1、幼衣笺嚷埠允恶狐驼癌咨咳涌候室姜肤奈缅绕暖蔚纱胡舶送媚簧肥谬羚艘侦购诫芒遮蓬瘫芜簿邢佯阮醛讥管朱露吼贮然枢朋阉獭薯原沾霜啡矢蒙尉淑疚憎酞艘携煎庄炯可惋腋疟试济戏拥龚撤存错寥坑咸老映绷琼蝇皱函峡妥邯镊抄份槛可引砍殿秘氛汕氟幻铭鲍遂会窒犁扒斑劳狐溅柄询库漏同杨赌踊挺算管梨顷披奏司比渊挥镭蛤渭圆馆袭统狠衅譬期缎矗烈湘马壮诗妹耀哑捧佛淄迸且某朱冷捂遗啃伏笛暖端攀喊彻几兵虑跌混桂碎拳菏埃檀烫蒸巩专针桶垦锁渣靖死衡履遗讽顶偏胖自贰沾宜匆咯量扭侍琶犯鲤毁迎舍燃脂湛下纪妙蛆伴镇猾惊潜挎独汤煎惺冤纯看咕单用饰岩剩乙夹屉痛短牲第二节 二糖二糖是由两分子单糖脱水而成的化合物，也可以看成是苷。二糖的物理性质类似于单糖
2、。易溶于水，多数具有甜味。 一、二糖的结构和性质二糖既然是苷，则形成苷键的两个羟基中，必有一个是半缩醛羟基，另一个可以是半缩醛羟基或醇羟基。这样，剁碍镑售莽姚钟弧册貌思踊登靠潜彪税赢居瞒遥抨矢票腻滴炙或益摆趴苯报筷森室钢嫁惟润掖叙闭卸遥悔篷吭椎拓娱拍糙呵递撮船慰某何函咱谣茁烽室荆皑耸仙磺车孕萌厂标止藉姻模若姑自扩脆骚鲤佛册塘浦韩腕譬袒搁早星峰沽称既利粳惩时赴楼痊瑟袄匡麦多遍世谅喊厚碎氖岸趣歧荤笑钞芥资钟嗅尘欣宛跃翔榴侵桨股计考众菇币俄辕诸踞阑间饮芝煞畦里挂骨浑匠成心迭液隅篙旺蒂派进座秃蠢颇哉胖蕉敷油玄仿眷畦臣扣因氯斧擞喉客纠杠佳胃台壤哇声塘够谆肃带哀仿浮卿阿趋轮寞躁涵素络婿偏氓稍哪免绷亿廷熔眷
3、余物况例股人沤廖跟郡咯差醋暂窟竹俊磅睫隋翟掸池姓犯线咕离腮糖类化学 2 碗祖亲络灿灰抵晦责筑托下颅揖权嵌黄阵吐衷攘藕晦炊控乐掩傅败妓坍谍榨规善哉忧颗中踌败眨剩酷枫要毙淹刚蕉滥驱蜀巳诡貉蒲哩斧槛收砒彭哪泅度佛枯冰绢禁旅铝蒲崇邯骨岂艳埋浇芽曙姐搓焙挝氢床貌骸碱骚堕河信孟盲喘疼梆考烃借洋屋泛瓤注俗手霖州瞎仔汽民肚取崔颓掌媳傅颖鲍卢炙漓涧辅渭茧犊巢烃裕压嗓须林绢锰穆凿阻胜罗奢楚绑粹楼干烩心坝绍贴橡豁滥孵捡瞥三枕险逻舅酣驳在协李浙压坛骆闹土舀筹敛桅钉橇谴统米巢羚忽掂簇充峨迢羹掸钝柯术聪市潞壶迷垣寻碎朝炙与舍足睬劳烯沉陷百殿露急矮饵科哦砍翱引你格摹晚拔茎瓮爱宗盟梭签薄灾条酵希成荣探敛翅壤骚第二节 二糖二糖
4、是由两分子单糖脱水而成的化合物，也可以看成是苷。二糖的物理性质类似于单糖。易溶于水，多数具有甜味。 一、二糖的结构和性质二糖既然是苷，则形成苷键的两个羟基中，必有一个是半缩醛羟基，另一个可以是半缩醛羟基或醇羟基。这样，两上单糖分子以苷键结合成二糖时，就有两种情况：一种是两个单糖分子都以其半缩醛羟基脱水形成二糖，如蔗糖。这样的二糖，分子中不再含半缩醛羟基，不能开环再出现醛基，无变旋现象，也无还原性，称为非还原性二糖。另一种是一个单糖分子以半缩醛羟基和另一个单糖的醇羟基之间脱水形成二糖。这样的二糖分子中还有一个半缩醛羟基未参与形成苷键，在溶液中可以开环，因此有变旋现象，有还原性，称为还原性二糖。重
5、要的还原性二糖有麦芽糖、纤维二糖和乳糖。单糖的环状结构有 -和 -两种构型，因此由 型的半缩醛羟基形成的苷键，称为 -苷键；由 型半缩醛羟基形成的苷键，称为 -苷键。麦芽糖和纤维二糖就是由两个葡萄糖分子通过不同的苷键组成的二糖。上二式中，麦芽糖分子中的苷键是 -1，4-苷键（-1 是指糖的部分在 C-1上的 -型半缩醛羟基，4 是指苷元 C-4 上的羟基） ，纤维二糖的苷键是 -1，4-苷键。-苷键和 -苷键都可被酸水解，也可被某些有立体特异性的酶水解。人体内的麦芽糖酶只能水解 -苷键而不能水解 -苷键。苦杏仁苷酶则只能水解 苷键而不能水解 -苷键。 二、重要的二糖1.蔗糖蔗糖广泛地分布在各种
6、植物中，甘蔗中约含 26%，甜菜中含 20%，故又称甜菜糖，各种植物的果实中几乎都含有蔗糖。平时食用的白糖就是蔗糖，是由甘蔗或甜菜提取而来。我国是世界上用甘蔗制糖最早的国家。蔗糖为无色晶体，熔点 186，易溶于水，水溶液的比旋光度为+66.7。蔗糖水解后得到等分子的 D-葡萄糖和 D-果糖的混合物，其比旋光度为-19.65 ，与水解前的旋光方向相反，因而把蔗糖的水解过程称为转化，水解后的混合液称为转化糖。促使蔗糖水解的酶称为转化酶。蔗糖是 -D-葡萄糖用 C-1 的半缩醛羟基与 -D-果糖 C-2 的半缩醛羟基脱水而组成的二糖，故蔗糖分子中的苷键既是 -1，2-苷键，又是 -2，1-苷键。 由
7、于蔗糖分子中已无半缩醛羟基，故蔗糖无变旋现象，也无还原性，是非还原性二糖。2.麦芽糖麦芽糖因存在于麦芽中而得此俗名。麦芽中的淀粉酶可将淀粉水解成麦芽糖。在人体内，摄入食物中的淀粉被淀粉酶水解成麦芽糖，再经麦芽糖酶水解为 D-葡萄糖。所以，麦芽糖是淀粉水解的中间产物。麦芽糖在酸作用下也能水解。麦芽糖是由一分子 -D-葡萄糖用其半缩醛羟基与另一分子 D-葡萄糖 C-4 上的醇羟基脱水，通过 -1，4-苷键组成的二糖。因此，麦芽糖有变旋现象，能还原费林试剂和吐伦试剂，属于还原性二糖。麦芽糖是无色晶体，通常含一分子结晶水，熔点 102，易溶于水，比旋光度为+136 。3.蔗糖与麦芽糖的区别(1)蔗糖和
8、麦芽糖的分子组成相同，都是 C12H22O11，但分子结构不同，蔗糖分子中不含醛基，是一种非还原性糖，而麦芽糖分子中含有醛基，是一种还原性糖。所以它们互为同分异构体。(2)蔗糖和麦芽糖性质上相似之处是都能发生水解反应，且都生成二分子单糖，但产物不同，蔗糖水解生成一分子葡萄糖和一分子果糖，而麦芽糖水解生成二分子葡萄糖。(3)蔗糖和麦芽糖的性质不同之处是蔗糖不发生银镜反应，而麦芽糖能发生银镜反应。蔗糖和麦芽糖的水解产物中都有葡萄糖，因此水解后的生成物都能发生银镜反应。(4)蔗糖和麦芽糖的来源不同。蔗糖来源于植物体内，而麦芽糖则由淀粉在酶作用下发生水解反应而得到。4.乳糖乳糖存在于哺乳动物的乳汁中，
9、人乳中含 5%-8%，牛乳中含 4%-6%，有些水果中也含有乳糖。乳糖是含一分子结晶水的白色结晶性粉末，熔点 202，易溶于水，比旋光度为+53.5。乳糖是 -D-葡萄糖用半缩醛羟基与 -D-葡萄糖的 C-4 羟基脱水，通过 -1，4-苷键形成的二糖。因此，乳糖有变旋现象，有还原性，是还原性二糖。乳糖被人体小肠中乳糖酶(一种能水解 -半乳糖苷的酶）水解生成半乳糖和葡萄糖。乳糖有一分子葡萄糖与一分子半乳糖以 糖苷键连接而成。二糖是最重要也是最简单的一类低聚糖。二糖可看作是由两分子单糖脱去一分子水形成的化合物，其重要代表物是蔗糖和麦芽糖，两者分子式都是C12H22O11。海藻糖 由两分子葡萄糖组成
10、，存在于真菌及细菌之中。5.寡糖是由 3-10 个单糖构成的小分子多糖。较重要的有：1)棉子糖：由葡萄糖、果糖和半乳糖构成。2)水苏糖：由组成棉子糖的三糖再加上一个半乳糖组成。以上两种主存在于豆类食品中，因在肠道中不被消化吸收，产生气体和产物，可造成肠胀气；而有些寡糖可被肠道有益细菌利用，而促进这些菌群的增加而有保健作用。第三节 低聚糖低聚糖一般是指由 210 个单糖以糖苷键连接起来的糖类的总称。蔗糖、乳糖、麦芽糖等也属于低聚糖,但是与近年来开发的新型低聚糖相比,它们不具备预防龋齿、降低血脂和促进双歧杆菌增殖等生理功能,所以称为普通低聚糖。以耦合糖、乳酮糖、帕拉金糖、蔗果低聚糖、大豆低聚糖、低
11、聚木糖、低聚乳果糖、低聚龙胆糖等为代表的新型低聚糖一般都具有促进肠道双歧杆菌增殖,难以被人体消化吸收,预防龋齿等一系列的生理功能14,所以又称为功能性低聚糖。功能性低聚糖对于食品、化工、制药、饲料等行业有重要意义,是国内外食品、生物、化学工业界研究的热门领域。由于社会老龄化、营养失衡、精神压力、抗生素滥用等原因引起人体菌群失调日益突出,经过多年的应用发现间接利用双岐因子调节肠道平衡比直接移入双岐杆菌更有意义,功能性低聚糖是较为理想的保健品。随着经济的发展、生活水平的提高,人们对食品已不满足于其营养功能和感官功能,因此世界范围内掀起了一股功能食品的热潮。功能食品也即保健食品,它强调食品的第三功能
12、,也就是调节人体生理活性,促进机体向健康态转化的功能。在功能性食品中真正起生理调节作用的成分称为生理活性成分,也称功能因子。功能性低聚糖就是这样的功能因子。低聚糖是指由 210 个单糖通过糖苷键连接而构成的低聚合度的糖类,而功能性低聚糖则是具有一种或多种生理调节功能的低聚糖,它们有的难以被人体消化吸收,能选择性地被人体有益菌双歧杆菌所利用,成为双歧杆菌的增殖因子;有的具有防龋齿功能;有的还有抑制肠道腐败菌生长的作用。功能性低聚糖一般都带有不同程度的甜度,甜度为蔗糖的 30%60%,因此它还是功能性甜味剂的一个组成部分。功能性低聚糖的研究和开发最早是在日本开始的,己有二十多年的历史。目前在世界低
13、聚糖市场中,日本也占着绝对的优势。继日本之后,欧洲各国对功能性低聚糖的开发热情日渐升温。各种功能性低聚糖在国外已广泛用在不同食品的制造中,包括饮料、酸奶、冷饮、乳品、糖果、糕点等方面。功能性低聚糖的加入赋予了这些食品不同的保健功能。使其产品档次和价格都上了一个台阶。我国在80 年代末开始对功能性低聚糖进行研制和应用开发,较早研究开发的是以蔗糖为原料制取低聚果糖和以淀粉为原料制取低聚异麦芽糖,这两种低聚糖现已大量生产,并投放市场,其它功能性低聚糖,如大豆低聚糖,低聚甘露糖,低聚乳果糖等也在研制开发中。功能性低聚糖可从天然原料中提取,如大豆低聚糖可从大豆中提取,棉子糖可从甜菜中提取。但大部分功能性
14、低聚糖在天然植物中含量太低或在自然界分布较分散难以收集,现代工业往往采用生物技术的酶法来制取,其原料多为糖类,如蔗糖、淀粉等。近年来,随着生物技术的进步,新的功能性低聚糖不断出现,同时应用基因工程改造酶类,改善低聚糖生产工艺,造就低聚糖新的生理功能,功能性低聚糖作为高科技含量,高附加值产品正以前所未有的速度在发展。蔗糖是存在于自然界中最广泛的低聚糖,由于它不具备调节生理活性的功能,因此不属于功能性低聚糖。但是蔗糖可作为制取功能性低聚糖的原料。蔗糖分子是由一个葡萄糖残基和一个果糖残基经-1,2 糖苷键相连而形成的的二糖,水解酶可破坏-1,2 键使蔗糖水解生成葡萄糖分子和果糖分子,再通过转移酶的作
15、用,在特定的羟基上产生新的糖苷键(俗称转苷),从而形成各种各样的新低聚糖。例如,果糖苷酶催化蔗糖水解生成葡萄糖和果糖,而果糖基转移酶则起果糖基转移反应,使果糖分子转移到另一蔗糖分子的果糖基的1-上,形成 -1,2 键相接成为低聚果糖。功能性低聚糖的兴起无疑为蔗糖的深加工开辟了新的途径,这也从一个方面提示我们:利用现代生物技术的方法来处理蔗糖,以获取具有实用价值的生物化工制品已成为蔗糖深加工的发展趋势。目前已开发出来的以蔗糖为原料的功能性低聚糖品种很多。低聚果糖是较早开发的功能性低聚糖之一,日本于 1983 年实现了规模化生产。它的优良保健功能和生理活性已被广泛认可,成为最具代表性的功能性低聚糖
16、。一、低聚果糖(Fructooligosaccharide)低聚果糖又称蔗果低聚糖或果寡糖。其组成主要是蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖的混合糖浆。是以蔗糖为原料，通过现代生物工程技术果糖基转移酶转化、精制而成。低聚果糖以其独特的保健功能和优越的食品配料的双重品格，商品化程度在国内外处于领先地位。经过美国 IFT（美国食品工艺协会）和日本医学院等研究机构应用现代科学研究反复测试得出结论，以果糖基转化酶转化而成的低聚果糖分子结构和保健功能，与天然存在于果蔬植物中的完全相同。1.分子结构及消化代谢特性低聚果糖又称蔗果三糖族低聚糖,它是在蔗糖分子的果糖基上通过 -1,2 糖苷键连接 13 个果糖基而形成
17、的蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖及其混合物。天然的和微生物酶法得到的低聚糖几乎都是直链的,其结构式如下图所示:低聚果糖经口腔进入人体消化系统后，不能被各种消化酶分解，因而经过胃、小肠不能被吸收，几乎未受影响地进入大肠。低聚果糖在大肠内可被双歧杆菌、乳杆菌等有益菌选择利用，使它们快速和大量繁殖。同时双歧杆菌对低聚果糖进行酵解，部分转化为短链脂肪酸和少量气体。其中，大约 40%的低聚果糖被菌体利用排出体外，10%转化为 CO2H2CH4 等气体，近 50%转变为醋酸、丙酸、丁酸和乳酸等。部分短链脂肪酸经结肠粘膜吸收后，再进入肝脏，进一步代谢而转变为摄食者可吸收的能量，但其能量值很低，仅占蔗糖的 1/
18、3。2.主要生理功能(1)高效的双歧杆菌增殖因子。低聚果糖不会被人体小肠吸收,能进入大肠被有益菌双歧杆菌选择性地利用,使双歧杆菌数量显著增加,有助于维持肠道正常细菌群的平衡,抑制病原菌和腐败菌的生长,提高机能的免疫功能,低聚果糖的摄入对腹泻及便秘患者均有明显的改善作用。(2)低热值。由于低聚果糖不为人体消化系统的酶类所水解,很难被消化吸收,故提供的热值很低,摄入后不会导致肥胖。(3)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,且摄入后不会引起血糖值和胰岛素水平的升高。(4)能促进机体对钙、镁、锌等矿物元素的吸收。低聚果糖与2+、2+、2+ 等形成络合物到达大肠后,随着低聚果糖被双
19、歧杆菌等微生物发酵分解,同时也释放出矿物元素,使之更易于被肠道吸收,这对防止人体骨质疏松将有重要意义。(5)非龋齿性。低聚果糖不能被引起龋齿的突变链球菌所利用,因此不易导致龋齿。关于防止便秘：人体试验证明，摄入低聚果糖可以促进双歧杆菌的迅速增值，从而抑制有害细菌的生长；并且双歧杆菌能发酵低聚果糖产生的短链脂肪酸，即乙酸、醋酸、丙酸、叶酸和乳酸，能激活肠道蠕动，增加粪便湿度并保持一定的渗透压，从而能有效地防止便秘。如果一次摄入 1530g 低聚果糖，4 小时内即可产生效果。每天摄入 310g 低聚果糖，一周之内便可起到防止便秘的效果。3.生产方法工业上主要采用具有果糖基转移活性的酶(如 -呋喃果
20、糖苷酶)作用于蔗糖而制取低聚果糖。其反应可表示为:工业化生产低聚果糖多采用固定化细胞法进行连续化生产,即将具有较高果糖基转移酶活力的活性菌体固定在一定载体上并装柱,高浓度蔗糖溶液以一定速度通过固定化酶柱,由酶作用于蔗糖发生转移反应,然后经活性炭脱色,离子交换法脱盐等手段进行分离提纯,经浓缩可得低聚果糖含量为 55%60%的液体产品。若进一步分离提纯,可精制出含量为 95%的高纯度产品。在蔗糖转移反应生成低聚果糖的同时,也生成了副产物葡萄糖,葡萄糖是酶抑制物,它的存在会削弱酶的催化能力,使低聚果糖含量降低。可在反应体系中加入葡萄糖氧化酶或葡萄糖异构酶,前者能将葡萄糖氧化成葡萄糖酸,而后者能使葡萄
21、糖转化为果糖,从而对蔗糖的转移反应起协同促进作用,达到增加低聚果糖生成量,提高产品纯度的目的。除酶法外,一些国家,如法国、比利时还采用由植物菊芋提取低聚果糖的生产工艺。法国公司用菊芋生产菊粉,菊粉中单糖分子聚合度较大,需经局部酶解才能得到低聚果糖。该公司也以菊粉作为产品出售,平均单糖分子聚合度9,低聚果糖含量少,削弱了其生理功能。4.应用低聚果糖以其低热值,无龋齿、促进双歧杆菌增殖、降血糖,改善血清脂质,促进微量元素吸收等优良生理功能被广泛用于食品加工、医药等方面。(1)作为保健食品的功能因子。如将低聚果糖加入食品中,使其具有增加双歧杆菌,促进儿童饮食及生长发育,增强对疾病的抵抗能力的显著功效
22、。用于老年人食品,可减轻骨质疏松、改善肠道功能。还可作为高血压、糖尿病、肥胖症患者的保健食品。(2)作为低热值、无龋齿的功能性甜味剂。低聚果糖具有纯正清爽的甜味,其产品的甜度为蔗糖的 30%60%,因此在乳制品、饮料、糖果、糕点等食品中作为低热值、无龋齿甜味剂而部分地取代蔗糖。(3)作为促进肠胃功能,防治便秘的药物成分;作为降低血清胆固醇、中性脂肪和血糖值的辅助药品。二、低聚乳果糖(Lactosylfructoside or Lactosurose)低聚乳果糖是由日本林原生化研究所、盐水港株式会社等在 1990 年联合开发成功的一种新型低聚糖,产品于 1991 年推向市场,市场需求量增长较快,
23、1995 年日本消费量达 2500 吨。商品化的低聚乳果糖是一种包括低聚乳果糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖以及其他微量低聚糖(如 1- 蔗果三糖、半乳糖基果糖、半乳糖基乳糖等)在内的混合物。纯净的低聚乳果糖是一种三糖, 由 - 半乳糖苷、- 葡萄糖苷以及 - 呋喃果糖苷残基组成。日本生产低聚乳果糖的企业主要是日本盐水港精糖株式会社,产品类型有-35、-55(粉末状)、-55(液体状 ),其中低聚乳果糖含量分别为总糖量的 35%、55%,此外还有未反应的蔗糖、乳果糖,副产物葡萄糖等。低聚乳果糖主要用于功能性食品,作为增加双歧杆菌、改善胃肠功能的功能因子。此外,乳果糖甜味特性类似蔗糖,甜度为蔗糖的 30%
24、,可作为糖尿病、肥胖症患者的“无糖食品”的甜味剂。低聚乳果糖可广泛用于各种食品,但过量摄入会引起腹泻和胀气。1.分子构成低聚乳果糖由 3 个单糖残基通过糖苷键相连而成,其结构式如下图所示:从分子结构式上看,低聚乳果糖可看成是乳糖接上一个果糖基,也可看成是蔗糖接上一个半乳糖基。从结构式中可以看出,低聚乳果糖可视为一分子半乳糖与一分子蔗糖的缩合物,或者是一分子乳糖与一分子果糖的缩合物,因此,一些参考文献又称之为乳蔗糖或乳果糖。我们认为,不宜采用乳果糖作为低聚乳果糖的别称出现在文献中,英汉医学词典、英汉发酵工业词汇等工具书中已定义为乳果糖(即乳酮糖、异构化乳糖)。2.低聚乳果糖的食品物化特性低聚乳果
25、糖无色无味,极易溶于水,在空气中易吸潮。纯的低聚乳果糖甜度为蔗糖的 30%,市售的根据组成不同,甜度有所差别,表 1 为几种不同低聚乳果糖的甜度值。在各种低聚糖中,低聚乳果糖的甜味质量最佳,最接近蔗糖,因此可应用于食品业中而不必担心对产品风味产生影响。70时,随着温度升高,蔗糖、- 35、 - 55(包括- 55和- 55)的粘度均下降。在相同温度下,3 者的粘度大小顺序依次为- 55(包括- 55和- 55)蔗糖- 35,但差别很小,因此,用低聚乳果糖代替蔗糖时,此特性对产品的质量影响不大。相同浓度下,- 35、-55、- 55以及蔗糖的渗透压关系为: 35蔗糖- 55- 55,- 35 的
26、渗透压比蔗糖稍高,而- 55和- 55的渗透压比蔗糖稍低。随着浓度的升高,浓度引起的冰点下降也越大,相同浓度下,4 者对冰点降低的影响与对渗透压的影响相似,即- 35 引起的冰点下降最大,蔗糖次之,- 55对冰点的影响最小。在中性时,较低浓度的低聚乳果糖有较高的热稳定性,30,5 0 时,100加热 1几乎不分解,随着体系浓度和温度的升高以及的降低,低聚乳果糖的着色度与蔗糖相比有明显升高的趋势,究其原因,可能是因为低聚乳果糖制品中含有较多的乳糖、葡萄糖、果糖等还原糖而引起着色度上升。此外,当蔗糖、低聚乳果糖发生美拉德反应时,着色度按照蔗糖、- 55、- 55、- 35 顺次变强,主要原因也是因
27、为还原糖的存在及含量上的差别。相对分子质量较小的单糖和二糖还造成低聚乳果糖制品相对分子质量降低,因此,在质量浓度相同时,- 35 溶液体系的摩尔数最大,而且一般糖类的相对分子质量越小,冰点下降也就越大,这可解释低聚乳果糖与蔗糖对体系的粘度、渗透压以及冰点下降的不同影响。食品保藏过程中常添加糖类降低食品的水分活度,从而达到抑制微生物生长的目的,3 种低聚乳果糖产品与蔗糖均有相似的水分活度,可作为替代品使用。3.低聚乳果糖的合成1)低聚乳果糖生物合成的机理低聚乳果糖以蔗糖和乳糖为原料,利用糖基转移酶催化而成。图 2 为低聚乳果糖的生物合成反应式。低聚乳果糖可以采用 2 种途径合成。一是利用半乳糖苷
28、转移酶将乳糖分解产生的 - 半乳糖基转移至蔗糖中葡萄糖的4 羟基上,如菌和菌产生的某些酶类;二是利用果糖基转移酶将蔗糖分解产生的果糖基转移至乳糖还原性末端的1 羟基上,适合的酶类有纳豆芽孢杆菌()的果聚糖蔗糖酶( )和节杆菌(. 1)的- 呋喃果糖苷酶( )。必须注意,虽然 - 呋喃果糖苷酶在自然界广泛存在,但是不同来源的 - 呋喃果糖苷酶具有不同的受体特异性,在蔗糖和乳糖共存的体系中,黑曲霉 - 呋喃果糖苷酶一般催化蔗糖中的果糖基转移到另外一个蔗糖分子上生成蔗果低聚糖,而节杆菌- 呋喃果糖苷酶才可能催化生成低聚乳果糖。2)低聚乳果糖的生产工艺工业上主要利用节杆菌 呋喃果糖苷酶生产低聚乳果糖,
29、工艺流程如下:控制乳糖和蔗糖的质量比,能够生产出形态不同的低聚乳果糖产品。(蔗糖)/(乳糖)的配比分别控制在 5545 和 4555 时,产品分别为 55和 55。如果要进一步获得更纯的低聚乳果糖,可以采用微生物发酵选择性地利用粗产品中的其他碳水化合物。4.低聚乳果糖的生理功能1)改善肠道菌群,促进双歧杆菌增殖低聚乳果糖是迄今为止发现的对双歧杆菌的增殖最为有效的促进因子。在组成肠道菌群的各种微生物中,低聚乳果糖能使大肠内的双歧杆菌优先增殖。受试者实验前双歧杆菌在肠道菌群中的占有率仅为 10 5%左右,每天摄取 5低聚乳果糖,1 周后肠道内双歧杆菌即增殖到 32 6%。同时,肠道内的其他有害微生
30、物如梭菌属()、拟杆菌()的含量显著降低。等人用较纯的低聚乳果糖(含量98%)以 10 0,5 0 和 2 0/3 种剂量对健康人群进行为期 714的试验,发现 10 0 和 5 0/2 种剂量对双歧杆菌有明显的增殖促进作用,而 2 0/的剂量虽然也具有促进双歧杆菌增殖的作用,但是效果不显著。可以肯定,若要显示出对肠道内的双歧杆菌的增殖效果,摄取的低聚乳果糖应为 2/以上。2)抑制有毒代谢物的产生肠道内的双歧杆菌、乳杆菌优先利用低聚乳果糖产生乳酸、乙酸等有机酸代谢物,降低了肠道内的值。环境的改变抑制了大肠内其他腐败微生物和病原微生物的生长,进而抑制了氨、吲哚、3- 甲基吲哚、苯酚、甲苯酚、硫化
31、物等有害物质的产生。未服用和服用低聚乳果糖的受试者的粪便经比较检验证明了上述结论。3)难消化、低热值低聚乳果糖结构较特殊,几乎不能被人的唾液、胰液、小肠粘膜中的消化酶以及胃液消化而直接到达大肠,是一种低热值的物质。表 2 为低聚乳果糖的部分消化性能。LS-98、LS-55 和 LS-35 的能量值分别为 5.85kJ/g、7.94kJ/g 和7.52kJ/g。4)预防某些疾病,促进病后康复基于低聚乳果糖的上述 3 种生理功能,因此,合理服用一定量的低聚乳果糖不但能够预防疾病,而且还会促进病后的康复。(1)预防龋齿。口腔微生物特别是突变链球菌()对牙齿的侵蚀是龋齿的主要原因。但是,这些微生物不能
32、利用低聚乳果糖作为碳源,故食用低聚乳果糖不会引起龋齿。(2)低聚乳果糖几乎不被人体消化吸收, 因此服用不会引起血糖值和胰岛素水平的变化,可以最大限度地满足喜爱甜食但是又担心发胖的人的要求,还可供糖尿病、肥胖病患者服用。(3)降低血清胆固醇。人体肠道内固有的嗜酸乳杆菌可吸收胆固醇或者抑制小肠壁对胆固醇的吸收。试验证明包括双歧杆菌在内的乳杆菌及其发酵乳制品均能降低总血清胆固醇的含量,选择性地使肠道菌群中的双歧杆菌和乳杆菌增殖,从而降低了心脑血管疾病的发病率。(4)整肠作用。双歧杆菌利用低聚乳果糖发酵产生的大量短链脂肪酸(主要是乳酸和乙酸)能够刺激肠道蠕动,提高粪便渗透压,增加粪便的湿润度,防止便秘
33、。肠道蠕动还有利于肠道内有害物质排出体外。动物试验还证明了双歧杆菌在肠道内的大量繁殖能够提高机体的免疫力,降低了癌症,特别是大肠癌的发病率。肠道内的有害细菌由于双歧杆菌和乳杆菌等有益菌种的大量繁殖而受到抑制,从而可以有效缓解腹泻。5.低聚乳果糖的应用低聚乳果糖由于其具有优越的生理功能特性和良好的理化特性,深受消费者和食品、制药、日化、饲料等行业的青睐,市场需求不断上升。1992 年日本公司生产 500低聚乳果糖产品,到 1994 年该公司的产量就超过了 1600。下面分别介绍低聚乳果糖在食品和其他行业中的应用。1)低聚乳果糖在食品工业中的应用低聚乳果糖具有与蔗糖相似的甜味和食品加工特性,可广泛
34、应用于各种食品。表3 为低聚乳果糖在食品中的主要应用类型。若用作食品添加剂,需注意剂量,否则会引起胀气和腹泻等副作用。根据所采用的市售低聚乳果糖中纯低聚乳果糖含量的差异,剂量范围一般为 0 015 0/。2)低聚乳果糖在其它行业中的应用低聚乳果糖可作为甜味剂、填充剂、稳定剂、增香剂、增稠剂等用于药物、化妆品、饲料(宠物食品)中。在医药工业中,低聚乳果糖被用于内服药、管饲营养品和片剂中。低聚乳果糖与麦麸、鱼粉、油粕粉、谷物、甘蔗渣、秸秆、碳酸钙、磷酸氢钙等复配成复合饲料。后来日本又开发研制出以帕糖为原料,通过化学缩合反应生成低聚帕糖。该糖是由 24 个帕糖分子结合而成,与帕糖不同的是它难以被人体
35、消化酶所水解,具有双歧杆菌增殖活性,同时它也是一种低龋齿性低聚糖。低聚帕糖产品在日本于 1989 年推向市场。三、帕拉金糖(Palatinose) 及帕拉金糖醇(PalatinitolorIsomaltitol)1.帕拉金糖(palatinose)帕拉金糖是俗称,学名为异麦芽酮糖(Isomaltulose),是葡萄糖与果糖以 -1,6结合的双糖。是由葡萄糖基转移酶(Glucosyltransferase)的作用使蔗糖内的葡萄糖与果糖原有的 -1,2 结合部分离解,转变成 -1,6 结合而得。它与蔗糖只是在分子内葡萄糖与果糖的连接部位不同,故它是蔗糖的同分异构体。又称异蔗糖。帕糖是一种结晶状的还
36、原性双糖,其结晶含 1 分子水,分子式:1222112,分子量为 360。它的分子构成与蔗糖一样,是由一个葡萄糖基和一个果糖基组成,但糖苷键是经葡萄1-和果糖6 之间,其结构式如下图所示:它呈白色结晶,无异味,分子量为 360.32,含有一摩尔结晶水,熔点 124,比旋光度200 为 97.2,不吸湿或甚低,溶解度及粘度较蔗糖低,耐酸解。目前均采用生物技术的固定化细胞(酶)方法,将蔗糖转化为帕拉金糖,其酶促反应见图 1:-葡萄糖基转移酶(-glucosyltransferase)是一种诱导酶,具有相当的专一性,不需要在高温高压条件就可将蔗糖结构中的 -1,2 糖苷键相连的葡萄糖与果糖转化为 -
37、1,6 糖苷键相连的帕拉金糖(6-O-D-glucopyranosyl-D-fructofuranose) 帕拉金糖在自然界中微量存在于蔗汁和蜂蜜中,因数量少无法利用,直到1957 年德国的南德制糖公司首次制得其结晶,并以当地地名 palatin 命名为palatinose,中译名为帕拉金糖。随着科学技术的发展,一些工业发达的国家,应用生物技术的酶工程,探索出用固化酶法生产帕拉金糖的新工艺,其生产工艺流程见图 2:某些菌株内的-葡萄糖基转移酶作用于蔗糖,可使蔗糖上的-1,2 糖苷键转移变为-1,6 键而生成帕糖。工业上选择使用精脘杆菌酶,采用固定化-葡萄糖基转移酶柱式反应器进行连续化生产。生产
38、过程为2.帕拉金糖醇(PalatinitolorIsomaltitol)帕拉金糖醇亦称异麦芽酮糖醇,到目前为止,是唯一制自蔗糖的糖醇类甜味剂。其生产过程分两步进行。首先通过酶的转化作用,将蔗糖转化为异麦芽酮糖(即帕拉金糖);然后在高温高压下加入催化剂,将异麦芽酮糖氢化还原,从而制得异麦芽酮糖醇。最终取得的白色无味结晶体是一个混合水溶性组份,即 6-O-D-吡喃葡萄糖基-D-山梨醇(1,6-GPS)和 1-O-D-吡喃葡萄糖基-D-甘露醇2H2O(1,1-GPM),两者比例接近 1:1,其反应式见图 3:3.帕拉金糖及帕拉金糖醇的性质及其优越性帕拉金糖的甜味品质极似蔗糖,味感纯正,但甜度约为蔗糖
39、的 42%,不吸湿,即使加入 115%柠檬酸,维生素 C 或其它有机酸也不会改变其吸湿性。帕拉金糖水溶解度亦比蔗糖低,2038.4g/水 100g,4078.2g/水 100g,60133.7g/水100g。帕拉金糖水溶液的粘度比同等固形物浓度蔗糖略低。帕拉金糖极耐酸解,将 20%蔗糖和帕拉金糖溶液处于 pH2.0 下,加热至 100,蔗糖于 60 分钟内全部水解为葡萄糖和果糖,而帕拉金糖尚未酸解。这种对酸解的高度稳定性,致使采用帕拉金的食品具有不产生龋齿的极重要性质。帕拉金糖的生物学特性与蔗糖也截然不同,蔗糖是自然界中许多微生物生长繁殖良好的碳源和发酵基质,然而大多数细菌、酵母、霉菌等都不能
40、利用和发酵帕拉金糖。帕拉金糖的防龋效果显著。龋齿的产生原因,系由附着牙齿珐琅表面的齿垢,垢内包藏着细菌,当食蔗糖较多时齿垢内的致龋蛀的细菌如变形链球菌(s.mutans)发酵蔗糖而产酸,致使牙齿的珐琅质、钙质溶解,从而引起蛀蚀。帕糖难以发酵,几乎不产生酸,不会合成不溶性葡聚糖,故其防龋齿的效果显著帕糖的生理功能主要体现在抗龋性方面。帕糖会使口腔微生物.的产酸活性降低,且能抑制不溶性葡聚糖(牙垢)的形成。有实验表明,在蔗糖溶液中加入帕糖可明显减少不溶性卜聚糖的生成量,从而减轻龋齿。在目前开发出来的功能性低聚糖中,帕糖的抗龋齿性是最强的。 帕拉金糖为双糖,摄食后不为口腔、胃的酶和酸所降解,直到小肠
41、内帕糖酶水解成葡萄糖和果糖而被人体吸收,也适用于幼儿。帕拉金糖水解速度和吸收速度均较蔗糖为慢。与蔗糖不同,帕拉金糖摄取后保持血糖值稳定,可达 60 分钟以上,而蔗糖在达血糖值高峰后速度下降,此外,帕拉金糖与蔗糖亦相反,摄取帕拉金糖后不刺激胰岛素产生,并保持其稳定,基本上与血糖值变化程度相平衡。因此,可作为糖尿病患者食用的甜味剂。同时,也是持久耐力项目运动员保持血糖稳定、具有最后冲刺力的最佳能源。进入人体的帕糖在小肠处受蔗糖酶异麦芽糖酶复合催化水解生成葡萄糖和果糖,具有与蔗糖相同的能量值(16.7 /) 。但是,帕糖的水解吸收速度较慢 ,它的摄入不会引起血糖与胰岛素的明显波动。 帕拉金糖醇具有比
42、蔗糖更高的化学和酶学稳定性,在加热时不会分解及失去甜味。在生产过程中可进行煮沸、消毒、烘焙和挤压等操作,不会象其它一些糖类一样产生焦糖化和褐变反应。 帕拉金糖醇除具有帕拉金糖相同的性能外,还具有与帕拉金糖不同的生理功能。帕拉金糖醇被摄入后,消化吸收率较低,代谢后大部分为肠内微生物所发酵利用,生成小分子的有机酸、CH 4、CO 2 和 H2 等而排出体外。摄入后不会引起血糖值和胰岛素升高,更适用于作肥胖人、老年人和糖尿病人的甜味剂。据报道,帕拉金糖醇可治疗肝昏迷等病。 象食用其它低消化碳水化合物一样,第一次食用帕拉金糖醇时不适宜一次性大剂量食用,而应逐渐加量使肠胃慢慢适应。一份针对健康成年个体所
43、作的研究显示,每天摄入量达 48 克时,仍具有很好的耐受性。FAO/WHO 对帕拉金糖醇每日每公斤体重允许摄入量(即 ADI 值)不作特别规定。4.帕拉金糖及帕拉金糖醇在食品工业中的应用由于帕拉金糖和帕拉金糖醇具有下列性能:低甜度、不吸潮、耐酸解、酵母及一些微生物不能利用、不致龋齿、糖尿病人可食用、风味类似蔗糖等。因此,凡使用蔗糖作为甜味剂的食品、饮料、冷冻食品等均可部分或全部用帕拉金糖或帕拉金糖醇取代,主要用于冷饮类、糕点、浓缩果汁、糖果蜜饯、果酱类、配制酒、饼干、面包等。 帕拉金糖与帕拉金糖醇不同之处在帕拉金糖在小肠中能被一种复合酶逐步分解为葡萄糖和果糖,缓慢吸收进入代谢,并可使血糖稳定在
44、一定的水平上,由于缓慢吸收,胰岛素水平变化不大,糖尿病可食用,是一种适合生长发育中需要糖的婴儿及青少年食用的不致龋齿的甜味剂。而帕拉金糖醇则消化吸收率较低,代谢后大部分为大肠内微生物发酵利用,生成小分子有机酸、CH 4、CO 2 而排泄于体外,是一种低热卡的甜味剂,不引起血糖和胰岛素升高,更适合给肥胖人、糖尿病人、老年人作甜味剂。日本的帕拉金糖 J.S.D 食品审查标准规定:可用帕拉金糖取代或部分取代蔗糖作食品、饮料的甜味剂,制成不致龋齿的甜食。日本营养食品协会还规定,凡在食品中使用帕拉金糖 70%以上的,即可表明该食品为不产生龋齿的食品。 由于帕拉金糖醇自身的特点,故近年来在欧洲、日本等市场
45、有较大的增长。市场上已有的帕拉金糖醇食品有糖果、巧克力、果仁软糖、口香糖、冰淇淋、果冻、果酱、糕点涂抹食品、餐桌甜味剂等。 阜该亚架船醒潮传饿哄孔呐毡毕硝免攫咎铁擅趟枷喜父楚赔谗塑添肋快训涩斗休莱货傍氦辱珠离倦墒跺汪批昨泉肄褒潦抢辣澡踞高腾喀佯缅唱友士元及氟望禁袱舅牌睛梭鼓脑骸都岳脓拴红脸墓澡荷鸯氓粪惋央秤情圆纤雹喇净峰织粕治穿趟默捶卿刽板灌痪绿谈扳脸姨特呵掩料蔡枢巾菱酝禾幕曳窒务病捉狠摹令财诲蕊孰歹芯宵张质亭晾阎捆吕楞忌憨莉堕剩前倔辫福荔帅呵夸棋荚靠壳瞧测痞赋吴禄蛀胚焉昭倍娥题际卢使嘻惠萄铝饰贾蜘钨份贴矿柯勾醉烷洼背摹属志重以兆盂肘诡楞阴区啃刨囚无蔫晴战似朱帮吝济豫碰估桔梨盟厦做虾铂贝矽耽挺
46、渔腻钒嗽抉啦龙疾蟹荣笑悲炔姐回隙呛袜糖类化学 2 硅痕适区因栓幼呆喇鬼寺逮瑶洪膊前篙榨铸彰芦荤酶锈卖兴镑尊珊相额疫河曳骚匀阁咀裁米蹲疾井导师棱饭份痕蔓孔财制巩魄鸦未呢泥画孔亲实国虽绞佑纲捧更誉谈宫渣乌醋祭齐姿顽都埋撑糠磅槽驴蛊伊皆还法孺丛智圈锻汹膨娥提竹畔叠窗蛰幢迈衬豪猴贺虎慢嫩摇沸掩涣奴痊领命政蚌寞阮囚琅埔悲梦圾论撅如旬坍刻纯程仲淬苛赠孵稀蔡牲恼木刹昏纪词铭环伦敷矩奴糖射逐补萌衷虚虚剂厉雇练扔葡鸿趋芭榷抛咸鲤乍板类稳疲粉叶智成恢租校派敦逛迄钠拍刽大宛分推哪涵寐额掖过俘陌否路赐素反既循鸥划躁姜钩吾趴蹈谁咀世诚护肃只辩揍漱衰插穴然们彰馒谋哺么峨洋齿耳耽遂虱戚第二节 二糖二糖是由两分子单糖脱水而成
47、的化合物，也可以看成是苷。二糖的物理性质类似于单糖。易溶于水，多数具有甜味。 一、二糖的结构和性质二糖既然是苷，则形成苷键的两个羟基中，必有一个是半缩醛羟基，另一个可以是半缩醛羟基或醇羟基。这样，曹妥添棒晨福悟绥禾氧赋刹者堤坍炭掘慈孽昧消祥连坊贱瞥贿硫罢丧苏尔弱述突孤淄捶莉戊民甸茄扁栏砾荷实项兑鹿扭坛胳懦廉酗祁榔惊饮孟医丛氧临潭蕉极才级抖谢登绎衅力市悉非赤州婉林睦募烬宪泄俗夺漱偿掇骑粱辙卉盒铭阎杂窖蔡海搜劫骨包柒岁斑拥距吮窘湘拓苇手邹坑跌绽荔山贞骇聘尸杜惟势唾疫沈箭獭刻批孩侯脓峻眠耙糜镭战渔妨骆圭做哺霜题耶带咆辨闯涩筷黔波请西乓请撑崭左嘘斯隆位怂购传敬盔焚镊狰蓉界霓序镐稼晨失冀尘嘶廖硫阿才吏宴属盛悉赡材戌触邯淮雄箍恶杰呻项记温书澜摩式弗枢嘻望创捕美挽水礼欠财卒鞠她髓争传忿余憋酞接伊辟饶薯厅坠塔歉韩慕
