張?zhí)镉?周晨露 范曉源 陳麗麗
摘 要:食用酵素是指利用新鮮的蔬果、谷物、藥食同源中藥和食用菌等天然食材,經(jīng)壓榨、濃縮、萃取等步驟提取所需成分,再通過發(fā)酵制成的可供人類食用的混合發(fā)酵液。近年來(lái),大量實(shí)驗(yàn)證實(shí)食用酵素有明顯的減肥降脂功效,同時(shí)能改善高脂血癥及其引發(fā)的一系列并發(fā)癥,受到消費(fèi)者廣泛關(guān)注。本文簡(jiǎn)述了谷類酵素、果蔬酵素、藥食同源酵素的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,并對(duì)具有降血脂功效的酵素種類及酵素中降血脂的活性成分進(jìn)行歸納總結(jié),以幫助人們正確認(rèn)識(shí)并合理利用酵素產(chǎn)品,為相關(guān)降血脂酵素產(chǎn)品的高效開發(fā)和工業(yè)化應(yīng)用提供科學(xué)參考依據(jù),推動(dòng)降血脂酵素產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
關(guān)鍵詞:食用酵素;高脂血癥;活性成分
Research Progress on Hypolipidemic Effect of Edible Enzymes
ZHANG Tianyu, ZHOU Chenlu, FAN Xiaoyuan, CHEN Lili*
(School of Public Health, University of South China, Hengyang 421000, China)
Abstract: In recent years,the health care function and preventive effect of edible enzymes on some chronic diseases have attracted the attention of consumers. It is widely proven that edible enzymes have obvious effects on reducing body weight and lipid, and can improve hyperlipidemia and its series of complications. This paper briefly describes the nutritional value of cereal enzymes, fruit and vegetable enzymes and drug and food homologous enzymes,and summarizes the types of enzymes with hypolipidemic effect and the hypolipidemic components in enzymes, which will help to correctly understand and rationally use enzyme products, and provide scientific reference for the efficient development and industrial application of relevant hypolipidemic enzyme products, and promote the development of hypolipidemic enzyme industry.
Keywords: edible enzyme; hyperlipidemia; active ingredient
食用酵素是指利用新鮮的蔬果、谷物、藥食同源中藥和食用菌等天然食材,經(jīng)過壓榨、濃縮、萃取等步驟提取所需成分,再利用酵母菌、乳酸菌等的發(fā)酵作用,使所得混合發(fā)酵液富含原料中一系列重要生物活性物質(zhì),如酶類、多酚類、類黃酮等物質(zhì),同時(shí)保留糖類、無(wú)機(jī)鹽、礦物質(zhì)和維生素等營(yíng)養(yǎng)成分,可供人們食用的混合發(fā)酵液成品[1]。有研究證明,酵素富含多種酶類,如超氧化物歧化酶、蛋白酶、脂肪酶等,可發(fā)揮抗菌、抑菌、增強(qiáng)機(jī)體免疫力、清除體內(nèi)多余自由基、防止細(xì)胞過早衰老和改善高脂血癥及其引起的并發(fā)癥等作用[2]。
高脂血癥是指血脂水平持續(xù)保持在較高水平的一種狀態(tài),也稱為血脂異常,表現(xiàn)為血液中總膽固醇(Total Cholesterol,TC)、甘油三酯(Triglyceride,TG)及低密度脂蛋白膽固醇(Low Density Lipoprotein Cholesterol,LDL-C)水平升高和高密度脂蛋白膽固醇(High Density Lipoprotein Cholesterol,HDL-C)水平過低[3]。高脂血癥分為原發(fā)性和繼發(fā)性兩類,因脂質(zhì)在血管沉積黏附導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化,增加心腦血管疾病的發(fā)病率和死亡率,還會(huì)引起各種臟器的病理性改變。心腦血管疾病嚴(yán)重威脅人類,尤其是中老年人的生命健康,是阻礙社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大公共衛(wèi)生問題。近年來(lái),不合理的飲食結(jié)構(gòu)及不良的生活習(xí)慣使肥胖患者日益增多,心腦血管疾病患者也隨之增加,缺血性腦卒中和缺血性心臟病已成為我國(guó)兩大致死病因,導(dǎo)致過重的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[4]。本文簡(jiǎn)述了谷類酵素、果蔬酵素、藥食同源酵素的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,并對(duì)具有降血脂功效的酵素種類及酵素中降血脂的成分進(jìn)行了歸納總結(jié),為相關(guān)降血脂酵素產(chǎn)品的高效開發(fā)和工業(yè)化應(yīng)用提供科學(xué)參考依據(jù),推動(dòng)降血脂酵素產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
1 谷類酵素
谷類可分為禾谷類(稻類、麥類、玉米、高粱、粟、黍和蕎麥等)、豆菽類(包括大豆、蠶豆、豌豆、綠豆、紅小豆和蕓豆等)和薯類(甘薯也稱紅薯或白薯、馬鈴薯、山藥、芋和木薯等)3大類。谷物中含有豐富的膳食纖維,越來(lái)越多的研究表明,膳食纖維可通過一系列機(jī)制降血脂,預(yù)防高脂血癥等多種疾病,經(jīng)各種發(fā)酵技術(shù)制成的酵素產(chǎn)品中膳食纖維比例明顯提高,有助于更好地發(fā)揮其降脂功效。膳食纖維可與膽固醇和膽汁酸結(jié)合,促進(jìn)兩者直接從糞便中排出,實(shí)現(xiàn)降血脂作用,也可通過調(diào)節(jié)腸道微生物群,緩解機(jī)體脂質(zhì)代謝紊亂[5-6]。此外,膳食纖維中的黏性纖維可改變胃腸道的消化黏度,從而抑制膽固醇的吸收[5-7]。目前,市場(chǎng)已有用干酵母菌或乳酸桿菌發(fā)酵糙米、小米、麥麩、玉米麩、大麥和白蕓豆等原料制成的谷物酵素,且廣受消費(fèi)者好評(píng)。
1.1 豆類酵素
豆類酵素是指通過酵母菌或乳酸菌對(duì)豆類植物的種子,如大豆、菜豆、綠豆、黃豆、蠶豆和紅豆等進(jìn)行發(fā)酵,提取其中特定生物活性成分得到的酵素產(chǎn)品。豆類的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高,富含多種氨基酸、礦質(zhì)元素、蛋白質(zhì)與維生素E,對(duì)人體具有良好的保健功能,黃豆中的卵磷脂可除掉血管壁上的膽固醇,軟化血管;綠豆對(duì)糖尿病、高血壓、動(dòng)脈硬化和腸胃炎等病癥有一定的療效;黑豆味甘性平,有補(bǔ)腎強(qiáng)身、活血利水、解毒的功效[8-9]。
NOZUE等[10]分別針對(duì)日本和中國(guó)血壓正常的男性和女性進(jìn)行兩項(xiàng)橫斷面研究,結(jié)果表明在血壓正常的男性中,大豆發(fā)酵產(chǎn)品或大豆蛋白的攝入量與血壓之間存在負(fù)相關(guān),而在女性中則不存在該關(guān)系,表明大豆發(fā)酵物有很好的降壓效果,且存在一定的性別差異。李秀涼等[11]研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)納豆芽孢桿菌發(fā)酵后的大豆成品的總黃酮含量明顯提高,且經(jīng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),黃酮類物質(zhì)能預(yù)防和緩解高脂小鼠血脂升高。MURAKAMI等[12]研究發(fā)現(xiàn),使用芽孢桿菌發(fā)酵納豆產(chǎn)生的納豆激酶能抑制血管緊張素轉(zhuǎn)化酶(Angiotensin Converting Enzyme,ACE)的活性,使血液流動(dòng)加速,從而提高血液循環(huán)效率,達(dá)到有效預(yù)防高血壓和高血脂等疾病的作用。玄光善等[13]研究發(fā)現(xiàn),復(fù)方納豆酵素粉可顯著降低大鼠體內(nèi)總膽固醇、甘油三酯及丙二醛(Malondialdehyde,MDA)水平,增加超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)含量,提高HDL-C水平,證實(shí)復(fù)方納豆酵素粉具有降血脂的效果。姚國(guó)強(qiáng)等[14]研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)益生菌發(fā)酵制得的豆類產(chǎn)品有明顯的降血脂功效。張曉磊等[15]在此基礎(chǔ)上研究發(fā)現(xiàn),益生菌混合發(fā)酵豆乳能顯著降低小鼠腹部和腎周脂肪指數(shù),降低肝臟脂質(zhì)堆積,降低丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶和天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶水平。
1.2 糙米酵素
糙米酵素是以糙米為原料,使用發(fā)酵菌種加工,添加蜂蜜等輔料配方,經(jīng)過一系列處理工序后得到的新型發(fā)酵食品。通過酵母菌的發(fā)酵作用,糙米發(fā)生一系列生物化學(xué)變化,在保留原有營(yíng)養(yǎng)的基礎(chǔ)上,有效提高維生素B1、維生素B2、谷維素、還原性谷胱甘肽和γ-氨基丁酸等對(duì)人體健康有益的微量活性物質(zhì)的相對(duì)含量[16-17]。
WANG等[18]研究發(fā)現(xiàn),糙米酵素液可降低小鼠血脂水平、抑制輔酶A還原酶活性、減小動(dòng)脈粥樣硬化患病風(fēng)險(xiǎn)。食用糙米酵素液的實(shí)驗(yàn)組小鼠與對(duì)照組小鼠相比,肝脂水平顯著降低,脂滴形成減少,糞便中總脂質(zhì)和總膽固醇的排泄量增加,血清、肝臟和大腦中抗氧化酶含量也明顯增加。戴凌燕等[19]研究發(fā)現(xiàn),糙米酵素有助于緩解高脂大鼠內(nèi)臟器官因脂肪堆積導(dǎo)致的病變,降低體內(nèi)血脂水平,并通過增加消化酶含量增強(qiáng)消化能力。JUSTO等[20-21]發(fā)現(xiàn),喂食糙米酵素可降低肥胖大鼠總膽固醇和甘油三酯的循環(huán)水平,在不改變大鼠非酯化脂肪酸值的情況下,使HDL-C升高;同時(shí)可減輕實(shí)驗(yàn)組大鼠血管炎癥病變和氧化應(yīng)激,修復(fù)血管內(nèi)皮功能和血管收縮力,減輕肥胖大鼠體重,表明糙米酵素對(duì)于高血脂引起的肥胖、心血管疾病等并發(fā)癥有較好的療效。王穩(wěn)航等[22]研究發(fā)現(xiàn),發(fā)酵米糠能調(diào)節(jié)小鼠體重,調(diào)節(jié)血脂代謝,防止高脂血癥及其并發(fā)癥發(fā)生,特別是經(jīng)黑木耳和紅曲霉發(fā)酵制得的米糠酵素,功效較原先有所提升。
1.3 小米酵素
小米富含大量維生素及其他礦物質(zhì)微量元素,其維生素B1的含量高于其他谷物。維生素B1是糖代謝的重要輔助因子,在醛基和糖基的主動(dòng)運(yùn)輸中起輔酶作用,具有維持正常糖代謝的作用。許藍(lán)心[23]研究發(fā)現(xiàn)小米發(fā)酵產(chǎn)物能降低高脂倉(cāng)鼠血脂水平,改善胃腸道組織,維持腸道正常菌群,改善肝功能,減少脂肪在肝臟中的積蓄,達(dá)到預(yù)防高脂血癥的功效。
2 果蔬酵素
植物酵素是以一種或多種蔬菜、水果、豆谷類、海藻類、藥食兩用本草類和菌菇類植物等為原料,加(或不加)糖類物質(zhì),經(jīng)加入單種或多種益生菌發(fā)酵(或不加菌依靠植物表面本身保留的微生物發(fā)酵),經(jīng)過低溫長(zhǎng)時(shí)間發(fā)酵而產(chǎn)生的功能性微生物發(fā)酵
產(chǎn)品[24]。
2.1 水果酵素
水果酵素是以新鮮水果為原料進(jìn)行發(fā)酵的酵素,富含人體必需氨基酸、有機(jī)酸、多酚類、蛋白質(zhì)、維生素、酚類物質(zhì)、類黃酮和礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分,具有多種香氣成分,食用品質(zhì)好,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高[25]。其中果糖、葡萄糖等糖類物質(zhì)在發(fā)酵過程中會(huì)形成低聚糖,可改善腸道菌群生態(tài)平衡,發(fā)揮調(diào)節(jié)宿主膽固醇代謝的作用[26]。
2.1.1 仁果類水果酵素
仁果是由合生心皮下位子房與花托、萼筒共同發(fā)育而成的肉質(zhì)果,可食用部分為果皮、果肉,常見仁果有蘋果、梨、枇杷和山楂等。蘋果酵素的降血脂作用主要由其中的蘋果多酚發(fā)揮作用,蘋果多酚是蘋果中所含多元酚類物質(zhì)的總稱。馬巧靈等[27]發(fā)現(xiàn),飼喂蘋果酵素的小鼠血糖、血脂水平得到有效控制,表明蘋果酵素可調(diào)節(jié)脂代謝降低膽固醇。HAN等[28]報(bào)道,經(jīng)發(fā)酵后的蘋果汁中多酚類物質(zhì)較高,可抑制小鼠體重增加、減少脂肪蓄積、調(diào)節(jié)肥胖小鼠血脂水平。OUSAAID等[29]研究發(fā)現(xiàn),蘋果發(fā)酵飲料可改善大鼠因高脂飲食引起的代謝紊亂,降低其血脂水平。楊志鵬等[30]實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),海棠果酵素中黃酮、多酚、總酸濃度升高,可有效清除人體內(nèi)膽固醇,調(diào)節(jié)人體腸道平衡。聶俊蓮等[31]發(fā)現(xiàn),山楂酵素能抑制胰脂肪酶活性,有效抑制脂質(zhì)代謝過程,從而控制血漿脂蛋白濃度的升高,達(dá)到降血脂的功效。
2.1.2 漿果類水果酵素
漿果是由子房或聯(lián)合其他花器發(fā)育而成,外果皮薄,中果皮和內(nèi)果皮肉質(zhì)多汁,含一至多粒種子。葡萄、藍(lán)莓、草莓和香蕉等均屬于漿果類水果。漿果類水果含糖量高,汁水豐盈,是制備酵素的極好原料,葡萄和藍(lán)莓等漿果均富含花青素、有機(jī)酸、黃酮和多酚類活性成分,可清除自由基、降低氧化應(yīng)激,以及具有較好的降血脂作用[32]。
GARCIA-DIAZ等[33]發(fā)現(xiàn),以藍(lán)莓和黑莓發(fā)酵的混合酵素中富含花青素,花青素可使高脂小鼠體脂率下降,血脂含量降低,血漿中總膽固醇、甘油三酯等的含量明顯降低,有效減輕肥胖相關(guān)炎癥反應(yīng)。管章瑞等[34]研究表明,藍(lán)莓酵素產(chǎn)生的短脂鏈可調(diào)節(jié)人體腸道菌群平衡,從而有效抵抗脂質(zhì)紊亂。葡萄酵素含有豐富的白藜蘆醇,其作用機(jī)理為增強(qiáng)膽固醇酯水解酶活性,從而加速機(jī)體脂質(zhì)代謝,抑制脂質(zhì)過氧化,從而防止脂質(zhì)黏附血管壁,同時(shí)還能增強(qiáng)肝臟對(duì)脂質(zhì)的逆轉(zhuǎn)化,最終降低高血脂癥、動(dòng)脈粥樣硬化等疾病發(fā)作的風(fēng)險(xiǎn)[35-36]。
2.1.3 核果類酵素
核果是果實(shí)的一種類型,屬于單果,是由1個(gè)心皮發(fā)育而成的肉質(zhì)果。其外果皮薄,中果皮肉質(zhì),內(nèi)果皮堅(jiān)硬、木質(zhì),形成堅(jiān)硬的果核,每核內(nèi)含一粒種子。常見的核果有桃、杏、梅子和櫻桃等,富含酚類、黃酮類、花色苷和原花青素等降血脂成分[37]。成婧荷等[38]發(fā)現(xiàn),歐李發(fā)酵液富含酚類與黃酮類等抗氧化物質(zhì),可顯著降低高脂血癥大鼠體重、血清甘油三酯和LDL-C水平,并能顯著降低肝油紅脂滴面積比、減少肝細(xì)胞脂質(zhì)空泡、緩解肝臟脂質(zhì)沉積與肝細(xì)胞病變損傷。張冰等[39]研究發(fā)現(xiàn)櫻桃酵素富含脂肪酶,能調(diào)節(jié)體內(nèi)脂類代謝,防止肝臟脂性病變。韓雯[40]研究發(fā)現(xiàn),櫻桃富含花色苷,可提高載脂蛋白表達(dá)水平,有抗脂質(zhì)氧化、降低血脂水平、預(yù)防高脂血癥及其并發(fā)癥等功效。
3 復(fù)合類酵素
復(fù)合酵素是指采用多種果蔬及其他可食用植物等作為主原料,經(jīng)過特定的發(fā)酵處理得到的可食用的酵素產(chǎn)品。袁斌等[41]通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),果蔬酵素可有效降低小鼠血脂水平,降低其體重,達(dá)到減肥的效果,并且能顯著降低肥胖小鼠的肝體比和腎體比。CHIU等[42]通過臨床對(duì)照實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)水果、蔬菜、草藥制成的酵素(Fermented Plant Extract,F(xiàn)PE)中的低聚糖、酵母、淀粉和膳食纖維等可有效降低高膽固醇患者的膽固醇水平,改善腸道菌群平衡;同時(shí)也發(fā)現(xiàn),由于FPE特有的抗氧化能力,延長(zhǎng)了LDL-C氧化滯后時(shí)間,能夠發(fā)揮保護(hù)心臟的作用。邵穎等[43]研究發(fā)現(xiàn),48種新鮮蔬菜、水果、菇類等制備成的植物酵素中富含超氧化物歧化酶、脂肪酶等多種功效酶,可顯著抑制高脂模型大鼠體重的增加,降低體脂含量和脂肪/體重比。也有研究證明復(fù)合水果酵素粉能分解油脂,達(dá)到減肥的效果[44-45]。
4 藥食同源類酵素
藥食兩用植物指既是藥品也是食品的植物,既可作為藥用材料,也可作為食材加工處理。藥食兩用植物酵素中含有各種功效酶、多酚、有機(jī)酸、多糖和皂苷類等活性成分和各種有益菌,充分結(jié)合了藥食兩用植物的藥效作用和酵素食品的營(yíng)養(yǎng)保健功能,具有良好的菌群調(diào)節(jié)作用,可有效降低血脂
水平[46-47]。
吳曉靜[48]利用茯苓、山楂等原料,采用液態(tài)發(fā)酵方法獲取降血脂酵素產(chǎn)品,能有效提取具有良好降血脂作用的活性物質(zhì),包括莫納可林(Monacolin K)、黃酮、三萜類化合物和有機(jī)酸等。劉斌等[49]以山藥和茯苓為原料,采用植物乳酸桿菌為發(fā)酵菌種制備的酵素,其降血脂活性物質(zhì)總多糖含量較發(fā)酵前含量明顯升高。江南[50]以石斛葛根制成的酵素產(chǎn)品含有豐富的總黃酮及葛根素,且能促進(jìn)酶活性化,燃燒脂肪,降低血清膽固醇?;轁嵉萚51]以荷葉方為原料制備的荷葉方中藥酵素,與甘氨膽酸鈉和牛黃膽酸鈉的結(jié)合率較發(fā)酵前大幅增高,說明荷葉方中藥酵素具有較好的體外降血脂活性。劉瀟萌等[52]以蓮子、酸棗仁、肉桂和人參等“藥食同源”原料制成的蓮子酸棗仁酵素含有豐富的多酚和氨基酸物質(zhì),能提高腸道中有益菌的含量,降低腸道中有害菌的含量,具有良好的菌群調(diào)節(jié)作用,從而可有效改善患者的血脂水平[53]。楊權(quán)等[54]用諾麗果酵素喂養(yǎng)小鼠,發(fā)現(xiàn)在合理的濃度劑量范圍內(nèi),諾麗果酵素可發(fā)揮降低血脂水平的作用,且對(duì)雌鼠的作用優(yōu)于雄鼠。馬蓉等[55]研究發(fā)現(xiàn),在酸性條件下將黑果枸杞發(fā)酵制備的酵素,可有效緩解原花青素的降解,從而保證酵素成品具有一定的降血脂作用。
5 結(jié)語(yǔ)
常見食用酵素產(chǎn)品中普遍含有膳食纖維、黃酮類物質(zhì)、維生素和多酚類物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分,不同酵素原料產(chǎn)品中活性物質(zhì)有所不同,如大豆酵素富含大豆異黃酮,糙米酵素富含γ-氨基丁酸,小米酵素富含維生素B1,蘋果酵素富含蘋果多酚,藍(lán)莓酵素富含花青素,櫻桃酵素富含花色苷等。食用酵素在中老年人群體中廣受好評(píng),尤其是果蔬酵素,因口感上佳、便于制作,很多家庭也會(huì)選擇自制食用。雖然國(guó)內(nèi)酵素行業(yè)起步晚,但我國(guó)中草藥資源豐富,中醫(yī)歷史源遠(yuǎn)流長(zhǎng),利用中草藥防治疾病經(jīng)驗(yàn)豐富,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)藥食同源酵素產(chǎn)品發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁,消費(fèi)者更認(rèn)可我國(guó)自主生產(chǎn)的酵素產(chǎn)品。
6 展望
經(jīng)研究表明酵素降血脂的途徑可能有以下3種。①促進(jìn)胃腸道蠕動(dòng),減少實(shí)驗(yàn)動(dòng)物對(duì)脂肪的吸收,輔助肝臟的脂質(zhì)代謝功能,改善肝臟病變情況。②抗脂質(zhì)過氧化反應(yīng),保護(hù)肝臟,促進(jìn)脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)作用,清除膽固醇在血管中的沉積。③調(diào)控相關(guān)基因表達(dá),減少脂質(zhì)在細(xì)胞中的堆積,保護(hù)細(xì)胞正常結(jié)構(gòu)。通過這3種途徑,酵素可用于預(yù)防高脂血癥、心腦血管疾病等相關(guān)疾病的發(fā)生,但目前還沒有確切的研究結(jié)果表明這些途徑之間的相互作用對(duì)降低機(jī)體血脂水平的影響,也未能證明酵素中活性成分的相互作用對(duì)酵素功能的影響及酵素在降血脂的同時(shí)是否對(duì)機(jī)體產(chǎn)生其他不利作用。由于各種酵素的組成不同、攝入劑量不同,不同性別機(jī)體對(duì)酵素的反應(yīng)也不同,導(dǎo)致酵素的功效發(fā)揮存在差異。針對(duì)這些差異,可開展不同劑量、不同原料酵素對(duì)高脂動(dòng)物減肥降脂效果的研究,測(cè)定酵素中多種生物功效成分及功效酶的活力并評(píng)價(jià)其質(zhì)量狀況,有助于進(jìn)一步了解不同酵素的作用機(jī)制。這些研究成果將進(jìn)一步促進(jìn)酵素產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展,同時(shí)為開發(fā)新型天然藥食同源降血脂藥物提供科學(xué)依據(jù),也對(duì)今后相關(guān)酵素產(chǎn)品的制作、銷售等提供指導(dǎo)作用。
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