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维乐夫食品研究院院长 安颖

近日,由营养盒子Nutrition Box、新植物New Herbal联合主办的2019新植物·双营峰会在上海成功举办,维乐夫食品研究院院长安颖受邀参加,为在座的各位同行分享了《探索菊粉力量,助力健康升级》的演讲。

在多年的市场教育中,消费者对于益生元已经有了初步的认识:益生元是益生菌的食物,可以增殖肠道有益菌,改善肠道不适,有利于肠道平衡。

自然界中,许多蔬菜以及膳食纤维类的食物均富含丰富的益生元。其中菊科植物的根茎中,富含的益生元最多,而?#33402;?#31181;益生元对于肠道有益菌来说是属于基础型的营养物质,适合各类益生菌。菊粉无疑是被最早发掘并开展了大量深入研?#24247;?#20195;表之一,它是一种天然的水溶性膳食纤维,几乎不能被胃酸分解和消化,只有在结肠才会被有益微生物利用,改善肠道环?#22330;?/span>

菊粉市场发展

根据2016~2018英敏特新产品数据库,菊粉在全球市场中的应用主要在食品、饮料、宠物食品三大类中。颠覆常人认知的是,菊粉在食品中的应用?#23545;?#36229;过饮料,占据了大半江?#20581;?/span>


图源:安颖院长演讲PPT内容


在肠道健康干预产品越来越丰富的今天,水溶性膳食纤维的地位从未被动摇过。这一点可从可口可乐Plus系列的成功,以及雪碧纤维+等产品在中国市场的火爆上窥见一斑。通过在饮料中加入水溶性膳食纤维——菊粉,使得产品在成功转型的同时,兼顾消费者口味的多样需求。这一现象?#33756;得鰨?#22312;未来添加功能性成分来满足消费者多元化的需求,已经成为了产品升级的一个重要创新方向。其中,膳?#31243;?#20195;品中添加菊粉的占比更大。


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说?#25945;?#21152;菊粉的产品,大部分人的第一反应都是饮品。其实菊粉在食品中的应用才是最多的,从烘焙食品到零食、婴儿食品,甚至在汤和冰激凌中它?#21442;?#26366;缺席。菊粉对热很稳定,因此在烘焙产品中添加菊粉可以改善面团的质构和弹性,给成品带来更好的风味和口感。作为一种纯天然的功能性配料,菊粉也被世界20多个国家批准为营养膳食补充剂,用到各种产品中。


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随着研?#24247;?#28145;入,菊粉也越发得到人们认可。2015年,欧盟批准菊苣菊粉(Chicory inulin)有助维持正常肠道功能的健康声称,且摄入量每天不得低于12g才有助于此声称的效果;2016年12月,欧盟委员会批准如下声称:和含糖食物与饮料相比,摄入含有菊粉的食品与饮料可以减慢血糖的上升;2018年7月26日,美国FDA正式批准菊粉/菊粉型果糖纳入膳食营养标签。

在国内,菊粉的发展要更早一些。


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同时,2018年11月国家中药品种保护审评委员会发起,由国家食品安全风险评?#20048;?#24515;牵头、江南大学、中国食品发酵工业研究院有限公司等五?#19994;?#20301;协同,对保健食品原料(9种益生菌和7种益生元以及益生菌+益生元组合)及其产品进行研究,形成了第三批保健品原料备案制名单。维乐夫集团作为行业代表,也参与了项目研究,原料中提到的7种益生元之一就是菊粉。

菊粉的科学研究进展


不只是食品行业,菊粉特殊的生化特性同样受到了研究人员的关注。近五年,每年关于菊粉发表的英文文献都超过了250篇。目前的研究结果证明,菊粉对心血管、便秘、肥胖、糖尿病、免疫等方面?#21152;?#31215;极的改善作用。


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? 菊粉与肠道健康



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肠道健康是菊粉最广为人知的益处,针对同项试验连续发表的两篇文章也证实了这一点。研究人员采用单中心、随机、双盲、对照交叉试验方法,分析菊粉对44名20~75岁健康便秘志愿者症状和肠道菌群的影响。受试者每天摄入12g(3×4g)菊粉或麦芽糖糊精(安慰剂)?#20013;?周。结果显示,菊粉的摄入增加了受试者的排便频率,改善了肠功能,大大提高了肠道微生物中Anaerostipes spp.和双歧杆菌含量,减少了嗜胆菌属的种?#28023;?#20174;而产生对人体有益的丁酸盐。[1]

? 菊粉与饮食行为

American Journal of Clinical Nutrition发表了一项研究,评估每天食用富含菊粉的蔬菜对健康个体的肠道微生物群、肠胃状况和饮食习惯的影响。这项干预试验?#24515;?#20102;26名健康的受试者(18~85岁,BMI:20~25),在试验开始的两?#33507;?#35201;求受试者坚持摄入富含菊粉的蔬菜为基础的饮食(平均每天摄入15g菊粉)。接下来的2~3周中,受试者恢复正常饮食习惯。[2]



T0:受试第1天;T1:受试第14天;T2:受试第33天

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结果显示,菊粉膳食干预,可使受试者肠道内双歧杆菌属比例增加、梭菌目水平降低、草酸菌科有减少的倾向;菊粉膳食干预后,受试者有更?#24247;?#39281;腹感,对甜、咸和油腻食物的食欲降低,对富含菊粉的蔬菜的喜好度有增加的趋势。

? 菊粉与肥胖



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研究人员分别选取5位健康?#34892;浴?位健康女性(年龄21~39岁,BMI指数18.5~27.4 kg/m2)。试验期间,受试者每天摄入菊粉16g(8g/次,2次/天),经历2周干预-2周排空-2周干预。结果显示,在早餐和晚餐中添加富含低聚果糖的菊粉可以增?#39062;?#33145;感,减少晚餐后的食物摄入量。研究人员由此表示,富含低聚果糖的菊粉可?#34892;?#25511;制体重。

? 菊粉与糖尿病


图源:安颖院长演讲PPT内容

北京协和医院选用维乐夫菊粉Fiber1,探讨其对Ⅱ型糖尿病患者血糖控制和血脂代谢的效果。将受试者随机分为菊粉组(糖尿病膳食+15g菊粉/天)和对照组(糖尿病膳食),?#20013;?周。试验结束后,研究人员分析表示?#22909;?#22825;摄入菊粉15g连续8周,?#19978;?#33879;改善Ⅱ型糖尿病患者的病症指数。


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? 菊粉与心血管疾病


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研究人员给载脂蛋白E缺失的小鼠喂食不含n-3多元不饱和脂肪酸(PUFA)的饮食12周,最后15天饮食中添加菊粉。结果显示,摄入菊粉导致产生一氧化氮的细菌增加、Akk菌丰?#28982;指础?#19982;次级胆汁酸合?#19978;?#20851;的细菌分类群丰度降低,同时增加了肠道及肝脏中胰高血糖素样肽-1及胆汁酸转换相关基因的表达,完全逆转了肠系膜及颈动脉的血?#33507;?#30382;功能?#20064;?#24471;出结论,菊粉可在心血管疾病动物模型中改善血?#33507;?#30382;功能。但对于人体的作用,仍需更精确的证据。

? 菊粉与哮喘

2019年7月,EBioMedicine发表了一项针对成年哮喘患者的初步临?#24425;?#39564;。该研究由澳大利亚纽卡斯尔亨特医学研究所开展,研究人员对符合条件的17名哮喘患者进行了随机、双盲、安慰剂对照的3组交叉试验,每种干预?#20013;?天,交叉治疗期间保留14天的洗脱期。研究结果表明?#22909;?#22825;口服12g菊粉,可改善呼吸道炎症、哮喘控制和肠道菌?#28023;?#34920;明菊粉等膳食纤维补充剂或有辅助治疗哮喘的潜力,期待进一步大规模临?#24425;?#39564;验证。[3]

? 菊粉与乳?#26377;海–D)


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乳?#26377;?#24739;者中最常见的便是氨基酸失衡,Amino Acids发表的一项研究,将遵循无麸质饮食的34名乳?#26377;夯级?#38543;机分组,一组给予富含低聚果糖的菊粉3个月,一组给予安慰剂。结果显示,两组血浆中多种氨基酸均显著增加,谷氨酰?#26041;?#22312;菊粉组增加;菊粉组尿液中天冬酰胺、?#34507;?#37240;和α氨基己二酸增加,而对照组天冬氨酸和甲硫氨酸减少,两组尿中谷氨酰胺与谷氨酸之比增加。研究证实在无麸质饮食的基础上,补充富含低聚果糖的菊粉可改善?#32423;?#30340;氨基酸代谢情况。

? 菊粉促进钙吸收

这项试验以麦芽糊精为对照组,青少年每天服用8g短链和长链混合型菊粉型果聚糖。食用一年后检测受试者的?#24378;?#29289;质含量和骨密度,分别于第8周和1年后检测钙吸?#31456;省?#32467;果显示,第8周时,试验组钙吸?#31456;?#26174;著增加;1年后,试验组?#24378;?#29289;质含量和骨密?#35748;?#33879;增加。说明短链和长链菊粉型果聚糖联合应用,可促进青少年的钙吸收和?#24378;?#21270;。[4]

长链菊粉应用及功能与探索

当作用机理逐渐明晰,临床研究不?#27927;?#26469;捷报,接下来就要探索如何用好?#31181;?#30340;武器——菊粉益生元来做出真正的好产品惠及消费者了。从结构上说,菊粉是由D-果糖经β(1→2)糖?#21344;?#38142;接而成的线性直链多糖。而且,菊粉的理化特性、生理功能与聚合度密切相关。其中,长链菊粉可替代脂肪,具?#24515;盒裕?#20351;产品口感更好。


菊粉的分类及分子结构(G:?#21688;?#31958;;F:果糖;或m=2~60)

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长链菊粉应用之医疗保健

? 长链而非短链菊粉,降低小鼠糖尿病发病率

研究人员对断奶Ⅰ型糖尿病雌性小鼠(非肥?#20013;?#31958;尿病)喂养富含菊粉的饮食,?#20013;?4周。实验结果显示,只有长链菊粉而非短链菊粉可降低糖尿病发病率,调节肠道-?#35748;?#20813;疫、屏障功能和菌群稳态;长链菊粉还可调节T细胞响应及?#35748;佟?#33086;脏和结肠的细胞因?#30001;?#25104;,?#31181;平?#32928;中炎症小体,增加屏障紧密连接蛋白表达、抗菌肽和短链脂肪酸生成、瘤胃球菌和乳酸杆菌丰度,提高厚壁菌与拟杆菌比值到抗糖尿病平衡状态。[5]


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? 长链而非短链菊粉,显著缓解小鼠?#35748;?#28814;

给小鼠喂食短链或长链菊粉型果聚糖(ITF)3天,雨蛙素诱?#25216;?#24615;?#35748;?#28814;(AP):

长链ITF Ⅳ(10<DP<60)显著缓解AP,短链ITF(2<DP<25)仅表?#27542;?#32531;解效应;仅长链ITF Ⅳ可通过?#31995;?#32467;肠紧密连接调节蛋白及抗菌肽,恢复AP相关的肠道屏障功能损伤,改善结肠组织学;长链ITF Ⅳ?#31181;葡?#22825;性免疫细胞在?#35748;?#21450;结肠中的浸润,?#31181;?#32452;织细胞因子产生,短链ITF的抑炎效果仅表现在肠?#20048;小6]


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长链菊粉新应用

? 医用材料/载体

*新型菊粉-壳聚糖缀合物具有良好的抗菌作用,比普通的壳聚糖生物膜效果更显著,可?#34892;Х乐?#29983;物膜相关的感染;[7]

*以菊粉为原?#31995;?#22266;体分散?#37327;?#24555;速投放TMC240(一种不易溶不易渗透的HIV蛋白酶?#31181;?#21058;),显著提高口服药的效率;[8]

*可做?#34892;?#23433;全的疫苗佐剂,水溶的菊粉微粒包裹抗原;在储存中可以稳定蛋白质配方,并大幅提高细胞对于抗原的识别提取;[9]

? 胶囊封装

*菊粉纳米颗粒是一种生物相容的材料,可用于降低产品的降解;可做类黄酮的胶囊封装;[10]

*当在淀粉中加入菊粉和麦芽糖时,吸水?#38498;?#21487;湿性明显提升;加入菊粉的微粒可用于多种有色食品的包裹封装;[11]

*用菊粉替代部分腰果?#28023;?#29992;作生姜精油的包裹壁材料,加入25%的菊粉可使包裹壁效果和表面特性最好,完全无裂痕;[12]


探索菊粉力量 助力健康升级

成立于2011年的维乐夫集团,以其优质的产品品质和国际化的管理标准,在?#39062;?#20016;宁?#30001;?#33609;原从零开始,率先种植菊苣,建立菊粉等产品的生产线。天然种植并经物理提取的菊粉,是绿色、安全、优质的膳食纤维,?#24425;?#32500;乐夫的立业之本。

2017年,维乐夫食品研究院在北京成立,不仅可以做到产品研发,技术支持,还在?#20013;?#25237;入基础研究。这?#24425;?#24471;维乐夫的医学临床及机理性研究能?#24674;?#25509;为客户产品内核赋能,终端企业无需再重复论证,采用维乐夫菊粉就能获?#20204;?#22823;的科学背书。维乐夫食品研究院以膳食纤维为重点,围绕肠道健康,深入开展科学研究和产品开发,为客户提供全方位的技术和产品解决方案。


从成立之初到现在,维乐夫初心不改,立志于帮助中国人改善肠道微生态,实现健康生活。


参考文献:

[1] Micka A , Siepelmeyer A , Holz A , et al. Effect of consumption of chicory inulin on bowel function in healthy subjects with constipation: a randomized, double-blind, placebo-controlled trial[J]. International Journal of Food Sciences and Nutrition.

[2] Effects of a diet based on inulin-rich vegetables on gut health and nutritional behavior in healthy humans. The American Journal of Clinical Nutrition, Volume 109, Issue 6, June 2019, Pages 1683–1695.

[3] Rebecca McLoughlin, Bronwyn S. Berthon, st al. Soluble fibre supplementation with and without a probiotic in adults with asthma: A 7-day randomised, double blind, three way cross-over trial. EBioMedicine. 2019.07.048.

[4] Abrams S A , Griffin I J , Hawthorne K M , et al. A combination of prebiotic short- and long-chain inulin-type fructans enhance calcium absorption and bone mineralization in young adolescents[J]. American Journal of Clinical Nutrition, 2005, 82(2):471-476.

[5] Chen K , Chen H , Faas M M , et al. Specific inulin-type fructan fibers protect against autoimmune diabetes by modulating gut immunity, barrier function, and microbiota homeostasis[J]. Molecular Nutrition & Food Research, 2017:1601006.

[6] Yue H , Chengfei W , Jiahong L , et al. Corrigendum: Inulin-Type Fructans Modulates Pancreatic-Gut Innate Immune Responses and Gut Barrier Integrity during Experimental Acute Pancreatitis in a Chain Length-Dependent Manner[J]. Frontiers in Immunology, 2018, 9:812-.

[7] Guiqiang Z , Jing L , Ruilian L , et al. Conjugation of Inulin Improves Anti-Biofilm Activity of Chitosan[J]. Marine Drugs, 2018, 16(5):151-.

[8] Visser M R , Baert L , Gerben van ’t Klooster, et al. Inulin solid dispersion technology to improve the absorption of the BCS Class IV drug TMC240[J]. European Journal of Pharmaceutics & Biopharmaceutics, 2010, 74(2):0-238.

[9] Kumar S , Tummala H . Development of Soluble Inulin Microparticles as a Potent and Safe Vaccine Adjuvant and Delivery System[J]. Molecular Pharmaceutics, 2013, 10(5):1845-1853.

[10] Thanapon Charoenwongpaiboon, Karan Wangpaiboon, Pawinee Panpetch, st al. Temperature-dependent inulin nanoparticles synthesized by Lactobacillus reuteri121 inulosucrase and complex formation with flavonoids, Carbohydrate Polymers, 2019, 115044.

[11] Lacerda E C Q , Calado, Ver?nica Maria de Araújo, Monteiro M , et al. Starch, inulin and maltodextrin as encapsulating agents affect the quality and stability of jussara pulp microparticles[J]. Carbohydrate Polymers, 2016:S0144861716306373..

[12] Fernandes, Regiane Victória de Barros, Botrel D A , Silva E K , et al. Cashew gum and inulin: New alternative for ginger essential oil microencapsulation[J]. Carbohydrate Polymers, 2016, 153:133-142.

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