[发明专利]膳食纤维制剂和施用方法

说明书

本申请为2006年10月23日提交的，发明名称为“膳食纤维制剂和施用方法”的PCT申请PCT/US2006/041568的分案申请，所述PCT申请进入中国国家阶段的日期为2008年4月21日，申请号为200680039184.6。

技术领域

本发明主要涉及膳食纤维，更具体而言，涉及包括部分水解瓜尔豆胶(PHGG)和低聚果糖(FOS)的制剂及其施用方法。

背景技术

膳食纤维

膳食纤维是碳水化合物，该碳水化合物主要来自抵抗人体酶消化的植物细胞壁。它们因改变肠内环境的能力而著名，从而沿着肠的整个长度调节其生理过程，其所带来的影响在小肠和大肠各有不同。纤维在小肠里的主要功能是提高粘度，而在大肠里它用来作为生产短链脂肪酸(SCFA)的底物。不同的物理属性的纤维及其相应的效应共同促进肠的正常功能。

纤维是碳水化合物和木质素，所述碳水化合物和木质素不能被人的消化酶所水解，但是能通过肠细菌发酵产生氢、甲烷、二氧化碳、水和SCFA。纤维通常基于其可发酵性、溶解性和粘度来分类。大多数可发酵的纤维是可溶的和粘性的，而大多数不溶性纤维是非粘性的和没有完全发酵的。目前，营养学着眼于溶解性来对膳食纤维进行分类。

不溶性纤维，包括纤维素和木质素，是完全不溶于水的和在结肠中进行轻微发酵。它们主要通过自身的储水能力起填充剂的作用。不溶性纤维会增加粪便量和促进经过肠道的内容物的正常过程，在摄入液体足够的前提下缓解便秘。

可溶性纤维溶于水而且可能被肠道细菌发酵，所述肠细菌中90％生长在结肠里。可发酵性依赖于纤维的溶解度和颗粒大小。例如，当一种纤维的溶解性增加和它的颗粒大小减小时，它会更快的被发酵。在消化过程中可溶性纤维给予多种有益作用，如延迟胃排空以延长饱足状态期，放慢葡萄糖吸收的速度，和结合甾醇化合物有助于降低升高的血清胆固醇。可溶性纤维包括果胶、树胶、某些半纤维素、蚤草、瓜尔豆胶、低聚果糖(FOS)、菊粉和低聚半乳糖(GOS)。另外，大量的可溶性纤维存在于水果、蔬菜和包括大麦和燕麦的谷物中。

纤维额外的有益作用与其可发酵性和生产SCFA相关。乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐包含了结肠产出SCFA的83％。SCFA很容易为肠上皮细胞所吸收，提供能量和刺激钠的运输、水吸收和肠的生长。通过这些机制，SCFA帮助正常化由处方药、暴露于病原细菌和生病引起的松散、水样的粪便。此外，作为结肠粘膜细胞优选的养料，丁酸盐在影响结肠上皮细胞的正常生长发育方面起关键作用。因此，丁酸盐具有抗癌活性并有助于粘膜的完整性。这些产物各自帮助身体保卫自己免受恶性肿瘤发展和病原细菌入侵。

在生理上，SCFA以低浓度存在于回肠里。可是在某些生理和临床条件下回肠的SCFA含量可能升高。无数研究表明，SCFA出现在末端回肠可刺激蠕动收缩和增加强直活动，此活动可引起排空应答。因此，纤维产生大量SCFA可以增加肠道运动性并且可能舒缓便秘。

SCFA的浓度在近侧大肠处最高，主要是因为此处碳水化合物的可利用率较大。在体外用粪便细菌进行的发酵实验证明，个体多糖以不同的速率被分解。这一发现与肠内细菌的分解代谢过程有关，因为，在相当大的程度上，底物浓度调节有机体以何种方式竞争可发酵底物，以及控制机制以何种方式参与发酵反应。

研究显示，存在于饮食中的纤维类型既会影响发酵过程中产出SCFA的数量，又会影响其比例。乙酸盐的生产似乎主要来自通过结肠细菌d糖酵解和双歧杆菌的果糖-6-磷酸磷酸酮醇酶支路。丙酸盐主要来自类杆菌的二氧化碳固定，丁酸盐主要来自羧菌属和真细菌属的乙酰-S辅酶A缩合。

据研究报道，最高的乙酸盐生产来自葡萄糖发酵，紧随其后的是FOS发酵。这可能分别是糖酵解和双歧杆菌支路的结果。高的丙酸盐生产由纤维素和PHGG发酵而实现，和高的丁酸盐水平通过欧车前果壳(psyllium husk)和PHGG的发酵获得。在24小时的分批培养后，部分水解的瓜尔豆胶(PHGG)产出了最大数量的SCFA。

微生物的生长