以燕麦和扁豆为原料的松饼作为一种功能性食品:有助于改善血糖控制、具有抗炎作用,并能维护肠道上皮细胞的完整性
《Journal of Functional Foods》:Oat and lentil-based muffins as a functional food: Enhanced glycaemia control, anti-inflammatory effects, and intestinal epithelium integrity
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时间:2025年11月21日
来源:Journal of Functional Foods 4
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燕麦面包与燕麦-扁豆混合面包的淀粉消化特性、免疫调节及代谢效应研究。采用INFOGEST模型评估发现,混合面包(LM)具有更低的餐后血糖指数(64.2 vs 70.8),其淀粉组成中慢消化淀粉(SDS)占比更高(32.1% vs 27.0%)。LM在炎症刺激下显著抑制IL-6(21%降低)和IL-8(25%降低),同时上调PPARγ(2.4倍)和SIRT1(1.9倍),改善肠道屏障(Occludin 2.1倍)和抗氧化(HO-1 2.2倍)。研究证实扁豆-燕麦复合基质可协同改善血糖控制和抗炎代谢响应,为功能性食品开发提供新方向。
本研究旨在探讨由100%燕麦粉(OM)或50:50扁豆/燕麦粉混合物(LM)制成的松饼在消化过程中的表现及其对肠道细胞代谢和免疫调节的影响。研究采用了INFOGEST 2.0体外消化模型,这是一种模拟人体胃肠道环境的标准化方法,能够评估食物的糖分消化特性及对代谢和免疫反应的潜在影响。通过分析淀粉组成、血糖反应、细胞毒性以及免疫调节作用,研究揭示了这两种松饼在营养和功能性上的差异,为开发具有健康促进作用的食品提供了科学依据。
首先,研究背景指出,随着功能性食品概念的兴起,人们对健康促进型食品的兴趣日益增加。扁豆和燕麦作为富含蛋白质、膳食纤维和必需微量营养素的天然食材,已被广泛认为具有对抗心血管疾病(CVD)和2型糖尿病(T2DM)等慢性疾病的潜力。扁豆的低升糖指数(GI)和其淀粉结构的特殊性,使得其在消化过程中释放葡萄糖的速度较慢,从而有助于控制血糖波动。而燕麦中的β-葡聚糖则以其可溶性纤维特性,延缓糖分吸收并提高胰岛素敏感性。这两种食材的结合,不仅可能提供互补的健康益处,还可能增强其在食品中的功能性表现。
为了评估这两种松饼的消化特性,研究使用了INFOGEST 2.0体外消化模型,模拟了从口腔到肠道的消化过程。结果显示,在口腔和胃部阶段,淀粉的水解程度较低,而在肠道阶段显著增加。这一现象与胰蛋白酶活性的增强有关,而胰蛋白酶是主要负责淀粉分解的酶。尽管燕麦粉的总淀粉含量略高于扁豆-燕麦混合物,但后者表现出更高的慢消化淀粉(SDS)比例和更低的快速消化淀粉(RDS)含量,这表明LM在控制血糖反应方面更具优势。通过估算升糖指数(eGI)和升糖负荷(eGL),进一步验证了LM在减少血糖波动方面的潜力,其eGI比OM低9.3%,而eGL也较低。这表明,尽管两者都含有一定的可消化碳水化合物,但LM的总体代谢影响更温和,更适合需要血糖控制的人群。
除了淀粉的消化特性,研究还关注了这些松饼对肠道细胞的潜在影响。通过使用Caco-2细胞模型,研究人员评估了松饼消化产物的细胞毒性以及其对炎症反应的调节能力。实验结果显示,无论是OM还是LM,在稀释至1:75的条件下均未表现出显著的细胞毒性,表明它们在人体摄入时是安全的。在未刺激条件下,两种松饼对细胞分泌的促炎细胞因子(如IL-6和IL-8)影响不大,但在IL-1β刺激下,LM表现出更强的抗炎作用,显著降低了这些细胞因子的表达水平,而OM则表现出较弱的效果。此外,LM还能够上调转化生长因子-β(TGFβ)的表达,这在基础条件下尤为明显,表明其有助于维持肠道免疫稳态。
在代谢调节方面,研究通过基因转录分析揭示了两种松饼对关键代谢相关基因的影响。例如,LM在基础条件下能够显著上调Sirtuin 1(SIRT1)和过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)的表达,这两种基因与脂肪代谢、葡萄糖稳态以及抗炎反应密切相关。而在炎症刺激下,LM不仅能够抑制促炎基因的表达,还能增强SIRT1和PPARγ的活性,进一步支持其在调节代谢和减少炎症方面的潜力。相比之下,OM在基础条件下上调了GLUT2的表达,这可能与其较高的可消化碳水化合物含量有关,而LM则在两种条件下均表现出对ACAT2的抑制作用,这可能有助于降低胆固醇酯化活性,从而减少动脉粥样硬化的风险。
此外,研究还探讨了这两种松饼对肠道屏障功能的影响。通过分析Occludin和CDH1等基因的表达,发现LM在基础条件下能够增强肠道屏障的完整性,而OM则在炎症刺激下未能有效维持这一功能。这一发现表明,LM可能在保护肠道屏障免受炎症损伤方面具有更显著的优势。同时,LM在炎症条件下还能显著上调HO-1的表达,这是一种由Nrf2调控的抗氧化蛋白,能够有效应对氧化应激和炎症反应。
从整体来看,本研究不仅评估了两种松饼的消化特性,还深入探讨了它们对肠道细胞代谢和免疫功能的影响。结果表明,LM在多个方面表现出更优越的功能性,包括更低的升糖指数、更强的抗炎作用以及更有利于代谢调节的基因表达模式。这为开发具有健康益处的扁豆-燕麦混合食品提供了重要的科学依据,并强调了其在预防和管理与慢性低度肠道炎症相关的疾病中的潜在价值。
本研究的结论具有重要的实际意义。一方面,它为功能性食品的开发提供了新的思路,即通过结合不同食材的有益特性,可以设计出更符合健康需求的食品。另一方面,它也为营养学和食品科学领域提供了关于淀粉消化、血糖控制以及肠道免疫调节的深入理解。特别是对于那些关注血糖管理、肠道健康以及心血管疾病预防的人群,LM作为一种新的食品形式,可能成为一种有效的选择。
值得注意的是,尽管本研究使用了体外模型,但其结果仍具有一定的临床参考价值。INFOGEST 2.0模型虽然不能完全模拟人体的复杂消化过程,但它提供了一种标准化、可重复的方法,有助于初步评估食品的代谢和免疫特性。未来的研究应进一步验证这些体外结果在体内的有效性,以更全面地了解LM在实际应用中的潜力。此外,研究还指出,虽然两种松饼在某些方面表现出相似的健康益处,但LM在多个功能指标上更具优势,这可能与其丰富的生物活性成分有关,如多酚类物质和纤维成分。
综上所述,本研究通过系统分析OM和LM在体外消化过程中的表现,揭示了它们在控制血糖、调节炎症反应以及改善肠道屏障功能方面的不同潜力。这些发现不仅有助于理解功能性食品的作用机制,也为未来开发更健康的食品提供了科学支持。特别是LM,因其在多个功能指标上的优异表现,可能成为一种具有广泛健康益处的新型食品。然而,为了更准确地评估其对人体的实际影响,仍需进一步的体内研究。此外,研究还强调了在食品开发过程中,考虑到环境可持续性和营养平衡的重要性,这为未来食品产业的发展提供了新的方向。
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