壳聚糖及其衍生物在保健食品中的应用

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辅助降血糖
众 所 周 知, 血 糖 持 续 升 高 会 引 起 糖尿病等一系列病症的发生。胰岛素 分泌不足或特定靶细胞对胰岛素的敏 感度降低是引起机体内血糖持续升高 的主要原因。研究发现,当细胞内血 糖浓度异常时,低分子量的壳聚糖可 以通过渗透作用进入并修复损伤的胰 岛细胞,提高其胰岛素分泌能力。人 体 体 液 正 常 的 pH 值 在 7.4 左 右, 当 pH 值下降 0.1,胰岛素的敏感度就会 下降 30%,导致利用率下降,影响机 体糖代谢,出现高血糖。壳聚糖分子 上的碱性基团能将人体液中 pH 升高, 增加外周组织对胰岛素的敏感性,促 进糖代谢,降低体内血糖水平。此外, 壳聚糖在胃肠道内形成胶体,产生扩 容效应,延长胃的排空时间,餐后血 糖峰值下降时限也随之拖后,进而控 制餐后高血糖的出现。
抗氧化
壳 聚 糖 具 有 显 著 的 抗 氧 化 作 用, 主要表现在以下方面。①壳聚糖分子 中的还原性羟基可以捕捉脂质过氧化 链式反应所产生的自由基,阻断或减
缓脂质过氧化的进行,从而起到抗氧 化的作用。研究发现,壳聚糖对亚油 酸脂类自由基的清除率会随脱乙酰度 的增加和分子量的降低有所增强。② 除了自身与自由基相互作用外,壳聚 糖还可能在细胞膜表面形成一层多糖 屏障,隔离细胞,使其免受氧自由基 的损伤。③壳聚糖分子中的还原性羟 基可以与产生 OH• 等所必需的金属离 子(Cu2+、Fe2+ 等) 发 生 络 合 反 应, 使其不能产生引起脂质过氧化的羟基 自由基,或使其不能分解脂质过氧化 中产生的脂过氧化氢,从而起到抗氧 化作用。④壳聚糖还可以调节相关抗 氧化防御酶系(如过氧化氢酶、超氧 化物歧化酶、谷胱甘肽还原酶)活性、 减少活性氧代谢物,调节氧化应激反 应,保护机体免受脂质过氧化物损害。 研究发现,壳聚糖及其衍生物对减轻 运动产生的内源性自由基所致的脂质 过氧化反应效果明显,运动负荷越大, 壳聚糖消除体内自由基的作用越明显。
Special 专题 营养与健康
壳聚糖及其衍生物在保健食品中的应用
□ 贺韵雅 孙 淼 山东省食品药品监督管理局审评认证中心
壳 聚 糖 (chitosan) 又 名脱 乙 酰 甲 壳素,是甲壳素脱乙酰基后的产物, 其结构与纤维素相类似,是天然多糖 中唯一含有大量氨基的碱性多糖。壳 聚糖具有优良的分子结构性能,脱乙 酰度和平均分子量是其两项主要性能 指 标。 通 过 接 枝、 酰 化、 磺 化、 羧 基 化、烷基化、螯合等多种反应,可制 备不同结构和不同性能的衍生物,大 大拓宽了其应用范围。近年来,壳聚 糖及其衍生物在保健食品中应用广泛, 被认为是继维他命丸、卵磷脂以及螺 旋藻之后的第三代保健食品。常见剂 型包括片剂、硬胶囊剂等,涉及的保 健功能主要包括以下几个方面。
调节机体免疫力
体内淋巴细胞的活性和巨噬细胞 的数量是改善机体免疫力的关键指标。 淋巴细胞对 pH 变化相当敏感,其免疫 活性会随着 pH 的下降而降低,淋巴细 胞在弱碱性环境免疫活性较好。一方 面,壳聚糖作为一种含有大量碱性氨 基的多糖,能使体液的 pH 倾向弱碱性, 从而提高人体免疫力。另一方面,壳 聚糖自身携带的阳性基团 -NH3+ 可以 促进血液中游离的单核细胞聚集,或 通过刺激细胞的局部组织诱导细胞增 生,增加细胞中巨噬细胞数量,从而 刺激机体产生抗体、巨噬细胞产生淋 巴因子,提高免疫球蛋白含量,激活 机体的补体系统,提高机体免疫功能。
小结
随 着 时 代 的 进 步, 人 们 对 健 康 的 追求越发强烈。壳聚糖丰富的产量、 独特的生理功能及其本身含大量的可 供修饰的基团,必将使其具有更广阔的 应用前景,更好的服务于生产和生活。
作 者 简 介: 贺 韵 雅(1987—), 女,山东济南人,硕士,助理工程师。 研究方向为食品科学。
56 食品安全导刊 2019年1月
辅助降血脂、降低胆固醇
壳聚糖辅助降血脂的作用主要表 现在以下方面。①壳聚糖分子上含有 的大量正电荷能够结合带负电荷的脂 肪,或通过静电作用与胆汁酸相结合, 将其排出体外。②壳聚糖在胃里溶解 后会形成黏性乳液,从而包封脂肪滴, 减少脂类物质与体内消化酶的接触, 阻碍脂类物质的吸收。③壳聚糖被认 为是脂肪酶的竞争性抑制剂,通过调 节消化道脂肪酶的活性来抑制脂质的 消化吸收,起到降血脂的作用。值得 一提的是,壳聚糖与胆汁酸的结合, 使进入肝脏中的胆汁酸减少,加速了
肝脏胆固醇对胆汁酸的转化作用,从 而降低胆固醇浓度。
辅助降血压
壳聚糖辅助降血压的作用主要表 现在以下方面。①壳聚糖分子中的阳 性基团 -NH3+ 能够吸附 Cl- 形成稳定的 复合物,促进 Cl- 的排出,抑制血管收 缩素转化酶(ACE)的活性,使Ⅱ型血 管收缩素的形成减少,体内缓激肽增 加,血管扩张,从而起到降压作用。 ②壳聚糖能促进肠道对 Ca2+ 和 Fe2+ 的 吸收,细胞内这两种阳离子的富集可 促进 Na+ 通过代谢排出体外,从而达 到降血压作用。③壳聚糖也能通过降 血脂作用使血管内壁弹性恢复到较好 状态,促使血压降低;壳聚糖能缓解 Ⅰ、Ⅱ期高血压患者常见的头痛、眩 晕、心悸、耳鸣、失眠和烦躁等症状, 有效减轻降压药的副作用,因此常作 为高血压患者的辅膜 黏 附 力, 且 带 有 一定的正电荷,可有效促进肠道吸收, 并通过激活肠上皮细胞的腺苷酸活化 蛋白激酶(AMPK)信号通路来改善肠 道健康。水溶性壳聚糖能增加肠道中 乳杆菌的种类和数量。壳聚糖铜配合 物能够显著降低盲肠、结肠和直肠内 大肠杆菌、沙门氏菌等有害菌菌群数 量,促进乳酸杆菌、双歧杆菌和芽孢 杆菌等有益菌菌群增殖。可见,壳聚 糖可以通过影响有益菌与有害菌菌群 种类及数量,调节肠道微生态平衡。
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