果胶与健康

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众所周知，富有纤维的膳食能为健康带来很多好处。最近，研究重点已经转移到可溶性纤维及它们在一些药物的效果，结果显示果胶在各种反应机制及新陈代谢途径中都有显着效果，这使果胶成为一种令人感兴趣的配料。
果胶的消化肠胃系统包括嘴、胃、小肠和结肠是一个独特的微生态。尽管果胶在小肠中有可能被有限降解，但它们几乎能被结肠中的细菌彻底分解，特别是好氧芽孢杆菌、小球菌和肠球菌，它们能产生果胶水解酶，将果胶大分子降解。每天摄入含50g果胶的混合膳食的人体实验显示，摄入的果胶约90％被降解，降解程度明显受果胶酯化度的影响。
在结肠中，果胶被细菌酶消化成短链脂肪酸，包括乙酸，丁酸和丙酸，以及二氧化碳、氢气、甲烷和水。短链脂肪酸被肠道吸收并用于人体各种新陈代谢过程中。在氮源存在的条件下，它们还可以促进细菌在结肠中增殖，并有利于细菌新陈代谢，其中甲醇的形成就是个例子：高酯果胶增加了甲酸从尿中排出。而甲酸的升高是由于结肠中厌氧菌生成的甲醇增加所致，在这里甲醇没有害处，这是因为合成速度和吸收速率非常缓慢之故。只有少量的脂肪酸从粪便中回收，因此果胶实际上有助于总膳食能量摄入，尽管这种来源于短链脂肪酸的新陈代谢的能量会在正常膳食条件下受到限制。
尽管果胶本身主要在结肠条件中降解，但它对其他营养成分在小肠中的消化和吸收有物理影响。作为一种凝胶纤维，果胶提高了食物组分在胃肠中的粘度，也有可能提高未搅动水层的稠度。这些效应降低了小肠吸收营养的速率，延缓了胃的排空，并增加了输送时间。与其他膳食纤维相反，果胶没有缓泻效果（增加粪便排出），这是由于它在结肠中几乎被完全降解吸收。
[b]果胶对腹泻的影响
[/b]几百年来，腹泻的一种家庭治疗方法是用苹果皮，其活性成分被鉴定为果胶。而今天仍被广泛应用于治疗各种病痛包括腹泻。果胶及与其他物质如高岭土的混合物对腹泻的效果被认为是延长碳水化合物吸收时间、结合了具有渗透压的活性物质、使稀粪便变厚。然而关于其杀菌作用的一个普通假设，没有得到实验支持。但体外研究显示，果胶可能对大肠杆菌具有一定抗菌效果。
[b]果胶对减小体重的效果
[/b]果胶在治疗饮食过量引起的肥胖时有降低体重的效果。实验显示在膳食中加入果胶可以使胃排空时间延长一倍。这可以延缓碳水化合物等的吸收并防止血糖浓度波动过大，增加饱腹感。在胃肠道中果胶的水合反应也有助于饱腹感并导致抑制食品摄入的欲望。
[b]果胶排毒的效果
[/b]已经证明，果胶作为一种天然的预防性药物在处理从肠胃道及呼吸器官进入人体的铅，汞等有毒阳离子非常有效。已经提出的假设是：果胶在结肠中被细菌降解，产生半乳糖醛酸单体，与这些阳离子结合并从尿中排出。糖醛酸在生理pH条件下离子化，可通过静电相互作用（高酯果胶）或分子间螯合作用（低酯果胶）结合阳离子。
不同酯化度的苹果果胶和柑橘果胶均被用于体内实验以研究它们对铅和锶的预防效果。已经发现低酯化果胶对毒性阳离子具有最佳的结合效应。这种果胶被用于长期生活在放射污染环境下7～10岁儿童的治疗研究中。酯化度为21％的低酯果胶能加速除去儿童身上的放射性核苷酸，使污染降低40％。
[b]果胶对糖尿病的效果
[/b]由于果胶能干扰消化其他营养素的吸收，在治疗糖尿病方面有一些较好的特性。实验证实，它能降低血糖浓度、尿糖含量以及酮类物质的形成，而胰岛素水平并未受果胶摄入的影响。
体内体外的研究揭示了对控制血糖浓度波动效果与果胶的粘度性质有关，并产生了各种有益于人体的性质的联合效应。果胶提高了未搅动水层的有效稠度并延长了胃的排空时间。
含有果胶的食品的吸收也需要更长的时间，并主要在小肠中吸收。另外，碳水化合物的吸收也变慢了，影响了葡萄糖的新陈代谢并产生抑制血糖浓度波动的效应。
对葡萄糖、乳糖和木糖的摄入研究支持了这样的发现，即碳水化合物的吸收被延迟但不影响总吸收量。另外，阻碍碳水化合物的吸收当然也解释了阻止血糖浓度波动的效果。
果胶对糖尿病效果的机制研究，实验证明延长胃排空时间可能非主要作用，而延长碳水化合物的吸收才是主要作用。正常志愿者及手术后病人膳食中添加果胶的体内实验表明：果胶对两组人群都呈现了抑制血糖浓度波动的效应。
[b]果胶降低胆固醇的效果
[/b]许多医疗和动物研究证实，果胶对于降低胆固醇具有显著效果，因此，果胶具有降低心血管疾病的能力。
果胶只降低（VLDL）、极低密度脂蛋白、和低密度脂蛋白（LDL）胆固醇，这两种胆固醇被认为不利于人体健康。而HDL胆固醇不受果胶的影响，而高密度脂蛋白（HDL）胆固醇的降低反而会增加心脏病的危险。体外研究证实了果胶与人体血清脂蛋白LDL组分的结合，并提示了这种结合是静电性质的，可能是果胶上的羧基与脂肪之间产生氢键作用的结果。然而，果胶的影响似乎与果胶的游离羟基和甲氧基的量无关，因为在人体研究中，高酯果胶与低酯果胶均显示了相同的降低胆固醇效应。
研究人员对许多假设进行了实验以解释果胶降低血清胆固醇的效应，包括降低胆固醇吸收、抑制胆汁酸吸收和再循环、生成挥发性短链脂肪酸并改变肠内微生物菌落等。实验结果显示，降低胆固醇吸收和改变胆汁酸新陈代谢是果胶可能性最大的作用机理。
从肝脏分泌入小肠的胆汁酸与果胶结合，增加了粪便中胆汁酸排泄。胆汁酸从体内的除去杜绝了它们再吸收，减少了胆固醇合成胆汁酸的负抑制作用。然后，限速酶胆固醇?7α?羟基酶活力上升，加速了胆固醇进一步分解为胆汁酸的反应，减少了对肝有影响的胆固醇。
除了有降低胆固醇的效果外，果胶也被证实具有防止胆固醇形成粒状斑，阻塞血管壁，并导致动脉粥样硬化。实验表明，果胶对于主动脉和心脏的冠状动脉都有降低动脉粥样硬化功能。
[b]果胶对癌症的效果
[/b]目前已经有许多研究将各种癌症的形成与膳食联系起来。特别是对于消化道癌症和结肠癌，这种关系似乎确实存在。果胶除了具有膳食纤维的效果外，独特的结构还使其具有更特殊的分子效果。
癌症转移涉及到很多步骤，包括细胞粘着状态改变，细胞从癌症原发灶脱落、转移、聚集，然后附着在下游的组织上。一些受体和组分帮助完成这些步骤，其中一些组分已被确定包括cadhedrins、integrins、高度糖基化的糖蛋白、蛋白多糖、外源凝集素以及碳水化合物抗原等。实验结果显示果胶可能会成为细胞间相互作用的潜在抗阻剂，这种相互作用靠细胞表面的碳水化合物结合蛋白质如催乳激素?3来进行的。糖基结合蛋白能通过将邻近细胞端部D?半乳糖残基与低聚糖连接的方法来识别癌细胞。果胶中侧链的半乳糖醛酸据信能干扰这个过程。
[b]结论
[/b]作为一种来源于水果的天然产品，果胶显示了广泛的功能性质并享有非常良好的形象。目前作为质构性配料和稳定剂，它被广泛应用于各种食品中。它的应用无疑将随着新的功能性质的不断开发而不断增长。其特有的保健效果也使果胶成为正在巨大增长的功能性食品的一种配料。
果胶的生产具有高技术性，生产商注重应用中的分子本身以及其结构如何影响功能性质。随着这些基础知识的进一步深化，可以预料将出现许多不同性质的果胶，以满足食品和药品制造商特定功能性质的需求。