入果膠可以使胃排空時(shí)間延長一倍。這可以延緩碳水化合物等的吸收并防止血糖濃度波動(dòng)過大，增加飽腹感。在胃腸道中果膠的水合反應(yīng)也有助于飽腹感并導(dǎo)致抑制食品攝入的欲望。

果膠排毒的效果

已經(jīng)證明，果膠作為一種天然的預(yù)防性藥物在處理從腸胃道及呼吸器官進(jìn)入人體的鉛，汞等有毒陽離子非常有效。已經(jīng)提出的假設(shè)是：果膠在結(jié)腸中被細(xì)菌降解，產(chǎn)生半乳糖醛酸單體，與這些陽離子結(jié)合并從尿中排出。糖醛酸在生理pH條件下離子化，可通過靜電相互作用（高酯果膠）或分子間螯合作用（低酯果膠）結(jié)合陽離子。

不同酯化度的蘋果果膠和柑橘果膠均被用于體內(nèi)實(shí)驗(yàn)以研究它們對鉛和鍶的預(yù)防效果。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)低酯化果膠對毒性陽離子具有最佳的結(jié)合效應(yīng)。這種果膠被用于長期生活在放射污染環(huán)境下7～10歲兒童的治療研究中。酯化度為21％的低酯果膠能加速除去兒童身上的放射性核苷酸，使污染降低40％。

果膠對糖尿病的效果

由于果膠能干擾消化其他營養(yǎng)素的吸收，在治療糖尿病方面有一些較好的特性。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，它能降低血糖濃度、尿糖含量以及酮類物質(zhì)的形成，而胰島素水平并未受果膠攝入的影響。

體內(nèi)體外的研究揭示了對控制血糖濃度波動(dòng)效果與果膠的粘度性質(zhì)有關(guān)，并產(chǎn)生了各種有益于人體的性質(zhì)的聯(lián)合效應(yīng)。果膠提高了未攪動(dòng)水層的有效稠度并延長了胃的排空時(shí)間。

含有果膠的食品的吸收也需要更長的時(shí)間，并主要在小腸中吸收。另外，碳水化合物的吸收也變慢了，影響了葡萄糖的新陳代謝并產(chǎn)生抑制血糖濃度波動(dòng)的效應(yīng)。

對葡萄糖、乳糖和木糖的攝入研究支持了這樣的發(fā)現(xiàn)，即碳水化合物的吸收被延遲但不影響總吸收量。另外，阻礙碳水化合物的吸收當(dāng)然也解釋了阻止血糖濃度波動(dòng)的效果。

果膠對糖尿病效果的機(jī)制研究，實(shí)驗(yàn)證明延長胃排空時(shí)間可能非主要作用，而延長碳水化合物的吸收才是主要作用。正常志愿者及手術(shù)后病人膳食中添加果膠的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明：果膠對兩組人群都呈現(xiàn)了抑制血糖濃度波動(dòng)的效應(yīng)。

果膠降低膽固醇的效果

許多醫(yī)療和動(dòng)物研究證實(shí)，果膠對于降低膽固醇具有顯著效果，因此，果膠具有降低心血管疾病的能力。

果膠只降低（VLDL）、極低密度脂蛋白、和低密度脂蛋白（LDL）膽固醇，這兩種膽固醇被認(rèn)為不利于人體健康。而HDL膽固醇不受果膠的影響，而高密度脂蛋白（HDL）膽固醇的降低反而會(huì)增加心臟病的危險(xiǎn)。體外研究證實(shí)了果膠與人體血清脂蛋白LDL組分的結(jié)合，并提示了這種結(jié)合是靜電性質(zhì)的，可能是果膠上的羧基與脂肪之間產(chǎn)生氫鍵作用的結(jié)果。然而，果膠的影響似乎與果膠的游離羥基和甲氧基的量無關(guān)，因?yàn)樵谌梭w研究中，高酯果膠與低酯果膠均顯示了相同的降低膽固醇效應(yīng)。

研究人員對許多假設(shè)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)以解釋果膠降低血清膽固醇的效應(yīng)，包括降低膽固醇吸收、抑制膽汁酸吸收和再循環(huán)、生成揮發(fā)性短鏈脂肪酸并改變腸內(nèi)微生物菌落等。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，降低膽固醇吸收和改變膽汁酸新陳代謝是果膠可能性最大的作用機(jī)理。

從肝臟分泌入小腸的膽汁酸與果膠結(jié)合，增加了糞便中膽汁酸排泄。膽汁酸從體內(nèi)的除去杜絕了它們再吸收，減少了膽固醇合成膽汁酸的負(fù)抑制作用。然后，限速酶膽固醇?7α?羥基酶活力上升，加速了膽固醇進(jìn)一步分解為膽汁酸的反應(yīng)，減少了對肝有影響的膽固醇。

除了有降低膽固醇的效果外，果膠也被證實(shí)具有防止膽固醇形成粒狀斑，阻塞血管壁，并導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化。實(shí)驗(yàn)表明，果膠對于主動(dòng)脈和心臟的冠狀動(dòng)脈都有降低動(dòng)脈粥樣硬化功能。

果膠對癌癥的效果

目前已經(jīng)有許多研究將各種癌癥的形成與膳食聯(lián)系起來。特別是對于消化道癌癥和結(jié)腸癌，這種關(guān)系似乎確實(shí)存在。果膠除了具有膳食纖維的效果外，獨(dú)特的結(jié)構(gòu)還使其具有更特殊的分子效果。

癌癥轉(zhuǎn)移涉及到很多步驟，包括細(xì)胞粘著狀態(tài)改變，細(xì)胞從癌癥原發(fā)灶脫落、轉(zhuǎn)移、聚集，然后附著在下游的組織上。一些受體和組分幫助完成這些步驟，其中一些組分已被確定包括cadhedrins、integrins、高度糖基化的糖蛋白、蛋白多糖、外源凝集素以及碳水化合物抗原等。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示果膠可能會(huì)成為細(xì)胞間相互作用的潛在抗阻劑，這種相互作用靠細(xì)胞表面的碳水化合物結(jié)合蛋白質(zhì)如催乳激素?3來進(jìn)行的。糖基結(jié)合蛋白能通過將鄰近細(xì)胞端部D?半乳糖殘基與低聚糖連接的方法來識(shí)別癌細(xì)胞。果膠中側(cè)鏈的半乳糖醛酸據(jù)信能干擾這個(gè)過程。

結(jié)論

作為一種來源于水果的天然產(chǎn)品，果膠顯示了廣泛的功能性質(zhì)并享有非常良好的形象。目前作為質(zhì)構(gòu)性配料和穩(wěn)定劑，它被廣泛應(yīng)用于各種食品中。它的應(yīng)用無疑將隨著新的功能性質(zhì)的不斷開發(fā)而不斷增長。其特有的保健效果也使果膠成為正在巨大增長的功能性食品的一種配料。

果膠的生產(chǎn)具有高技術(shù)性，生產(chǎn)商注重應(yīng)用中的分子本身以及其結(jié)構(gòu)如何影響功能性質(zhì)。隨著這些基礎(chǔ)知識(shí)的進(jìn)一步深化，可以預(yù)料將出現(xiàn)許多不同性質(zhì)的果膠，以滿足食品和藥品制造商特定功能性質(zhì)的需求。