几丁寡糖在功能性食品中的应用
几丁寡糖在功能性食品中的应用
几丁寡糖作为一种新型功能性食品原料，近年来在食品科学和健康领域引起了广泛关注。它不仅具有调节肠道菌群、增强免疫力等多重健康功效，还在多个国家和地区被批准用于食品和保健品中。本文将为您详细介绍几丁寡糖的定义、应用及其对人体健康的积极作用。
2014年4月16日，原国家卫计委发布《关于批准几丁寡糖等6种新食品原料的公告（2014年第6号）》，正式批准几丁寡糖等为新食品原料。产品标准是QB/T 5503-2020几丁寡糖。早在1996年的国际甲壳素会议上，日本、美国的医学界专家一致提议将甲壳素与蛋白质、脂肪、糖、维生素、矿物质并列，被誉为人体必需的“第六生命要素”。
什么是几丁寡糖
几丁寡糖（COS），也叫几丁质、壳多糖，它是由N-乙酰氨基葡萄糖通过β-1,4糖苷键连接而成，是2-10个聚合度的寡聚氨基葡萄糖。几丁寡糖存在于螃蟹、虾等甲壳类的外壳中，同时也是蘑菇等菌类细胞壁的构成成分。在自然界中的储量是十分丰富的，是仅次于纤维素的多糖。几丁寡糖作为自然界中唯一的带正电荷的动物性纤维碱性糖，能有效吸附带电荷的病原体。易溶于水，具有壳聚糖所没有的较高溶解度。
几丁寡糖是以壳聚糖为原料，经木瓜蛋白酶（或木瓜蛋白酶和纤维素酶）酶解、过滤、喷雾干燥等工艺制成，是经特殊的生物酶技术处理而得到的一种全新的产品。
几丁寡糖各国法规要求
在美国，来源于黑曲霉的壳聚糖通过了GRAS认证，几丁寡糖被作为补充剂成分来使用。韩国FDA规定壳聚糖及几丁寡糖被列为健康功能性食品原料。其健康宣称:可能有助于维持健康的血液胆固醇水平，减少体脂。日本厚生劳动省将壳聚糖列为食品添加物。在日本和加拿大，它已经被添加到日常食品和饮料中；在欧洲，几丁寡糖通常用于胶囊剂中。
几丁寡糖原料的特点
几丁寡糖分子量在322-1610之间，溶于水。在《QB/T 5503-2020几丁寡糖》标准中对几丁寡糖的感官和理化指标的要求如下图所示：
几丁寡糖对人体的作用
作为一种功能性的海洋益生元，几丁寡糖及其衍生物已被证明具有广泛的生物活性。众多研究表明，几丁寡糖具有调节肠道菌群，抑制致病菌，促进双歧杆菌、乳酸菌等益生菌生长的效果。除此以外，几丁寡糖还具有增强免疫、解酒护肝、降尿酸、降血糖等多种作用。
1. 调节肠道
几丁寡糖可以促进益生菌的增殖，同时抑制致病菌的生长。几丁寡糖能显著促进乳杆菌的生长，抑制大肠杆菌的生长，且呈浓度剂量依赖[1]。大分子几丁寡糖不能被血液吸收，进入小肠背部发挥作用，最终在肠道中降解。COS可以很容易地结合和吸附在负性的微生物细胞膜上，从而干扰细菌的正常生理代谢。COS穿透致病菌细胞，破坏细胞代谢和DNA合成，阻断RNA转录。完全去乙酰化的几丁寡糖不能被生物酶消化，这增加了几丁寡糖对益生菌的适用性，从而促进益生菌的生长，发挥益生元的作用。几丁寡糖还可以增加短链脂肪酸（SCFA）和乳酸的分泌，减少致病菌数量。增加肠绒毛的高度，改善了肠道结构，有效地提高了小肠对营养物质的吸收。
图源：几丁寡糖（COS）抑制致病菌的发病机制
2. 提高免疫
几丁寡糖可以通过进入血液来调节机体的免疫力。几丁寡糖通过钙敏感受体（CaSR）激活amp活化蛋白激酶（AMPK），增强上皮细胞的紧密连接，增加肠道SCFA的产生，增强SCFA与白细胞上g偶联蛋白受体结合的能力[2]。几丁寡糖与肠上皮细胞和免疫细胞上的碳水化合物受体相互作用，并通过肠上皮细胞产生IFN-γ，激活巨噬细胞，提高NK细胞的活性，从而促进体液免疫，释放IgA、IgM、IgG等抗体，以增强机体的抵抗力。
几丁寡糖能通过调节细胞因子和抗体刺激免疫细胞，从而激活人体的免疫反应。几丁寡糖能增强机体抗氧化的防御能力，减少氧化应激，并改善免疫功能。
3. 解酒护肝
基于酒精诱导48 h的AML12细胞模型,考察了酒精性脂肪肝COS对AFLD的缓解作用。结果发现细胞中甘油三酯(TG)和总胆固醇(TC)水平均下降,并且细胞上清中谷氨酸基转移酶( AST)、丙氨酸氨基转移酶( ALT)和乳酸脱氢酶(LDH)水平均下降。于此同时，几丁寡糖降低了肝细胞色素P4502E1( CYP2E1)、过氧化物酶体增殖物激活受体a(PPAR-x)、脂肪酰CoA合成酶( ASCL)、肉碱脂酰转移酶I A(CPT-1A)、肉 碱脂酰转移酶II (CPT-2)的mRNA水平和蛋白水平表达，推测几丁寡糖可以通过调节脂肪酸β氧化进而改善AFLD[3]。
4. 调节血糖
几丁寡糖有抗2型糖尿病的作用，高剂量效果更佳。其机制是改善胰岛素抵抗，改善脂代谢紊乱，抗氧化，促进胰岛B细胞增殖、分泌和保护胰岛细胞[4]。
5. 降低尿酸
实验证明，几丁寡糖能显著降低模型小鼠血清中尿酸水平，此外几丁寡糖还能显著降低高尿酸血症模型大鼠的黄嘌呤氧化酶活性，缓解高尿酸血症症状[5]。
图源：几丁寡糖对小鼠高尿酸血症动物模型的治疗作用研究
几丁寡糖可以缓解由于高尿酸血症造成的肝损伤，这在一定程度上证明了其可能会通过缓解肝损伤抑制炎症的发生，进一步降低高尿酸血症发展为痛风的可能。
除此之外，大约2／3的尿酸排泄依靠肾脏，肾功能损伤会进一步加剧高尿酸血症。几丁寡糖可以缓解肾脏损伤并进一步恢复血清尿素氮、血清肌酐至正常水平，这表明几丁寡糖可以在降尿酸的同时发挥维护肾功能的作用。
几丁寡糖可单独或复配广泛应用于膳食补充剂、食品饮料等。随着科研的深入，更多关于几丁寡糖相关的功效研究越来越多。基于科学依据，循证营养的新产品开发将会更加有效和可靠。
参考资料：
1.赵丹莉，谢明杰，高通量测序技术分析几丁寡糖对小鼠肠道菌群的影响[J]营养学报2018,40(5),449-452
2.LIU W,LI X,ZHAO Z, etal. Effect of chitooligosaccharides on human gut microbiota and antiglycation[J]. Carbohydrate Polymers,2020,5(242):116413-116422.
3.几丁寡糖对酒精性脂肪肝干预作用研究
4.曹秀明.几丁寡糖及衍生物抗肿瘤作用、免疫调节作用及其机制的研究[D]. 中国海洋大学, 2010.
5.马龙.几丁寡糖调节免疫力[J]. 家庭保健(1):80-81.
6.鞠传霞.几丁寡糖抗2型糖尿病的作用及机制[D].青岛大学，2011.
7.梁瑜.几丁寡糖抗痛风作用研究[D].青岛大学,2010.