向岑1，荣耀1，迟明2，刘毓超2，朱嘉文2，郁彭1，滕玉鸥1，2，*

（1.天津科技大学生物工程学院，天津300457；2.青海省轻工业研究所有限责任公司，青海西宁810008）

摘 要：菊粉是一种水溶的膳食纤维，近年来，菊粉作为保健食品或食品添加剂得到广泛应用。该文对菊粉多种有益的生物学功能、特定条件下可能存在的风险以及菊粉发挥生物学功能的作用机制进行总结,以期为菊粉作为保健食品、食品添加剂和医用辅料的安全性和有效性提供依据。

关键词：菊粉；生物活性；作用机制；降血脂；降血糖

菊粉（inulin）又称菊糖，土木香粉，是一种人体不能消化吸收的碳水化合物[1]，其化学结构式如图1所示。

图1 菊粉的化学结构式Fig.1 Chemical structure of inulin

菊粉通常是由D-呋喃果糖分子以β-（2-1）糖苷键连接而成的果聚糖，每个菊粉分子末端以α-（1-2）糖苷键连接一个葡萄糖残基。其聚合度通常为2～60[2],平均聚合度为10。其中，聚合度较低时（通常为2～9）则称为低聚果糖。菊粉主要是植物性来源的[3]，不同植物来源、收获季节、气候、土壤以及生产加工过程将对菊粉的平均分子量和聚合度产生影响[4]，目前发现的约有36 000多种，包括菊科、桔梗科、龙胆科、百合科、禾本科等。例如，在菊芋、菊苣、大理菊、蓟、大蒜、芦笋的根或块根中都含有丰富的菊粉[5-6]。常见菊粉来源植物中菊粉含量见表1[7]。

菊粉同时也存在于海藻、真菌及细菌内，微生物来源的菊粉主要存在于霉菌和细菌中，如假单胞类、肠细菌类、链状球菌类、放线菌类、芽胞杆菌类以及乳酸菌类等细菌中都还含有菊粉。这些低等生物来源的菊粉具有独特的抗逆保鲜功能，使之成为了国际范围的研究热点[8]。菊粉具有化学性质稳定、甜度较高、吸湿性强[9]、不被人体消化酶消化等特点，被广泛应用于烤焙食品、糖果、乳制品、饮料以及调味料等食品领域，同时菊粉还用于制造胶囊制剂[10]等制药领域。据研究报道，菊粉具有多种多样的生理学功能，例如降血脂、降血糖、促进矿物质吸收、调节肠道微生物菌群、防便秘、抗抑郁等作用，目前较多的被用于保健食品当中[11]，但是，目前其生物作用的机制仍不明确，安全性也尚未可知。本文对近年来的菊粉生物学作用以及其作用机制的研究进展进行综述，以期为菊粉作为保健食品和食品添加剂的安全性和有效性提供依据。

表1 不同植物中富含菊粉的部位及含量Table 1 Inulin-rich fractions and contents in different plants

植物 部位 菊粉含量/%大蒜 鳞茎 9～16芦笋 块根 10～15百合 鳞茎 12～22菊苣 根 15～20大丽花 块根 15～20菊芋 块根 14～19云木香 根 18～20菊薯 根 3～19蒲公英 叶 12～15婆罗门参 根 15～20

血脂异常是导致全身动脉粥样硬化、冠心病、脑卒中等的重要因素之一，是造成心脑血管疾病重要危险因素[12]。流行病学表明，目前患心脑血管病人数约2.9亿，患病人数众多，其死亡率也居首位，高于肿瘤及其他疾病，占居民疾病死亡构成的40%以上[13]。高脂血症是一种常见的疾病，其临床表现为高胆固醇（total cholesterol，TC）血症或高甘油三酯（triglyceride，TG）血症，或二者兼有[14]。研究表明，长期服食含有菊粉的食品的动物或人可降低血清中的TG的含量[15-16]。在动物水平上，鲁友均等[17]用菊粉饲养300日龄的尼克T（Nick T）粉壳蛋鸡30 d，相较于空白组，0.1%菊粉组动物血清中低密度脂蛋白胆固醇（low density lipoprotein cholesterol，LDL-c）含量下降了16.23%。在另一项研究中，HUANG等[18]运用纤维蛋白-2与菊粉联合治疗高脂饲料（high fat diet，HFD）诱导的高血脂仓鼠，发现联合组能显著改善血清TC、TG、LDL-c和高密度脂蛋白胆固醇（high-density lipoprotein cholesterol，HDL-c）水平。这些都说明了菊粉在临床前研究中表现出良好的降血脂活性。在进一步的临床研究中，KIETSIRIROJE等[19]将240名18岁或以上并且基线LDL-c为130 g/L或更高的受试者纳入双盲随机对照试验研究中。将受试者随机分配到研究组中，该研究组将患者分为添加植物甾醇组（2 g/d）的豆浆组、添加菊粉（10 g/d）的豆浆组和标准豆浆组。每2周测量一次脂质谱，持续8周。在研究结束时，添加植物甾醇或者菊粉的研究组中LDL-c水平中位数从165 g/L显著下降至150g/L（p＜0.001），标准豆浆组从 165 g/L 下降至 159 g/L（p=0.014），研究组的LDL-c降低程度较标准豆浆组更低（p＜0.001）。TC在研究组中也降低了6.60%，而标准豆浆组仅降低了1.76%（p＜0.001）。这些结果表明，每天食用含有2 g植物甾醇和10 g菊粉的豆浆比标准豆浆更能降低TC和LDL-c。关于其作用机制，YANG等[20]在研究中发现，菊粉降低了胆固醇从头合成Srebf2和Hmgcr的关键调节因子的基因表达，并显著增加了总胆汁酸和中性甾醇的粪便消除。以上研究说明菊粉有显著的降血脂作用，并且机制与降低胆固醇从头合成的关键基因有关。

2010年，中国国家疾病控制中心和中华医学会内分泌学分会调查了中国18岁以上人群糖尿病的患病情况，应用世界卫生组织（World Health Organization，WHO）1999年的诊断标准显示糖尿病患病率为9.7%，再次证实我国可能已成为世界上糖尿病患病人数最多的国家[21]。糖尿病是一组以高血糖为特征的代谢性疾病。高血糖则是由于胰岛素分泌缺陷或其生物作用受损，或两者兼有引起。糖尿病时长期存在高血糖，导致各种组织，特别是眼、肾、心脏、血管、神经的慢性损害、功能障碍[22]。

在一项临床前研究中，NING等[23]给予Sprague-Dawley（SD）糖尿病大鼠不同剂量的菊苣菊粉8周，发现相对于模型组大鼠，给药组大鼠的糖化血红蛋白（glycated hemoglobin，GHb）、TC、TG 和非酯化脂肪酸（nonesterifiedfatty acid，NEFA）具有显著下降，并且认为其机制似乎与抑制c-Jun氨基末端激酶（c-Jun N-terminal kinase，JNK）和丝裂原活化蛋白激酶（mitogenactivated protein kinase，MAPK）途径有关。在另一项临床前研究中LI等[24]用菊粉作为添加剂，饲养不同糖尿病阶段的2型糖尿病小鼠，结果发现菊粉对各阶段2型糖尿病均有治疗作用，并且认为其作用机制与抑制炎症因子白介素-6（interleukin-6，IL-6），肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α），白介素-17（interleukin 17，IL-17）和调节肠道微生物群有关。

在临床前动物实验的基础上，王盼等[25]又进一步在临床糖尿病患者里开展了更深入的研究，验证菊粉对2型糖尿病患者血糖控制和血脂代谢的影响，发现经过菊粉益生元营养强化干预后，主要疗效指标GHb和次要指标空腹葡萄糖（fasting blood glucose，FBG）、餐后2小时血糖（2-hour postprandial blood glucose，2hPG）、TC、TG、LDL-c、体质指数（body mass index，BMI）、血压（blood pressure，BP）与试验前和观察期第4周时比较显著降低，差异有统计学意义。在另一项临床研究中，也验证了该临床试验结果。Dehghan P等[26]将49名2型糖尿病患者随机分成对照组和菊粉10 g/d干预组，治疗持续 8周，研究结果发现 FBG、GHb、TC、TG、LDL-c、LDL-c与HDL-c之比和TC与HDL-之比分别下降 8.50%、10.40%、12.90%、23.60%、35.30%、16.25%和25.20%，HDL-c增加19.90%，而对照组参数的变化不明显。结果显示，不但在临床前试验菊粉有良好抗糖尿病作用，在临床患者中菊粉也显示着良好抗糖尿病活性，其作用机制与抑制脂代谢相关基因的表达与炎症因子的释放和调节肠道菌群丰度等多种因素有关。

肠道微生态环境中生存着100万亿微生物,包括细菌、真菌、病毒、原虫等，主要为细菌,有10余种，称为肠道菌群[27]。肠道微生态平衡时，可以保持宿主的正常生理功能，如营养、免疫、消化等。肠道菌群的平衡被打破，人体就会出现腹泻、便秘、消化不良等症状。肠道菌群平衡被打破，结果就是健康的受损[28]。对肠道菌群失衡的患者，可以直接补充双歧杆菌[29]，或者补充膳食纤维[30]，以恢复肠道菌群平衡。刘冰[31]选择C57/BL小鼠20只，雌雄各半，按1∶1比例、随机对照原则分为高聚合度菊粉组和低聚合度菊粉组。采集小鼠食用菊粉前后的粪便，提取细菌总DNA，应用Illumina-MiSeq高通量测序平台对总DNA对应的16S rRNA基因V3～V4高变区进行测序，然后进行Alpha多样性、Beta多样性及微生物群落组成差异的分析。结果发现在小鼠菊粉干预实验中，KEGG第二等级的功能类群发生变化，这些基因功能的改变提示：菊粉可以改善小鼠菌群的组成，增加益生效应。在进一步的研究中，朱立猛[32]基于Illumina Hiseq PE250的测序平台，采用16S rRNA V4和V5高变区高通量测序的技术手段，全面深入分析5%的短链菊粉添加对肥胖小鼠肠道菌群的影响。研究结果显示，高脂饮食诱导产生的肥胖小鼠体内厚壁菌门/拟杆菌属（Firmicutes/Bacteroides）的比例显著上升，Bacteroidales S24-7 group和瘤胃菌科（Ruminococcaceae）等丁酸盐产生菌的相对丰度显著下降，大肠杆菌志贺菌（Escherichia-Shigella），副杆菌属（Parabacteroides）和Bacteroides等革兰氏阴性条件致病菌的相对丰度显著增加。而短链菊粉的摄入，能够显著降低Firmicutes/Bacteroides的比例。该项研究证明菊粉能促进肠道内益生菌相对丰度显著增加，同时能够减少条件致病菌的数量。作者认为其机制是短链菊粉在肠道内的发酵产物短链脂肪酸（short chain fatty acids，SCFAs）可以降低肠道微环境的pH值，抑制有害菌的增殖，从而增加肠道内益生菌的相对丰度。该研究进一步证明了菊粉可以改善小鼠菌群的组成，增加益生效应，并且阐述了其可能的作用机制。

REIMER等[33]在临床前研究的基础上，进行了一项随机、双盲临床研究。将125名成人患有超重/肥胖的患者被随机分配为：（1）对照组；（2）菊粉型果聚糖（inulin-type fructan，ITF）组;（3）乳清蛋白组；（4）ITF+乳清蛋白组。研究结果显示从0到12周，ITF和ITF+乳清蛋白组双歧杆菌菌落总数显著增加，但是乳清蛋白组中双歧杆菌菌落总数并未显著增加，试验结果提示，双歧杆菌菌落总数的显著增加是由菊粉所引起的，说明菊粉型果聚糖可以影响人体内肠道微生物群的变化。

以上的研究表明：菊粉不但在动物水平上显示出较好的调节肠道菌群的活性，在人体内也显示出很好的效果。并且其作用机制可能与菊粉在肠道内的发酵产物SCFAs可以降低肠道微环境的pH值，抑制有害菌的增殖，从而增加肠道内益生菌的相对丰度有关。

结直肠癌（colorectal cancer，CRC）是中国癌症发病率和死亡率的主要原因之一。它是中国第五大常见肿瘤和第五大癌症相关死亡原因，预计近20年间，中国CRC的发病率会增加66.83%[34]。以往流行病学和肿瘤分子生物学研究表明，炎症和结直肠癌发病之间存在密切的联系。炎症可以通过产生自由基，释放细胞因子和趋化因子，诱导细胞增生，损伤DNA，刺激血管生成而促进肿瘤生长[35]，而服用菊粉可以预防结肠癌[36]。Rivera-Huerta M等[37]用菊粉治疗硫酸葡聚糖钠诱导的结肠炎和结肠癌模型小鼠，结果发现，这些果聚糖降低了肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor α，TNF-α）的浓度，并防止了肠息肉的形成、绒毛萎缩和淋巴样增生，这提示菊粉具有潜在的抗癌特性和抗炎作用。菊粉的抗癌特性和抗炎活性在另一项研究中得到证实。HIJOVÁ等[38]在研究中采用菊粉治疗二甲基肼（1，2-dimethylhydrazine dihydrochloride，DMH）导致的SD大鼠结肠癌模型，治疗时间28周，结果显示菊粉显著降低大肠杆菌菌群数，增加乳酸杆菌计数，降低β-葡萄糖醛酸酶活性。菊粉同时也抑制了由DMH导致的丁酸和丙酸浓度降低，从而降低了DMH的毒性，显示了菊粉抗癌和抗炎的活性。同时认为其抗癌潜能可能与菊粉的抗炎活性有关，菊粉能降低结肠黏膜和黏膜下层中环氧化酶-2（cyclooxygenase-2，COX-2）和核因子 κB（nuclear factor κB，NF-κB）阳性细胞的数量，也能使白细胞介素-2（interleukin-2，IL-2）、TNF-α 和白细胞介素-10（interleukin-10，IL-10）的表达减少。这项为期28周的研究提示菊粉的抗癌和抗炎活性。

以上的研究表明：菊粉可以通过降低结肠黏膜和黏膜下层中的炎性细胞和一些炎性因子例如NF-κB、TNF-α等的表达，阻断结直肠癌的发展，显示出良好的抗结直肠癌的活性。

肝脏是人体最大的代谢中枢[39]，具有进行物质代谢、分泌消化液、解毒、免疫、凝血等作用[40]。当肝脏发生疾病时，肝脏的各种功能就会受到影响，严重时甚至会危及生命。临床上服用一些保肝剂可以预防或者减轻肝损伤[41]。在一项研究中，LIU等[42]研究菊粉和儿茶素接枝菊粉（儿茶素-g-菊粉）对小鼠四氯化碳（carbon tetrachloride，CCl4）诱导的急性肝损伤的保肝作用，结果表明，菊粉和儿茶素-g-菊粉对超氧自由基、羟自由基和过氧化氢（hydrogen peroxide，H2O2）具有中度清除活性，并具有抑制脂质过氧化作用。与CCl4处理组相比，使用菊粉和儿茶素-g-菊粉可以显著降低血清谷草转氨酶（aspartate aminotransferase，AST）、谷丙转氨酶（alanine aminotransferase，ALT）和碱性磷酸酶（alkaline phosphatase，ALP）的水平。此外，菊粉和儿茶素-g-菊粉能显著提高肝脏超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、过氧化氢酶（catalase from micrococcus lysodeiktic，CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）、谷胱甘肽还原酶（glutathione reductase，GR）的活性以及增加谷胱甘肽（glutathione，GSH）的含量。研究结果表明，菊粉具有强大的抗氧化活性，对CCl4诱导的急性肝损伤具有潜在的保护作用。KALANTARI等[43]将48只雄性小鼠随机分成6组。小鼠用菊粉（100、200、400 mg/kg）预处理连续 9 d（口服），并在第7天至第9天接受甲氨蝶呤（methotrexate，MTX）10 mg/kg，腹腔注射。实验结束时，收集小鼠的血液和肝脏，观察肝脏的病理学变化，测试血清中氧化应激生物标志物水平，测试小鼠肝脏中凋亡因子如B淋巴细胞瘤-2基因（B-cell lymphoma-2，Bcl-2），半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3（Caspase-3）和miR-122的表达水平。结果表明，MTX给药诱导了小鼠血清中炎性因子水平显著提高，同时诱导出明显的肝损伤症状。此外，与对照组相比，Bcl-2表达减少，Caspase-3活性和miR-122表达增加。相反，菊粉预处理明显改善了由MTX诱导的这些变化。这些证据证明了菊粉对于药物性肝损伤具有很好的保护作用，这可能是菊粉通过调节细胞凋亡和氧化应激因子来介导的。

以上的研究证明了菊粉有良好的肝脏保护作用，其机制可能是菊粉能减少Bcl-2和miR-122的表达以及降低Caspase-3的活性。

便秘是一种以质地坚硬，排便困难为特征的肠胃疾病。世界上约2%～20%的人患有便秘。便秘被认为与一些危及生命的疾病相关，如癌症、糖尿病、和阿尔茨海默病等。人们普遍认为膳食纤维有可能预防便秘，并且相较于传统泻药，膳食纤维表现出较少的副作用[44]。MICKA等[45]在一项随机双盲临床实验中，对患者给以持续4周，每天3次，每次4 g的菊粉或者麦芽糖糊精（安慰剂）进行治疗，结果显示44名患有便秘的患者与安慰剂相比，菊粉显著增加了大便次数。这些结果提示：服用菊粉可能能够改善便秘。在另一个临床研究中，这种猜想得到了证实，张平等[46]通过对召集的50名不同程度便秘患者进行60 d的水溶性纤维素菊粉治疗，结果显示菊粉水溶性膳食纤维对90%的便秘患者有明显的改善作用，说明菊粉对慢性便秘有显著作用。基于前期的研究基础，COLLADO等[47]对PubMed，ScieLo和 Central Trials Register Cochrane数据库的1995～2013年期间的文献检索（关键词：菊粉&便秘）进行了随机对照临床试验的荟萃分析。共发现24篇文章，其中5篇被选中用于荟萃分析，涉及252名受试者（实验组：n=144，对照组：n=108）。使用 Jadad量表评估研究质量，结果发现菊粉对大便频率、大便稠度、运输时间和粪便硬度有显著影响，菊粉摄入量对肠功能有积极作用。关于其作用机制，VANDEPUTTE等[48]在一项双盲、随机、交叉干预研究中，对收集的粪便样本进行了分析，该研究旨在评估食用菊粉对健康成人轻度便秘的粪便频率的影响，结果发现虽然食用菊粉没有显著改变粪便代谢物谱，但确实检测到对全球微生物群组成的适度影响，并且明确了菊粉能诱导一些厌氧菌和双歧杆菌的相对丰度变化。实验发现食用菊粉后会出现Bilophila丰度的下降，并且出现较软的粪便的有利变化。因此认为菊粉改善便秘是因为可以对结肠微生物群影响的生态系统产生影响，这种作用与3个属特异性菌群相关，其中一个属（Bilophila）有希望作为便秘症的新靶点。

通过以上研究显示菊粉确实能改善便秘，能增加大便频率、改善大便稠度，缩短大便运输时间和减低粪便硬度。

抑郁症是一种情绪障碍综合征，通常包括失去兴趣、焦虑、睡眠障碍、食欲不振、缺乏精力和自杀念头。本病具有患病率高、复发率高、高致残、高医疗成本等特点[49]。而外界的压力是抑郁症的主要诱因[50]，这些压力通常很难释放，并且可能影响人们的日常生活。在最糟糕的情况下，它可能导致患者自杀[51]，严重危害患者生命安全。近年来有报导指出菊粉等果聚糖具有潜在的抗抑郁的作用。AN等[52]评估从雪莲果中提取的菊粉型低聚糖在抑郁行为模型中的抗抑郁作用，包括尾部悬吊实验（tail suspension test，TST）和强迫游泳实验（forced swimming test，FST），用于确定急性给药的抗抑郁效果。此外，为了进一步研究慢性给药的抗抑郁作用，该课题组还进行了大鼠学习无助（learned helplessness，LH）实验，结果表明（25、50、100 mg/kg，口服）处理以U形，剂量依赖性方式显著降低了小鼠TST和FST的不动时间，并且对运动活性没有显示出刺激作用。此外，亚慢性给药（25、50、100 mg/kg，口服）治疗显著逆转了LH大鼠的逃避缺陷，包括逃避失败次数增加和逃避潜伏期延长。这些发现表明从雪莲果中提取的菊粉型寡糖具有抗抑郁的活性。LI等[53]在基于前期研究的基础上，进一步在细胞水平上研究了菊粉的抗抑郁机制。在研究中，将高浓度皮质酮（corticosterone，Cort）0.2 mmol/L与PC12细胞一起孵育以模拟抑郁症患者脑神经元的病变状态，发现从巴戟天提取的菊粉型寡糖，菊粉型六糖（inulin hexose，IHS）剂量 0.625、1.25 μmol/L 或地昔帕明（desipramine，DIM）0.25、1 μmol/L能够保护PC12细胞免受Cort诱导的损伤，表现为抑制了细胞内Ca2+过载。同时运用逆转录-聚合酶链反应（reverse transcription polymerase chain reaction,RT-PCR）技术，用Cort 0.1 mmol/L处理48 h降低PC12细胞中的神经生长因子（nerve growth factor，NGF）mRNA 水平，而 IHS 5、10 μmol/L 逆转了这种变化。总之，IHS减弱细胞内Ca2+过载，从而上调Cort处理的PC12细胞中的NGF mRNA表达，这可能是其作用机制之一。

以上研究表明菊粉不仅在细胞水平上显示出良好的抗抑郁活性，在动物水平上也具有良好活性，并且其作用机制可能与减弱细胞内Ca2+过载，上调NGF mRNA水平有关。

矿物质是人体必需的元素，和维生素一样，矿物质是无法自身产生、合成的[54]，特别是钙、镁等成骨元素在人体内发挥着极其重要的作用，如果缺乏这些物质,就会影响体内物质交换和代谢，从而导致多种疾病[55]。ABRAMS等[56]评估了青少年补充菊粉型果聚糖8周和1年后对钙吸收和骨矿物质增加的影响，发现在8周时，果聚糖组的钙吸收显著高于对照组（8.5±1.6）%；发现在1年时，果聚糖组的钙吸收显著高于对照组（5.9±2.8）%。以上数据显示：短期补充菊粉（服用8周以上）和长期补充菊粉（服用1年）均能显著促进钙吸收，并增加骨矿物质，实验结果提示：服用菊粉可能会起到预防骨质疏松症的作用。这一推测随后也得到了相关的实验验证。RASCHKA等[57]在一项研究中用添加10%菊粉的饲料饲养未成年雄性大鼠15 d，研究结果证明，菊粉型果聚糖确实能增加矿物质如钙、镁在骨骼中的吸收、保留和积累。同时认为菊粉能促进矿物质吸收的原因在于菊粉在肠道内发酵所产生的酸能降低结肠的pH值1～2个单位,这会使许多矿物质的溶解度、生物利用度得以提高，而且短链脂肪酸特别是丁酸能刺激结肠黏膜细胞的生长,从而提高肠黏膜的吸收能力，可起到预防、治疗骨质疏松症的作用。有研究发现菊粉不仅能促进钙、镁的吸收，还能促进微量元素锌、铜的吸收。在COUDRAY等[58]的研究当中，将 4个不同年龄段（2、5、10、20个月）的雄性 Wistar大鼠（n=80）随机分配到对照组或菊粉组，在前4 d，菊粉组给予添加3.75%菊粉的饲料，然后在剩余的实验周期给予添加7.5%菊粉的饲料，收集小鼠粪便，通过粪便，使用Zn67和Cu65同位素监测锌、铜元素的吸收。结果显示菊粉摄入量显著增加Zn67和Cu65的吸收。这一结果直接证明了菊粉摄入量可显著影响大鼠肠道对锌和铜的吸收。

以上的研究结果表明，摄入菊粉确实可以增加钙、镁、锌、铜等微量元素的吸收，并且其机制可能与菊粉能降低结肠pH值，从而增加微量元素的溶解度，提高微量元素生物利用度有关。

佐剂是非特异性免疫增强剂，当与抗原一起注射或预先注入机体时，可增强机体对抗原的免疫应答或改变免疫应答类型[59]。人们一直需要新的佐剂来促进艾滋病毒、结核病、疟疾和癌症等疫苗的开发。然而，最有效的佐剂通常具有毒性或安全性等一系列问题。菊粉是植物来源的多糖，其天然可溶的构型没有免疫活性，但是菊粉形成不溶于水的构型——δ构型菊粉时，获得有效的佐剂活性[60-61]。已有研究报道δ菊粉可增强病毒、细菌、寄生虫和毒素抗原的体液和细胞免疫应答。其机制在于δ菊粉可以形成直径约2 μm的阳离子颗粒，当δ菊粉与CysVac2抗原一起进行皮下或肌肉内注射给药时，可诱导CD4+T细胞产生免疫反应并抵抗结核分枝杆菌攻击。在其免疫学作用中，δ菊粉可以诱导强烈的趋化作用，使白细胞募集到疫苗接种部位，刺激对共同注射的抗原产生广泛的免疫反应，并且安全性良好[62]。目前，已经生产出了符合动态药品生产管理规范的以δ菊粉为原料的AdvaxTM佐剂[63]。AdvaxTM佐剂是一种新型佐剂，它的诞生对于佐剂的开发具有很好的启示作用，能给研究者带来新的思路。

可溶性膳食纤维可以通过肠道细菌发酵成短链脂肪酸（short-chain fatty acid，SCFAs），SCFAs被认为可以改善代谢综合征，对人体的健康起到一定的益处，因此可溶性膳食纤维被认为是一种“益生元”[64]。然而，SINGH等[65]研究将可溶性膳食纤维菊粉添加到饮食中，长期食用会诱导黄疸型肝细胞癌（hepato cellular carcinoma，HCC）的发生。这种HCC具有微生物群依赖性，并且在多种存在益生菌的小鼠品系中观察到这种HCC，但在无菌或者经过抗生素处理的小鼠中未观察到此种现象。此外，在给予添加了菊粉的高脂饮食的野生型小鼠中，也发现该种饲料能诱导肠道菌群生态失调和HCC这种现象。作者进一步研究认为，菊粉是通过胆汁淤积，从而引起肝细胞死亡，继而引起炎症发生，最终发展成HCC。并且发现，抑制肠细菌发酵成SCFAs，可以成功预防HCC的发生；用消胆胺干预，防止胆汁酸的重吸收也可以对这种HCC产生预防作用。但是目前关于其分子水平的机制尚不清楚，该团队正在进行研究。这项研究表明，尽管菊粉有多重有益健康的生物活性，但人们应该谨慎地选择含有菊粉及可发酵纤维的食物，因为它在一些特定的人群中有增加HCC的潜在风险。

随着生活水平的提高，人们对健康饮食的需求日益迫切。常年摄入高脂肪、低纤维的不健康饮食，会促使肠道有害菌的产生，抑制有益菌的增殖，破坏肠道微环境的平衡，引起多种疾病。菊粉是一种具有多种生物学功能、来源广泛、制造工艺简单的膳食纤维，且其在调节肠道菌群方面具有显著功效，因此菊粉在调节肠道菌群功能性食品领域具有巨大的市场潜力。但是，随着菊粉在功能食品中应用范围日益加大，也有报道提出菊粉在特定条件下有增加患肝癌的风险。未来应该要继续加大对菊粉安全性的研究，制定出符合食品安全的用量标准，使菊粉在安全标准下能得到更广泛的应用。

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Advances in Research on Biological Activity and Mechanisms of Inulin

XIANG Cen1，RONG Yao1，CHI Ming2，LIU Yu-chao2，ZHU Jia-wen2，YU Peng1，TENG Yu-ou1，2，*（1.College of Biotechnology，Tianjin University of Science and Technology，Tianjin 300457，China；2.Qinghai Light Industry Institute Co.，Ltd.，Xining 810008，Qinghai，China）

Abstract：Inulin is a water-soluble dietary fiber.In recent years,inulin has been widely used as a health food or food additive.This article summarized the various beneficial biological functions of inulin,the possible risks under certain conditions,and the mechanism of inulin's biological function.The aim was to provided inulin as a basis for the safety and effectiveness of health foods,food additives and medical accessories.

Key words：inulin;biological activity;mechanisms;hypolipidemic effects;hypoglycemic action

DOI：10.12161/j.issn.1005-6521.2020.19.037

作者简介：向岑（1989—），男（土家），博士，研究方向：功能性食品研究与开发。

*通信作者：滕玉鸥（1976—），女（汉），教授，博士，研究方向：菊粉的开发与利用。

引文格式：

向岑，荣耀，迟明，等.菊粉生物学作用及机制研究进展[J].食品研究与开发，2020，41（19）：212-218，224

XIANG Cen，RONG Yao，CHI Ming，et al.Advances in Research on Biological Activity and Mechanisms of Inulin[J].Food Research and Development，2020，41（19）：212-218，224

收稿日期：2019-10-14