如果通过基因改良的小麦可以显著减少慢性病,你能接受吗?

2020
09/16

+
分享
评论
盛杰 / 代谢网
A-
A+

小麦、水稻和玉米是维系全球人类生存的三大谷物。其中,小麦是播种面积最大、产量最多和分布最广的谷物,全世界年产量超过7.5亿吨。小麦主要的营养成分是碳水化合物,包括淀粉和膳食纤维,但是以小麦为原料的精面粉加工食物,容易造成糖尿病、肥胖等慢性疾病。如何让小麦食品变得更健康,是当下亟待解决的重中之重。

近日,来自英国的科学家在Nature Food上发表了一篇综述,讨论了小麦淀粉和膳食纤维的组成、结构、代谢等特点,提出可以采用基因工程等方法诱导其淀粉变异、增加膳食纤维含量,以此来改善小麦营养品质,提高面食的健康价值。[1]

我们钟爱的白面粉,是由什么组成的?

小麦作为一种特别重要的能源,不仅为我们提供卡路里,还提供大量的蛋白质,膳食纤维,维生素B和矿物质。尽管饮食建议鼓励食用全麦食品,但是白面粉依旧是现代饮食中面食的主导。

白面粉主要由淀粉胚乳构成,通过碾磨,便可将淀粉胚乳从麸皮和胚芽中分离出来(图1)。然而,面粉精制的过程会改变谷物中多糖的含量和组成。白面粉干重中含有85%的淀粉和约5%的膳食纤维,而全麦粉则含有70%的淀粉和10–15%的膳食纤维

图1 小麦籽粒的构成,白面粉主要来源于淀粉质

在白面粉和全麦面粉中,膳食纤维的主要成分是细胞壁多糖,但组成不同。在白面粉中,细胞壁多糖主要包含阿拉伯木聚糖(AX)和β-葡聚糖(分别约占总量的70%和20%),而在全麦面粉中,纤维素和木质素(来源于谷物的果皮)则占很大比例[2]。白面粉固然口感细腻,深受大众欢迎,然而,随着人们对白面粉的摄入量增加,一些慢性疾病的患病率也随之上升,特别是2型糖尿病和肥胖[3,4]。

白面粉中的淀粉

白面粉中的淀粉分为直链淀粉(大约20~30%)和支链淀粉(大约70~80%),两者的大小,链长和支化度不同。直链淀粉聚合物大多是由α-1,4-连接的葡萄糖链组成的线性分子,偶有形成分支点的α-1,6键,而支链淀粉的分支度更高。

淀粉在人体中的消化需要α-淀粉酶,而该酶的水解速率受淀粉聚合物结构的影响,直链淀粉的消化通常比支链淀粉的消化慢。另外,分子大小,支化度和葡萄糖链长度也会影响消化率。通常,链越长淀粉就越难消化,且直链淀粉不易产生胰岛素抵抗[5]。

小贴士

胰岛素抵抗是指各种原因使胰岛素促进葡萄糖摄取和利用的效率下降,机体代偿性的分泌过多胰岛素产生高胰岛素血症,以维持血糖的稳定。胰岛素抵抗易导致代谢综合征和2型糖尿病。

白面粉中的膳食纤维

在白面粉中,膳食纤维的主要成分是细胞壁多糖(干重2-3%),果聚糖(干重约1.5%)和阿拉伯半乳聚糖肽(干重最高0.4%)。小麦膳食纤维还包含抗性淀粉,一种抵抗小肠消化并完整到达结肠的淀粉,约占白面粉制面包中淀粉总量的1.2%(相当于干重约0.8%)。总之,由白面粉制成的产品以干重计含有约5%的总膳食纤维,其中约一半为细胞壁多糖。

小贴士:膳食纤维分类

1.可溶性膳食纤维:主要来源于果胶、藻胶、魔芋等,特点是能量很低,吸水性强。以魔芋为例,其有降血脂、降血糖和通便的作用。可溶性纤维在胃肠道内和淀粉等碳水化合物交织在一起,并延缓后者的吸收,故可以起到降低餐后血糖的作用;

2.不可溶性膳食纤维:最佳来源是粗粮,其中包括麦麸、麦片和燕麦等。另外还有豆类、蔬菜和水果等。不可溶性纤维有助于促进胃肠道蠕动,加快食物通过胃肠道,减少吸收,还能在大肠中吸收水分软化大便,起到防治便秘的作用。

基因工程——为小麦量身打造的转型之路

如何让小麦类食物更加健康呢,基因工程给出了答卷,一起来看看:

一、利用自然变异和诱导变异来改善淀粉特性,提高抗性淀粉含量或降低淀粉消化率,以此增加对消化酶的抗性和降低对消化酶的可及性,从而降低患2型糖尿病和肥胖症的风险;

二、利用控制阿拉伯糖木聚糖和β-葡聚糖含量的遗传变异,提高纤维含量,从而加快肠道运输速度,增加致癌物与胆固醇的结合,以降低患结直肠癌和CVDs的风险。

上述两种策略还可减少上消化道食物分解的速度和/或增加小肠内食糜粘度,增加益生元发酵以同时降低以上疾病风险。当下,尽管消费者对富含纤维食品的需求正在增长,但是小麦育种者和食品工业对基因工程小麦的兴趣仍然很低。此外,基因工程小麦能否成功推向市场并显著降低慢性病发病率,还需要时间的检验。

文/盛杰

责编/陈年老刘

参考文献:

1.Brittany Hazard, Kay Trafford et al. Strategies to improve wheat for human health. Nature Food. 2020, 1(8):475-480.

2.Andersson, A. A. M. et al. Contents of dietary fibre components and their relation to associated bioactive components in whole grain wheat samples from the HEALTHGRAIN diversity screen. Food Chem. 136,1243–1248 (2013).

3.Brouns, F. J. P. H., van Buul, V. J. & Shewry, P. R. Does wheat make us fat and sick? J. Cereal Sci. 58, 209–215 (2013).

4.Davis, W. R. Wheat Belly: Lose the Wheat, Lose the Weight, and Find Your Path Back to Health (Rodale Books, 2011).

5.Ahuja, G., Jaiswal, S. & Chibbar, R. N. in Resistant Starch 1–22 (John Wiley and Sons, 2013).

本文转载自其他网站,不代表健康界观点和立场。如有内容和图片的著作权异议,请及时联系我们(邮箱:guikequan@hmkx.cn
关键词:
小麦,基因改良,慢性病,淀粉,膳食纤维

人点赞

收藏

人收藏

打赏

打赏

我有话说

0条评论

0/500

评论字数超出限制

表情
评论

为你推荐

相关文章

推荐课程


社群

精彩视频

您的申请提交成功

确定 取消
剩余5
×

打赏作者

认可我就打赏我~

1元 5元 10元 20元 50元 其它

打赏

打赏作者

认可我就打赏我~

×
打赏

扫描二维码

立即打赏给Ta吧!

温馨提示:仅支持微信支付!