消化酵素是什麼?我需要補充嗎?消化酵素的功效與副作用

酵素是什麼?我需要補充嗎?消化酵素的功效與副作用

提到酵素,大家第一個想到的就是跟消化有關,但酵素是什麼?市場中許多攤販自製的蔬果發酵液就是酵素嗎?要吃什麼東西才有幫助消化的酵素呢?其實在飲食與消化的關係中,大多數營養素的成分結構都相當複雜,無法被人體立即使用,必須分解成更簡單的化合物,才能被吸收,而這個分解食物的過程就需要酵素(enzymes)來作用。以下就來跟大家說明,到底酵素是什麼?消化酵素在哪些食物中有!

酵素是什麼?

酵素,又稱為酶,是一大群具有生物催化活性物質的統稱,絕大多數的酵素是由蛋白質所構成(少部分則由RNA組成),生物體中透過代謝路徑得以維持基本的生理運作,幾乎所有細胞內的代謝過程皆需要酵素參與。

酵素的存在可加速反應的進行,酵素缺乏則使反應速率大幅降低,甚至與某些臨床症狀或代謝疾病發生相關,如:相當常見的乳糖不耐症便是腸道原本可分解乳糖的酵素-乳糖酶(lactase)缺乏所引起。

另外,新生兒篩檢項目之一-葡萄糖六磷酸鹽脫氫酵素缺乏症(Glucose-6-phosphate dehydrogenase;G6PD),也就是俗稱的蠶豆症,導因於G6PD酵素的缺乏,使得紅血球缺乏保護,容易受到破壞而發生溶血。

酵素作用具有專一性,例如:體內代謝酒精的酵素-酒精去氫酶Alcohol dehydrogenases (ADH),不會代謝葡萄糖或其他物質,也因如此,目前至少發現五千種以上需要酵素協助的生化反應。

酵素的活性除了受到酵素本身濃度的影響外,也容易受其他外在環境因素而發生改變,其中包含溫度及pH值。每種酵素最適合的溫度不同,通常在一定範圍內,溫度越高則反應速率越快,但是,別忘記酵素大多是由蛋白質組成,溫度過高反而會使蛋白質變性造成酵素失去活性。

大多數的酵素最適合pH為中性,但是不同酵素還是有其最適pH值,如:口腔中分解澱粉的酵素,最適合的環境偏弱酸性(pH值約為6.7),胃中消化蛋白質的胃蛋白酶(pepsin),則需在強酸下(pH值約2)才可發揮最佳效果。

最後,許多酵素作用時是需要輔因子(cofactor)的協助,而絕大多數的輔因子是由維生素或礦物質扮演這角色,輔因子可能透過傳遞電子、官能基轉移或運送氧氣等方式協助酵素進行催化,所以,飲食中維生素或礦物質缺乏時,勢必會影響到某些酵素的活性。

 

酵素有分哪些種

消化酵素是一群具有幫助消化反應進行酵素的通稱,根據酵素作用對象的差異,可再細分成針對醣類、脂質、蛋白質、核酸及其他(:植酸)分子的酵素。

當我們吃白麵包、米飯或麵食(澱粉),首先於口腔中,透過唾液澱粉酶,會將分子較大的澱粉,切割成較小的麥芽糖分子,但食物在口腔停留時間較短,所以隨著消化過程進行,食團進入小腸後,還需要再經由胰臟分泌釋放至小腸的胰澱粉酶,將大部分的澱粉切割成麥芽糖分子,最後,經麥芽糖酶把麥芽糖分解成可供細胞直接利用得更小分子葡萄糖。

牛奶中含有較多的乳糖,如同先前提到酵素催化具有專一性,乳糖無法被澱粉酶分解,所以乳糖進入小腸後,會被小腸分泌的乳糖酶分解成葡萄糖及半乳糖,後兩者才會繼續被細胞利用,倘若乳糖酶分泌不足,乳糖未經消化完全進入大腸後,則造成滲透壓上升,進而引起腹瀉也就是俗稱的乳糖不耐症。

另外,堅果、酪梨或高脂食物的攝取,透過小腸中的胰脂解酶(lipase)將大分子的脂質分解成可供細胞利用的小分子單甘油酯及脂肪酸。吃入蛋白質後,同樣也需要酵素將其分解成細胞可利用的小分子胜肽或更小分子胺基酸。

 

酵素有哪些功效?

酵素就像一把剪刀,將攝取進入體內的蛋白質、澱粉、脂肪都分解成更小的分子以利吸收[4]

酵素可以自行產生或腸道微生物群產生才能進行,尤其是自己製造的消化酵素是最關鍵的作用[1]。一般來說,每餐進食自身都會分泌一次全新的消化酵素,消化食物分解成更小的分子在腸道被人體吸收與利用[2]

消化酵素由消化系統產生和分泌,以分解脂肪、蛋白質和碳水化合物,消化後吸收營養。消化酵素根據其各自的功能主要可分為三類:蛋白酵素(proteases)、澱粉酵素(amylase)和脂肪酵素(lipase) [3]。蛋白酵素主要是胰蛋白酵素(trypsin)、糜蛋白酵素(chymotrypsin)及彈性蛋白酵素(proelastase),一般來說在pH 1.8到3.5之間具有最佳活性,在中性或鹼性pH下會產生不可逆地失去活性,主要分解蛋白質與不同的胺基酸;澱粉酵素,主要將飲食中的澱粉分解成單醣(葡萄糖、半乳糖等)後再由小腸細胞吸收;脂肪酵素,主要分解磷脂、鞘脂、半乳醣脂、膽固醇等。

胰腺分泌的脂肪酵素會和膽汁於小腸混合,分解飲食中的脂肪,以利人體吸收[4]。目前除了在生物內發現自行產生的消化酵素,也在微生物及植物內發現外源性的消化酵素,可作為有效的消化助劑來分解食物,例如在鳳梨中發現鳳梨酵素(bromelain)可有效分解蛋白質[5],米麴菌(Aspergillus oryzae)與鬚根黴菌(Rhizopus arrhizus)等微生物也能合成分泌出酵素來分解脂肪[6]

消化系統中,胰臟分泌的消化酵素最為多元,而飲酒、高脂肪飲食或吸煙,則會進一步增加對胰臟細胞的壓力。當胰臟功能達到其極限並不堪重負時,則會導致胰臟細胞損傷[7]

 

消化不良要吃酵素還是益生菌?

提到幫助消化,酵素、益生菌、益生質、後生元等名詞經常使人困惑,到底這些東西對消化有什麼幫助?差異又在哪裡?

其實這些東西都可以幫助消化,但他們的各自功能有所不同,可以先透過下表了解。

酵素 益生菌 益生質 後生元 蔬果發酵液
功效活性 將食物變成小分子,有助於協助上消化道的消化作用 食用益菌使其定殖在腸道,進一步調整腸道菌叢 提供益生菌養分,幫助益生菌定殖於腸道 幫助益生菌生長的有利環境 幫助代謝、
促進胃腸蠕動、
維持身體機能
主要成分 1.醣類分解酵素
2.脂質分解酵素
3.蛋白質分解酵素
4.核酸分解酵素
5. 植酸分解酵素
1.細胞:A菌、B菌、
C菌、LP菌、LGG菌
2.酵母菌:布拉酵母菌
1.膳食纖維(水溶性、非水溶性、寡糖及抗性澱粉)
2.多元不飽和脂肪酸:EPA、DHA…等
3.植化素:薑黃素、橙皮素、槲皮素(quercetin)等
1. 微生物的細胞碎片(細胞外多糖類、細菌細胞壁特殊結構)
2.細胞代謝物
(短鏈脂肪酸SCFA、活性蛋白…等)
1.植化素
2.膳食纖維
3.多醣體
4.抗氧化酵素活性分子
5.維生素

 

哪些食物含有豐富酵素?

水果蔬菜中含有許多不同的天然酵素,不同的水果酵素可以對不同營養素有幫助消化代謝,也有可能有抑制吸收的功能;許多研究都是針對不同的水果酵素在人體腸胃道中對於不同營養素的影響,像是紅醋栗中的酵素對碳水化合物的水解酵素有抑制的效果,可能對於糖尿病病患有控制血糖的功效等[8]。這邊介紹幾種含有豐富消化酵素的水果:

  • 鳳梨

    鳳梨中含有的鳳梨酵素(bromelain)為一種蛋白質分解酵素,半胱氨酸蛋白酵素(cysteine protease),除了可以在腸胃道中協助蛋白質分消化分解之外,現在有也許多研究指出其有纖維蛋白溶解、抗水腫、抗發炎和抗癌的功效[9]。鳳梨酵素吸收率很高,而不會失去其蛋白水解活性,額外攝取也不會產生任何嚴重的副作用[10]

     

  • 奇異果

    奇異果中也含有豐富的奇異果酵素(actinidin),而特有的天然蛋白質分解酵素(半胱氨酸蛋白酵素),有助於蛋白質消化,且奇異果酵素在很寬的pH值範圍內保有活性。在一些體外研究中,模擬人體胃消化模型的結果顯示,與單獨只有胃蛋白酵素存在下,加入奇異果酵素的情況下能有更大程度地增強了消化牛奶、大豆和肉類等蛋白質來源的食物[11]

     

  • 木瓜

    木瓜在果實成熟前含有木瓜酵素(papain),為蛋白水解酵素(半胱氨酸蛋白酵素),但不存在於成熟果實中,只存在於未成熟的果實中。木瓜酵素可以幫助分解蛋白質及胺基酸、抗發炎等功效。木瓜果實的產品被美國食品和藥物管理局認為是普遍認為是安全(generally recognized as safe, GRAS)的食品[12]。因其生物活性被廣泛運用在藥物設計、工業用途,如嫩肉劑和藥物製劑等[13]

     

  • 香蕉

    在香蕉中也含有澱粉水解酵素(amylases)和葡萄糖苷酶(glucosidases),這兩種酵素可將複雜的碳水化合物分解成更小、更容易吸收的糖類分子[14]。這些酵素在香蕉開始成熟時將澱粉分解成糖類分子,這就是為什麼成熟的黃色香蕉比未成熟的綠色香蕉甜得多[15]。芒果也含有類似的澱粉水解酵素(amylases)可以將碳水化合物從澱粉分解成葡萄糖和麥芽糖等糖類分子,在芒果成熟的過程中所扮演的角色也與在香蕉中是類似的[16]

 

我需要補充酵素嗎?

消化酵素主要用於改善身體自己不能產生足夠酵素的患者,幫助他們消化食物,可以用於輔助有消化狀況的患者[17]。一般人若是時常有消化不良的情況也能夠補充,有動物研究結果指出,額外補充外援性的綜合消化酵素,具有增強腸道健康狀況、增加營養消化和提高生長性能的效果[18]。也越來越多研究支持使用植物性來源的消化酵素來緩解改善幾種臨床消化和吸收不良疾病,例如:乳糖不耐症、大腸急躁症和胰腺炎等[3]

 

酵素怎麼吃?

大部分市售之酵素補充劑應隨餐服用,消化酵素需要在食物的存在下才能發揮其分解消化的功能,若是消化系統沒有任何東西可以被代謝消化,此時補充消化酵素是沒有效果的。在許多情況下,酵素應該與食物結合補充,以正確發揮其預期功能。例如,乳糖分解酵素可以與乳製品一起服用[17] [19]。在相關實驗也指出,消化酵素應隨餐補充,可以有效改善受試者對於像是蛋白質、脂肪的消化與吸收[3]

臨床研究,針對乳糖不耐症患者於進食牛奶時,同時給予半乳糖酵素(beta-galactosidase),結果發現受試者出現脹氣之情況減少了62%,並且乳糖不耐受症狀也顯著減少[20]

 

食用過多的消化酵素有副作用嗎?

額外攝取消化酵素可能有但不太常見的症狀可能包括噁心、腹部絞痛、腹瀉等,如果您有以上症狀,建議少量用到多量,或是諮詢您的醫生。某些藥物可會干擾消化酵素的作用,因此建議您在購買前可以先與您的醫師諮詢討論[21]

 

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