功能性低聚糖及其应用探析

低聚糖分为功能性低聚糖和普通低聚糖两大类。功能性低聚糖由于其功能的多样性和独特性而备受消费者的青睐，这刺激了新型低聚糖的研究和开发，使低聚糖的开发研究成为近几年来食品界的研究热点。迄今为止，已知的功能性低聚糖有1000多种，天然食品中含有功能性低聚糖的较少，大部分是由来源广泛的淀粉原料经生物技术合成的。目前，国际上已研究开发成功的低聚糖有70多种，主要有低聚异麦芽糖、乳酮糖、低聚果糖、帕拉金糖、葡萄糖基蔗糖、低聚木糖、低聚麦芽糖、低聚半乳糖、大豆低聚糖、低聚壳聚糖等。

1. 典型功能性低聚糖

（1）低聚异麦芽糖 低聚异麦芽糖又称分支低聚糖，是指葡萄糖主要是以α-1，6糖苷键结合而成的单糖数在2～5的一类低聚糖，自然界中极少以游离状态存在，而作为支链淀粉、右旋糖和多糖等的组成部分。在某些发酵食品（如酱油、酒）或酶法葡萄糖浆中也有少量存在。低聚异麦芽糖是功能性低聚糖研究开发中影响最大、产量最大的品种，一般以淀粉为原料，用全酶法进行生产。它具有易保存，良好的保湿性，可防止淀粉老化，有利于糕点食品保鲜，可用于面包制造，因不被酵母利用而有利于面包的保存的优点。不易老化，抗结晶性好，熬糖温度高，适用于硬糖制造，可提高透明度而不黏牙，可改善风味、提高热稳定性等，耐热耐酸性好，可用于果酱生产。

（2）乳酮糖 乳酮糖则是由半乳糖与果糖以β-1，4糖苷键结合组成的双糖。乳酮糖在小肠内不被消化吸收，到达大肠被双歧杆菌利用，具有较高的增殖活性，并且可使人工哺喂的婴儿肠道菌群与母乳哺喂的婴儿肠道菌群相接近，因此在婴儿配方奶粉当中乳酮糖是一种必需添加剂。乳酮糖广泛应用于食品、医药等领域。除用做食品添加剂外，还在医药上用于治疗便秘、肝性脑病和静脉系统疾病。

（3）低聚果糖 乳果糖又称低聚乳蔗糖，从产量上看，低聚果糖是低聚糖家族中重要的成员。低聚果糖是由蔗糖分子的β-1，2糖苷键与1～3个果糖分子结合，形成的蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖，属于果糖和蔗糖构成的直链杂低聚糖。水解的产物中还有果糖、葡萄糖和反应不完全的底物蔗糖。采用色谱法除去单糖和双糖可制得高纯度的低聚果糖。低聚果糖具有良好抗腐蚀性，食后不被人体消化，可促进肠道双歧杆菌生长。体外试验表明，在某种情况下，低聚果糖促进双歧杆菌生长效果优于葡萄糖。

（4）异麦芽酮糖 异麦芽酮糖又称帕拉金糖，是麦芽酮糖合成酶作用于蔗糖生成的。异麦芽糖是二糖，甜度比蔗糖低，不会引起龋齿，可被小肠消化吸收，因此不是双歧杆菌增殖因子。然而异麦芽酮糖分子内脱水缩合形成异麦芽酮糖低聚糖，则不被人胃肠消化吸收而到达大肠，促进双歧杆菌的增殖。

（5）葡萄糖基蔗糖 葡萄糖基蔗糖又称耦合糖，是以麦芽糖和蔗糖为原料，通过环状糊精葡糖基转移酶作用而得到的产物。葡萄糖基蔗糖的甜度是蔗糖的一半，可以作为甜味剂的替代物。由于其还原糖含量少，与蛋白质一起加热不易变色，不易被细菌作用，具有抗腐蚀性，可防止蛀牙等优点。日本已开始用它代替砂糖，用于糖果、饼干、果酱中，以保护儿童牙齿。因其可被肠道酶水解，而减少了肠道内双歧杆菌对其的利用率。然而在食品中葡萄糖基蔗糖的另一重要特性是可以防止结晶及极强的保水性能。

（6）低聚木糖 低聚木糖是由2～7个木糖分子以β-1，4糖苷键结合而成的功能性低聚糖。低聚木糖产品的主要成分为木糖、木二糖、木三糖和三糖以上木寡糖，其中木二糖为主要有效成分。与通常人们所用的大豆低聚糖、低聚果糖、低聚异麦芽糖等相比具有独特的优势，它可以选择性地促进肠道双歧杆菌的增殖活性。其双歧因子功能是其他聚合糖类的10～20倍。这就是低聚木糖的保健奥秘所在。现在它被广泛应用于餐桌食品焙烤食品、调味品、甜品点心、各类罐头、糖果、乳品饮料类等生产中。

（7）大豆低聚糖 大豆低聚糖是存在于大豆中的可溶性糖分的总称，主要成分是水苏糖和棉子糖。水苏糖和棉子糖都是由半乳糖、葡萄糖和果糖所组成的支链杂低聚糖，是在蔗糖分子的葡萄糖残基一侧以α-1，6键结上一个或两个半乳糖而成。大豆低聚糖广泛用于各种食品和饮科的生产。这两种糖都是难消化糖，但它能使肠中双歧杆菌明显增加，而有害菌大大减少。除两歧双歧杆菌外，它可被肠内其他双歧杆菌所利用，且利用时比其他低聚糖还要优先。此外，棉子糖可用做牛精液冷保藏的稳定剂，在工业上用于蔗糖浆防止结晶。(www.xing528.com)

2. 功能性低聚糖的生理功能

功能性低聚糖和普通的低聚糖相比，具有独特的生理功能，是双歧杆菌的增殖因子。能抑制腐败菌生长，有通便、抑菌、防癌、减轻肝脏负担、提高营养吸收率等作用，越来越多的低聚糖作为健康食品或健康食品配料出现在市场上。

（1）促进双歧杆菌增殖 人体肠道内没有水解它们（除异麦芽酮糖外）的酶系统，因而它们不被消化吸收而直接进入大肠内优先为双歧杆菌所利用，是双歧杆菌的增殖因子，在人体内发挥独特的生理功能。因为双歧杆菌是人类肠道菌群中唯一一种既不产生内毒素又不产生外毒素，无致病性的具有许多生理功能的有益微生物。对人体有许多保健作用，如改善维生素代谢、防止肠功能紊乱、抑制肠道中有害菌和致病菌的生长，起到抗衰老、防癌及保护肝脏的作用等。

（2）低能量摄入 由于人体不具备分解、消化功能性低聚糖的酶系统，因此功能性低聚糖不能被吸收，也就不能给人提供能量，并且某些低聚糖如低聚果糖、异麦芽低聚糖等有相应的甜度，可作为食品基料在食品中应用，以满足那些喜爱甜食但又不能食用甜食的人（如糖尿病人、肥胖病患者等）的需要。

（3）不会使牙齿龋变 龋齿是我国儿童常见的一种口腔疾病，其发生与口腔微生物突变链球菌有关。研究发现，异麦芽低聚糖、低聚帕拉金糖等不能被突变链球菌利用，不会形成齿垢的不溶性葡聚糖。当它们与砂糖合用时，能强烈抑制非水溶性葡聚糖的合成和在牙齿上的附着，即不提供口腔微生物沉积、产酸、腐蚀的场所，从而阻止齿垢的形成，不会引起龋齿，可广泛应用于婴幼儿食品。

（4）增强机体免疫能力 有试验表明，双歧杆菌在肠道内大量繁殖具有提高机体免疫功能和抗癌的作用。究其原因在于，双歧杆菌细胞、细胞壁成分和胞外分泌物可增强免疫细胞的活性，促使肠道免疫蛋白A （lgA）浆细胞的产生，从而杀灭侵入体内的细菌和病毒，消除体内 “病变”细胞，防止疾病的发生及恶化。

除上述功能外某些功能性低聚糖还有预防和治疗乳糖消化不良、改善肠道对矿物元素吸收的作用，降低血清胆固醇，生成营养物质。