瓜尔豆胶降血脂作用研究进展：
瓜尔豆胶降血脂作用研究进展，瓜尔豆胶是从印度豆类植物瓜尔豆中提取到的一种可溶性膳食纤维，自90年代引入中国以来，一直作为食品 添加剂用于食品工业中。近年来，相关文献报道瓜尔豆胶对高血脂等疾病能起到很好的辅助调节作用。其具有的凝 胶特性，能抑制在肠道内胆固醇的吸收，阻碍胆汁酸重吸收进入肝肠循环，导致胆汁酸和固醇排出；另一方面通过增强 HMG-COA还原酶的活性和降低葡萄糖吸收从而间接导致肝脏胆固醇合成减少。本文就瓜尔豆胶降血脂作用及其可 能机制进行了综述，文章内容包括瓜尔豆胶的结构及化学组成、理化性质、功能应用和降血脂作用及机制四个部分，为 瓜尔豆胶的科学利用提供参考。
近年来，随着人们生活习惯和饮食习惯改变等 诸多因素影响，高脂血症发病率呈明显增高趋势1。 高脂血症即血脂异常，通常是指血液中总胆固醇 (total cholesterol, TC )、低密度脂蛋白胆固醇（low density lipoprotein — cholesterol, LDL — C )、甘油三醋 (triglyceride,TG)超过正常值或高密度脂蛋白胆固醇 (high density lipoprotein-cholesterol, HDL-C) •低于正 常值2。高脂血症是导致动脉粥样硬化和心脑血管 疾病发生的主要因素，高胆固醇血症则会引起机体 氧化与抗氧化状态失衡，瓜尔豆胶降血脂作用研究进展，即氧自由基增加，同时自由 基相关清除酶活力下降，机体的脂质过氧化和氧化 压力增加，从而导致动脉粥样硬化、冠心病、心肌梗 塞等心脑血管疾病的发生，对人类健康造成严重威 胁[3-5]。研究表明，常见的心脑血管疾病如动脉粥样 硬化、高血压、冠心病、高脂血症都与膳食纤维 (dietary fiber, DF)摄入量不足有关，膳食纤维作为一。
辅助降血脂保健食品也受到广泛关注[6]。瓜尔 豆胶（Cyamopsis tetragonoloba. Guar Gum)是一种来 源于印度豆类植物中的可溶性纤维物质，多年来一 直作为动物饲料和人类食品的辅料、黏合剂或添加 剂，具有巨大的膨胀性、黏合性并含有丰富的可溶 纤维素。研究发现，瓜尔豆胶可明显延长实验动物 胃的排空时间，降低血液中脂类化合物和胆固醇的 含量，减少机体脂肪储存7]。为此，本文对近年来 国内外瓜尔豆胶降血脂的相关研究及可能机制进 行综述。
1瓜尔豆胶
瓜尔豆为一年生豆科植物，主要产自印度西北 部和美国西南部、澳大利亚、非洲的干旱和半干旱地 区[8-9],其胚乳中含有的大量半乳甘露聚糖（结构式 见图1),为瓜尔豆胶的主要成分[10-11] ,90年代初瓜尔 豆胶进入中国市场后，瓜尔豆在我国也有一定面积 的种植[12]。
1.1理化性质
瓜尔豆胶是非离子、具分支的链型聚合物，主链
为（1—4) -p-D-甘露糖单位，侧链则由单个的a-D -半乳糖以（1—6)键与主键相连接[1314],主链上平 均每两个甘露糖单位中有一个半乳糖单位在C一6 位与之相联，甘露糖对半乳糖之比为1.8 :1 (约为 2:1) [15。
图1半乳甘露聚糖 Fig.1 Galactomannan
瓜尔豆胶呈中性，是一种溶胀高聚物，具有良好 的亲水性性能[16],易溶于水和与水混溶的溶剂，具有 良好的无机盐类兼容性能，耐受_价金属盐，但高价 金属离子的存在可使其溶解度下降。瓜尔豆胶降血脂作用研究进展，将瓜尔豆胶置 于pH小于3的酸溶液中或加热至80~95T；持续一段 时间，其会发生降解，粘度丧失，膨胀率降低715]。
1.2在食品工业中的应用
瓜尔豆胶具有良好的亲水凝胶成型性能，在食 品工业中具有很广泛的应用[16],主要可用作增稠剂、 持水剂、乳化剂，能够防止冰结晶，稳定并保持液-固 体系等[17]。通常单独或与其它食用胶复配，用于色 拉酱、肉汁中起增稠作用；用于冰淇淋中使产品融化 缓慢并提高产品抗骤热性能；用于烘焙制品可延长 老化时间；用于罐头食品可稠化产品中的水分使肉 菜固体表面包裏一层肉汁；用于奶酪可增加涂布性， 同时也可作为稳定剂使牛奶和果汁结合成含有牛奶 蛋白质、矿物质及果汁的重制饮料等[15,8]。
1.3瓜尔豆胶的功能作用
研究显示，瓜尔豆胶对糖尿病、高血脂、心脏病、 结肠癌等疾病问题都有很好的调节作用919-20 ,食用 瓜尔豆胶使人食欲下降[21],有助于降低餐后人体血 糖浓度，帮助体重减少并对肥胖症起预防作用[11]。 瓜尔豆胶的摄入也与胃酸合成量下降相关，能够有 效地防止胃食管反流病和十二指肠溃疡的发生[22 , 并减轻肠易激综合征的症状[23]。因此，适当摄入瓜 尔豆胶有利于维持肠道规律，降低TC与LDL-C,增 强肠道对矿物质的吸收并防止便秘等消化问题的
发生[24-25]
2瓜尔豆胶对血脂的调节作用
40多年前，Fahrenbach等[26]发现瓜尔豆能够有 效降低血清总胆固醇浓度。随后，越来越多的学者 对其进行研究，至今已有大量研究报道，包括动物实 验和临床实验[27],普遍认为摄入瓜尔豆胶能有效降 低TC和LDL - C水平，同时对HCL - C和TG无 影响[26,8-29]。
初期研究常直接以瓜尔豆作为研究对象。1983
年，Sarathy等[30]将瓜尔豆直接添加在血高胆固醇膳 食中喂食大鼠，研究发现食用了添加0.5%。和2.5%c水 平瓜尔豆膳食的大鼠血浆胆固醇含量和肝脏胆固醇 浓度明显降低。今年最新研究也显示，在高胆固醇 膳食中分别添加12.5%c、25%c干燥瓜尔豆喂食小鼠， 发现实验组（12.5%c +高胆固醇膳食；25%c +高胆固 醇膳食）小鼠血浆HDL-C浓度水平从21.6mg/dl分 别增加至28.8、31.5mg/dl;实验组小鼠相对空白组 (0%c +高胆固醇膳食）小鼠的TC和LDL + VLDL水 平有明显的下降，喂食12.5%c瓜尔豆的小鼠其血浆 总胆固醇下降13.5%c , LDL + VLDL降低18%c [3]。
在初期研究后，有研究人员开始将瓜尔豆胶从 瓜尔豆中提出添加入高胆固醇膳食中，一并喂食小 鼠，得出类似研究结果[3133]。Fernandez等[34研究显 示喂食豚鼠高胆固醇食物（含量为0.25%c ) + 12.5%c 瓜尔豆胶会使其血浆胆固醇下降43%c，并且喂食高 胆固醇食物组相比于未喂食高胆固醇的组降血脂的 效果更加明显。经过Moundras等[35]的进一步研究证 实在摄入7.5%c瓜尔豆胶的同时，进食高胆固醇 (0.3%c)的大鼠与未进食胆固醇类食物大鼠的血浆 胆固醇下降水平分别为32%6和14%c。
在以上研究基础上，有研究者将瓜尔豆与其他 食物混合进行类似的实验研究。瓜尔豆胶降血脂作用研究进展，最新报道显示，将 15%c瓜尔豆混合1%c蒜喂食威斯塔大鼠（经过喂食8 周0.5%c胆固醇食物使血浆高胆固醇升高），一段时 间后其血浆胆固醇含量下降56%c，同时血浆甘油三 酯呈上升趋势，而肝脏胆固醇与甘油三酯含量呈下 降趋势[16]。
除了动物实验，临床实验方面关于瓜尔豆胶降 低人血浆胆固醇的研究报道也有很多[14,6]。Butt等 证实瓜尔豆胶能够降低人体TC和LDL-C含量9]。 Anderson等[22]随机选取非糖尿病型实验者进行临床 实验，每人每天进食9~30g瓜尔豆胶（分3次摄入）， —段时间后，LDL- C的含量下降10.6%c。截止 2009年统计，关于瓜尔豆胶降血脂的临床实验已超 过40个[22]，且无论是以粉末、颗粒、胶囊或添加入 膳食形式摄入瓜尔豆胶，或将其与口服降血糖药 物，抗高血压药物等同时摄入，其降胆固醇的作用 均无影响[36]。
3瓜尔豆胶降血脂机制研究
3.1抑制胆汁酸与胆固醇吸收、促进胆汁酸的排泄
膳食纤维的摄入对机体胆固醇的调节作用包括 肠道内胆固醇吸收、固醇粪便排泄和胆汁酸流失[27]。 由于瓜尔豆胶是水溶性纤维，黏性和胶凝性都较好，
它能够延长胃排空时间，进入小肠能够增加肠内容 物的黏度，直接阻碍膳食中胆固醇向肠壁黏膜细胞 的扩散过程，影响胆汁与胆固醇的乳化作用，其在肠 道内溶胀后凝胶特性能够抑制胆固醇吸收，吸附胆 酸，较大程度地干扰膳食胆固醇吸收，降低脂质代谢 物的吸收率，从而降低体内脂质含量和胆固醇值，影 响VLDL-C和LDL-C水平[14,9,7]。不仅如此，瓜尔 豆胶还能减少膳食中胆固醇经乳糜微粒形式运送至 肝脏，从而间接导致肝脏胆固醇池减少。研究证实，
[2G13年第 11 期 389
Science and Technology of Food Industry
12.5%。瓜尔豆胶的摄入能够分别减少豚鼠肝脏游离 和酯化胆固醇水平21%c、16%c [27]。
人体胆固醇排泄方式主要有二条途径，一是经 由肝脏胆固醇7a-羟化酶将胆固醇转变成胆汁酸随 粪便排出体外，二是以中性固醇的形式排出体外[38]。瓜尔豆胶降血脂作用研究进展， 瓜尔豆胶与其他膳食纤维一样能直接而有效地抑制 胆汁酸在肠道内重吸收，促进粪便胆汁酸的排 泄919,7]。喂食7.5%。瓜尔豆胶膳食的大鼠被观察到 胆汁流明显升高，胆汁酸的排泄增加74%c [39。
3.2干扰胆汁酸的肝肠循环
肠道内脂类食物的消化每日需12~32g胆汁酸， 但肝脏合成胆汁酸的能力仅为0.4~0.6g,因此，机体 需要通过肝肠循环，回收排出的胆汁酸再利用，即胆 汁酸在肝细胞中由胆固醇合成后随胆汁储存于胆囊 中，当食物进入肠道时，其通过胆管进入小肠，帮助 食物中脂肪和类脂的消化吸收，随后大部分（95%c以 上）在回肠末端被重吸收，经门静脉进入肝脏后被肝 细胞重吸收并再次分泌至胆囊中，如此不断地进行 肝肠循环[40-41]。
瓜尔豆胶能够阻断胆汁酸的肝肠循环[27],使胆 汁酸不能再经肠黏膜回吸收，导致伴随粪便排除的 胆汁酸的增加，肝细胞的胆固醇来源减少，肝细胞膜 LDL受体（LDL-R)增加[1],同时肝肠胆汁酸池大小 的减少会促进更多的肝脏胆固醇向胆汁酸转化，胆 固醇的生物合成也同时被加速，肝脏中游离胆固醇 的浓度下降[42 ,而肝脏中微粒游离胆固醇池的下降 会导致其从血液中摄取胆固醇、促使细胞内和细胞 膜中储存的胆固醇脂释放出游离胆固醇[27],最终降 低了体内胆固醇水平[19]。Rideoud等[43]证实瓜尔豆 胶能够上调LDL受体活性。90年代末有大量文献 显示瓜尔豆胶的摄入导致肠道内胆汁酸向肝脏的流 量增加[27]。
3.3影响肝脏中胆固醇的代谢，阻断胆固醇生物 合成
肝脏是脂质代谢的重要靶器官，作为内源性和 外源性脂质代谢途径的交汇点及调节中心，它能够 合成、释放各种脂蛋白，即脂代谢相关酶类物质，在 脂类代谢平衡中发挥着重要作用。瓜尔豆胶降血脂作用研究进展，维持体内胆固醇 正常代谢对人体的健康相当重要，而肝脏胆固醇代 谢则是维持人体胆固醇动态平衡的关键。肝脏中与 胆固醇代谢相关的酶有胆固醇7a -羟化酶 (CYP7A1)和3-羟-3甲基戊二酸单酰COA(HMG- C〇A)还原酶[38]。
HMG-C〇A还原酶是体内催化HMG-CoA生成 二羟甲基戊酸的关键酶，肝脏中胆固醇合成的第一 限速酶，也是内源性胆固醇的主要来源[38]。目前 HMG-COA还原酶是高血脂症临床约物的最主要靶 点，HMG-CoA还原酶抑制剂是降血脂主要手段之 _[1]。大量研究显示，摄入瓜尔豆胶能够增强HMG -C〇A还原酶的活性[2744 ,同时减少胆汁酸运送至肝 脏，从而诱导HMG-C〇A还原酶的产生[44],但研究显 示喂食含7.5%c瓜尔豆胶的膳食对HMG-C〇A还原酶 活力的增强作用并不能弥补类固醇经粪便排泄的
390〕靖111期） 程度[27]。
另_方面，胰岛素可以促进胆固醇生物合成，但 瓜尔豆胶能降低葡萄糖的吸收量，稀释血糖并降低 胰岛素的水平，胰岛素分泌减少，间接导致肝脏胆固 醇合成减少[1，]。郑辉等7]证实口服瓜尔豆胶后2h 各剂量组（4、2、1g/kg)糖尿病大鼠血糖浓度均有不 同程度的降低，且降低血糖幅度与口服剂量有关，以 4g/kg剂量组最为明显，峰值比空白对照组降低 31.3%c。此外，瓜尔豆胶为肠道内微生物繁殖提供有 利条件，产生短链脂肪酸（SCFA) [45],这些酸在结肠 被吸收，也能抑制肝脏胆固醇合成[1]。
4展望
高血脂及心脑血管疾病是近年来威胁人类生命 健康的主要疾病，瓜尔豆胶降血脂作用研究进展，国外对瓜尔豆胶降血脂的作用及 其机理已大量研究报道并趋于成熟，其对血脂的调 节作用主要是由于其凝胶特性，在肠道内阻碍胆固 醇的吸收，阻碍胆汁酸重吸收进入肝肠循环，导致胆 汁酸和固醇排出；另一方面通过增强HMG-C〇A还 原酶的活性和降低葡萄糖吸收从而间接导致肝脏胆 固醇合成减少。
然而可能由于引种时间较短和种植面积较少等 原因，国内至今很少有此方面的报道出现。随着人 们对保健食品需求的增加和功能性食品的不断开 发，加大对瓜尔豆胶等膳食纤维认识和研究就显得 尤为重要。近年来，关于瓜尔豆胶降血脂的动物实 验报道较多，但临床实验不足，今后的研究应多进行 人体实验来验证其降血脂功能作用，同时有必要对 瓜尔豆胶的长期高剂量进食进行毒理学评价。此 外，瓜尔豆胶和其他食物进行膳食搭配增强其辅助 降脂作用或多方面发挥其功能作用可能会成为今后 的发展趋势。
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