1、各种低聚糖的功能性质及其应用简介聚糖, 性质, 简介, 功能, 应用摘要:在简述低聚糖性质的基础上重点介绍了低聚果糖、低聚异麦芽糖、低聚半乳糖和大豆低聚糖、低聚木糖的理化特性以及它们的应用。 关键字:功能性低聚糖 功能性质 应用1 低聚糖简介低聚糖又称寡糖，是由 210 个单糖通过糖苷键连接形成直链或支链的一类寡糖的总称，其分子量约为 3002000，分为功能性低聚糖和普通低聚糖两大类。蔗糖、麦芽糖、乳糖、海藻糖和麦芽三糖等属于普通低聚糖，它们可被机体消化吸收。现在世界上主要研究和生产的功能性低聚糖主要有低聚异麦芽糖、大豆低聚糖、低聚果糖、低聚木糖和低聚麦芽糖等。自然界中主要存在于人乳、大豆、
2、棉籽、桉树、甜菜、龙胆属植物根及淀粉的酶水解物中。因人体肠道内不具备分解消化它们的酶系统，所以不能被消化吸收，而是直接进入肠道内为有益菌双歧杆菌所利用。功能性低聚糖因其独特的生理功能而成为-种重要的功能性食品基料。2 几种重要的功能性低聚糖的特性及应用2.1 低聚异麦芽糖又称分枝低聚糖，是指葡萄糖以 -1，6 糖苷键结合而成的，单糖数在 25 个不等的一类低聚糖。其主要成分为异麦芽糖、异麦芽三糖和潘糖等。低聚异麦芽糖具有淀粉糖浆的优良理化特性，甜度仅为蔗糖的。低聚异麦芽糖有甜味，异麦芽三糖、异麦芽四糖、异麦芽五糖等随聚合度的增加，其甜味逐渐降低直至消失。该糖对酸、热的稳定性很强，具有很好的保湿
3、性，能抑制食品中淀粉回生、老化和结晶糖的析出，水分活性低，具有抑菌作用，为难消化性糖。低聚异麦芽糖还具有双歧杆菌增殖活性和低龋齿特性，它能强烈抑制砂糖链球菌合成非水溶性葡聚糖，并能强烈抑制砂糖产生的葡聚糖在牙齿上的附着，从而阻碍形成牙垢，防止牙齿表面珐琅质脱落。由于它具有热量低，能抑制血糖上升和降低血中胆固醇等特性，基本上不增加血糖和血脂，摄入后不会导致肥胖，因此可作为糖尿病人的甜味品。2.2 大豆低聚糖2.2.1 大豆低聚糖的性质典型的大豆低聚糖是从大豆籽粒中提取出可溶性低聚糖的合称，主要组分为水苏糖、棉籽糖和蔗糖。水苏糖和棉籽糖都是由半乳糖、葡萄糖和果糖组成的支链低聚糖。大豆低聚糖广泛存在
4、各种植物中，以豆科植物含量居多，除大豆外，豇豆、扁豆、豌豆、绿豆和花生等中均有存在。大豆低聚糖的甜味特性接近于蔗糖，甜度为蔗糖的 70%，能量值仅为蔗糖的一半。大豆低聚糖具有良好的热稳定性，并且基本不受胃酸、胆汁和消化酶的作用，对温度、水分、酸和氧都比较稳定且不易变质。2.2.2 大豆低聚糖的生理功能大豆低聚糖能促进双歧杆菌的增殖，从而抑制有害细菌如产气荚膜梭状芽抱杆菌的生长。双歧杆菌能发酵低聚糖产生短链脂肪酸和一些抗菌素物质，从而可抑制外源致病菌和肠道内固有腐败细菌的生长繁殖。人体在代谢过程中能产生大量难消化的低聚糖，肠道的双歧杆菌能发酵低聚糖，产生大量短链脂肪酸，防止腹胀、便秘等症状。双歧
5、杆菌在肠道内能自然合成维生素 B1、维生素 B2、维生素 B6、维生素 B12、烟酸、叶酸，还可产生锌、锰、铁、磷、钙等多种微量元素。双歧杆菌能合成氨基酸类物质被肠道所吸收利用。而且，由于双歧杆菌的存在，可使肠胃消化系统适应性增强，延长氮停留时间，提高营养利用率。双歧杆菌在肠道内大量繁殖还能够起到抗癌作用。此外，人体内双歧杆菌还有预防和治疗乳糖消化不良，降血压，保护肝脏，延缓衰老，治疗癫痫症等功效。2.2.3 大豆低聚糖在食品工业中的应用作为功能食品的重要基料，大豆低聚糖低甜度、良好的保湿性、很强的耐热、耐酸稳定性以及适当的粘度等特点和双歧杆菌增殖功能，使其可以广泛应用于饮料、糕点、糖果、乳制
6、品、冷饮等很多新型食品的生产，赋予这些食品具有双歧杆菌增殖和抗龋齿等生物功效，成为健康食品和保健食品。同时，也可作为功能因子或食品添加剂，生产各种口服液、制剂胶囊等，成为高档保健食品或药品。2.3 低聚果糖它是指在蔗糖分子的果糖残基上结合 13 个果糖的寡糖，其组分主要是蔗果三糖、蔗果四糖和蔗果五糖。日常食用的蔬菜与水果中含有此类寡糖，尤其是洋葱、牛蒡、芦笋和麦类中含量较高。低聚果糖的粘度、保湿性及在中性条件下的热稳定性等食品的应用特性都接近于蔗糖，只是在3 4 的酸性条件下加热易分解。在食品中低聚果糖为防止其分解需注意两点：酸性条件下不要长时间加热；酵母等产生的蔗糖酶会水解该糖。2.3.1
7、低聚果糖的生理性质该糖很难被人体消化吸收，能量值很低，摄入后不易肥胖。低聚果糖在肠道内不易消化吸收，而到达大肠被双歧杆菌利用，是双歧杆菌增殖因子。可以认为低聚果糖是一种水溶性膳食纤维，能降低血清胆固醇和甘油三酯含量，而且摄入后不会引起体内血糖值的大幅度升高，所以可作为高血压、糖尿病和肥胖症等患者食用的甜味剂。低聚果糖不能被突变链球菌作为发酵底物来生成不溶性葡聚糖，不提供口腔微生物沉积、产酸、腐蚀的场所（牙垢），是一种低腐蚀性的防龋齿甜味剂。2.4 低聚半乳糖它是在乳糖分子的半乳糖基上以 -1，4、-1，6 糖苷键连接 23 个半乳糖分子的寡糖类混合物。在自然界中，动物的乳汁中含有微量的低聚半乳
8、糖，母乳中的含量稍多，因此用母乳喂养的婴儿肠内细菌中双歧杆菌占优势。低聚半乳糖甜味纯正，热值较低，甜度为蔗糖的 20%40%，有较强的保湿性。热稳定性较好，即使在酸性条件下也是如此。它不被人体消化酶所消化，具有很好的双歧杆菌增殖活性。成人每天摄取 810，一周后其粪便中双歧杆菌数大大增加。低聚半乳糖的功能，除了和其它低聚糖的不消化性、防龋齿性、耐酸、耐热等共性之外，其双歧杆菌的增殖效果比较明显。由于其价格适合，易于被消费者接受，它较普遍地应用于乳制品、婴儿食品、糖果、烘焙食品中。2.5 低聚木糖2.5.1 低聚木糖的性质它是由 27 个木糖以 -1，4 糖苷键结合而成的低聚糖，其产品的主要成分
9、为木糖、木二糖、木三糖和三糖以上的木寡糖。低聚木糖具有较高的耐热和耐酸性。木二糖和木三糖属不消化但可发酵糖，因此是双歧杆菌的有效增殖因子。低聚木糖具有显著增殖双歧杆菌用量小的特点，是目前发现的有效用量最小的低聚糖。低聚木糖的主要伴随成分为木糖，木糖也是不被消化的单糖，不具备葡萄糖的-些缺点，因此普通纯度的低聚木糖产品就能满足特殊人群如糖尿病和高血脂等患者的食品要求。其它功能性低聚糖，如低聚异麦芽糖和低聚果糖，只有高度纯化后才能应用于糖尿病和高血脂等患者的食品中，低聚糖的纯化一般采用色谱分离的方法进行，色谱分离不仅技术要求很高，而且投资很大。因此高纯度低聚糖的价格-般为普通级低聚糖的 35 倍。
10、目前国内还不能生产高纯度的功能性低聚糖。低聚木糖的粘度也较低。2.5.2 保健效果低聚木糖的保健效果主要在于它改善了肠道菌群。低聚木糖易于被两歧双歧杆菌稳定的利用，而且口服低聚木糖能促进两歧双歧杆菌在肠道中的增殖。已报道双歧杆菌对人体保健效果包括：（1）抑制肠道腐败菌的活性，抑制有毒物的生成，如有毒的胺；（2）由于短链脂肪酸（如乳酸和醋酸）的生成导致胃肠道的 pH 值下降，从而抑制致病菌的增殖；（3）促进营养物质的消化和吸收。这些特性减少了消化道感染，缩短了腹泻的时间和保持粪便中水分在正常水平，延缓胃排空。低聚木糖还能适当地促进盲肠的上皮细胞的增殖。基于以上原因，低聚木糖在体内的功能性对生理起
11、到了有益的影响，满足了益生素的需要。益生素是一类不被消化吸收的功效成分，能选择性地刺激和促进一种或几种肠道内对宿主健康有益的微生物的生长，从而改善宿主健康。因此，低聚木糖可以用作功能性食品的添加剂。功能性食品在外观上与传统的食品相似，它作为正常饮食的一部分被消费，除了具有营养功能外，它还有保健功能或降低慢性疾病发生率的功能。2.6 龙胆低聚糖 工业化生产龙胆低聚糖中所有的酶主要是微生物来源的葡萄糖苷酶。以高浓度的葡萄糖为原料，通过葡萄糖苷酶的转糖苷以及缩合作用合成龙胆低聚糖混合物，再经分离精制过程可制得不同规格的龙胆低聚糖制品。3 结束语功能性低聚糖因具独特的生理功能而成为重要的功能性食品基料
12、，已引起全世界广泛的关注，是近年来市场增长最快的健康食品配料。我国功能性低聚糖已形成一定规模，上市的商品有低聚异麦芽糖、低聚果糖、低聚半乳糖、大豆低聚糖、水苏糖等。我国的低聚糖产业起步较晚，还有不少需要完善和进一步开展的工作，尤其是在低聚糖的功能与生产工艺研究方面，与国外还有很大的差距。随着我国经济的快速发展和人民生活水平的提高，营养、疗效食品越来越受到欢迎，人们注重甜味剂的质量、营养及保健特性，发展低聚糖的市场前景十分广阔。低聚糖产品的开发成热门作者：佚名 医药原料来源：本站原创 点击数： 128 更新时间：2001-11-13关键词：药健康网讯：由于消费者健康意识的增强，低聚糖的众多保健功
13、能已成开发热门。目前，低聚糖的开发进展很快，低聚糖产品功能食品中的应用异彩纷呈。 低聚糖果质是最早问世的低聚糖，由糖果转移酶作用干蔗糖制成，甜度近似砂糖，应用于糕点、面包、饴糖、加工乳品等食品中。产品有浆状、粉末状两种。 低果丰乳糖 以乳糖为原料酶（半乳糖激酶）转移反应而成，甜度是砂糖的 30至40。甜味清爽，对热与酸稳定，用于饴糖、烤制糕点、酱、酸味饮料等，商品有配合低聚糖、杯装低聚精、用于调味品，婴儿食品，软糖和酱等食品中。 乳果低聚糖 由 -乳糖呋喃糖酶作用于蔗糖与乳糖，以 1：l 混合制成，甜度50，甜味似砂糖，用于冰淇淋、冷饮食品、水果糖、酸奶酪中。 低聚木糖 由酶分解玉米芯中含有的
14、半纤维素组分，甜度 40，对热、酸稳定，黏性低，有降低水分活性效果，是市场上出售的低聚糖中能促进体内双歧杆菌增长、活性较高的低聚糖，主要用于生产保健饮料。 大豆低采糖 从大豆蛋白制作后的大豆乳清中提取精制而成，甜度 70%，甜味清爽，能性低聚糖在饲料工业中的应用2002-12-09摘要 本文就目前应用较广的大豆低聚糖、低聚果糖、低聚麦芽糖和低聚甘露糖等功能性低聚糖的作用机理以及在饲料中应用的研究进展等方面进行了综述。低聚甘露糖低聚糖又称寡糖，一般有 210 个单糖以糖苷键聚合而形成的直链或支链的聚合物的总称。 应用于豆豉、大豆发酵饮料、醋等产品中，豆腐中加入大豆低聚糖可增加原料的甜味，添加到豆
15、豉中可消除豆豉的氨臭味。 异麦芽低聚糖 由反式葡萄糖苷作用于麦芽低聚糖制成，甜度 30%至 50，甜味浓郁，加工适应性好，保湿性强，广泛用于糕点、面包、饮料、糖果、调理食品中。 麦芽低聚糖 由麦芽糖分解而成，甜度低，为 25%，黏度低，有保湿性，对热稳定，适合做点心、糕饼馅料。最近发现，麦芽低聚精可防低醇饮料的混浊。 帕拉金低聚糖 由部分帕拉金糖加热缩合而成，甜度 30，甜味纯正，能促进双歧杆菌增长，不会龋齿，应用于口香糖等食品中。帕拉金低聚糖也有用砂糖为原料，通过酶转换生产的。 异构化乳糖 是从乳糖转化得到的一种低聚糖，难消化，甜度为砂糖的 50左右，溶解度高，30 度时有 65的溶解度，黏
16、度比砂糖低，耐热、耐酸，不会产生美拉德反应，吸湿性很小，保存性极好，20 摄氏度室温能保存 2 年以上，有低聚糖共有的生理保健功能，广泛用于各种保健食品及其他食品中。 甘露低聚糖 是由微生物 -甘露聚糖酶分解植物胶（瓜地豆胶）、魔芋粉、角豆胶等（含 -甘露聚糖）而得到的酶解产物，是一种水溶性食物纤维，能降低血清胆固醇，三脂酰甘油酯，降血糖，防龋齿，防肥胖，抗病毒及黄曲霉毒素等，增强人体免疫防御系统和调节胃肠道系统等功能，可作高血压、糖尿病、肥胖病人的甜味剂，也可用于保健食品及饲料中（代抗菌素）。 柿子糖 采用色层分离法从甜菜糖蜜中提取，精制而得。甜度 20以上，含 98低聚糖，是低聚糖中惟一不
17、会吸湿的结晶低聚糖。对热、酸都很稳定，用于糖果、糕点粉末或片状健康食品中。 二蔗酮糖 是从牛奶的乳糖异构化制取的低聚糖，又名奶低聚糖，甜度 60，主要用于婴儿调制奶粉中。 低聚糖主要分为功能性低聚糖和普通型低聚糖两大类。普通型低聚糖可以被动物体消化吸收，不是肠道内有益菌增殖因子。包括蔗糖、麦芽糖、乳糖、海藻糖和麦芽三糖等。功能性低聚糖是肠内有益菌的增殖因子。可以促进动物体内的菌类平衡，达到抗生素某些效果，主要包括大豆低聚糖、低聚果糖、低聚甘露糖、木苏糖、棉子糖、帕拉金糖等。近几年来，功能性低聚糖对人体及动物体的一些特殊功能越来越引起人们的重视。在功能性食品领域，功能性低聚糖已成为新一代健康食品
18、，可以减少便秘，降低血压，血粘度和人体中的胆固醇。在饲料领域，其低残留、物抗药性、纯天然以及具有良好的降低腹泻的特性使其成为某些抗生素的替代品。 1. 功能性低聚糖的作用与机理 由于部分低聚糖不被物体的胃酸、胃酶降解，不能被小肠吸收，可以直接到达大肠，被大肠中的微生物所利用。而肠道内的菌群对低聚糖的利用是不同的。在动物体肠道内的菌群可以分为三类，其一为有益菌群，例如，双岐杆菌、乳酸杆菌等，它们对动物体具有营养作用，可以产生蛋白质、B 族维生素和 K族维生素等物质，并能使乳糖转化为乳酸，改善乳糖的耐受性，同时还能促进钙质的吸收。并且双岐杆菌、乳酸杆菌还具有生理功能，他们可以产生醋酸、乳酸等物质，
19、降低了肠道内的 pH 值，大肠杆菌对酸性敏感，酸性环境可以抑制大肠沙门氏菌的增殖，具有减少腹泻的作用。他还可以减少动物体内的有害气体的生成。其二为有害菌群，可以增加动物体内的有毒物质，使动物体不适或中毒，严重时可以引起大规模的传染病。其代表菌群有大肠杆菌、产期夹膜杆菌属、葡萄球菌属、假单胞菌属等。其三为中介，即界于有益菌群与有害菌群之间的一类，主要有胨球菌属、链球菌属等，它们在动物体内处于健康状态时为有益菌，但当机体处于衰退、有病以及亚健康时，成为有害菌。它们在动物体内互相竞争，互相抑制，达到一种动态平衡的状态，在健康状态下，有益菌占主导地位，在非健康状态下则为有害菌占主导地位，在非健康状态下
20、则为有害菌占主导地位。添加抗生素不但能杀死有害菌群，同时也杀死了有益菌群，破坏肠道内的菌群平衡关系，而添加活菌则收到多方面条件的限制。在饲料中添加功能性低聚糖，各种菌群对其的利用是不同的，大部分有益菌可以利用，而有害菌类例如大肠杆菌等则不能利用，从而促进动物体内有益菌群增殖。此外，有些寡糖特别是甘露糖可以吸收大量的病原体，包括沙门氏菌等（Newman，1994）。增强动物体的抵抗力。 2. 功能性低聚糖的研究 2.1 大豆低聚糖（Soybean oligosaccharide） 2.1.1 组成 大豆低聚糖广泛存在于豆科植物中，是由木苏糖、棉子糖和蔗糖按一定比例混合而成。各自分别占 3.7%、
21、1.3%和 5%。其吸湿性和保湿性比蔗糖小，但优于果葡糖浆，水分活性接近蔗糖。 2.1.2 生理功能 A. 促进肠道内有益菌群的增殖。 B. 抑制肠道内有害菌群的增殖。大豆低聚糖在肠道内被双岐杆菌吸收后，双岐杆菌可以产生醋酸、丙酸、丁酸、乳酸，降低肠道内的 pH 值，酸性环境可抑制有害菌群的增殖。 C. 防治龋齿 龋齿是由于口腔中的微生物利用糖繁殖，进而腐蚀牙齿所致。而大豆低聚糖不能被口腔酶作用，使口腔中的微生物不能利用其繁殖，从而起到预防龋齿的作用。 D. 其它特有功能。例如，具有降血压、保护肝脏、降低血液中血清胆固醇等作用。 2.2 低聚果糖（Fructooligosaccharide）
22、2.2.1 组成 低聚果糖是指在蔗糖分子的果糖残基上结合成了 13 个果糖的寡糖，又称低聚果糖或寡果糖，主要存在于香蕉（0.3%）、洋葱（2.8%）、大蒜（0.1%）、黑麦（0.7%）和蜂蜜等天然产品中。 低聚糖一般为直链状，在蔗糖（GF）分子上以 糖苷键与 13 个果糖分子合成的蔗果糖三糖（GF2）、蔗果糖四糖（GF3）和蔗糖果五糖（GF4），属于果糖和葡萄糖构成的直链杂低聚糖。 2.2.2 低聚糖的生理功能 A. 不能在小肠中被吸收，而直接进入大肠，促进双岐杆菌等有益菌群的增殖。Mitsuoda 等（1987）、Bailey 等（1991）、spiegel 等（1994）的研究表明：寡果糖
23、进入小肠道能被其中的微生物利用并产生 CO2 和挥发性脂肪酸，Mitsuoda（1987）、Bailey 等（1991）发现，胃肠道中不同菌种对 FOS 的利用情况不同，其中乳酸杆菌，双岐杆菌等能利用 FOS，而大肠沙门氏菌等有害菌不能利用寡果糖，因此寡果糖等具有促进乳酸菌种增殖，并通过有益菌增殖而抑制病原菌的作用。 B. 防止龋齿。低聚糖不能被突变链球菌作为发酵底物来生成不容性葡聚糖，不提供口腔微生物沉积、产酸和腐蚀的场所。 C. 促进动物生长 D. 防止腹泻。 E. 增强动物免疫功能，提高动物的抗病力。 F. 减少粪便及粪便中氨气等腐败物质的量。 2.2.3 应用研究 功能性低聚果糖的研究
24、尤其是在食品及饲料的领域的研究已经普遍展开，多项实验结果证实了低聚糖具有独特的作用。日本、美国以及欧洲等地 FOS 已被广泛用作饲料添加剂。 Howard（1993）在新生仔猪饲料中添加 3g/kg 体重的 FOS，结果发现仔猪的盲肠上皮细胞密度、标记细胞数、边缘增殖区增加。Howard 等（1995）在哺乳小猪试验中发现，日粮添加 FOS 时，盲肠、结肠粘膜细胞增殖比对照组快，并有防止结肠粘膜上皮萎缩的作用。Koayashi（1990）实验表明，在雏鸡饲料中添加 FOS（0.75%），沙门氏菌的检出率下降 12%。在仔猪添加 0.25%0.5%的FOS，可提高仔猪腹泻和软粪现象。广西大学动物
25、科技学院的夏中生等在断奶仔猪的饲料中添加 0.2%和 0.5%的 FOS，结果证实了 FOS 可以提高断奶仔猪增重，提高饲料利用率功能。 2.3 麦芽低聚糖（Isomaltooligosaccharide MOS） 2.3.1 组成 A. 异麦芽低聚糖又称分枝低聚糖（异麦芽寡糖），其基本组成单位为葡萄糖，其分子中含有 1，6 糖苷键。 B. 异麦芽低聚糖可以被肠道末端的细菌所利用，利用情况如表 1。 双叉菌 真菌属 乳菌属 类菌属 梭菌属 链球菌 胨球菌 葡萄糖寡糖 100 75 100 83 100 100 100 异麦芽低聚糖 75 42 6 10 21 38 0 B、热量低，基本上不增加
26、血糖和血脂，可动物肠道内维生素的含量，增高机体免疫力。 C、有利于食物消化、吸收，维持肠道正常生理功能。 2.4 低聚甘露糖（Manoligosaccharide MOS） 2.4.1 生理功能 A. 有报道指出，低聚甘露糖具有吸附病原体的作用，对沙门氏菌和梭状芽孢杆菌有吸附作用并可以和胃肠道内的黏膜上皮细胞表面的 PHA 特异性结合，使竞争性抑制细菌在肠壁上附着增殖。 B. 甘露低聚对免疫防御机制的调节。甘露低聚糖与细菌结合后，减缓抗原的吸收，刺激机体的免疫系统，从而提高动物体的免疫能力。 2.4.2 应用报道 有人报道 MOS 有减少犊牛粪中大肠杆菌浓度的作用。Savage（1996）发现
27、，MOS 能提高火鸡血浆中免疫球蛋白 A.G（IgaA, LgG）水平。在肉鸡和狗上的实验结果表明，MOS 与这种菌有互作。MOS 提高肉鸡对纤维的消化率，可能是提高盲肠和结肠纤维降解菌的浓度结果。在雏鸡和仔猪饲料中添加 2g/kg 的 MOS,可以显著提高它们血液中谷胱甘肽氧化酶的活性，与添加抗生素的饲料的饲喂效果无显著差异性（周伦江，1999）。邵良平在哺乳仔猪饲料中添加 MOS，发现仔猪血清中 IgA、IgG 水平明显提高。 3. 低聚糖开发动态 目前低聚糖的开发主要集中在如何提高低聚糖的生产效率，进一步降低成本，和开发新的功能性低聚糖品种上，日本是低聚糖消费大国，其低聚糖的开发也是处于
28、先进领域，通过不断改进技术，已得到更高纯度和价格更加趋于合理的功能性低聚糖。日本开发出一系列产品，如龙胆寡糖，由两个或两个以上的 D-葡萄糖以 -1，6 糖苷键连续连接后形成的低聚糖，具有良好的耐热、热酸和吸湿保湿性，因而，适于作为饲料添加剂，其它如低聚黑糖、果胶寡糖、磷酸寡糖、藻蔗糖、菊芋寡糖也正处于起步阶段，国内对它们的特性的研究尚未报道，仍需进一步研究。 4. 结束语 抗生素的开发应用使动物集约化饲养成为可能，但由此带来副作用也越来越被人们所认知，抗药性的产生，对环境的污染和由动物体中的残留进而进入人体而造成对人体健康的影响一直困扰着人们。功能性低聚糖以其稳定、低糖、无毒副作用、无污染、无残留及其对动物肠道内良好的清道夫的作用，将是抗生素类的良好替代品。
