功能性低聚糖在保健食品中的應(yīng)用

1、低聚木糖和大豆低聚糖在保健食品中的應(yīng)用摘要：功能性低聚糖具有糖類(lèi)某些共同特性，而人體胃腸道內(nèi)沒(méi)有水解功能性低聚糖酶系統(tǒng)，也不被人體胃酸降解，不在小腸吸收，可直接進(jìn)入大腸內(nèi)優(yōu)先為雙歧桿菌所 利用，是一類(lèi)性能優(yōu)良的雙歧桿菌(Longus Bifidobacteria)增殖因子。以低聚木 糖、大豆低聚糖為例，重點(diǎn)闡述了其化學(xué)結(jié)構(gòu)、特點(diǎn).綜述了功能性低聚糖的生理 功效和開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：功能性低聚糖，低聚木糖，大豆低聚糖，生理功效前言：目前，功能性低聚糖已經(jīng)成為一種重要的功能型食品基料，在世界范圍內(nèi)得到了廣 泛的應(yīng)用，在國(guó)外，功能性低聚糖已被廣泛制成各種營(yíng)養(yǎng)療效滋補(bǔ)劑和高級(jí)糖果飲 料。更被大量的作

2、為醫(yī)藥制劑和含流汁病人的能源。日本已有10多家公司生產(chǎn)含功 能性低聚糖的保健食品。美、英、法等國(guó)也都大量生產(chǎn)低聚糖飲料、食品。目前， 我國(guó)也陸續(xù)有了低聚果糖、大豆低聚糖等批量生產(chǎn)4。在中國(guó)具有巨大的市場(chǎng)潛力。功能性低聚糖的基本概念及市場(chǎng)發(fā)展低聚糖又稱(chēng)為寡糖(Oligosaccharides)，是由210個(gè)單糖通過(guò)糖苷鍵連接形成直鏈 或支鏈的低度聚合糖，廣泛存在于各種天然食品中，如水果、牛奶、蜂蜜、蔬菜等。并不 是所有的低聚糖都成為功能性低聚糖，只有在人體腸胃道內(nèi)不被消化吸收而直接進(jìn)入 大腸內(nèi)為雙歧桿菌所利用的低聚糖才稱(chēng)為功能性低聚糖。低聚糖可分類(lèi)為普通低聚糖和 功能性低聚糖(Functiona

3、l Oligosaccharides)兩大類(lèi)。普通低聚糖包括蔗糖、麥芽糖、乳 酸糖、海藻糖和麥芽三糖等，它們可被機(jī)體消化吸收;功能性低聚糖包括低聚異麥芽糖、 大豆低聚糖、果糖低聚糖、低聚半乳糖、殼聚糖、殼低聚糖、低聚木糖等，因在人體腸 道內(nèi)不具備分解消化的酶系統(tǒng),不能被人體胃酸和胃酶所降解,不能消化吸收，而是在人 體發(fā)揮獨(dú)特的生理功能，他們是腸道有益菌的增殖因子。功能性低聚糖首先由日本傳入我國(guó)，近年來(lái)在國(guó)家大力扶持和推廣下，其被列入了 國(guó)家輕工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB/T2492-2000O其中的許多產(chǎn)品被國(guó)家公眾營(yíng)養(yǎng)與發(fā)展中心推薦為 “營(yíng)養(yǎng)健康倡導(dǎo)產(chǎn)品”。目前，中國(guó)功能性低聚糖的產(chǎn)能約12萬(wàn)噸，實(shí)際產(chǎn)能

4、只有7萬(wàn) 噸左右，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求量在6萬(wàn)噸左右，世界需求量卻高達(dá)135萬(wàn)噸。低聚木糖2.1低聚木糖的結(jié)構(gòu)與加工特性低聚木糖(xylo-oligosaccharides)又稱(chēng)木寡糖，是由27個(gè)木糖殘基以0-1，4糖苷鍵結(jié)合 而構(gòu)成的低聚糖，其組成又以木二糖和木三糖為主1。低聚木糖外觀為乳白色或淡黃色粉末，具有良好的耐熱性和耐酸性，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的 低聚木糖水溶液在pH值為2.58.0，溫度100C下，加熱1h時(shí)無(wú)變化；質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1% 的低聚木糖水溶液在pH值為2.58.0，分別在溫度20C、37C、50C下貯存3個(gè)月， 沒(méi)有發(fā)生明顯變化1，2.低聚木糖區(qū)別于其他低聚糖具有四大特性：高選擇性增殖雙歧

5、桿菌，很難為人體消化酶系統(tǒng)所分解，酸、熱穩(wěn)定性好，有效攝入量少等，適合于與所有食品、保 健品、醫(yī)藥等產(chǎn)品配伍。日本SUNTORY公司早于1989年研制成功并推向市場(chǎng)；我國(guó) 于2000年研制成功，并于2002年，被衛(wèi)生部批準(zhǔn)為新資源食品；2003年，日本又將 其批準(zhǔn)為保健品食品之一。2007年低聚木糖被國(guó)家公眾營(yíng)養(yǎng)與發(fā)展中心批準(zhǔn)推薦為“營(yíng) 養(yǎng)健康倡導(dǎo)產(chǎn)品”。32.2低聚木糖的保健功能低聚木糖作為一種新興的功能性食品配料，因具有優(yōu)良的加工特性和多種生理調(diào)節(jié) 功能，被廣泛應(yīng)用于各種功能性食品中，其生理調(diào)節(jié)功能主要有以下幾方面。2.2.1調(diào)節(jié)腸道菌群，促進(jìn)雙岐桿菌增殖目前在食品工業(yè)中經(jīng)常應(yīng)用的幾種功能

6、性低聚糖中，低聚木糖是促進(jìn)雙歧桿菌增殖效率 最高的一種。低聚木糖的有效用量?jī)H為0.7g/d ；相對(duì)與其他產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，在有效劑量范圍 內(nèi)，其功效是其他低聚糖產(chǎn)品的10-20倍。隨著其宣傳力度的增加，以及其應(yīng)用范圍為， 低聚木糖的市場(chǎng)前景十分廣闊。而其它的功能性低聚糖的有效日攝入量是低聚木糖的數(shù) 倍，因此低聚木糖也被稱(chēng)為“超強(qiáng)雙歧因子”。低聚木糖能夠選擇性的促進(jìn)腸道雙歧 桿菌等有益菌的增殖，使其成為腸道優(yōu)勢(shì)菌群，調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)平衡，促進(jìn)腸道 健康。雙歧桿菌是人體腸道內(nèi)的正常棲居的菌群，它能夠選擇性的代謝低聚木糖產(chǎn)生大 量短鏈脂肪酸，相反，腸道中的葡萄球菌、大腸桿菌和許多梭狀芽孢桿菌都不能利用低 聚木

7、糖。雙歧桿菌代謝低聚木糖產(chǎn)生的短鏈脂肪酸主要是乳酸和醋酸，能夠降低腸道的 pH值，抑制了其它有害菌的繁殖，使人體內(nèi)的吲哚、酚、氨和尸胺等有害代謝物質(zhì)明 顯減少，從而降低了人體患結(jié)腸癌等疾病的機(jī)率.62.2.2降低血壓、血清膽固醇及血糖低聚木糖屬于水溶性膳食纖維，具有膳食纖維的部分生理功能，低聚木糖對(duì)預(yù)防高脂血 癥有很好的效果。低聚木糖還可提高女性血清中高密度脂蛋白膽固醇的比率5。2.2.3低熱量低聚木糖很難被人體消化酶系統(tǒng)所分解，唾液、胃液、胰液和小腸液等都幾乎不能分解 低聚木糖，其能量值幾乎為零，因此，低聚木糖可用作減肥食品和調(diào)節(jié)血糖食品的原料。2.2.4抗齲齒低聚糖不會(huì)引起牙齒齲變，齲齒是

8、由于口腔微生物特別是突變鏈球菌侵蝕而引起的，低聚木糖不能被口腔內(nèi)細(xì)菌所利用，也不能被口腔酶分解。因此不會(huì)引起牙齒齲變，有利 于保持口腔衛(wèi)生。低聚木糖與蔗糖并用時(shí)能阻止蔗糖被齲齒病原菌利用而生成牙垢，可 抑制葡萄糖在牙齒上附著，防止牙齒表面琺瑯質(zhì)脫灰。2.2.5生成營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)人體攝入低聚木糖，促進(jìn)雙歧桿菌等腸道有益菌的增殖，腸道有益菌群在代謝過(guò)程中， 會(huì)產(chǎn)生維生素B1、維生素B2、維生素B6、維生素B12、煙酸和葉酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，這些 營(yíng)養(yǎng)素能夠被人體吸收利用，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)充人體多種營(yíng)養(yǎng)素的保健功能。2.3低聚木糖在保健品中的應(yīng)用及前景低聚木糖以其原料來(lái)源豐富、功能優(yōu)異且附加值高等優(yōu)勢(shì)，已成為前景看好的保

9、健 食品配料。同時(shí)，作為新一代生物制品，低聚木糖具有優(yōu)良的加工性能，現(xiàn)已在醋飲品、 口香糖、口服液、膠囊以及各類(lèi)調(diào)節(jié)腸道菌群的中、高值產(chǎn)品中應(yīng)用。例如：與中草藥輔配的保護(hù)胃粘膜類(lèi)的無(wú)限極牌常欣衛(wèi)口服液、衛(wèi)奧開(kāi)牌海參殼聚 糖膠囊；調(diào)節(jié)腸道菌群的嘗如意牌低聚木糖膠囊、昂立1號(hào)R優(yōu)菌多顆粒（女士型）、復(fù) 臨暢欣牌低聚木糖片等；輔助降血脂類(lèi)的華雨牌清清口服液、龍力牌唐億康膠囊等。大豆低聚糖大豆低聚糖是大豆籽粒中可溶性糖類(lèi)的總稱(chēng)，是一種功能性甜味劑，能替代蔗糖應(yīng)用在功 能性食品或低能量食品中。在成熟大豆中含量最高約占全大豆總量的10%,主要由水蘇糖、 棉籽糖和蔗糖組成。14此外,大豆低聚糖中還含有葡萄糖

10、、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，它是一種功能性低聚糖。3.1大豆低聚糖的理化性質(zhì)水蘇裾棉子糖大豆低聚糖粉末為白色，糖漿外觀為無(wú)色透明液體，甜味純正，甜度約為蔗糖的70% 75 %，熱量值僅為蔗糖的50%，且很少轉(zhuǎn)化為脂肪，可代替部分蔗糖作為低熱量甜味 劑。而精制的大豆低聚糖甜度僅為蔗糖的22%，能量值更低。大豆低聚糖的保濕性低于 蔗糖、果葡糖漿，水分活性接近于蔗糖，而滲透壓略高于蔗糖刀。大豆低聚糖熱穩(wěn)定性 良好，在160C時(shí)水蘇糖、棉子糖破壞很少，短時(shí)間熱穩(wěn)定，140C不會(huì)分解。在酸性條 件下(pH56)加熱到120C，比果寡糖和蔗糖穩(wěn)定，pH=3條件下加熱極為穩(wěn)

11、定冏，因此 大豆低聚糖可廣泛應(yīng)用在清涼保健飲料、酸奶及乳酸菌飲料之類(lèi)酸性食品中。此 外，大豆低聚糖還具有抑制淀粉老化的功能，使淀粉含量較高的飼料在高溫下制粒，其 中的淀粉仍不破壞，保證在動(dòng)物消化道內(nèi)被消化酶很好地消化利用，并可防止飼料產(chǎn)品 發(fā)生硬化，延長(zhǎng)貨架期9。3.2大豆低聚糖的生理功能3.2.1促進(jìn)雙歧桿菌增殖，改善腸內(nèi)菌群結(jié)構(gòu)由于人體腸道內(nèi)缺乏0-半乳糖苷酶，大豆低聚糖所含的水蘇糖、棉子糖不能被人 體的消化酶分解，因而人體不能直接利用大豆低聚糖，但它可被腸道內(nèi)的細(xì)菌充分利用， 并且能使雙歧桿菌增殖。雙歧桿菌能選擇性地將大豆低聚糖水解成醋酸和乳酸，使腸內(nèi) 的pH下降，從而抑制腸道內(nèi)有害菌的

12、生長(zhǎng)起到整腸作用。3.2.2抑制有害物質(zhì)產(chǎn)生，保護(hù)肝臟功能雙歧桿菌利用大豆低聚糖，產(chǎn)生一些有益物質(zhì)，促進(jìn)人體新陳代謝，抑制腐敗菌生 長(zhǎng)，從而抑制有害物質(zhì)的產(chǎn)生，減輕肝臟的解毒負(fù)擔(dān)，起到保護(hù)肝臟的作用。3.2.3增強(qiáng)機(jī)體免疫力，抵抗腫瘤大量的動(dòng)物試驗(yàn)結(jié)果表明，大豆低聚糖促進(jìn)雙歧桿菌在腸道內(nèi)的大量繁殖，間接對(duì) 腸道免疫細(xì)胞產(chǎn)生刺激，誘導(dǎo)免疫反應(yīng)，增強(qiáng)人體免疫功能10。其機(jī)理在于雙歧桿菌 細(xì)胞壁的成分和其胞外分泌物能顯著提高機(jī)體免疫力，分解破壞一些致癌物質(zhì)，并能加 速致癌物質(zhì)排出體外，進(jìn)而起到抵抗腫瘤的作用。3.2.4降低膽固醇、血壓和血脂，抗氧化延緩衰老大豆低聚糖可以降低人體血清膽固醇水平。血清膽

13、固醇的降低被認(rèn)為是腸道內(nèi)微生 物菌群平衡改變的結(jié)果。衰老的自由基學(xué)說(shuō)已被國(guó)內(nèi)外學(xué)者所公認(rèn)，自由基攻擊體內(nèi)不 飽和脂肪酸啟動(dòng)脂質(zhì)過(guò)氧化，從而生成過(guò)氧化脂質(zhì)(LPO),超氧化物歧化酶(SOD)在消除 自由基抗衰老過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。王素敏等11的實(shí)驗(yàn)證明，大豆低聚糖可使總膽 固醇(丁0和甘油三酯(TG)分別降低38%、59%，同時(shí)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，可提高機(jī)體抵抗過(guò)氧化損傷的能力，從而減少 心血管病發(fā)生率，延緩衰老，提高生存質(zhì)量。3.2.5生成營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)雙歧桿菌在腸道能合成維生素B1、維生素B2、維生素B6、維生素B12、煙酸和葉 酸。雙歧桿菌發(fā)酵

14、的乳制品中乳糖已部分轉(zhuǎn)化為乳酸,解決人體乳糖耐受性問(wèn)題，同時(shí)也 增加水溶性可吸收鈣的含量，使乳制品更易消化吸收。13雙歧桿菌分泌的磷酸脂酶能有 效分解人乳蛋白中的酪蛋白，有助嬰兒消化和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收。3.2.6促進(jìn)鈣的吸收食物中的結(jié)合鈣必須經(jīng)溶解變?yōu)殡x子鈣后才能被吸收,而腸內(nèi)容物的酸度對(duì)鈣的吸 收具有重要影響當(dāng)pH值約等于3時(shí)，鈣呈離子狀態(tài),最容易被吸收。大豆低聚糖進(jìn)入結(jié)腸 后，能夠吸收更多的水分而溶解更多的鈣。同時(shí)，由于它在結(jié)腸內(nèi)被生理性細(xì)菌酵解而產(chǎn) 生大量短鏈脂肪酸(如乙酸丙酸、丁酸和乳酸等)，降低結(jié)腸內(nèi)的pH值，提高鈣離子的濃度 從而促進(jìn)Ca2的吸收。另外，大豆低聚糖還能與腸鈣通過(guò)鈣結(jié)合

15、蛋白的主動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn),通過(guò)調(diào)整腸道菌群來(lái)調(diào)節(jié)雌激素的代謝，改善膳食營(yíng)養(yǎng)狀況等途徑來(lái)促進(jìn)鈣的吸收.15功能性低聚糖的獲得途徑及開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景4.1獲得功能性低聚糖主要有5條途徑：A、從天然原料提取；B、利用轉(zhuǎn)移酶、水解酶催化的糖基轉(zhuǎn)移反應(yīng)合成；C、天然多糖 的酶水解反應(yīng)；D、天然多糖的酸水解；E、化學(xué)合成。44.2從食品工業(yè)的角度看，低聚糖作為一種大量使用的功能性基料，必須考慮到生產(chǎn)成 本。因此，較好的方法是利用生物技術(shù)，即酶法水解或酶法轉(zhuǎn)移來(lái)生產(chǎn)各種低聚糖?？?學(xué)家已基本達(dá)成共識(shí)，使用酶可能是大量合成低聚糖的唯一有效途徑。生產(chǎn)過(guò)程一般包 括酶的發(fā)酵生產(chǎn)、低聚糖的酶法合成、分離精制3個(gè)過(guò)程，每個(gè)過(guò)程都與

16、生物技術(shù)和化 學(xué)工程技術(shù)密切相關(guān)。結(jié)語(yǔ)隨著人們生活水平的提高，功能性食品添加劑的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。低聚糖由于其優(yōu) 良的生理活性及其保健功能，已廣泛用于食品和其它領(lǐng)域。作為一種保健食品配料，它 可添加于幾乎所有飲料及允許有甜味的食品中，從而提高原有食品的價(jià)值。17參考文獻(xiàn)：魏長(zhǎng)慶，童軍茂.功能性低聚木糖的研究開(kāi)發(fā)及應(yīng)用J.農(nóng)產(chǎn)品加工(學(xué) 刊)，2007,88 (1)： 40-42.蘇小冰，翁名輝.超強(qiáng)益生元低聚木糖J.廣州食品工業(yè)科技,2003(增刊): 75-78.山東龍力生物科技有限公司，技術(shù)服務(wù)部功能性低聚糖產(chǎn)業(yè)及市場(chǎng)發(fā)展分 析黃德娟，談華平.功能性低聚糖.生物學(xué)通報(bào),2005年第40卷第12期尤新,王家勤.功能性低聚糖生產(chǎn)與應(yīng)用M.北京：中國(guó)輕工業(yè)出版 社,2004.尹利端，王立志，董叢超.低聚木糖在保健食品中的應(yīng)用.農(nóng)產(chǎn)品加工 業(yè),2008年第6期張延坤，劉國(guó)忠.大豆低聚糖的功能及在食品中的應(yīng)用.食品工業(yè)，1999, 3：4-5.賈磊.大豆低聚糖的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用.黑龍江糧油科技，2001，3： 21-23.Yashi Koga etal.Soybean oligosaccharides.1993， 175.胡剛，魏潔，韓彩和，等.大豆生物活性物質(zhì)調(diào)節(jié)免疫作用研究.世界醫(yī) 學(xué)雜志，2002,6(11)： 45-47.王素敏，劉福英，董玉芝等.大豆低聚糖對(duì)大鼠試