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1、L-阿拉伯糖的功效研究进展孟庆佳李颂董志忠*(中粮营养健康研究院有限公司，北京102209)(营养健康与食品安全北京市重点实验室，北京102209)(老年营养食品研究北京市工程实验室，北京102209)摘要L.阿拉伯糖是一种戊醛糖，也是一种“低热量代糖”，其甜度大约为蔗糖的50%左右。L.阿拉伯糖在小肠内具有抑制蔗糖吸收的作用。本文综述了近年L.阿拉伯糖对由蔗糖分解导致的减少血糖升高的作用以及促进肠道益生菌生长和调节脂代谢等健康功效的研究和应用。关键词L.阿拉伯糖；蔗糖；血糖；糖尿病；益生菌A review of Research on the Functions of L-Arabinose
2、MENG Qingjia, LI Song, Dong Zhizhong*(COFCO Nutrition and Health Research Institute, Beijing 102209, China)(Beijing Key Laboratory of Nutrition, Health and Food Safety, Beijing 102209, China)(Beijing Engineering Laboratory for Geriatric Nutrition Food Research, Beijing 102209, China)Abstract： L-Arab
3、inose is an aldopentose - a monosaccharide containing five carbon atoms. As a low-calorie sugar-substituting sweetener, therelative sweetness of L-Arabinose equals to half of the Sucroses. Previous research suggested that L-Arabinose selectively inhibit intestinalsucrose absorption and then inhibit
4、the increase of blood sugar. This article reviews research on functions and health benefits of L-arabinosein small intestine.Key words: L-arabinose; Sucrose; Blood Glucose; Diabetes; ProbioticsL-阿拉伯糖(L-Arabinose)是一种自然界中天然存在的五碳单糖。L-阿拉伯糖属于五碳醛糖，以阿拉伯聚糖、阿拉伯糖基木聚糖、阿拉伯糖基半乳糖体及类似于高等植物半纤维的形式存在。游离形式的L-阿拉伯糖仅出现在发
5、酵食物中，如豆面酱和米酒等。L.阿拉伯糖本身带有甜味，甜度相当于蔗糖的一半，是一种可用于替代蔗糖的甜味剂。近年研究发现L-阿拉伯糖在小肠中抑制蔗糖吸收，这一特性会为基于L-阿拉伯糖的食品研发带来新的思路。而随着人们对肥胖、高血糖、高血脂和糖尿病的日益关注，在饮食中也会越来越注重糖分的“健康摄取”,这也为L-阿拉伯糖的应用提供了广阔的市场前景。1 L.阿拉伯糖的制备方法收稿日期：2017年9月22日*通讯作者项目来源：中粮集团基础研发项目(2015-C2-F007)作者简介：孟庆佳(1984),女，汉族，北京人，硕士，工程师，研究方向为食品营养学L-阿拉伯糖需要从植物的半纤维素（玉米皮和棒芯、果
6、皮和甜菜渣等原料中含量较高）中分离出来，其提取方法主要有以下四种：第一，以甜菜等为原料，进行碱水解、酸中和、沉淀过滤和分离结晶制取；第二，利用生物方法进行制备，如利用枯草芽抱杆菌的培养物酶解含有L-阿拉伯糖的物质进行制备；第三，用微生物吸收各种杂糖，提高阿拉伯糖的浓度，进一步浓缩结晶制备；第四，化学合成法，如利用鼠李糖等为原料，在过氧化氢和乙酸催化下制备L阿拉伯糖。其中酸碱水解法制备的工艺较为成熟，且已被大量应用于工业化生产，但是其纯化工艺较为复杂，生产过程中会产生大量的废酸废碱，易造成环境污染，此外温水解还可能产生一些对人体有害的副产物，影响其在食品药品领域的应用。近些年，使用微生物酶解法或
7、选择性发酵除杂法制备L-阿拉伯糖的方法逐步兴起，不仅可以简化生产工艺，大幅降低生产成本，同时污染较小，代表了今后L-阿拉伯糖工业化生产的方向；但这一方法目前的瓶颈在于获得高效的酶或高水解能力的菌株，这还需要广大科技工作者共同努力，使用微生物工程技术或现代生物技术对现有产酶菌进行改造，进一步降低L-阿拉伯糖的生产成本【2-9】。2 L-阿拉伯糖的健康功效2.1 L .阿拉伯糖的血糖调节作用L-阿拉伯糖摄入体内后，基本不产生热量，在人和动物的肠道内对蔗糖的代谢转化进行调节。研究证明，L-阿拉伯糖能够通过抑制蔗糖酶来减少蔗糖的吸收，进而减少因摄入蔗糖而导致的血糖升高。研究发现，低浓度的L-阿拉伯糖（
8、2nmiol/L）在体外可以抑制猪小肠中蔗糖酶的活性：向蔗糖中加入2%-3%的L-阿拉伯糖，可以减少60%的蔗糖被小肠吸收，而D-阿拉伯糖、阿拉伯糖的旋光异构体以及阿拉伯糖的一些二糖形式则没有上述功效。另外，也有研究表明，L-阿拉伯糖的服用可以降低蔗糖喂给后小鼠和大鼠的餐后血糖水平11-11o Seri K等发现小鼠不间断的食用2-3周的高蔗糖含量食物后，L-阿拉伯糖的添加可以持续抑制蔗糖类食物供给造成的血糖增加，而餐后血糖面积大约下降30%左右。这就证明了 L-阿拉伯糖在体内试验中不仅可以控制蔗糖类食物造成餐后血糖升高，还可以抑制长时间蔗糖摄入后的血糖增加。国内也有一些实验室利用蔗糖为碳水化
9、合物来源，研究了L-阿拉伯糖对动物的血糖调节作用。2008年，厦门大学周克夫等研究发现，L-阿拉伯糖能够显著降低喂养高糖（10%蔗糖）高脂饲料小鼠的空腹血糖，增强糖耐量，并且能够有效减缓小鼠体重增长趋势。以兔子为研究对象进一步实验也证实L-阿拉伯糖具有降血糖和减肥的功效。同样，在人体实验中，InoueS等发现L-阿拉伯糖的摄入可以降低餐后血糖，并呈现一定的剂量依赖关系。该研究组发现正常人和糖尿病患者在食用果冻等甜品的同时，如添加3%重量单位的L-阿拉伯糖，餐后血糖水平较对照组都有所降低皿。Preuss HG组研究发现共同服用1厂阿拉伯糖和食物来源铭可以降低餐后血糖J在给予大鼠蔗糖食物的同时，对
10、比添加L-阿拉伯糖、大鼠豆类提取物、木槿提取物时发现，L-阿拉伯糖对蔗糖摄入导致的血糖升高有显著抑制作用，且其功效远高于其它两种“碳水化合物抑制因子” 1，o目前应用的另一种碳水化合物类的降糖产品为阿卡波糖，L-阿拉伯糖与之相比，由于L-阿拉伯糖在体内代谢过程中更为稳定，且对蔗糖酶的亲和力更高，因此其抑制蔗糖分解的作用更为显著。此外，阿卡波糖可以抑制包括淀粉酶在内的多个二糖和多糖酶的活性，这种“非选择性”的抑制导致阿卡波糖类产品常会伴有腹涨、轻度腹泻乃至肠梗阻等副作用。而L-阿拉伯糖仅抑制蔗糖酶活性，在体内不会长期积累，餐后8小时血浆中L-阿拉伯糖的水平恢复到基础水平，目前尚未发现关于L-阿拉
11、伯糖的明显的副作用的研究结果及报道。但研究同时发现L-阿拉伯糖对麦芽糖酶、海藻醺酶、乳糖酶和淀粉酶等其它二糖或多糖水解酶没有抑制作用。如果用葡萄糖或者淀粉替代蔗糖，豆类提取物、木槿提取物等物质一定程度上可以抑制餐后血糖升高，但是L-阿拉伯糖的血糖抑制作用则完全丧失。2.2 L-阿拉伯糖与肠道健康相比较L-阿拉伯糖可以抑制由于蔗糖分解而导致的血糖升高这一功能，L-阿拉伯糖其它功能的研究证据并不充分，还需要进一步验证。研究发现大鼠食用14C标记的蔗糖食品，摄入L-阿拉伯糖后累积呼出的14C标记的C02显著降低，14C标记的蔗糖多数停留在盲肠中；此外，L-阿拉伯糖的添加可以增加大鼠盲肠湿重，盲肠内总
12、挥发性有机酸含量显著上升（主要增加的有机酸有乙酸、丙酸、乳酸、苹果酸和琥珀酸），降低盲肠微环境的pH值皿。研究者推测上述现象的发生主要是由于以下两方面原因：第一，小肠中的细菌可以将L-阿拉伯糖发酵，产生短链脂肪酸和乳酸;第二，由于L-阿拉伯糖抑制了小肠粘膜蔗糖分解酶活性，蔗糖分解被阻断后肠道菌群会将蔗糖发酵，产生酸性物质虬已有研究指出，肠道酸性环境有助于双歧杆菌、乳酸菌等益生菌的生长，但是少量摄入L-阿拉伯糖对肠道酸碱性的调节作用是否可以显著促进益生菌的生长，还有待进一步证实问。2.3 L-阿拉伯糖在调节糖脂代谢等方面的功能L-阿拉伯糖在调解糖脂代谢等方面也具有健康功效。一项研究指出，如果将几
13、种有“降糖”作用的碳水化合物（31%的L-阿拉伯糖、19%的豆类提取物、31%木槿提取物、12%的武靴藤提取物、6%的绿茶提取物以及1%的苹果提取物）混合，并将含有葡萄糖、淀粉和蔗糖的水分作为大鼠碳水化合物来源，九周后检测大鼠糖化血红蛋白值（反应近8-12周血糖的整体水平）发现“降糖混合物”可以有效抑制碳水化合物摄入带来的大鼠糖化血红蛋白的增加，且无明显副作用例。而日本Osaki S等发现食物中添加1%的L-阿拉伯糖，可以抑制食物中蔗糖含量增加（0-30%,饲喂10天）导致的大鼠脂肪组织重量、血浆内甘油三酯的浓度、肝脏脂肪代谢酶（主要有乙酰辅酶A猿化酶、脂肪酸合酶和柠檬酸裂解酶）以及血浆内胰岛
14、素水平的增加幅度。但当用果糖和葡萄糖代替蔗糖添加时，L-阿拉伯糖的抑制效果随即消失。人群试验证明每日摄入L.阿拉伯糖可以抑制餐后血糖水平，胰岛素以及C反应蛋白，并且提高胰高血糖素样肽，使成人体重降低，同时没有胃肠道副作用23。Krog-Mikkelsen I等用志愿者（15个健康受试者）检测了 L-阿拉伯糖对蔗糖摄入后一系列糖代谢指标的影响，发现受试者在摄入L-阿拉伯糖后，餐后血糖和胰岛素水平都会降低回；摄入L邛可拉伯糖组的胰岛素C肽量较低，同时血浆内GLP-1的量较高，而GLP-1是一个可以促进胰岛素分泌的因子，因此证明L-阿拉伯糖的摄入可以减少血糖升高，且使胰岛素的分泌降低曷。该研究还显示
15、，L-阿拉伯糖的摄入对餐后甘油三酯的水平并没有调节作用。同时研究指出，不同组测试时极个别受试者分别出现了胃胀、轻度腹泻和恶心的症状，但没有统计学差异SI。3 L-阿拉伯糖的应用上世纪90年代开始，生物学家和营养学家就展开了对L-阿拉伯糖的深入研究，没有发现食用L-阿拉伯糖有明显副作用和生理毒性，目前认为食用L-阿拉伯糖是安全的。美国医疗协会将其列入用作抗肥胖的营养补充剂和非处方药；美国食品药品监督管理局（FDA）将其列为食品添加剂。在日本厚生省的特定保健用食品清单中，L-阿拉伯糖被列入用于调节血糖的专用特殊保健食品添加剂。根据中华人民共和国卫生部2008年第12号文件公告，L-阿拉伯糖被批准为我国的新资源食品，使用范围为“各类食品，但不包括婴幼儿食品”。L-阿拉伯糖的生产公司主要集中在日本、英国、德国、西班牙和中国。目前认为L-阿拉伯糖产品的目标人群主要有“三高”和体重超标人群，以及糖尿病患者，并在一定程度上可以满足高端人士家庭的保健需求。L-阿拉伯糖作为新兴的健康糖，有望让糖尿病人一定程度上享受到蔗糖食品的美味，并迎合人们追求健康的心理需要和实际需求。L-阿拉伯糖将可能在家用蔗糖、乳制品、糕点、面包、儿童食品、冰淇淋、饮料、甜点、巧克力等食品中得到广泛应用，并在改善人们生活品质、提高健康生活水平等方面发挥重要意义。随着研究的不
