功能性低聚的生理功能及其应用.doc

功能性低聚糖的生理功能及其应用
秦烨芝
吉首大学 化学化工学院 09级食品科学与工程 湖南吉首 416000
摘要：低聚糖具有显著的生理功能，能预防龋齿，促进双歧杆菌大量增殖，合成B族维生素，抑制有害菌的生长，提高机体免疫力，等,由此而可广泛地应用于多个领域中。本文综述了几种功能性低聚糖的主要生理功能及其应用。
关键词：功能性低聚糖；生理功能；应用
Physiologic Functions and Application in Food of Functional Oligosaccharides
Qin Yezhi
Food Science and Engineering of 2009 Grade, Chemistry and Chemical Academy of Jishou University, 416000 jishou, China
Abstract：Oligosaccharides have obvious physiologic function. It can improve the propagation of a large number of bifidobacterium and synthesis of B vitamins, inhibit the growth of harmful bacteria, and improve immunity, etc.So they can be applied widely in many areas. Main physiological functions and its applications of several types of functional oligosaccharides were reviewed in this paper.
Key words: functional oligosaccharides; physiological functions; foods; applications
前言：低聚糖又称功能性寡糖，是由2—10个单糖通过糖苷键连接形成直链或支链的低度聚合糖，分为功能性低聚糖和普通低聚糖两大类。常见的功能性低聚糖有大豆低聚糖、低聚异麦芽糖、低聚果糖、低聚乳果糖、低聚木糖等。它们在到达结肠后可被细菌发酵，除可促进双歧杆菌等增殖、抑制有害菌生长外，并可产生短链脂肪酸如乙酸、丙酸、丁酸，以及气体二氧化碳、氢和甲烷等，降低肠道pH，降低蛋白质腐败产物，促进结肠蠕动，有利排便，有益人体健康。
功能性低聚糖虽然广泛存在且有着多种生理功能，但也只是在最近几年，它才渐渐地被人们所重视。为了让功能性低聚糖更多、更合理地应用在各领域，本文对其生理作用和几种常见功能性低聚糖的应用做了一个简单的综述，为合理开发利用功能性低聚糖提供参考。

1 低聚糖的主要生理功能
1.1 低热值
低聚糖在小肠中不被人类肠胃道的酶所消化，具有水溶性膳食纤维的作用，摄入人体后产生的热值很低，且不致引起血糖和胰岛素水平的波动，适于肥胖病人及糖尿病患者食用。还有日需量少、不涨肚、易溶于水、口感好等特点。
1.2 调节肠道功能，促进肠道内有益微生物菌群的生长繁殖
双歧杆菌是人体肠道菌群中唯一一种既不产生内毒素又不产生外毒素，无致病性的、具有生理功能的有益微生物，对人体有保健作用。人体胃肠道内没有水解功能性都聚糖的酶类，它们不被人体消化吸收，可直接进入大肠内优先被双歧杆菌利用，可明显促进人体内双歧杆菌的增殖，而不能被大肠杆菌、沙门氏菌等有害菌利用。这种选择性增殖作用不仅使得肠道菌群得到优先，而且使肠道微环境得到改善,促进肠道内有益微生物菌群的生长繁殖。
1.3 预防龋齿
龋齿是由于口腔内的微生物（特别是变异链球菌）利用蔗糖等，产生不溶性葡聚糖覆盖在牙齿表面形成齿垢。齿垢中的细菌在适宜的温度下使糖发酵，在菌斑深层产酸，寝室牙齿使之脱矿，进而破坏有机质形成龋齿。高纯度低聚糖与蔗糖并用时，可阻止蔗糖被变异链球菌作用而生成水不溶性的高分子葡聚糖，从而发挥龋齿作用。
1.4 提高机体免疫力、抗癌作用
功能性低聚糖通过增值双岐杆菌来增强机体的免疫能力，大量试验结果表明，双歧杆菌在肠道内大量繁殖能起到抗癌作用。此种抗癌作用归功于双歧杆菌的细胞、细胞壁成分和胞外分泌物，使机体免疫力提高。双歧杆菌具有免疫激活作用，可增强巨噬细胞、淋巴细胞的吞噬活性，直接杀伤肿瘤细胞。双歧杆菌及其表面分子活性结构可直接或间接地清除致肿瘤物质，从而保护机体免受肿瘤物质损害。双歧杆菌还可酸化肠道环境，加速致肿瘤物质排泄，缩短致肿瘤物质与肠黏膜的接触时间，以降低肿瘤的发生率。
1.5 促进钙、铁等矿物质的吸收
长久以来，人们都认为钙、铁等常量元素能从食物中得到充足供应而不缺乏。但是生活中频频出现因缺乏钙、铁等矿物质而引起的各种疾病，威胁着人们的生命健康。如缺钙能引起骨质疏松、骨软化、易骨折等多种疾病，铁缺乏时则会引起缺铁性贫血免疫力下降等。我国人们是以谷类为主的，钙的摄入量仅占营养学家推荐量的50%，铁的摄入量也严重不足，所以补钙补铁也成为我们非常关注的热点。功能性低聚糖能够使钙、铁等离子的溶解度增加，由此促进人体对钙、铁等矿物质的吸收，从而提高骨密度，减少骨质疏松的危险，而且能够促进有益菌的增长。
1.6 促进脂类代谢
功能性低聚糖可以降低血清中甘油三酯和胆固醇的浓度，增加血清中的低密度脂蛋白含量，促进脂类代谢的作用。
1.7 抗氧化作用
功能性低聚糖具有清除脂溶性自由基二苯基苦基肼的作用，还能抑制铜催化的低密度脂蛋白过氧化作用，能显著减低机体自由基水平。
2 常见功能性低聚糖的应用
2.1 大豆低聚糖(soybean oligosaccharides)
大豆低聚糖通常是指从大豆中提取的可溶性低聚糖的总称。其主要成分为棉子糖和水苏糖，同时也还存在一定量的蔗糖和其它成分。它是以生产浓缩或分离大豆蛋白时的副产物大豆乳清进一步分离制成。
大豆低聚糖可用于饮料的制备，在酸性条件下其热稳定性强，可以广泛应用于乳酸菌饮料和酸性饮料中。大豆低聚糖是一种低甜度、低热量甜味剂，可以替代蔗糖用于糖果、巧克力等制品中。大豆低聚糖可添加于乳制品中，李晓东等人研究发现，其可替代蔗糖添加到冰激凌和酸奶中，既能保护产品原有的风味，又具有预防高血压、高血脂和龋齿的作用。大豆低聚糖还可应用于面包、饼干挂面、馒头等粮油食品中，具有延长面包、饼干、馒头的货架期，增强挂面韧性等作用。另外，大豆低聚糖可应用于动物饲料中，可改善早期断奶仔猪的生产性能，提高雏鸡的免疫性能，改善肠道微生态环境，除粪臭等
2.2 低聚果糖（fructooligosaccharide）
低聚果糖又称寡果糖或蔗果三糖族低聚糖，是指在蔗糖分子的果糖残基上通过β-（2→1）糖苷键连接1 -3个果糖基而成的蔗果三糖、蔗果四糖及蔗果五糖组成的混合物。
低聚果糖添加于奶粉中，对排毒洁肠、双向调节微生态平衡很有作用。它还用于乳酸菌饮料，解决人们乳糖耐受性问题，增加水溶性可吸收钙的含量，使乳制品更易消失吸收。此外，化妆品添加有低聚果糖时，可以抑制脸部皮肤表面有害菌的生长，并能有效减缓色素沉淀，淡化并消除色斑，对皮肤保健有良好的作用。低聚果糖有明显的抑制淀粉回生的作用，这一特点用于食品时非常突出，利用低聚果糖生产的饼干、烘焙食品色泽美观、松软可口、组织均匀、保存性佳，可大大延长存放期。它作为一种水溶性膳食纤维，可用来开发新型功能保健酒，易消化吸收，具有滋补营养性，强化体质耐力，明显有益人体健康。
2.3 低聚异麦芽糖(lsomaltooligosaccharide)
低聚异麦芽糖又称分枝低聚糖，是指由2-5个葡萄糖单位构成，且其中至少有一个糖苷键是α（1→6）糖苷键结合的一类低聚糖。其主要成分包括异麦芽糖、异麦芽三糖、异麦芽四糖、异麦芽五糖等，并占总糖量的50%以上。
婴儿在断食母乳以后，出现腹泻、便秘、消化不良等现象，皆因肠内双歧杆菌数量减少所致，这期间为使婴儿恢复健康，应补充双歧因子，及时调整微生态。在婴儿配方奶粉中添加低聚异麦芽糖代替蔗糖，经喷雾干燥生产断乳奶粉。它可与当地中药材资源生产具有特有功能的保健药品，如与山楂、山药、黑芝麻等经科学配方开发润肠通便的保健食品。它还可应用于糖果行业生产糖果不会造成使用者龋齿，也不会使使用者发胖。另外，应用低聚异麦芽糖浆与蜂蜜配比相溶和，经精炼加工，生产蜂蜜糖浆。该产品不仅外观质量有提高，在防治便秘，调整微生态，促进肠道方面作用很高。
2.4 水苏糖（stachyose）
水苏糖由半乳糖、葡萄糖和果糖构成的非还原糖，属于蔗糖的衍生产物，是棉子糖的同系物，广泛分布于植物中。
水苏糖可添加在液体食品中，如乳酸饮料、醋饮料、啤酒等饮料中，开发出新型功能型食品，且添加量少，效果显著，不会破坏原有食品的风味。而且它是有活性因子，可吸附胃肠道有毒物质及病原菌，提高机体抗病力，增强免疫力，可在医药中广泛使用。由于水苏糖
不被消化酶水解，且代谢不依赖胰岛素，可满足患糖尿病、肥胖病和高血脂症等特殊人群的需要。另外，水苏糖能促进人体对钙、镁的吸收，可作为开发孕妇、老年食品的理想原料。因为水苏糖还有保持水分、防止皮肤中弹性蛋白和透明质酸分解的作用，所以它不仅可以从身体内部解决皮肤的健康问题，还可像化妆品一样进行皮肤的外部保养。
2.5 低聚木糖(xylo-oligosaccharide)
低聚糖是由2-7木糖以β-1,4糖苷键结合而成的低聚糖，其产品的主要成分为木糖、木二糖、木三糖和三糖以上的木寡糖。
添加低聚木糖有助于酸奶的发酵，减缓乳清析出或不析出，改善产品的组织状态，提高奶香味。低聚木糖也可应用在大量的酸性饮料中，如pH值低的水果汁、乳饮料、、碳酸饮料，使饮料具有低糖、低热量的特点。除此之外，低聚糖还可以应用到各种糖果、甜点心、烘焙中。目前它在农业生产中也可以作为新型植物生长调节剂、生物农药和果实保鲜剂应用。另外，它还是我国农业部批准的饲料添加剂，是一种新型的、极具潜力的绿色饲料添加剂，它可以提高动物免疫力，降低饲养用药量，提高饲料转化率，提高动物生产性能和产品品质。
3 总结
低聚糖有着如此多的独特生理功能，我们应该科学可行地对它们加以利用。从以上了解到功能性低聚糖可作为添加剂应用于各种行业。一方面，作为食品添加剂，它能很好的改善人们的饮食结结构，因为它不但有着食糖替代品糖醇的功能（具有一定甜度和某些糖类的属性），而且还有着纤维素促进肠道有益菌的繁殖，抑制有害菌滋长的功能，不会引起血糖和胰岛素水平的波动。目前，低聚果糖和低聚半乳糖已被审批为营养强化剂，可以在各种婴幼儿和糖尿病患者食品中添加；另一方面，低聚木糖是我国农业部批准的饲料添加剂，添加与动物饲料中；并且它也可添加于化妆品中，起到美白、保湿且使皮肤保持弹性；等等。因此，我们坚信随着对低聚糖的深入了解和研究，其将会广泛地应用到更多的领域当中。
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