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  壳寡糖是由甲壳素脱乙酰的产物壳聚糖降解获得,由2~10个氨基葡糖通过β-1,4-糖苷键连接而成的低聚糖,是天然糖中唯一大量存在的碱性氨基多糖,具有水溶性好,安全无毒、易被动物体吸收等优点,因此,其生物学活性备受关注,在保健品、功能性食品、食品添加剂等方面都具有良好的应用价值。
  壳寡糖在功能性食品上的应用最受瞩目,其具有多项生理调节机能,包括调节人体免疫力、改善消化道吸收机能、降低脂肪及胆固醇摄取、降低高血压、防止老化,成年病、肥胖病、促进双歧杆菌增殖、消除疲劳、促进钙吸收、调节生理机能及吸附体内重金属等。壳寡糖具有低甜度、低热值、低粘度等特性,所以被广泛应用于各类保健品、饮品及奶制品中。
  壳寡糖作为自然界中唯一的碱性寡糖,生物活性高,无毒、无副作用,可被人体快速吸收。目前在日、韩、美、法、俄等国家都已经将其开发为保健食品。我国获批的壳寡糖保健食品已有20多个。
壳寡糖在保健上的功能如下:
一.调节免疫功能
  人类80%的疾病都与免疫机能的退化和失调有关,壳寡糖进入人体后,形成阳离子基团,与人体细胞有亲和性,能够通过细胞免疫,体液免疫和非特异性免疫等多条途径全面提高人体免疫力。同时,壳寡糖可直接作用于人体中枢免疫器官造血干细胞,使免疫细胞在分化过程中数量增加、质量提高,从根本上调节免疫功能。
二.抑制癌细胞的活性,防止癌细胞扩散转移
  壳寡糖是带正电荷的膳食纤维,而癌细胞表面的糖链都是带负电荷的,壳寡糖会在癌细胞表面形成密集的包裹体,并且吸附癌细胞,起到:
1.杜绝癌细胞的养分供应,使其分裂减少,制约癌细胞的分裂条件。
2.减少癌细胞代谢产生的酸性废弃物,从另一方面改善癌细胞周围的酸性环境,创造一个癌细胞很难生存和分裂转移的环境条件。
3.减少癌细胞向周围释放各种酶(溶脂酶、水解酶、蛋白酶等),减少因各种酶对周围健康细胞的催化与腐蚀。
  另外,壳寡糖能中和肿瘤周围的酸性物质,激活人体中抗癌作用的免疫细胞,起到配合化疗、改善病症、减轻痛苦、延长生命等作用。
三.降血脂
  降血脂:壳寡糖可妨碍脂肪的吸收,提升有益胆固醇,减少有害胆固醇,减少胆汁酸的第二次利用,避免二次胆汁酸致癌物的伤害。防止动脉硬化、脑中风、心脏病等。
  1988年就有人发现壳寡糖有清除血液中胆固醇的作用。有文献报道按每千克体重240毫克的剂量给小鼠口服壳三糖可使小鼠血脂降低66%左右。在一个独立的开放饲喂实验中,研究人员发现每次喂食低分子量壳聚糖(分子量2-20KDa,平均分子量8KDa),与对照组相比(饲喂分子量为220KDa的壳聚糖),大鼠的血清中胆固醇水平降低25%左右(从133mg/dl降低到100mg/dl)在利用高血脂胆固醇的大鼠实验中,研究发现高胆固醇饲喂的大鼠喂食2%壳寡糖4周后,血清中总胆固醇(total cholesterol,TC)含量、低密度脂蛋白(low-density lipoprotein cholesterol,LDL-C)含量和甘油三酸酯含量都显著降低,而高密度脂蛋白含量增加。高密度脂蛋白将外周组织的胆固醇运向肝脏,进而排出体外,故高密度脂蛋白含量升高,有利于胆固醇清除,降低血胆固醇含量。肝脏中SOD和H2O2 酶活性也都显著提高。
  专家通过60名志愿者8周的实验观察发现在水溶性壳聚糖组(DD为92%,分子量为30-50kD)总胆固醇下降了7.5% ,在水不溶性壳聚糖组(分子量为100-150 kD) 总胆固醇下降了8.9% 。血清中低密度脂蛋白分别下降了10%和6%。
四.降血糖
  降血糖:血液若pH值降0.1,胰岛素的敏感度下降30%,呈高血糖。壳寡糖把pH值调到弱碱性,提高胰岛素利用率。对糖尿病的并发症,进行细胞治疗,改善微循环组织细胞供氧,消除体内有害物质,净化血液,使多种并发症恢复和预防发生。
  研究发现,壳寡糖有明显降血糖作用,能增强小鼠的负荷糖耐量,改善胰岛细胞的功能,有升高血中胰岛素的趋势。壳寡糖的降血糖作用其能作用于胰岛素受体,使胰岛素受体敏感性增强,从而控制血糖升高有关。壳寡糖能显著降低实验性糖尿病大鼠空腹及餐后血糖,其降糖作用可能与其抑制或延缓葡萄糖的肠道吸收有关。体外的酶学实验显示甲壳低聚糖对α-葡萄糖苷酶活力有较强的抑制作用,抑制率与甲壳低聚糖的量呈一定的量效关系,且抑制效果接近阿卡波糖,提示甲壳低聚糖可能具有类似于阿卡波糖样的降糖机制。
   脱乙酰度为99%的壳寡糖可以使实验大鼠的空腹血糖水平下降19%,还可以显著提高葡萄糖的耐受性。甘油三酯与对照糖尿病大鼠组相比下降了49%[26]。Kondo等报道低分子量壳聚糖(壳聚糖乳酸盐MW 20 kDa)可以预防低剂量链脲菌素诱导产生的小鼠慢性进行性糖尿病。在这个非胰岛素依赖型(non-insulin-dependent diabetes  mellitus,NIDDM)模型中,在未发生糖尿病之前将受试物低分子量壳聚糖溶于饮用水(0.2%和0.8%)供小鼠饮用。结果表明低分子量壳聚糖可以减缓血糖上升的时间。相反,氨基葡萄糖和壳聚糖均不能抑制糖尿病的发生。他们进一步对遗传性肥胖糖尿病大鼠的研究表明,对高血糖症、高胰岛素血症和高甘油三酯血症低分子量壳聚糖都有一定疗效。结果证明低分子量壳聚糖可以有效的降低血糖水平。
五.降血压
  降血压:原发性高血压,治疗原则是限食盐量,经动物实验和临床应用,已搞清食盐中氯离子是造成高血压的元凶,与钠无关,壳寡糖正电和氯离子负电结合排除体外,转换酶无活性,血管紧张素Ⅱ减少,血压不再升高。 
六.调节pH
  人体的最佳PH值应当是呈现弱碱性的,正常人体的PH值应当是7.4,当人体处于正常的弱碱性时,机体免疫力强、生病机会相对较少。现代人由于饮食结构的不合理,过多的吃大量高热量高脂肪的食物,人体的酸碱平衡就会被破坏,人体就会呈现酸性体质。而壳寡糖是一种带正电荷的碱性多糖,它带有的正电荷可以排斥走带有正电荷的酸性物质。它的碱性又可以帮助人体调节PH值为弱碱性。
七.改善消化机能
  壳寡糖分子中有游离氨基,是一种带正电荷的离子化合物,对真菌和微生物生长有抑制作用。壳寡糖具有改善肠道组织形态功能,可使微绒毛的高度增加,密度加大,可使小肠的吸收面积扩大,从而有利于营养物质的吸收。
八.排重金属离子
  重金属在体内积蓄易造成神经性病变、器官功能失调等后遗症。壳寡糖却是这些重金属离子的终结者。由于壳寡糖分子中羟基(-OH)、氨基(-NH2)及酰氨基(-NHCOCH3)等其它基团的存在,它可以依靠氢键或盐碱形成具有类似网状结构的笼形分子,非常容易和金属离子发生配位作用。对金属离子有一定的配位作用,从而能有效的吸附或螯合体内的重金属离子。
九.促进钙的吸收/骨骼健康
  研究证实壳寡糖在体外实验中可抑制钙质形成不溶性的钙盐,并且以切除卵巢的骨质疏松大鼠(OVX rats)为模型,发现服用壳寡糖的大鼠与未服的对照组相比,对钙质的排泄明显减少,增大了机体对钙的保持力。实验鼠股骨的总钙含量,骨质密度(bone  mineral density,BMD)和力度都有显著增加。另外,磷酸化的壳寡糖也有加速钙质吸收的作用。这种作用与壳寡糖的分子量相关。分子量在1000以下的磷酸化壳寡糖具有较强的抑制磷酸钙沉淀的作用,其抑制磷酸钙沉淀的作用与CPP(caseinphosphopeptides)相近。因此,认为在钙强化奶中广泛使用加入磷酸化壳寡糖的方法,可抑制钙质形成沉淀,以达到增加钙吸收率的目的。
  专家研究发现壳寡糖可以显著提高成骨细胞中碱性磷酸酶的活性。通过对其基因表达的进一步研究发现,壳寡糖可以诱导CD56抗原和组织型血纤维蛋白溶酶原催化剂表达量增加。而这两类物质的基因又与细胞的增殖和细胞分化有关。这就表明壳寡糖在mRNA水平上有调节造骨细胞的功能。发现低分子量壳聚糖也具有抑制破骨样多核细胞(osteoclast-likemultinucleated cells,OCLs)的形成的作用。给切除卵巢的大鼠口服低分子量壳聚糖可有效预防腰椎骨密度的降低。作用机理有可能是低分子量壳聚糖通过抑制了破骨细胞的再吸收功能来防止骨密度的降低。
  研发中心专家在对新西兰模型兔的体内试验中证明壳寡糖可以加速骨折愈合,作用机理可能是通过促进胶原质的形成并且增加了在骨折愈合过程中转化生长因子β-1(TGF-β-1)的表达,骨和血小板中TGF-β1的含量最为丰富,在骨折修复过程中以自分泌和旁分泌的方式调节骨折愈合不同阶段的细胞的功能,从而促进骨折的愈合。壳寡糖可能通过促进TGF-β1的合成与分泌来促进骨折的愈合。
 
 
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