低聚糖

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低聚糖又称寡糖(英文对照:oligosaccharide;oligosaccharides; oligose),低聚糖的获得大体上可分为以下5种:从天然原料中提取、微波固相合成方法、酸碱转化法、酶水解法等。它集营养、保健、食疗于一体,广泛应用于食品、保健品、饮料、医药、饲料添加剂等领域。它是替代蔗糖的新型功能性糖源,是面向二十一世纪“未来型”新一代功效食品。是一种具有广泛适用范围和应有前景的新产品,近年来国际上颇为流行。美国、日本、欧洲等地均有规模化生产,我国低聚糖的开发和应用起于90年代中期,近几年发展迅猛。  

目录

基本组成

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存在形式低聚糖是指含有2-10个糖苷键聚合而成的化合物,糖苷键是一个单糖的苷羟基和另一单糖的某一羟基缩水形成的。它们常常与蛋白质脂类共价结合,以糖蛋白糖脂的形式存在。低聚糖通常通过糖苷键将2~4个单糖连接而成小聚体,它包括功能性低聚糖和普通低聚糖,这类寡糖的共同特点是:难以被胃肠消化吸收,甜度低,热量低,基本不增加血糖血脂。最常见的低聚糖是二糖,亦称双糖,是两个单糖通过糖苷键结合而成的,连接它们的共价键类型主要两大类:N-糖甘键型和O-糖苷键型。

① N-糖苷键型:寡糖链与多肽上的Asn的氨基相连。这类寡糖链有三种主要类型:高甘露糖型,杂合型和复杂型。

② O-糖苷键型,寡糖链与多肽链上的Ser或Thr的羟基相连,或与膜脂的羟基相连。

大蒜、洋葱、牛蒡芦笋、豆类、蜂蜜等食物中都有低聚糖的存在。

低聚糖可以从天然食物萃取出来,也可以利用生化科技及酵素反应,利用淀粉及双糖(如蔗糖等)合成。

低聚糖并不能被人体的胃酸破坏,也无法被消化酵素分解。但它可以被肠中的细菌发酵利用,转换成短链脂肪酸以及乳酸。随着结肠内发酵方式与吸收状态的不同,这些无法直接吸收,却能发酵的碳水化合物,每克约可产生0~2.5卡路里的热量。但是寡糖的生理活性,更受到重视。  

分类

低聚糖主要有两类,一类是低聚麦芽糖,具有易消化、低甜度、低渗透特性,可延长供能时间,增强肌体耐力,抗疲劳等功能,人体经过重(或大)体力消耗和长时间的剧烈运动后易出现脱水,能源储备,消耗血糖降低,体温高,肌肉神经传导受影响,脑功能紊乱等一系列生理变化和症状,而食用低聚麦芽糖后,不仅能保持血糖水平,减少血乳酸的产生,而且胰岛素瓜平衡,人体试验证明,使用低聚糖后耐力和功能力可增加30%以上,功效非常明显。

另一类是被称之为“双歧因子”的异麦芽低聚糖。这类糖进入大肠作为双歧杆菌增殖因子,能有效地促进人体内有益细菌一一双歧杆菌的生长繁殖,抑制腐败菌生长,长期食用可减缓衰老通便抑菌、防、抗癌、减轻肝脏负担、提高营养吸收率,特别是对钙、铁、锌离子的吸收,改善乳制品中乳糖消化性和脂质代谢,低聚糖的含量越高,对人体的营养保健作用越大。  

低聚糖的保健作用

(1)改善人体内微生态环境,有利于双歧杆菌和其它有益菌的增殖,经代谢产生有机酸使肠内 pH值降低,抑制肠内沙门氏菌和腐败菌的生长,调节胃肠功能,抑制肠内腐败物质,改变大便性状,防治便秘,并增加维生素合成,提高人体免疫功能 。(2)低聚糖类似水溶性植物纤维,能改善血脂代谢,降低血液胆固醇甘油三酯的含量;

(3)低聚糖属非胰岛素所依赖,不会使血糖升高,适合于高血糖人群和糖尿病人食用

(4)由于难被唾液酶和小肠消化酶水解,发热量很低,很少转化为脂肪;

(5)不被龋齿菌形成基质,也没有凝结菌体作用,可防龋齿。

因此,低聚糖作为一种食物配料被广泛应用于乳制品、乳酸菌饮料、双歧杆菌酸奶、谷物食品和保健食品中,尤其是应用于婴幼儿和老年人的食品中。在保健食品系列中,也有单独以低聚糖为原料而制成的口服液,直接用来调节肠道菌群、润肠通便调节血脂、调节免疫等。  

常见的低聚糖

名称 主要成份与结合类型 主要用途

麦芽低聚糖 葡萄糖(α-1,4糖苷键结合) 滋补营养性,抗菌

低聚异麦芽糖 葡萄糖(α-1,6糖苷键结合) 防龋齿,促进双歧杆菌增殖

环状糊精 葡萄糖(环状α-1,4糖苷键结合) 低热值,防止胆固醇蓄积

龙胆二糖 葡萄糖(β-1,6糖苷键结合),苦味 能形成包装接体

偶联糖(Coup ling sugar) 葡萄糖(α-1,4糖苷键结合),蔗糖 防龋齿

果糖低聚糖 果糖(β-1,2糖苷键结合),蔗糖 促进双歧杆菌增殖

潘糖 葡萄糖(α-1,6糖苷键结合),果糖 防龋齿

海藻糖 葡萄糖(α-1,1糖苷键结合),果糖 防龋齿,优质甜味

蔗糖低聚糖 葡萄糖(α-1,6糖苷键结合),蔗糖等 防龋齿,促进双歧杆菌增殖

牛乳低聚糖 半乳糖(β-1,4苷键结合),葡萄糖骨架 防龋齿,促进双歧杆菌增殖

壳质低聚糖 乙酰氨基葡萄糖(β-1,4苷键结合),蔗糖 抗肿瘤性

大豆低聚糖 关乳糖(α-1,6糖苷键结合),蔗糖 促进双歧杆菌增殖

半乳糖低聚糖 半乳糖(β-1,6糖苷键结合),蔗糖 促进双歧杆菌增殖

果糖型低聚糖 半乳糖(α-1,2′:β-1′,2糖苷键结合) 优质甜味

木低聚糖 木糖(β-1,4糖苷键结合) 水分活性调节

其中较重要的有:

1、棉子糖:由葡萄糖、果糖和半乳糖组成。

2、水苏糖:由组成棉子糖的三糖再加上一个半乳糖组成。

以上两种主要存在于豆类食品中,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。  

相关用途

低聚糖是大豆中所含可溶性碳水化合物的总称,其主要成分为水苏糖、棉子糖和蔗糖。大豆低聚糖制品主要有糖浆状、颗粒状、粉末状等,其甜度约为蔗糖的70%,热值为蔗糖的50%,且具有良好的热、酸稳定性。成熟的大豆中,功能性低聚糖含量为5%。  

生理功能

大豆低聚糖中的有效成分为水苏糖和棉子糖,二者分子中蔗糖部位连接了1~2个半乳糖,由于人体消化道内不存在α-半乳糖苷酶,因此,二者都不能为人体消化吸收,但它们却具有另外一些独特的生理功能:

难消化、低能量由于人体肠胃道内没有水解水苏糖和棉子糖的酶系统,大豆低聚糖中所含的水苏糖和棉子糖很难或不会被人体消化吸收,因此,它所提供的能量值很低或根本没有,可在低能量食品中发挥作用,最大限度地满足那些喜爱甜食又担心发胖者的要求,还可供糖尿病人、肥胖病人食用。

活化肠道内双杆菌并促进其生长繁殖双歧杆菌是人体肠道内的有益菌,其菌数会随年龄的增大而逐渐减少。肠道内双歧杆菌的多少成了衡量人体健康与否的指标之一。随着医学科学的迅猛发展,广谱和强力的抗生素广泛应用于治疗各种疾病,使人体肠道内正常的菌群平衡受到不同程度的破坏。因而,有目的地增加肠道内的有益菌数量就显得十分必要。摄取双歧杆菌制品固然简便可靠,但这类产品从生产到销售都受到许多条件的限制,而通过摄入功能性低聚糖来促进肠道内双歧杆菌自然增殖则更切实可行。

抑制肠内腐败产物生成人体肠道内腐败细菌(如产气荚膜梭菌和大肠杆菌等)将氨基酸转化生成氨、吲哚等腐败产物。每日食用10克大豆低聚糖粉可明显减少腐败产物,同时还可抑制那些与肠内生成致癌物质有关的β-葡萄甙酸酶和偶氮还原酶。  

相关注意的信息

预防、治疗便秘和腹泻人体在代谢过程中产生大量难以消化的低聚糖,当大肠积累低聚糖过多时,就会出现腹胀、便秘和腹泻等症状。摄入功能性低聚糖后,肠道内增殖的双歧杆菌可发酵低聚糖,将其分解转化为大量短链脂肪酸,它们能刺激肠道蠕动,增加粪便的湿润度并保持一定的渗透性,从而双向调节肠道内环境而防止便秘和腹泻的发生。

不会引起龋齿,有利于保持口腔卫生龋齿是由于口腔微生物特别是突变链球菌侵蚀而引起,功能性低聚糖因为不是这些口腔微生物的合适作用物,所以不会引起牙齿变。

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