水解瓜尔豆胶新一代水溶性膳食纤维:
水解瓜尔豆胶新一代水溶性膳食纤维,近年来，膳食纤维已作为对人类健康重 要的营养组分而引起人们的关注。虽然膳食 纤维被认为具有各种生理功能，但它的日摄 人量还是一年年趋向下降。我们已经开发出 一种水解瓜尔豆胶以补偿对膳食纤维摄人量 的日益增长的不足。用酶法部分水解瓜尔豆 胶制备的产品，由于其水溶性和低粘度，容 易应用于食品。对动物和人类的研究表明， 本纤维可改善便秘、脂类代谢和控制血糖。
膳食纤维大致可分为两类.•不溶性膳食 纤维和水溶性膳食纤维。水解瓜尔豆胶新一代水溶性膳食纤维,前者的典型例子为 纤维素，存在于绝大多数的植物中（谷物、 蔬菜、水果等），后者包括被认为是增稠剂 或乳化剂的一系列多糖，例如瓜尔豆胶、剌 槐豆胶、罗望子多糖（所有三种均来自植物 种子）、苹果果胶、柑桔果胶，以及海藻提 出物卡拉胶和琼脂。
新近开发的水溶性水解瓜尔豆胶（商品 名Fiberon)的原材料为瓜尔豆（Cyamopsis tetragonolola)，产于印度和巴基斯坦的 Leguminosae科一年生植物。由瓜尔豆制得 的半乳甘露聚糖瓜尔豆胶，作为增稠剂和稳 定剂在全世界广泛用于食品和工业目的。由 于瓜尔豆胶十分粘滞，因此它非常难于以足 够的量与食品结合而获得膳食纤维效果。鉴 于这一理由，尽管普遍承认它的有效生物活 性，但在实际食品中将其用于膳食纤维的增 补受到了阻碍。
制备的结构和过程
水解瓜尔豆胶的制备是用酶法（半乳甘 露聚糖酶）部分水解从瓜尔豆种子获得的瓜 尔豆胶，然后将水解物分离、纯化、干燥和 制成粉末。水解主要发生在瓜尔豆胶主链的 甘露糖骨架部分，产生具有峰顶分子量约
2_的部分水解瓜尔豆胶。
基本上，Fiberon为D-半乳糖 -D_甘露聚糖，半乳糖甘露聚糖由线性甘 露糖分子组成，并有3 :2比率的半乳糖分 子分支。瓜尔豆胶的甘露糖-半乳糖比率 为 2 : 1。
图1为Fiberon的电子显微照相（扫描 电子显微镜，15KV加速电压）。Fiberon由 不同大小的半球形粒子构成，在粒子中心有 较大的凹陷，凹陷直径由5至20〇Mm不 等，在外部的粒子中，有许多还有数个较小 的凹陷。
物理特性
水解瓜尔豆胶不象许多常见的膳食纤维 产品，其特点如下：
天然物质（从植物种子中获得）；
溶于水；
低粘度；
富含膳食纤维（用Prosky-AOAC法测 定超过70%);
对食品加工（热、酸、机械处理等）十 分稳定；
水溶液为中性、无色、透明、无味、无臭；
安全研究数据有效；
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不抑制矿物质吸收。
图2表不了 Fiberon的粘度曲线。它的 粘度甚至在10%浓度下也不高于lOcps，比 原材料瓜尔豆胶的粘度低得多，原材料瓜尔豆 胶甚至在1%浓度下表示的粘度高达4000cps。
生理功能度
由于原材料瓜尔豆在其产地已长久食 用，我们想，这对安全性不会有问题。然 而，我们进行了急性毒性研究，口服亚急性 毒性研究和诱变研究。Fiberon作为膳食纤 维已被设计成保持原材料瓜尔豆胶的生理功 能。Fiberon改善便秘、脂类代谢和控制血 糖的作用阐述如下：
肠运动的改善
这是众所周知的事实，膳食纤维可强化 肠的功能，改善便秘。
Fiberon对肠运动的影响在健康志愿者 身上每天喂5或15g Fiberon共两周进行了 评价。根据赫尔辛基宣言，对65名年龄为 19至21岁的健康志愿者进行了研究，使用 的是为试验制备的含5g Fiberon低热M饮 料（每罐135ml内容物合约lOkcal)。以
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Fiberon摄入量5g/日组
k.13.7±6.9
10.0±3.7 Fiberon摄入量1昨/日组
图3 Fiberon对健康志愿者大便频率的影响
Fiberon摄人量对肠运动的影响为题，分两 组调查对象进行填表调查。首先记录了一般 条件下在摄人之前的两周期间的肠运动。接 着记录其后两周摄人期间的肠运动，一组每 天接受一瓶含Fiberon饮料（5g/日），另一 组每天接受三瓶此饮料（15g/日）。最后再 记录在一般条件下摄人期后两周间的肠运 动。在每两周的时期中，根据排便频率、大 便排泄感觉记分（大便量、排便时间、腹部 情况等）和大便硬度，分析关于对肠运动影 响的调查研究数据。
结果见图3。在每日接受一瓶的组内， 排便频率明显从丨2.4次递增至13.7次，接 着在摄人期后降至11.9次。在每日接受三 瓶的组内，排便频率从摄入期前的10.4次 增至摄人期的11.4次，接着降至摄人期后 的丨0.0次（接近摄入前的水平>。
虽然评价是定性的，在所有组内大便量 增加，但排便次数减少。水解瓜尔豆胶新一代水溶性膳食纤维,关于大便硬度.在 硬大便组趋于变软；在软大便组趋于变硬。 肠运动在所有组内明显改善。
目前Fiberon仅在曰本和其他一些亚洲 国家批准。欧洲联盟将在不久的将来批准。（图略)
表1在喂养老鼠时Fiberon对胆固酵的影响
标准膳食高胆E醇膳食
对照Fiberon
体重增长（g)81 土 2*89±382±3
食物摄人（g)253 土 3263±4253 ±5
肝
肝重/体重（％)3.18±0.05**4.26±0.064.18 土 0.05
胆固醇（mg/g)4.7±0.1**59.2 ±1.359.8 ±2.4
甘油三酸酯（mg/g)5.5 ±1.2**19.3 ±2.723.1 ±4.0
血浆
胆固醇（mg/dl)47,7 土 2.3 料144.9±8.3105.5 ±10.1**
甘油三酸酯(_1)67.6 士 7.1**100.1 ±8.064.7 ±1.5**
*P <〇.〇 W o.oi
水解瓜尔豆胶对食品，包括饮料、甜 食、冰淇淋、糖果、汤类、调味汁等的潜在 应用。（图略）
脂类代谢的改善
设若胆固醇为心脏病和动脉硬化的危险 因素。相信脂类，如胆固醇和甘油三酸酯代 谢的改善是预防和治疗成年人疾病的关键因 素。
用特高胆固醇膳食喂饲老鼠以试验 Fiberon对脂类代谢改善的作用。
雄性Wistar/Std老鼠用高胆固醇即含1% 胆固醇和0.25%胆汁酸盐的食物喂21 口， 以培育一种有胆固醇负载的老鼠原型。用 5%受实验物质Fiberon混人特高胆固醇食 物来喂词此动物21 F1。正常组喂标准食 物。这些动物有接近食物和水的由。
结果见表1。与高胆固醇组相比， Fiberon的摄人大大地抑制了血液胆固醇和 甘油三酸酯含量的提高，显著证明着脂类代 谢改善的作用。单一摄人Fiberon对血浆脂 类含M的影响，已用不断加载单一摄入脂类 的正常人做过试验.
水解瓜尔豆胶具有对脂类代谢和葡萄糖 代谢的正面影响。（图略）
在根据赫尔辛基宣言进行的试验中采取 了 Me等人的方法，将脂类负载作为一种食 品给人吃。首先，在血样采集后给6名自从
入夜前已禁食的健康志愿者进食由5个鸡蛋 和50克奶油制备的煎蛋卷（总脂类含量 64.2g,胆固醇1.3g,甘油三酸酯52.2g)作为 脂类负载食品，然后定时采集血样（于1、 2、4、6、8小时）。一周后，相同受试者接 受10%水溶液的15g Fiberon,并立即进食 煎蛋卷，接着采血样并化验。
结果见图4 ~ 6。有些这样的脂类参 数，如胆固醇、甘油三酸酯和低密度脂蛋白 (LDL)的含量被Fiberon的摄入所抑制。 证明了 Fiberon抑制脂类的快速吸收，并改 善脂类的代谢。人体连续摄人的研究表明了 Fiberon对有稍高胆固醇含量的人具有减少 胆固醇的作用。
这些发现提示Fiberon作为一种易于摄 取的低粘度膳食纤维，它具有改善脂类代谢
功效..
25
二 20 芸15 1 10 胜
E 5
a 〇 < c
5 4在接受加（□)和不加（A ) Fiberon的试验膳食后，水解瓜尔豆胶新一代水溶性膳食纤维,血内胆固醇含量 的变化。平均值SE士SE (n = 6)
图5在接受加（匚）和不加（A ) Fiberori试验膳食后血中甘油三酸酯含量 的变化。平均值土SE (n = 6)
-53 —
OOQOOOOO 5 4 0 2 1 1 2 3 - -
a-SJg^sgr^^^^v
J——-l
246
时间（h>
在吃进加（□)和不加（△)
图6 在吃进加（U)和不加（A) Fiberon试验膳食后血中粘性低密度脂蛋白 (VLDL)含量的变化。平均值±SE (n = 6)
葡萄糖代谢的改善
在接受单一摄人糖的正常人体上试验一 服剂量Fiberon对血中葡萄糖含量的影响，方 法同于脂类代谢试验10。葡萄糖负载为75g。
图7~ 8表示了整个时间内，有或无 Fiberon摄人对血中葡萄糖和胰岛素含量的 变化。Fiberon导致血中葡萄糖含量的抑制 呈上升趋势；有Fiberon摄人时所得出的60
图7
Fiberon的75g葡萄糖后血中葡萄糖含量的 变化。平均tt 士SE (n = 5)
4080120
时间（min)
3 8在接受加（□ >或不加（A) Fiberon的75g葡萄糖后血中胰岛素含量的 变化。平均值士SE (n = 5)
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分钟的量比无Fibeion摄人时明显降低 (P<0.05)。60分钟后血中胰岛素也达到一 个峰，这个峰值由于Fiberon而有所降低。 这些发现提示了 Fibexon改善葡萄糖代谢的 功效。
食品应用的潜力
由于Fiberon易溶于冷水，所以便于单 独添加于食品中使用，以致在给食品添加足 够量时，会具有膳食纤维的效果。Fiberon 不影响食品的加工性能或可口性，因为它溶 于水，粘度很低，几乎无色、无味和无臭。 由于有这些特征，Fiberon可添加于每种食 品。使用合适量为0.1 ~ 10%。潜在的应 用包括饮料、甜食、冰淇淋、糖果、小麦粉 制品（面条、面包）、汤类、调味汁、调味 品、肉制品、配菜和强化营养食品。
专利和批准
我们已经申请了三项Fiberon专利，分 别关系到：材料、加工和食品应用、生理功 能以及肾脏病人用的低矿物质膳食纤维。可 惜，Fiberon至今仅在日本和一些亚洲国家 批准使用。关于健康声明，从1991年起曰 本已经允许食品用任何强调有利健康的标 签，只要遵照所给定的条件，水解瓜尔豆胶新一代水溶性膳食纤维,1993年批准 了]3种食品。在日本，此产品已是“特殊 健康用途食品”的组分。
市场前景
在日本约1988年开始的所谓功能食品 浪潮中，特别是用膳食纤维或低聚糖增补的 食品和饮料已见明显的商业成就。所销售的 这些产品带有健康形象化描绘的标签，而不 是用声明有特殊改善健康功效的标签。后来 建立了专为健康用途食品的法规制度。然 而，近几年浪潮已经平静。但现在按照批准 这种产品作为特殊健康用途食品可在市场上 买到。可以期望，日本膳食纤维市场将再次 活跃起来。
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