瓜爾豆膠降血脂作用研究進展：
瓜爾豆膠降血脂作用研究進展，瓜爾豆膠是從印度豆類植物瓜爾豆中提取到的一種可溶性膳食纖維，自90年代引入中國以來，一直作為食品 添加劑用于食品工業(yè)中。近年來，相關文獻報道瓜爾豆膠對高血脂等疾病能起到很好的輔助調節(jié)作用。其具有的凝 膠特性，能抑制在腸道內膽固醇的吸收，阻礙膽汁酸重吸收進入肝腸循環(huán)，導致膽汁酸和固醇排出；另一方面通過增強 HMG-COA還原酶的活性和降低葡萄糖吸收從而間接導致肝臟膽固醇合成減少。本文就瓜爾豆膠降血脂作用及其可 能機制進行了綜述，文章內容包括瓜爾豆膠的結構及化學組成、理化性質、功能應用和降血脂作用及機制四個部分，為 瓜爾豆膠的科學利用提供參考。
近年來，隨著人們生活習慣和飲食習慣改變等 諸多因素影響，高脂血癥發(fā)病率呈明顯增高趨勢1。 高脂血癥即血脂異常，通常是指血液中總膽固醇 (total cholesterol, TC )、低密度脂蛋白膽固醇（low density lipoprotein — cholesterol, LDL — C )、甘油三醋 (triglyceride,TG)超過正常值或高密度脂蛋白膽固醇 (high density lipoprotein-cholesterol, HDL-C) •低于正 常值2。高脂血癥是導致動脈粥樣硬化和心腦血管 疾病發(fā)生的主要因素，高膽固醇血癥則會引起機體 氧化與抗氧化狀態(tài)失衡，瓜爾豆膠降血脂作用研究進展，即氧自由基增加，同時自由 基相關清除酶活力下降，機體的脂質過氧化和氧化 壓力增加，從而導致動脈粥樣硬化、冠心病、心肌梗 塞等心腦血管疾病的發(fā)生，對人類健康造成嚴重威 脅[3-5]。研究表明，常見的心腦血管疾病如動脈粥樣 硬化、高血壓、冠心病、高脂血癥都與膳食纖維 (dietary fiber, DF)攝入量不足有關，膳食纖維作為一。
輔助降血脂保健食品也受到廣泛關注[6]。瓜爾 豆膠（Cyamopsis tetragonoloba. Guar Gum)是一種來 源于印度豆類植物中的可溶性纖維物質，多年來一 直作為動物飼料和人類食品的輔料、黏合劑或添加 劑，具有巨大的膨脹性、黏合性并含有豐富的可溶 纖維素。研究發(fā)現，瓜爾豆膠可明顯延長實驗動物 胃的排空時間，降低血液中脂類化合物和膽固醇的 含量，減少機體脂肪儲存7]。為此，本文對近年來 國內外瓜爾豆膠降血脂的相關研究及可能機制進 行綜述。
1瓜爾豆膠
瓜爾豆為一年生豆科植物，主要產自印度西北 部和美國西南部、澳大利亞、非洲的干旱和半干旱地 區(qū)[8-9],其胚乳中含有的大量半乳甘露聚糖（結構式 見圖1),為瓜爾豆膠的主要成分[10-11] ,90年代初瓜爾 豆膠進入中國市場后，瓜爾豆在我國也有一定面積 的種植[12]。
1.1理化性質
瓜爾豆膠是非離子、具分支的鏈型聚合物，主鏈
為（1—4) -p-D-甘露糖單位，側鏈則由單個的a-D -半乳糖以（1—6)鍵與主鍵相連接[1314],主鏈上平 均每兩個甘露糖單位中有一個半乳糖單位在C一6 位與之相聯，甘露糖對半乳糖之比為1.8 :1 (約為 2:1) [15。
圖1半乳甘露聚糖 Fig.1 Galactomannan
瓜爾豆膠呈中性，是一種溶脹高聚物，具有良好 的親水性性能[16],易溶于水和與水混溶的溶劑，具有 良好的無機鹽類兼容性能，耐受_價金屬鹽，但高價 金屬離子的存在可使其溶解度下降。瓜爾豆膠降血脂作用研究進展，將瓜爾豆膠置 于pH小于3的酸溶液中或加熱至80~95T；持續(xù)一段 時間，其會發(fā)生降解，粘度喪失，膨脹率降低715]。
1.2在食品工業(yè)中的應用
瓜爾豆膠具有良好的親水凝膠成型性能，在食 品工業(yè)中具有很廣泛的應用[16],主要可用作增稠劑、 持水劑、乳化劑，能夠防止冰結晶，穩(wěn)定并保持液-固 體系等[17]。通常單獨或與其它食用膠復配，用于色 拉醬、肉汁中起增稠作用；用于冰淇淋中使產品融化 緩慢并提高產品抗驟熱性能；用于烘焙制品可延長 老化時間；用于罐頭食品可稠化產品中的水分使肉 菜固體表面包裏一層肉汁；用于奶酪可增加涂布性， 同時也可作為穩(wěn)定劑使牛奶和果汁結合成含有牛奶 蛋白質、礦物質及果汁的重制飲料等[15,8]。
1.3瓜爾豆膠的功能作用
研究顯示，瓜爾豆膠對糖尿病、高血脂、心臟病、 結腸癌等疾病問題都有很好的調節(jié)作用919-20 ,食用 瓜爾豆膠使人食欲下降[21],有助于降低餐后人體血 糖濃度，幫助體重減少并對肥胖癥起預防作用[11]。 瓜爾豆膠的攝入也與胃酸合成量下降相關，能夠有 效地防止胃食管反流病和十二指腸潰瘍的發(fā)生[22 , 并減輕腸易激綜合征的癥狀[23]。因此，適當攝入瓜 爾豆膠有利于維持腸道規(guī)律，降低TC與LDL-C,增 強腸道對礦物質的吸收并防止便秘等消化問題的
發(fā)生[24-25]
2瓜爾豆膠對血脂的調節(jié)作用
40多年前，Fahrenbach等[26]發(fā)現瓜爾豆能夠有 效降低血清總膽固醇濃度。隨后，越來越多的學者 對其進行研究，至今已有大量研究報道，包括動物實 驗和臨床實驗[27],普遍認為攝入瓜爾豆膠能有效降 低TC和LDL - C水平，同時對HCL - C和TG無 影響[26,8-29]。
初期研究常直接以瓜爾豆作為研究對象。1983
年，Sarathy等[30]將瓜爾豆直接添加在血高膽固醇膳 食中喂食大鼠，研究發(fā)現食用了添加0.5%。和2.5%c水 平瓜爾豆膳食的大鼠血漿膽固醇含量和肝臟膽固醇 濃度明顯降低。今年最新研究也顯示，在高膽固醇 膳食中分別添加12.5%c、25%c干燥瓜爾豆喂食小鼠， 發(fā)現實驗組（12.5%c +高膽固醇膳食；25%c +高膽固 醇膳食）小鼠血漿HDL-C濃度水平從21.6mg/dl分 別增加至28.8、31.5mg/dl;實驗組小鼠相對空白組 (0%c +高膽固醇膳食）小鼠的TC和LDL + VLDL水 平有明顯的下降，喂食12.5%c瓜爾豆的小鼠其血漿 總膽固醇下降13.5%c , LDL + VLDL降低18%c [3]。
在初期研究后，有研究人員開始將瓜爾豆膠從 瓜爾豆中提出添加入高膽固醇膳食中，一并喂食小 鼠，得出類似研究結果[3133]。Fernandez等[34研究顯 示喂食豚鼠高膽固醇食物（含量為0.25%c ) + 12.5%c 瓜爾豆膠會使其血漿膽固醇下降43%c，并且喂食高 膽固醇食物組相比于未喂食高膽固醇的組降血脂的 效果更加明顯。經過Moundras等[35]的進一步研究證 實在攝入7.5%c瓜爾豆膠的同時，進食高膽固醇 (0.3%c)的大鼠與未進食膽固醇類食物大鼠的血漿 膽固醇下降水平分別為32%6和14%c。
在以上研究基礎上，有研究者將瓜爾豆與其他 食物混合進行類似的實驗研究。瓜爾豆膠降血脂作用研究進展，最新報道顯示，將 15%c瓜爾豆混合1%c蒜喂食威斯塔大鼠（經過喂食8 周0.5%c膽固醇食物使血漿高膽固醇升高），一段時 間后其血漿膽固醇含量下降56%c，同時血漿甘油三 酯呈上升趨勢，而肝臟膽固醇與甘油三酯含量呈下 降趨勢[16]。
除了動物實驗，臨床實驗方面關于瓜爾豆膠降 低人血漿膽固醇的研究報道也有很多[14,6]。Butt等 證實瓜爾豆膠能夠降低人體TC和LDL-C含量9]。 Anderson等[22]隨機選取非糖尿病型實驗者進行臨床 實驗，每人每天進食9~30g瓜爾豆膠（分3次攝入）， —段時間后，LDL- C的含量下降10.6%c。截止 2009年統計，關于瓜爾豆膠降血脂的臨床實驗已超 過40個[22]，且無論是以粉末、顆粒、膠囊或添加入 膳食形式攝入瓜爾豆膠，或將其與口服降血糖藥 物，抗高血壓藥物等同時攝入，其降膽固醇的作用 均無影響[36]。
3瓜爾豆膠降血脂機制研究
3.1抑制膽汁酸與膽固醇吸收、促進膽汁酸的排泄
膳食纖維的攝入對機體膽固醇的調節(jié)作用包括 腸道內膽固醇吸收、固醇糞便排泄和膽汁酸流失[27]。 由于瓜爾豆膠是水溶性纖維，黏性和膠凝性都較好，
它能夠延長胃排空時間，進入小腸能夠增加腸內容 物的黏度，直接阻礙膳食中膽固醇向腸壁黏膜細胞 的擴散過程，影響膽汁與膽固醇的乳化作用，其在腸 道內溶脹后凝膠特性能夠抑制膽固醇吸收，吸附膽 酸，較大程度地干擾膳食膽固醇吸收，降低脂質代謝 物的吸收率，從而降低體內脂質含量和膽固醇值，影 響VLDL-C和LDL-C水平[14,9,7]。不僅如此，瓜爾 豆膠還能減少膳食中膽固醇經乳糜微粒形式運送至 肝臟，從而間接導致肝臟膽固醇池減少。研究證實，
[2G13年第 11 期 389
Science and Technology of Food Industry
12.5%。瓜爾豆膠的攝入能夠分別減少豚鼠肝臟游離 和酯化膽固醇水平21%c、16%c [27]。
人體膽固醇排泄方式主要有二條途徑，一是經 由肝臟膽固醇7a-羥化酶將膽固醇轉變成膽汁酸隨 糞便排出體外，二是以中性固醇的形式排出體外[38]。瓜爾豆膠降血脂作用研究進展， 瓜爾豆膠與其他膳食纖維一樣能直接而有效地抑制 膽汁酸在腸道內重吸收，促進糞便膽汁酸的排 泄919,7]。喂食7.5%。瓜爾豆膠膳食的大鼠被觀察到 膽汁流明顯升高，膽汁酸的排泄增加74%c [39。
3.2干擾膽汁酸的肝腸循環(huán)
腸道內脂類食物的消化每日需12~32g膽汁酸， 但肝臟合成膽汁酸的能力僅為0.4~0.6g,因此，機體 需要通過肝腸循環(huán)，回收排出的膽汁酸再利用，即膽 汁酸在肝細胞中由膽固醇合成后隨膽汁儲存于膽囊 中，當食物進入腸道時，其通過膽管進入小腸，幫助 食物中脂肪和類脂的消化吸收，隨后大部分（95%c以 上）在回腸末端被重吸收，經門靜脈進入肝臟后被肝 細胞重吸收并再次分泌至膽囊中，如此不斷地進行 肝腸循環(huán)[40-41]。
瓜爾豆膠能夠阻斷膽汁酸的肝腸循環(huán)[27],使膽 汁酸不能再經腸黏膜回吸收，導致伴隨糞便排除的 膽汁酸的增加，肝細胞的膽固醇來源減少，肝細胞膜 LDL受體（LDL-R)增加[1],同時肝腸膽汁酸池大小 的減少會促進更多的肝臟膽固醇向膽汁酸轉化，膽 固醇的生物合成也同時被加速，肝臟中游離膽固醇 的濃度下降[42 ,而肝臟中微粒游離膽固醇池的下降 會導致其從血液中攝取膽固醇、促使細胞內和細胞 膜中儲存的膽固醇脂釋放出游離膽固醇[27],最終降 低了體內膽固醇水平[19]。Rideoud等[43]證實瓜爾豆 膠能夠上調LDL受體活性。90年代末有大量文獻 顯示瓜爾豆膠的攝入導致腸道內膽汁酸向肝臟的流 量增加[27]。
3.3影響肝臟中膽固醇的代謝，阻斷膽固醇生物 合成
肝臟是脂質代謝的重要靶器官，作為內源性和 外源性脂質代謝途徑的交匯點及調節(jié)中心，它能夠 合成、釋放各種脂蛋白，即脂代謝相關酶類物質，在 脂類代謝平衡中發(fā)揮著重要作用。瓜爾豆膠降血脂作用研究進展，維持體內膽固醇 正常代謝對人體的健康相當重要，而肝臟膽固醇代 謝則是維持人體膽固醇動態(tài)平衡的關鍵。肝臟中與 膽固醇代謝相關的酶有膽固醇7a -羥化酶 (CYP7A1)和3-羥-3甲基戊二酸單酰COA(HMG- C〇A)還原酶[38]。
HMG-C〇A還原酶是體內催化HMG-CoA生成 二羥甲基戊酸的關鍵酶，肝臟中膽固醇合成的第一 限速酶，也是內源性膽固醇的主要來源[38]。目前 HMG-COA還原酶是高血脂癥臨床約物的最主要靶 點，HMG-CoA還原酶抑制劑是降血脂主要手段之 _[1]。大量研究顯示，攝入瓜爾豆膠能夠增強HMG -C〇A還原酶的活性[2744 ,同時減少膽汁酸運送至肝 臟，從而誘導HMG-C〇A還原酶的產生[44],但研究顯 示喂食含7.5%c瓜爾豆膠的膳食對HMG-C〇A還原酶 活力的增強作用并不能彌補類固醇經糞便排泄的
390〕靖111期） 程度[27]。
另_方面，胰島素可以促進膽固醇生物合成，但 瓜爾豆膠能降低葡萄糖的吸收量，稀釋血糖并降低 胰島素的水平，胰島素分泌減少，間接導致肝臟膽固 醇合成減少[1，]。鄭輝等7]證實口服瓜爾豆膠后2h 各劑量組（4、2、1g/kg)糖尿病大鼠血糖濃度均有不 同程度的降低，且降低血糖幅度與口服劑量有關，以 4g/kg劑量組最為明顯，峰值比空白對照組降低 31.3%c。此外，瓜爾豆膠為腸道內微生物繁殖提供有 利條件，產生短鏈脂肪酸（SCFA) [45],這些酸在結腸 被吸收，也能抑制肝臟膽固醇合成[1]。
4展望
高血脂及心腦血管疾病是近年來威脅人類生命 健康的主要疾病，瓜爾豆膠降血脂作用研究進展，國外對瓜爾豆膠降血脂的作用及 其機理已大量研究報道并趨于成熟，其對血脂的調 節(jié)作用主要是由于其凝膠特性，在腸道內阻礙膽固 醇的吸收，阻礙膽汁酸重吸收進入肝腸循環(huán)，導致膽 汁酸和固醇排出；另一方面通過增強HMG-C〇A還 原酶的活性和降低葡萄糖吸收從而間接導致肝臟膽 固醇合成減少。
然而可能由于引種時間較短和種植面積較少等 原因，國內至今很少有此方面的報道出現。隨著人 們對保健食品需求的增加和功能性食品的不斷開 發(fā)，加大對瓜爾豆膠等膳食纖維認識和研究就顯得 尤為重要。近年來，關于瓜爾豆膠降血脂的動物實 驗報道較多，但臨床實驗不足，今后的研究應多進行 人體實驗來驗證其降血脂功能作用，同時有必要對 瓜爾豆膠的長期高劑量進食進行毒理學評價。此 外，瓜爾豆膠和其他食物進行膳食搭配增強其輔助 降脂作用或多方面發(fā)揮其功能作用可能會成為今后 的發(fā)展趨勢。
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