菊芋博物馆09期|菊芋多糖被肠道有益微生物菌群利用,为人体带来的短链脂肪酸原来有这些「益」处

2024-09-20

菊芋这一多倍体作物拥有102条染色体,在自然界中它的存在无疑是神奇的,而令人更为感叹的是它能为人类健康带来多种作用功效,其实这一切都要归功于其生物特性以及在被人体进食后产生的短链脂肪酸。


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菊芋多糖进入人体后的2大特性

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NO.1不能在胃与小肠中被消化吸收


菊芋多糖作为菊芋中的特殊物质,当被人体进食后,会遵循于“口腔-胃-小肠-大肠”这一路径,在这过程中它不能被消化吸收,直到进入到大肠后才会被肠道微生物给分解掉。


菊芋多糖之所以不能被消化,主要源于它的生理结构,菊芋多糖是果糖分子通过β-(2,1)糖苷键连接形成的β-果聚糖,而人体内缺乏分解这种糖苷键的酶,因此人体无法对其直接利用,它也不参与人体的代谢过程,不提供能量,不会导致血糖水平上升,这也是它能作为低热量食品添加成分的重要原因。


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NO.2菊芋多糖会被大肠微生物发酵分解

产生挥发性短链脂肪酸


当菊芋多糖完整地进入大肠时,会被肠道中的某些微生发酵分解,在发酵过程中,菊芋多糖就被分解成短链脂肪酸。


短链脂肪酸是由厌氧菌等肠道微生物代谢纤维或碳水化合物所产生的一组由六个或以下碳原子组成的饱和易挥发脂肪酸,主要包括乙酸、丙酸和丁酸。多项研究表明,短链脂肪酸拥有参与机体代谢、调节生物功能和维持宿主健康稳态等功能。

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基于以上特点,菊芋多糖能通过短链脂肪酸为人们带来诸多益处,而人们最为关注的便秘、菌群调节及肥胖问题也在其中:

便秘克星,增加肠动力


菊芋多糖促进排便主要通过两种机制发挥作用:首先,它作为水溶性膳食纤维能够吸收并保持水分,这有助于软化粪便,增加其体积和重量,使得排便过程更为顺畅。其次,当菊芋多糖在结肠中被微生物发酵时,会产生短链脂肪酸,这些物质不仅能够降低结肠内的pH值,还能刺激结肠肌肉,增强其蠕动,从而促进肠道内容物的移动,帮助排便,改善肠道健康,其相关的论据也十分充分:


一项针对中国240例老年功能性便秘患者的随机对照临床试验显示,每天补充10克菊粉持续28天,自主排便频率、排便困难程度和腹胀、腹痛、排便不尽等症状均得以缓解 [1]。


一项在美国和英国进行的针对50岁以上人群的随机对照临床试验也显示,每天补充10克菊粉持续35天,能显著增加受试者排便频率[2]。


一项美国研究发现,如果是对于膳食纤维摄入量低的便秘人群,每天需要15克低聚果糖可以增加排便次数,而如果是每天膳食纤维摄入量超过13克的人群,每天补10克的低聚果糖就能起效[3]。

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调节菌群,增强肠道屏障


多项研究表明,菊芋多糖能够促进肠道中的双歧杆菌、乳杆菌这类有益菌的增殖,减少梭菌、梭状芽孢杆菌、拟杆菌、大肠杆菌等有害菌的存在[4],同时,短链脂肪酸还能通过多种途径影响肠道屏障功能,激活 AMPK 通路,紧密连接蛋白和粘蛋白等,维持并增强肠道屏障的完整性[4]。

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帮助人们管住嘴,改善肥胖问题


在相关研究中,有学者还发现菊芋多糖竟能改变人群的进食决策。

实验中,59名超重的年轻人(18-42岁,体重指数25-30 kg/m2)分为两组,对照组每天补充30克菊芋多糖,持续14天。之后,给受试者出示高热量食物的图片,同时通过功能磁共振成像监测大脑活动,结果发现,服用菊芋多糖的参与者看到图片时,大脑中与高热量食物相关的“奖励中心”反应降低,简单总结就是对高热量食物的欲望下降了,并且发现这种变化和肠道微生物变化是同时发生的 [5]。

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除此以外,著名学术期刊《Nutrients》近期亦发表了关于菊芋多糖与动物双歧杆菌乳酸亚种GCL2505联合使用对成年人静息能量消耗(REE)影响的相关实验对比,结果表明,摄入摄入GCL2505和菊芋多糖,可以改善导致肥胖的能量不平衡问题,这也再一次论证了菊芋多糖在人体内产生的短链脂肪酸能对肥胖问题的起到改善作用[6]。

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菊芋多糖在肠道微生物中分解产生的短链脂肪酸不仅是一种代谢产物,同时也是机体健康的调节剂,它能为人们带来的益处还有许多,让我们持续探索!


相关参考文献:

[1] 李巍.常规加菊粉治疗老年功能性便秘临床效果观察[J].人民军医,2017(7):680-684.

[2] WATSON A W,HOUGHTON D,AVERY P J,et al.Changes in stool frequency following chicory inulin consumption,and effects on stool consistency,quality of life and composition of gut microbiota[J].FoodHydrocoll,2019(96):688-698.

[3] BUDDINGTON R K,KAPADIA C,NEUMER F,et al.Oligofructose provides laxation for irregularity associated with low fiber intake[J].Nutrients,2017,9(12):1372

[4] Roberfriod M et al.1998.The bifidogenic nature of chicory inulin and its hydrolysisproducts[J].J Nutr.128:11-19Tong Ling-Chang,Wang Yue,Wang Zhi-Bin,et al. Propionate Ameliorates Dextran Sodium Sulfate-Induced Colitis by Improving Intestinal Barrier Function and Reducing Inflammation and Oxidative Stress[J]. Front Pharmacol,2016,7:253.

[5] Medawar E, Beyer F, Thieleking R, Haange SB, Rolle-Kampczyk U, Reinicke M, Chakaroun R, von Bergen M, Stumvoll M, Villringer A, Witte AV. Prebiotic diet changes neural correlates of food decision-making in overweight adults: a randomised controlled within-subject cross-over trial. Gut. 2023 Oct 4:gutjnl-2023-330365.

[6] Effect of Intake of Bifidobacteria and Dietary Fiber on Resting Energy Expenditure: A Randomized, Placebo-Controlled, Double-Blind, Parallel-Group Comparison Study. Nutrients. 2024 Jul 20;16(14):2345. doi: 10.3390/nu16142345. PMID: 39064788; PMCID: PMC11279889.(IF:4.800, 中科院2区).


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