本期介绍南昌大学聂少平教授发表在《中国食品学报》第22卷第11期特约专栏上的文章《食品胶体的健康干预新策略:靶向菌群的研究及应用》。
食品胶体资源丰富,其中复杂多糖类胶体更是天然来源的水溶性膳食纤维,是具有高营养附加值的食品添加剂。大量研究表明,不同类型的食品胶体会富集不同种属的关键菌,通过肠-肝轴、肠脑轴等发挥关联调节作用。建立“食品胶体-肠道菌群-人体健康”的互作网络,对个性化膳食开发具有重要的创新意义。文章系统归纳了复杂多糖类胶体的理化性质及功能活性,重点阐述以肠道微生物为导向的食品胶体研究及开发策略,为未来健康干预提供理论依据。
1 食品胶体的资源及分类
食品胶体资源丰富,如植物种子来源的瓜尔胶、槐豆胶等,植物浸出物来源的阿拉伯胶、刺云实胶等,以及提取物来源的果胶、落叶松胶等。其它天然来源还有动物中的明胶,海藻中的卡拉胶、海藻酸盐等,微生物产的黄原胶、结冷胶。除此之外,通过醚化反应生成的亲水性羧甲基或羟丙基取代的纤维素,可溶于水形成凝胶,这种人工合成的食品胶体能够满足加工过程中多样化需求。
2 功能性食品胶在食品加工中的应用
食品添加剂是辅助增强食品感官特性的关键成分,其中的胶体在食品加工中的功能作用主要包括5个方面:1)凝胶作用:胶体通过吸水保水性形成特定的凝胶结构,起到凝胶作用;2)乳化、稳定作用:胶体能在蛋白质粒子表面形成亲水性被膜,形成包裹在蛋白质粒子上的保护胶体,减慢蛋白质分子的运动,降低蛋白颗粒因重力作用而沉降的速度,防止凝集沉淀,起到分散、稳定作用;3)成膜作用、包装材料:胶体形成的水凝胶膜,可作为食品包装材料或包埋药物制剂中的功能分子;4)脂肪替代:胶体依靠凝胶性截留并且稳定部分水分来产生一定的流动性,使其具有类似脂肪的润滑性以及感官属性,胶体类型脂肪替代物的安全性在所有脂肪替代物中最高;5)抑制美拉德反应:胶体的持水性和凝胶性使其适合用于涂料,可以抑制有害美拉德反应产物的形成,减少油炸过程中的油吸收,用于食品预处理。
我国《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》GB 2760-2014中批准了31种可作为食品添加剂的复杂多糖类胶体,其中绝大部分与美国食品药品监督管理局及欧盟食品安全局批准添加的胶体相同,而FDA批准的胶体添加剂清单中的印度树胶、黄芪胶以及燕麦胶未出现在我国标准许可中。
3 食品胶体的功能活性研究
食品胶体的功能活性研究主要集中在缓解代谢紊乱、调节炎症与肿瘤、免疫调节等方面,此外还有提高机体能量储存能力和生理疲劳下的肾功能、缓解肝时钟基因相关的昼夜节律蛋白表达紊乱、促进肠道微生态系统的平衡等方面的研究。然而,近十年来关于卡拉胶生理功能的报道不尽相同。食品胶生理功能的不确定性并不完全是由结构因素决定的。
不同肠道菌对碳水化合物的降解机制存在显著差异,而膳食能够调节肠道菌群组成。人体在没有降解特定食物组分的肠道菌时,该种食物组分的干预效果虽会明显减弱,但仍可通过长时间的食物干预培育出特定的肠道菌。这些与食品胶相关的肠道菌及其代谢产物能够在肠-肝轴、肠脑轴、心血管及骨骼中发挥关联调节作用,说明肠道菌群是包括食品胶在内的膳食组分发挥功能活性的关键媒介,挖掘食品胶体的菌群靶点能够实现食品胶体功能活性差异的解析。
4 食品胶体靶向菌群的健康干预策略
靶向肠道菌群的个性化营养的理想目标,在于能够在特定的生理状态下产生有益于宿主的微生物群特征。特定的生理状态可能包括各个年龄阶段的肠道、肝脏、心血管、骨骼和中枢神经系统的疾病、代谢综合征和癌症。为了实现这一目标,在不断深入研究食物多糖理化、生理特性的基础上,还应该充分研究个人的生理数据,并将遗传变异、运动强度、伦理和法律方面的因素也考虑在内。结合个人偏好,将能够通过重塑肠道菌群稳态并产生有益代谢产物,进而将有针对性地缓解宿主生理功能紊乱的食品胶作为膳食补充/添加剂,有效调节机体功能,维护健康,预防和控制整个生命周期疾病的发生和发展。
食品胶体靶向菌群的健康干预策略
5 展望
在未来个性化食品中,功能性食品胶以单一或复合的形式替代乳化剂、稳定剂、增稠剂、防腐剂等化学合成添加剂,发挥其缓解炎症,调节代谢,增强免疫力,改善睡眠等活性功效,在开发有机、绿色、清洁的普通、功能及特需食品方面具有广阔的应用创新前景。然而,仍需做大量的工作来揭示食品胶体通过肠道微生物群和宿主互作的机制,从而进一步有针对性地应用开发。
原文链接:https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=CUsNyynHGmbMo1ATQxGg528cA26otJXwcBDyg410UOGsxHB5pk_YxtIaTmO_CIKlZUN4wZKxJAmnkpTg8xkMuaFNJTpez81wLnSkLeF_Vhx1X2EoE5DB_A==&uniplatform=NZKPT