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1、低聚木糖和大豆低聚糖在保健食品中的应用摘要：功能性低聚糖具有糖类某些共同特性，而人体胃肠道内没有水解功能性低聚糖酶系统，也不被人体胃酸降解，不在小肠吸收，可直接进入大肠内优先为双歧杆菌所 利用，是一类性能优良的双歧杆菌(Longus Bifidobac teria)增殖因子。以低聚木 糖、大豆低聚糖为例，重点阐述了其化学结构、特点综述了功能性低聚糖的生理 功效和开发应用前景。关键词：功能性低聚糖，低聚木糖，大豆低聚糖，生理功效前言：目前，功能性低聚糖已经成为一种重要的功能型食品基料，在世界范围内得到了广 泛的应用，在国外，功能性低聚糖已被广泛制成各种营养疗效滋补剂和高级糖果饮 料。更被大量的作
2、为医药制剂和含流汁病人的能源。日本已有10多家公司生产含功 能性低聚糖的保健食品。美、英、法等国也都大量生产低聚糖饮料、食品。目前， 我国也陆续有了低聚果糖、大豆低聚糖等批量生产4。在中国具有巨大的市场潜力。1. 功能性低聚糖的基本概念及市场发展低聚糖又称为寡糖(Oligosaccharides)，是由210个单糖通过糖苷键连接形成直链 或支链的低度聚合糖,广泛存在于各种天然食品中,如水果、牛奶、蜂蜜、蔬菜等。并不 是所有的低聚糖都成为功能性低聚糖， 只有在人体肠胃道内不被消化吸收而直接进入 大肠内为双歧杆菌所利用的低聚糖才称为功能性低聚糖。低聚糖可分类为普通低聚糖和 功能性低聚糖(Funct
3、ional Oligosaccharides)两大类。普通低聚糖包括蔗糖、麦芽糖、乳 酸糖、海藻糖和麦芽三糖等， 它们可被机体消化吸收;功能性低聚糖包括低聚异麦芽糖、 大豆低聚糖、果糖低聚糖、低聚半乳糖、壳聚糖、壳低聚糖、低聚木糖等， 因在人体肠 道内不具备分解消化的酶系统，不能被人体胃酸和胃酶所降解，不能消化吸收，而是在人 体发挥独特的生理功能，他们是肠道有益菌的增殖因子。功能性低聚糖首先由日本传入我国，近年来在国家大力扶持和推广下，其被列入了 国家轻工行业标准QB/T2492-2000。其中的许多产品被国家公众营养与发展中心推荐为 “营养健康倡导产品”。目前，中国功能性低聚糖的产能约12万
4、吨，实际产能只有7万 吨左右，国内市场需求量在 6 万吨左右，世界需求量却高达 135 万吨。2. 低聚木糖2.1 低聚木糖的结构与加工特性 低聚木糖(xylo-oligosaccharides)又称木寡糖，是由27个木糖残基以0-1, 4糖苷键结合 而构成的低聚糖，其组成又以木二糖和木三糖为主1。(JEiOHOHOH木三撼HUH低聚木糖外观为乳白色或淡黄色粉末，具有良好的耐热性和耐酸性，质量分数为5%的 低聚木糖水溶液在pH值为2.58.0，温度100C下，加热lh时无变化；质量分数为1% 的低聚木糖水溶液在pH值为2.58.0,分别在温度20C、37C、50C下贮存3个月， 没有发生明显变
5、化1，2.低聚木糖区别于其他低聚糖具有四大特性：高选择性增殖双歧杆菌，很难为人 体消化酶系统所分解，酸、热稳定性好，有效摄入量少等，适合于与所有食品、保 健品、医药等产品配伍。日本SUNTORY公司早于1989年研制成功并推向市场；我国 于2000年研制成功，并于2002年，被卫生部批准为新资源食品； 2003年，日本又将 其批准为保健品食品之一。2007年低聚木糖被国家公众营养与发展中心批准推荐为“营 养健康倡导产品”。 32.2低聚木糖的保健功能 低聚木糖作为一种新兴的功能性食品配料，因具有优良的加工特性和多种生理调节 功能，被广泛应用于各种功能性食品中，其生理调节功能主要有以下几方面。2
6、.2.1 调节肠道菌群，促进双岐杆菌增殖 目前在食品工业中经常应用的几种功能性低聚糖中，低聚木糖是促进双歧杆菌增殖效率 最高的一种。低聚木糖的有效用量仅为0.7g/d ；相对与其他产品来说，在有效剂量范围 内，其功效是其他低聚糖产品的10-20倍。随着其宣传力度的增加，以及其应用范围为， 低聚木糖的市场前景十分广阔。而其它的功能性低聚糖的有效日摄入量是低聚木糖的数 倍，因此低聚木糖也被称为“超强双歧因子”2。低聚木糖能够选择性的促进肠道双歧 杆菌等有益菌的增殖，使其成为肠道优势菌群，调节肠道微生态平衡，促进肠道 健康。双歧杆菌是人体肠道内的正常栖居的菌群，它能够选择性的代谢低聚木糖产生大 量短
7、链脂肪酸，相反，肠道中的葡萄球菌、大肠杆菌和许多梭状芽孢杆菌都不能利用低 聚木糖。双歧杆菌代谢低聚木糖产生的短链脂肪酸主要是乳酸和醋酸，能够降低肠道的 pH值，抑制了其它有害菌的繁殖，使人体内的吲哚、酚、氨和尸胺等有害代谢物质明 显减少，从而降低了人体患结肠癌等疾病的机率.62.2.2 降低血压、血清胆固醇及血糖低聚木糖属于水溶性膳食纤维，具有膳食纤维的部分生理功能，低聚木糖对预防高脂血症有很好的效果。低聚木糖还可提高女性血清中高密度脂蛋白胆固醇的比率5。2.2.3 低热量低聚木糖很难被人体消化酶系统所分解，唾液、胃液、胰液和小肠液等都几乎不能分解 低聚木糖，其能量值几乎为零，因此，低聚木糖可
8、用作减肥食品和调节血糖食品的原料。2.2.4 抗龋齿低聚糖不会引起牙齿龋变，龋齿是由于口腔微生物特别是突变链球菌侵蚀而引起的，低 聚木糖不能被口腔内细菌所利用，也不能被口腔酶分解。因此不会引起牙齿龋变，有利 于保持口腔卫生。低聚木糖与蔗糖并用时能阻止蔗糖被龋齿病原菌利用而生成牙垢，可 抑制葡萄糖在牙齿上附着，防止牙齿表面珐琅质脱灰。2.2.5 生成营养物质 人体摄入低聚木糖，促进双歧杆菌等肠道有益菌的增殖，肠道有益菌群在代谢过程中， 会产生维生素Bl、维生素B2、维生素B6、维生素B12、烟酸和叶酸等营养物质，这些 营养素能够被人体吸收利用，实现补充人体多种营养素的保健功能。2.3低聚木糖在保
9、健品中的应用及前景低聚木糖以其原料来源丰富、功能优异且附加值高等优势，已成为前景看好的保健 食品配料。同时，作为新一代生物制品，低聚木糖具有优良的加工性能，现已在醋饮品、 口香糖、口服液、胶囊以及各类调节肠道菌群的中、高值产品中应用。例如：与中草药辅配的保护胃粘膜类的无限极牌常欣卫口服液、卫奥开牌海参壳聚 糖胶囊；调节肠道菌群的尝如意牌低聚木糖胶囊、昂立1号R优菌多颗粒（女士型）、复 临畅欣牌低聚木糖片等；辅助降血脂类的华雨牌清清口服液、龙力牌唐亿康胶囊等。33. 大豆低聚糖 大豆低聚糖是大豆籽粒中可溶性糖类的总称,是一种功能性甜味剂,能替代蔗糖应用在功 能性食品或低能量食品中。在成熟大豆中含
10、量最高约占全大豆总量的 10%,主要由水苏糖、 棉籽糖和蔗糖组成。14此外,大豆低聚糖中还含有葡萄糖、果糖、半乳糖肌醇甲醚、右旋 肌醇甲醚等,不能被胃酸及酶降解,它是一种功能性低聚糖。3.1 大豆低聚糖的理化性质大豆低聚糖粉末为白色，糖浆外观为无色透明液体，甜味纯正，甜度约为蔗糖的7075，热量值仅为蔗糖的50，且很少转化为脂肪，可代替部分蔗糖作为低热量甜味 剂。而精制的大豆低聚糖甜度仅为蔗糖的22，能量值更低。大豆低聚糖的保湿性低于 蔗糖、果葡糖浆，水分活性接近于蔗糖，而渗透压略高于蔗糖7。大豆低聚糖热稳定性 良好，在160C时水苏糖、棉子糖破坏很少，短时间热稳定，140C不会分解。在酸性条
11、 件下(pH56)加热至到 120C，比果寡糖和蔗糖稳定，pH=3条件下加热极为稳定，因此 大豆低聚糖可广泛应用在清凉保健饮料、酸奶及乳酸菌饮料之类酸性食品中。此 外，大豆低聚糖还具有抑制淀粉老化的功能，使淀粉含量较高的饲料在高温下制粒，其 中的淀粉仍不破坏，保证在动物消化道内被消化酶很好地消化利用，并可防止饲料产品 发生硬化，延长货架期9。3.2 大豆低聚糖的生理功能3.2.1 促进双歧杆菌增殖，改善肠内菌群结构由于人体肠道内缺乏0-半乳糖苷酶，大豆低聚糖所含的水苏糖、棉子糖不能被人 体的消化酶分解，因而人体不能直接利用大豆低聚糖，但它可被肠道内的细菌充分利用， 并且能使双歧杆菌增殖。双歧杆
12、菌能选择性地将大豆低聚糖水解成醋酸和乳酸，使肠内 的pH下降，从而抑制肠道内有害菌的生长起到整肠作用。3.2.2抑制有害物质产生，保护肝脏功能双歧杆菌利用大豆低聚糖，产生一些有益物质，促进人体新陈代谢，抑制腐败菌生 长，从而抑制有害物质的产生，减轻肝脏的解毒负担，起至保护肝脏的作用。3.2.3 增强机体免疫力，抵抗肿瘤大量的动物试验结果表明，大豆低聚糖促进双歧杆菌在肠道内的大量繁殖，间接对 肠道免疫细胞产生刺激，诱导免疫反应，增强人体免疫功能10。其机理在于双歧杆菌 细胞壁的成分和其胞外分泌物能显著提高机体免疫力，分解破坏一些致癌物质，并能加 速致癌物质排出体外，进而起至抵抗肿瘤的作用。3.2
13、.4 降低胆固醇、血压和血脂，抗氧化延缓衰老大豆低聚糖可以降低人体血清胆固醇水平。血清胆固醇的降低被认为是肠道内微生 物菌群平衡改变的结果。衰老的自由基学说已被国内外学者所公认,自由基攻击体内不 饱和脂肪酸启动脂质过氧化，从而生成过氧化脂质(LPO),超氧化物歧化酶(SOD)在消除 自由基抗衰老过程中发挥着重要作用。王素敏等11的实验证明，大豆低聚糖可使总胆 固醇(TC)和甘油三酯(TG)分别降低38%、59%，同时可使高密度脂蛋白(HDL)的含量升 高45。大豆低聚糖具有降脂作用，可提高机体抵抗过氧化损伤的能力，从而减少 心血管病发生率，延缓衰老，提高生存质量12。3.2.5 生成营养物质双
14、歧杆菌在肠道能合成维生素B1、维生素B2、维生素B6、维生素B12、烟酸和叶 酸。双歧杆菌发酵的乳制品中乳糖已部分转化为乳酸, 解决人体乳糖耐受性问题,同时也 增加水溶性可吸收钙的含量,使乳制品更易消化吸收。 13双歧杆菌分泌的磷酸脂酶能有 效分解人乳蛋白中的酪蛋白,有助婴儿消化和营养物质的吸收。3.2.6 促进钙的吸收食物中的结合钙必须经溶解变为离子钙后才能被吸收, 而肠内容物的酸度对钙的吸 收具有重要影响当pH值约等于3时,钙呈离子状态，最容易被吸收。大豆低聚糖进入结肠 后,能够吸收更多的水分而溶解更多的钙。同时,由于它在结肠内被生理性细菌酵解而产 生大量短链脂肪酸(如乙酸丙酸、丁酸和乳酸
15、等)，降低结肠内的pH值，提高钙离子的浓度 从而促进Ca2的吸收。另外，大豆低聚糖还能与肠钙通过钙结合蛋白的主动运转,通过调整肠道菌群来调节雌激素的代谢,改善膳食营养状况等途径来促进钙的吸收. 154. 功能性低聚糖的获得途径及开发应用前景4.1 获得功能性低聚糖主要有5条途径：A、从天然原料提取；B、利用转移酶、水解酶催化的糖基转移反应合成；C、天然多糖 的酶水解反应；D、天然多糖的酸水解；E、化学合成。4.2 从食品工业的角度看，低聚糖作为一种大量使用的功能性基料，必须考虑到生产成 本。因此，较好的方法是利用生物技术，即酶法水解或酶法转移来生产各种低聚糖。科 学家已基本达成共识，使用酶可能
16、是大量合成低聚糖的唯一有效途径。生产过程一般包 括酶的发酵生产、低聚糖的酶法合成、分离精制3个过程，每个过程都与生物技术和化 学工程技术密切相关。 45.结语随着人们生活水平的提高, 功能性食品添加剂的应用越来越广泛。低聚糖由于其优 良的生理活性及其保健功能, 已广泛用于食品和其它领域。作为一种保健食品配料, 它 可添加于几乎所有饮料及允许有甜味的食品中, 从而提高原有食品的价值。 17参考文献：1 魏长庆，童军茂.功能性低聚木糖的研究开发及应用J农产品加工（学 刊）,2007,88（1）：40-422 苏小冰，翁名辉.超强益生元低聚木糖J.广州食品工业科技,2003（增刊）: 75-783 山东龙力生物科
