玉米皮膳食纤维与高脂血症的研究进展
2022-11-18马溪遥武永科
马溪遥，杜 娟，刘 泽，武永科，李 娜，祝 福
（延安大学 医学院，陕西 延安 716000）
膳食纤维（Dietary fiber，DF） 与人类健康密切相关，被称为第七类营养素[1]。20 世纪70 年代，在大量流行病学研究结果的基础上[2-3]，研究人员发现，麦麸等富含膳食纤维的粗粮食物可有效防治糖尿病、肥胖、心血管疾病、便秘、结肠癌等疾病。近几十年，由于国民饮食结构的改变，冠心病、脑血管病等疾病发病率逐年上升，心脑血管疾病的直接原因是动脉粥样硬化，而高血脂及脂质代谢紊乱则是动脉粥样硬化的高危因素。大量临床研究发现，这些疾病的发生和发展与膳食纤维摄入量日趋减少有关[4]。在对玉米膳食纤维的研究中发现，经淀粉酶处理后得到的玉米皮膳食纤维结构良好，含量较高且具有吸附胆酸盐的生理功能。我国玉米资源丰富，但与国外相比，玉米皮深加工方面较滞后[5-7]。因此，促进玉米皮膳食纤维的加工和利用，开发玉米皮保健产品、调整膳食结构，不仅可以提高玉米皮的经济价值，而且有助于预防和控制慢性病，减轻社会负担。
1 玉米皮膳食纤维简介
1.1 定义
1953 年，Hipsley 使用了膳食纤维这一新名词来描述非消化性植物细胞壁成分。1972 年，Trowell 正式提出膳食纤维的概念，并将其定义为食物中不被消化吸收的植物组分。膳食纤维的定义至今仍未统一。国际食品法典委员会（CAC） 提出，膳食纤维是由10 个或更多单体链组成，在小肠内不能被消化吸收的碳水化合物。美国谷物化学师协会（AACC） 定义膳食纤维是来源于植物，能抵抗人体小肠消化吸收、在大肠能发酵的可食用植物性成分、碳水化合物及其类似物的总和[8]。中国营养学会（CNS） 提出，膳食纤维是指在人体内不易被消化酶消化的多糖类食物成分的总称[9]。
1.2 分类
膳食纤维按照水溶性可分为水溶性膳食纤维（SDF） 和不溶性膳食纤维（IDF） 两大类。天然纤维中2/3~3/4 是不溶性的，SDF 主要包括果胶、琼脂、树胶、葡聚糖和少数半纤维素等，IDF 主要指植物细胞壁的组成成分，如纤维素、半纤维素和蜡质等。
1.3 玉米皮深加工
我国是农业大国，但农副产品的经济价值不高。玉米大多以原粮状态上市或经过初加工进入消费市场，主要用于饲料生产。玉米深加工相较其他深加工先进国家起步晚，但发展迅速。在深加工发展方面，已成功自主研发出深加工节能、减排新技术，在调整农业结构、加快产业化经营、增加农民收入等方面发挥了积极作用，产生明显的经济效益和社会效益[10-11]。
1.4 玉米皮膳食纤维的摄入量
作为第七类营养素，膳食纤维与人类健康关系密切。膳食纤维虽然对人体有益，但食用过量也会损害健康。管骁等人[12]发现，给新生大鼠过多摄入膳食纤维会降低钙利用率，并对骨骼产生不利影响。摄入过量膳食纤维会导致胃肠道不适，脂溶性维生素缺乏等疾病；而摄入量过少则会增加糖尿病、冠心病和肥胖症等疾病的发生率[13]。因此，确定膳食纤维适宜的摄入量极其重要。
目前，世界各国推荐的膳食纤维适宜摄入量并不统一。世界卫生组织建议每日摄入27~40 g；美国营养学家认为，每日摄入量为20~35 g；中国营养学会专家推荐国民低能量饮食为每日25 g，中等能量饮食为每日30 g，高能量饮食为每日35 g[14]。
1.5 玉米皮改性制备SDF
直接从玉米皮中提取的膳食纤维中IDF 含量较多、SDF 含量较少，SDF 的生理功能优于IDF。因此，将IDF 改性制备为SDF，可以改善其对机体的生理活性，并提高疾病预防效果[15-16]。田广瑞等人[17]用纤维素和木聚糖酶改性制备可溶性膳食纤维，其得率为16.9%。杜巧娟等人[18]制备玉米皮可溶性膳食纤维，膳食纤维持水力有所提高，其理化特性和生理功能也有改善。卜丹丹[19]提取玉米皮多糖并对其进行改性，发现该多糖及其衍生物具有一定抗癌作用。
2 玉米皮膳食纤维降血脂作用及机制
2.1 膳食纤维的降血脂作用
已有大量试验证实，膳食纤维可有效控制总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白（LDLC），改善脂质代谢紊乱。Lopez H W 等人[20]报道，玉米皮中可溶性膳食纤维能降低试验大鼠的血浆TC、LDL-C，减少胆固醇在肝脏中的积累。Balters S K 等人[21]试验发现玉米皮能增加人体排便量，有降低机体血脂的功效。李来好等人[22]研究表明，食用麒麟菜膳食纤维可显著抑制高脂饮食引起的TC、TG 和LDLC 上升。Miyasaka H[23]研究发现，玉米皮中可溶性半纤维素可降低食用高胆固醇饮食大鼠的血清TC 和肝脏中脂质的积累。李春明等人[24]证实了果胶可调节高脂血症大鼠的血脂。陈晗等人[25]证明，脂代谢紊乱的大鼠食用了复配粗杂粮后，血清TC、TG 水平显著降低，HDL-C 水平显著升高。宋扬等 人[26]认为食用复合膳食纤维的大鼠降脂效果更为显著。田秀红[27]试验证明水溶性膳食纤维的降胆固醇作用更显著，不溶性膳食纤维作用很小或者几乎没有作用。
2.2 玉米皮膳食纤维降血脂的作用机制
目前，学者认为膳食纤维降血脂的作用机制是多方面的，影响因素包括胆固醇吸收、胆汁酸重吸收和粪便胆汁酸的排泄等[28-31]。
2.2.1 降低脂代谢相关酶活性，减少胆固醇的吸收[32]
膳食纤维可降低肠道内有关消化酶活性，同时阻滞胆固醇扩散，从而抑制机体对胆固醇和甘油三酯的吸收。
2.2.2 吸附胆汁酸，促进胆固醇的转化[33]
膳食纤维可吸附胆汁酸干扰其重吸收，使其直接从粪便中排出，促使体内胆固醇转化为胆汁酸。
2.2.3 促进短链脂肪酸的产生，抑制胆固醇合成[34-35]
膳食纤维可在盲肠中被微生物快速发酵，产生短链脂肪酸，能抑制胆固醇的合成。
2.2.4 束缚胆酸盐，促进胆固醇的排出[36]
可溶性膳食纤维可在小肠中束缚胆酸盐，同时因其强吸水性，可促进肠道蠕动，增加胆固醇的排出。
2.2.5 增加胆固醇的清除[34]
可溶性膳食纤维可以延长载脂蛋白在血浆中的时间，清除更多胆固醇。
3 开发前景
膳食结构与人体健康的关系十分密切，对高脂血症的防治有着重要的意义。饮食治疗和药物控制仍然是治疗高脂血症的主要方法，虽然药物治疗高脂血症效果明显，但存在胃肠道、肝、肾等不良反应。临床治疗高脂血症多采用制剂，如他汀类药物、贝特类及胆汁酸螯合剂Cholestyramine 和Colestipol等，化学合成药物具有潜在的副作用。目前，新一代降胆固醇药物前蛋白转化酶枯草溶菌素9（PCSK9） 抑制剂已引起世界各国广泛关注，其研究尚在逐步深入。通过调整膳食结构进行饮食治疗，不仅可以减轻长期大量用药带来的经济负担，还可以避免药物过量产生的毒副作用。我国是玉米膳食纤维资源丰富的国家，充分利用我国的资源优势，大力发展玉米膳食纤维产业，可以提高玉米农产品的附加值，满足食品市场需求和社会保健需要。因此，研究和开发天然无毒的玉米皮膳食纤维产品，减少因过度使用降血脂化学药物制剂而引起的副作用，具有广阔的发展前景。
目前，国内外对玉米皮膳食纤维的研究主要集中在制备工艺和理化性质的研究上，对膳食纤维降血脂机制的看法尚未统一。有关玉米皮膳食纤维对体内血脂含量的具体影响有待进一步探究，且大多用来研究和初步确定膳食纤维降脂效果的试验模型局限于动物试验和体外模拟，涉及的临床试验开展较少。若增加对膳食纤维治疗高脂血症的疗效及机制的临床研究，使膳食纤维降血脂机制更加明确，对调整饮食结构、开发保健食品、防治慢性病具有极其重要的意义。我国人口老龄化问题日益凸显，心血管疾病、糖尿病和便秘等老年慢性疾病的预防十分迫切。因此，研究玉米皮膳食纤维降血脂作用机制具有重要的现实意义。
4 结语
玉米皮膳食纤维的生理功能已经得到学者的广泛认可，其降血脂作用及其机制有待进一步研究，尤其是玉米皮膳食纤维不同摄入量的效应及具体摄入标准效果，有赖于更多大样本高质量的研究。对于上述问题的深入探究与解决对临床治疗高脂血症开辟新途径具有重要意义，同时将有助于进一步推进通过调整膳食结构防治心脑血管疾病的保健工作开展。
