玉米皮膳食纖維與高脂血癥的研究進展

馬溪遙，杜 娟，劉 澤，武永科，李 娜，祝 福

（延安大學 醫(yī)學院，陜西 延安 716000）

膳食纖維（Dietary fiber，DF） 與人類健康密切相關，被稱為第七類營養(yǎng)素[1]。20 世紀70 年代，在大量流行病學研究結果的基礎上[2-3]，研究人員發(fā)現(xiàn)，麥麩等富含膳食纖維的粗糧食物可有效防治糖尿病、肥胖、心血管疾病、便秘、結腸癌等疾病。近幾十年，由于國民飲食結構的改變，冠心病、腦血管病等疾病發(fā)病率逐年上升，心腦血管疾病的直接原因是動脈粥樣硬化，而高血脂及脂質(zhì)代謝紊亂則是動脈粥樣硬化的高危因素。大量臨床研究發(fā)現(xiàn)，這些疾病的發(fā)生和發(fā)展與膳食纖維攝入量日趨減少有關[4]。在對玉米膳食纖維的研究中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)淀粉酶處理后得到的玉米皮膳食纖維結構良好，含量較高且具有吸附膽酸鹽的生理功能。我國玉米資源豐富，但與國外相比，玉米皮深加工方面較滯后[5-7]。因此，促進玉米皮膳食纖維的加工和利用，開發(fā)玉米皮保健產(chǎn)品、調(diào)整膳食結構，不僅可以提高玉米皮的經(jīng)濟價值，而且有助于預防和控制慢性病，減輕社會負擔。

1 玉米皮膳食纖維簡介

1.1 定義

1953 年，Hipsley 使用了膳食纖維這一新名詞來描述非消化性植物細胞壁成分。1972 年，Trowell 正式提出膳食纖維的概念，并將其定義為食物中不被消化吸收的植物組分。膳食纖維的定義至今仍未統(tǒng)一。國際食品法典委員會（CAC） 提出，膳食纖維是由10 個或更多單體鏈組成，在小腸內(nèi)不能被消化吸收的碳水化合物。美國谷物化學師協(xié)會（AACC） 定義膳食纖維是來源于植物，能抵抗人體小腸消化吸收、在大腸能發(fā)酵的可食用植物性成分、碳水化合物及其類似物的總和[8]。中國營養(yǎng)學會（CNS） 提出，膳食纖維是指在人體內(nèi)不易被消化酶消化的多糖類食物成分的總稱[9]。

1.2 分類

膳食纖維按照水溶性可分為水溶性膳食纖維（SDF） 和不溶性膳食纖維（IDF） 兩大類。天然纖維中2/3~3/4 是不溶性的，SDF 主要包括果膠、瓊脂、樹膠、葡聚糖和少數(shù)半纖維素等，IDF 主要指植物細胞壁的組成成分，如纖維素、半纖維素和蠟質(zhì)等。

1.3 玉米皮深加工

我國是農(nóng)業(yè)大國，但農(nóng)副產(chǎn)品的經(jīng)濟價值不高。玉米大多以原糧狀態(tài)上市或經(jīng)過初加工進入消費市場，主要用于飼料生產(chǎn)。玉米深加工相較其他深加工先進國家起步晚，但發(fā)展迅速。在深加工發(fā)展方面，已成功自主研發(fā)出深加工節(jié)能、減排新技術，在調(diào)整農(nóng)業(yè)結構、加快產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營、增加農(nóng)民收入等方面發(fā)揮了積極作用，產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟效益和社會效益[10-11]。

1.4 玉米皮膳食纖維的攝入量

作為第七類營養(yǎng)素，膳食纖維與人類健康關系密切。膳食纖維雖然對人體有益，但食用過量也會損害健康。管驍?shù)热薣12]發(fā)現(xiàn)，給新生大鼠過多攝入膳食纖維會降低鈣利用率，并對骨骼產(chǎn)生不利影響。攝入過量膳食纖維會導致胃腸道不適，脂溶性維生素缺乏等疾病；而攝入量過少則會增加糖尿病、冠心病和肥胖癥等疾病的發(fā)生率[13]。因此，確定膳食纖維適宜的攝入量極其重要。

目前，世界各國推薦的膳食纖維適宜攝入量并不統(tǒng)一。世界衛(wèi)生組織建議每日攝入27~40 g；美國營養(yǎng)學家認為，每日攝入量為20~35 g；中國營養(yǎng)學會專家推薦國民低能量飲食為每日25 g，中等能量飲食為每日30 g，高能量飲食為每日35 g[14]。

1.5 玉米皮改性制備SDF

直接從玉米皮中提取的膳食纖維中IDF 含量較多、SDF 含量較少，SDF 的生理功能優(yōu)于IDF。因此，將IDF 改性制備為SDF，可以改善其對機體的生理活性，并提高疾病預防效果[15-16]。田廣瑞等人[17]用纖維素和木聚糖酶改性制備可溶性膳食纖維，其得率為16.9%。杜巧娟等人[18]制備玉米皮可溶性膳食纖維，膳食纖維持水力有所提高，其理化特性和生理功能也有改善。卜丹丹[19]提取玉米皮多糖并對其進行改性，發(fā)現(xiàn)該多糖及其衍生物具有一定抗癌作用。

2 玉米皮膳食纖維降血脂作用及機制

2.1 膳食纖維的降血脂作用

已有大量試驗證實，膳食纖維可有效控制總膽固醇（TC）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白（LDLC），改善脂質(zhì)代謝紊亂。Lopez H W 等人[20]報道，玉米皮中可溶性膳食纖維能降低試驗大鼠的血漿TC、LDL-C，減少膽固醇在肝臟中的積累。Balters S K 等人[21]試驗發(fā)現(xiàn)玉米皮能增加人體排便量，有降低機體血脂的功效。李來好等人[22]研究表明，食用麒麟菜膳食纖維可顯著抑制高脂飲食引起的TC、TG 和LDLC 上升。Miyasaka H[23]研究發(fā)現(xiàn)，玉米皮中可溶性半纖維素可降低食用高膽固醇飲食大鼠的血清TC 和肝臟中脂質(zhì)的積累。李春明等人[24]證實了果膠可調(diào)節(jié)高脂血癥大鼠的血脂。陳晗等人[25]證明，脂代謝紊亂的大鼠食用了復配粗雜糧后，血清TC、TG 水平顯著降低，HDL-C 水平顯著升高。宋揚等 人[26]認為食用復合膳食纖維的大鼠降脂效果更為顯著。田秀紅[27]試驗證明水溶性膳食纖維的降膽固醇作用更顯著，不溶性膳食纖維作用很小或者幾乎沒有作用。

2.2 玉米皮膳食纖維降血脂的作用機制

目前，學者認為膳食纖維降血脂的作用機制是多方面的，影響因素包括膽固醇吸收、膽汁酸重吸收和糞便膽汁酸的排泄等[28-31]。

2.2.1 降低脂代謝相關酶活性，減少膽固醇的吸收[32]

膳食纖維可降低腸道內(nèi)有關消化酶活性，同時阻滯膽固醇擴散，從而抑制機體對膽固醇和甘油三酯的吸收。

2.2.2 吸附膽汁酸，促進膽固醇的轉化[33]

膳食纖維可吸附膽汁酸干擾其重吸收，使其直接從糞便中排出，促使體內(nèi)膽固醇轉化為膽汁酸。

2.2.3 促進短鏈脂肪酸的產(chǎn)生，抑制膽固醇合成[34-35]

膳食纖維可在盲腸中被微生物快速發(fā)酵，產(chǎn)生短鏈脂肪酸，能抑制膽固醇的合成。

2.2.4 束縛膽酸鹽，促進膽固醇的排出[36]

可溶性膳食纖維可在小腸中束縛膽酸鹽，同時因其強吸水性，可促進腸道蠕動，增加膽固醇的排出。

2.2.5 增加膽固醇的清除[34]

可溶性膳食纖維可以延長載脂蛋白在血漿中的時間，清除更多膽固醇。

3 開發(fā)前景

膳食結構與人體健康的關系十分密切，對高脂血癥的防治有著重要的意義。飲食治療和藥物控制仍然是治療高脂血癥的主要方法，雖然藥物治療高脂血癥效果明顯，但存在胃腸道、肝、腎等不良反應。臨床治療高脂血癥多采用制劑，如他汀類藥物、貝特類及膽汁酸螯合劑Cholestyramine 和Colestipol等，化學合成藥物具有潛在的副作用。目前，新一代降膽固醇藥物前蛋白轉化酶枯草溶菌素9（PCSK9） 抑制劑已引起世界各國廣泛關注，其研究尚在逐步深入。通過調(diào)整膳食結構進行飲食治療，不僅可以減輕長期大量用藥帶來的經(jīng)濟負擔，還可以避免藥物過量產(chǎn)生的毒副作用。我國是玉米膳食纖維資源豐富的國家，充分利用我國的資源優(yōu)勢，大力發(fā)展玉米膳食纖維產(chǎn)業(yè)，可以提高玉米農(nóng)產(chǎn)品的附加值，滿足食品市場需求和社會保健需要。因此，研究和開發(fā)天然無毒的玉米皮膳食纖維產(chǎn)品，減少因過度使用降血脂化學藥物制劑而引起的副作用，具有廣闊的發(fā)展前景。

目前，國內(nèi)外對玉米皮膳食纖維的研究主要集中在制備工藝和理化性質(zhì)的研究上，對膳食纖維降血脂機制的看法尚未統(tǒng)一。有關玉米皮膳食纖維對體內(nèi)血脂含量的具體影響有待進一步探究，且大多用來研究和初步確定膳食纖維降脂效果的試驗模型局限于動物試驗和體外模擬，涉及的臨床試驗開展較少。若增加對膳食纖維治療高脂血癥的療效及機制的臨床研究，使膳食纖維降血脂機制更加明確，對調(diào)整飲食結構、開發(fā)保健食品、防治慢性病具有極其重要的意義。我國人口老齡化問題日益凸顯，心血管疾病、糖尿病和便秘等老年慢性疾病的預防十分迫切。因此，研究玉米皮膳食纖維降血脂作用機制具有重要的現(xiàn)實意義。

4 結語

玉米皮膳食纖維的生理功能已經(jīng)得到學者的廣泛認可，其降血脂作用及其機制有待進一步研究，尤其是玉米皮膳食纖維不同攝入量的效應及具體攝入標準效果，有賴于更多大樣本高質(zhì)量的研究。對于上述問題的深入探究與解決對臨床治療高脂血癥開辟新途徑具有重要意義，同時將有助于進一步推進通過調(diào)整膳食結構防治心腦血管疾病的保健工作開展。