菊粉动态：新研究和新应用

这是《肠道产业》第 308 篇文章

编者按：

1987 年，菊粉就已经被欧盟批准为新资源功能食品，然而直到 30 余年后的今天，它才进入了大众的视线，成为了各类食品、保健品等产品的抢手原料。

今天，我们共同关注菊粉的一些最新研究进展，同时也来看看菊粉市场的发展现状。希望本文能够为广大产业界人士和诸位读者带来一些帮助和启发。

菊粉为何特别？

从希波克拉底开始，人们就一直在研究营养与健康之间的关系，但是关于研究饮食如何影响人体的科学方法直到上个世纪才出现¹。现在，人们已经将重点从全食物转向了从食物中分离出来的成分，从宏量营养素转向了微量营养素。

然而，除了宏量营养素和微量营养素，纤维也是食物的主要成分，但是长期以来人们一直低估了这类物质对人类健康的贡献。

近年来，随着微生物组研究的发展，人们越来越关注益生菌、益生元等物质。其中一种名为“菊粉”的益生元因其对肠道菌群和肠道健康的影响而备受关注，有意思的是，菊粉实际上是一种纤维。

菊粉本质上是由果糖分子聚合而成的果聚糖，存在于大约 36,000 种植物中，其中菊苣根、菊芋是菊粉含量最多的两种植物²。当今工业食品市场上可商购的大多数菊粉也都是从这两种植物中提取的。

从化学结构上来看，菊粉结构的独特之处在于构成其的果糖残基之间用于连接的 β-2,1-键。这种连接方式能够防止菊粉像典型的碳水化合物被消化，并导致菊粉的热量值降低，还使其具有膳食纤维的作用³。

菊粉的制作过程与从甜菜中提取糖的过程非常相似。以菊苣根提取菊粉的过程为例，一般是将根茎收割、切片、洗涤，然后使用热水扩散法从根中提取菊粉，接着进行纯化和干燥。最终的菊粉平均聚合度（DP）为 10~12，分子链长度在 2~60 个单位之间。

除了这类菊粉以外，市场上还有一类名为高性能型（High-performance）菊粉的产品。这类菊粉去除了短链分子，使得最终产品的平均聚合度为25，分子链长度在 11~60 个单位之间。换句话说，与普通菊粉产品相比，这类产品中残留的糖（主要为葡萄糖、果糖和蔗糖）和低聚物已经被去除。

如今，菊粉消费越来越大众化，那么菊粉对我们有什么潜在益处呢？最新进展有哪些呢？菊粉市场发展前景又如何呢？

改善消化健康？

菊粉最为人知的作用是其对肠道菌群的影响——或可刺激肠道双歧杆菌和乳杆菌的生长。

2019 年的一项研究表明，婴儿摄入菊粉后，肠道中的双歧杆菌和乳酸杆菌等有益菌的丰度会明显增加⁴。

在成人中也有类似的结果。今年，加拿大卡尔加里大学发表了一项随机交叉实验，该试验给健康低纤维膳食的成人食用了不同剂量的含菊粉甜点棒，结果观察到不同剂量的饮食干预都能够增加双歧杆菌的丰度。虽然低剂量的菊粉摄入无法产生显著性差异，但是中剂量的摄入就已经能够明显改变菌群的组成⁵。

此外，我们已经知道不健康的西式饮食、肥胖、药物等因素均可能会造成一些人的肠道菌群失调。而研究表明，对于因如抗生素、肥胖等因素造成菌群失调的人，摄入菊粉可能有助于他们恢复菌群的平衡^6,7。

改善糖尿病？

过去已有研究表明某些糖尿病患者的肠道菌群可能具有损害葡萄糖调节的特征⁸。而近期一些关于菊粉的研究表明，菊粉或可通过调节肠道菌群改善糖尿病症状。

在一项使用高脂饮食造模的糖尿病小鼠的实验中，研究人员发现，菊苣块茎提取的菊粉能够通过调节肠道菌群来缓解小鼠的高血糖症状⁹。此外，还有研究发现菊粉或可帮助小鼠抵抗肥胖，而肥胖是糖尿病的风险因素之一¹⁰。

最近的另一项研究也支持了菊粉或对糖尿病患者肠道微生态具有潜在益生元作用的观点。该研究是一项安慰剂对照交叉试验，纳入了 25 名 2 型糖尿病患者，患者被随机分到 2 组，一组食用 16 克菊粉型果聚糖（低聚果糖和菊粉的混合物），另一组食用 16 克安慰剂（麦芽糊精）。

结果显示，与安慰剂组相比，服用菊粉型果聚糖后，患者粪便中的总短链脂肪酸（SCFA）、乙酸和丙酸浓度均显著升高。而且，肠道中的双歧杆菌相对丰度明显增加¹¹。

此外，还有研究发现，相比于其他类型的菊粉，高性能型菊粉可能可以更好地预防糖尿病和改善血糖。

例如，一项研究发现，高性能型菊粉减少了糖尿病前期患者肝脏中的脂肪¹²。这很重要，因为一些研究表明，减少肝脏中的脂肪可以帮助缓解胰岛素抵抗和降低转变为 2 型糖尿病的可能¹³。

在另一项研究中，患有 2 型糖尿病的女性每天摄入 10 克高性能型菊粉，最终她们的空腹血糖水平下降了 8.5%，糖化血红蛋白 A1C 水平下降了 10.4% ¹⁴。

虽然已经有许多研究支持菊粉对糖尿病的改善作用，但是关于其具体功效仍需进一步的研究。

对其他疾病的潜在益处

除了对肠道健康和糖尿病的潜在益处以外，菊粉可能因其对肠道菌群的影响，还会对其它一些疾病的管理和预防存在一定的益处。

比如，最近的一项研究表明，菊粉的摄入能够调节 APOE4（一种阿兹海默症相关的关键基因）小鼠模型的肠道菌群¹⁵。

在 4 个月的干预后，研究人员比较了小鼠肠道菌群和多项代谢产物，结果发现菊粉喂养的小鼠的肠道中有益菌更为丰富，参与能量代谢的胆汁酸和短链脂肪酸的水平也更高，而且与神经相关的色氨酸代谢物和鞘磷脂含量也明显增加。这意味着菊粉可能能够一定程度降低相关的疾病风险。

此外，近日，华中科技大学的团队在《美国临床医学》杂志上发表了一篇关于菊粉对腹膜透析患者的影响研究¹⁶。

吲哚是腹膜透析患者血液中毒素的主要成分。而该研究发现，15 名腹膜透析患者中，相比于摄入安慰剂，摄入菊粉型果聚糖的患者粪便中的吲哚有降低的趋势。尽管这一研究所纳入样本量较小，但也提示我们菊粉应用于腹膜透析患者的临床管理的可能性。

另外，也有一些研究探究了菊粉与其它药物的组合效果。

比如，在一项研究中发现，对于非酒精性肝病（NAFLD）患者，相比于单独摄入甲硝哒唑或菊粉，甲硝哒唑+菊粉的组合能够更大程度地降低 NAFLD 患者的谷丙转氨酶¹⁷。

关于该研究热心肠日报做过相关报道：

---

甲硝哒唑+菊粉降低NAFLD患者的谷丙转氨酶

Nutrients——[IF:4.171]

① 60名NAFLD患者在进行4周的极低卡路里饮食（VLCD）后，随机分为3组；② 3组患者分别接受以下干预：甲硝哒唑（第一周）+菊粉、安慰剂（第一周）+菊粉、安慰剂（第一周）+安慰剂，持续12周；③ 进行4周VLCD后，BMI及谷丙转氨酶（ALT）分别降低了2.4 kg/m^2及11 U/L，且厚壁菌门/拟杆菌门比值显著降低；④ 12周干预后，相比于安慰剂+安慰剂组，甲硝哒唑+菊粉组的ALT进一步降低，但体重降低未能维持。

Randomised Double-Blind Placebo-Controlled Trial of Inulin with Metronidazole in Non-Alcoholic Fatty Liver Disease (NAFLD)

2020-03-27, doi:10.3390/nu12040937

【主编推荐语】减重可缓解非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）但难以维持，另有研究表明益生元与抗生素可改善NAFLD。来自Nutrients上发表的一篇随机双盲安慰剂对照试验，发现NAFLD患者在接受4周的极低卡路里饮食干预后，BMI及谷丙转氨酶均显著降低，而在饮食干预结束后，接受12周的甲硝哒唑（仅第一周）+菊粉干预，可进一步降低患者的谷丙转氨酶。（@szx）

---

菊粉市场蓬勃发展

或许正是因为关于菊粉益处的研究不断涌现，菊粉市场规模也不断扩大。据相关调查数据预计，2020 年全球膳食纤维的市场规模将达到 43.1 亿美元，而菊粉则是被诸多业内人士看好的“优等生”。

New Nutrition Business 的营养专家 Julian Mellentin 在报告《2020 年食品、营养与健康的 10 个主要趋势》中将菊粉列为 2020 年的最关键成分¹⁸，他指出：“菊粉是一个非常成功的天然甜味成分，广泛应用于各种产品，它的出现意味着商家可以在标签中提出该产品强化了纤维的成分。

尤其对于早餐谷物这样的品类，近年来由于低糖和低能量的市场趋势导致其销量不佳，但很多商家发现，菊粉的添加能够同时提供消化益处和低糖宣称，这是当前两个最明显的消费者趋势，也是帮助早餐谷物等商品在市场上重获销量的大好机遇。”

从 2012 年到 2019 年，以菊粉添加作为特色的产品翻了一番，涌现出了很多新产品，比如：

● Koia 的植物基生酮饮料：使用罗汉果和菊粉打造的一款不加糖的高蛋白产品。

● 亿滋旗下的 Uplift 系列天然粉末补充剂产品则将菊粉作为益生元加入，以期带来某些功能性益处。

● 英国 Graham’s Family Dairy 的 Graham’s Goodness 冰淇凌因添加了菊粉，成为了一款“无负罪感，尽情享受”的冰淇凌，能量只有普通冰淇淋的四分之一，销量更是远远超出预期。

---

---

图.从左到右依次为：Koia 的植物基生酮饮料、Uplift 系列产品、菊粉冰淇淋

今年 3 月，菊粉行业的巨头公司 Beneo 更是投入了超过 5000 万欧元来扩大它们菊苣来源菊粉的产能，除此之外，它们还在该地区扩大了菊苣的种植面积以支持更多的原料供应。

“菊粉的市场需求持续增长，Beneo 的销量增加了 20%，为了跟上这种趋势，我们正在大力投资以扩大产能，以保证可以继续向我们的客户交付产品。”Beneo Orafti 的商业董事总经理 Eric Neven 说。

无疑，随着消费者对肠道健康的日益重视，越来越多人开始尝试购买菊粉或含有菊粉的食品。

尽管通常来讲菊粉对大多数人都是安全的，但是我们在食用菊粉或含有菊粉产品的时候，也要注意一些问题。

比如，对 FODMAP 不耐受的人以及肠易激综合征患者在食用菊粉时可能会出现一些副作用，包括引起胀气、腹胀等问题。因此，为了避免副作用的发生，我们在饮食中添加菊粉时，应从少量开始，从定期向饮食中添加少量富含菊粉的食物开始。

(更多关于食用菊粉的注意事项，推荐阅读：业界看好在2020爆发的菊粉，消费者要更新什么信息？）

菊粉的未来

随着大众意识到肠道健康的重要性，再加上全球植物基产品的热潮，未来菊粉也许会更多地出现在我们日常接触的食品、饮品中，我们或许会看到越来越多的饮品、食品开始添加菊粉，看到更多更具创新性的菊粉食物。

此外，随着菊粉研究的不断开展，我们将更深入地了解这种物质是通过何种机制对人体产生益处的，这将帮助我们更好地发挥菊粉的作用。也许，在未来的某一天，菊粉除了可以作为食物添加剂，还能够成为临床治疗某些胃肠道疾病、慢性疾病的辅助手段之一。

参考文献：

（滑动下方文字查看）
1.Puhlmann ML, de Vos WM. Back to the Roots: Revisiting the Use of the Fiber-Rich Cichorium intybusL. Taproots [published online ahead of print, 2020 Mar 21]. Adv Nutr. 2020;nmaa025. doi:10.1093/advances/nmaa0252.Shoaib M, Shehzad A, Omar M, et al. Inulin: Properties, health benefits and food applications. Carbohydr Polym. 2016;147:444-454. doi:10.1016/j.carbpol.2016.04.0203.Niness K R. Inulin and oligofructose: what are they?[J]. The Journal of nutrition, 1999, 129(7): 1402S-1406S.4.Oswari H , Widodo A D , Handayani F , et al. Dosage-Related Prebiotic Effects of Inulin in Formula-Fed Infants[J]. Pediatric Gastroenterology Hepatology & Nutrition, 2019, 22(1).5.Reimer R A , Adriana S V , Nicolucci A C , et al. Effect of chicory inulin-type fructan–containing snack bars on the human gut microbiota in low dietary fiber consumers in a randomized crossover trial[J]. The American Journal of Clinical Nutrition.6.A H L , B Q W A , C M Y , et al. The prolonged disruption of a single-course amoxicillin on mice gut microbiota and resistome, and recovery by inulin, Bifidobacterium longum, and fecal microbiota transplantation[J]. Environmental Pollution, 2020.7.Haiping D , Zhao A , Qi W , et al. Supplementation of Inulin with Various Degree of Polymerization Ameliorates Liver Injury and Gut Microbiota Dysbiosis in High Fat-Fed Obese Mice[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2020.8.Gurung M, Li Z, You H, et al. Role of gut microbiota in type 2 diabetes pathophysiology. EBioMedicine. 2020;51:102590. doi:10.1016/j.ebiom.2019.11.0519.Inulin from Jerusalem artichoke tubers alleviates hyperglycaemia in high-fat-diet-induced diabetes mice through the intestinal microflora improvement[J]. British Journal of Nutrition, 2020, 123(3):308-318.10.Igarashi M , Morimoto M , Suto A , et al. Synthetic dietary inulin, Fuji FF, delays development of diet-induced obesity by improving gut microbiota profiles and increasing short-chain fatty acid production[J]. PeerJ, 2020, 8(2):e8893.11.Birkeland E, Gharagozlian S, Birkeland K I, et al. Prebiotic effect of inulin‑type fructans on faecal microbiota and short‑chain fatty acids in type 2 diabetes: a randomised controlled trial[J]. Eur J Nutr, 2020.12.Guess ND, Dornhorst A, Oliver N, Bell JD, Thomas EL, Frost GS. A randomized controlled trial: the effect of inulin on weight management and ectopic fat in subjects with prediabetes. Nutr Metab (Lond). 2015;12:36. Published 2015 Oct 24. doi:10.1186/s12986-015-0033-213.Lim EL, Hollingsworth KG, Aribisala BS, Chen MJ, Mathers JC, Taylor R. Reversal of type 2 diabetes: normalisation of beta cell function in association with decreased pancreas and liver triacylglycerol. Diabetologia. 2011;54(10):2506-2514. doi:10.1007/s00125-011-2204-714.Dehghan P, Pourghassem Gargari B, Asgharijafarabadi M. Effects of high performance inulin supplementation on glycemic status and lipid profile in women with type 2 diabetes: a randomized, placebo-controlled clinical trial. Health Promot Perspect. 2013;3(1):55-63. Published 2013 Jun 30. doi:10.5681/hpp.2013.00715.Yanckello L, Hoffman J, Parikh I, et al. The Prebiotic Inulin Beneficially Alters the Gut Microbiome and Associated Metabolites in an APOE4 Mouse Model (P08-133-19)[J]. Current Developments in Nutrition, 2019, 3(Supplement_1): nzz044. P08-133-19.16.Li L, Xiong Q, Zhao J, et al. Inulin-type fructan intervention restricts the increase in gut microbiome–generated indole in patients with peritoneal dialysis: a randomized crossover study[J]. The American Journal of Clinical Nutrition, 2020, 111(5): 1087-1099.17.Chong, C.Y.L.; Orr, D.; Plank, L.D.; Vatanen, T.; O'Sullivan, J.M.; Murphy, R. Randomised Double-Blind Placebo-Controlled Trial of Inulin with Metronidazole in Non-Alcoholic Fatty Liver Disease (NAFLD). Nutrients 2020, 12, 937.18.https://new-nutrition.com/nnbPressRelease/display/22

---

作者｜C。

审校｜617

编辑｜笑咲

---

投稿/转载

联系人：何隽

微信号：18518006142