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4种重要功能性低聚糖的研究进展
有限公司也已推出了低聚木糖营养醋C 6 - 1 7 7 。边国 等C e 7 于2 0 0 5 年研制出了低聚木糖山植醋饮料。
低聚异麦芽糖和大豆低聚糖在 p H >3 的环境 中均有较好的稳定性 , 即使经过 1 4 0 C 高温处理也 不易分解[ 1 9 7 。因此 , 在一定条件下低聚异麦芽糖和 大豆低聚糖均可广泛用于饮料、 罐头和乳品等食品
f u n c t i o n s
a - 1 . 6 。 一 1 , 6
c h a r i d e s
低聚异麦芽糖
I MO
葡萄搪 G l u c o s e 果 糖、 半 乳糖、 葡 萄糖 F r u c - t o s e , g a l a c t o s e , g l u c o s e
析 患 者 高 血脂并 发 症 的治疗 , 取 得 了 良好 的效
中低聚木糖的稳定性最优, 当p H为 2 . 5 -8 . 0 时相 当稳定, 于1 0 0 C 下加热 1 h 几乎不分解[ , ‘ 〕 。有研 究. 4 7 表明, 以低聚木糖作为饮料的有效成分, 当p H 值为 3 ^ - 4 且在室温下保存 3 年时, 饮料 中的低聚木 糖残留率仍高达 9 7 0 o 。日 本已将低聚木糖添加到黑 醋中, 生产出保健醋饮料 ; 在我国山东龙力生物科技
功能性低聚糖常被用作功能性甜味剂 , 添加于
0 . 6 , 低聚木糖 0 . 5 [ 2 , 1 t 7 。就味质而言, 低聚异麦芽糖
〔 收稿日 期〕 2 0 0 6 - 0 3 - 3 1 主要从事生化与分子生物学研究。 E - m a i l . s h a n l i r a n @t o m . c o m 仁 作者简介〕 单黎然( 1 9 8 5 -) , 女 浙江新昌人, 副教授, 博士, 主要从事作物生理学和植物水分生理研究。E - m a i l : g o n g y h O l @ 1 6 3 . c o m [ 通讯作者〕 龚月桦( 1 9 7 1 -) , 女 四川简阳人,
型。
起到预防龋齿的作用[ 9 , 2 3 7 。 研究[ [ 2 4 〕 发现, 低聚异麦芽 糖中的潘糖此项功效极其明显。 另外 , 大豆低聚糖经
过酶改性能成为一种新型低聚糖— 改性大豆低聚
糖( Mo d i f i e d S o y b e a n O l i g o s a c c h a r i d e ) , 由于较改
单糖数 功 能糖昔键类 型
Bo n d s
种类
Ty p e
单体分子
Mo n o s a c c h a r i d e
Nu mb e r o f
m onosac-
功能成分类型
F u n c t i o n a l
c o mp o ne nt s
i n d i c t i v e o f
第3 4 卷 第7 期 2 0 0 6 年 7月
西北农林科技大学学报( 自然科学版)
J o u r . o f N o r t h w e s t S c i - T e c h Un i v . o f A g r i . a n d F o r . ( Na t . S c i . E d . )
1 功能性低聚糖的化学组成与分布
低聚果糖、 大豆低聚糖、 低聚木糖在植物中分布 广泛、 来源较丰富。其中, 大豆低聚糖在豆科植物中 含量较高; 低聚果糖普遍存在于高等植物中, 尤其在 葱、 牛芬、 香蕉、 芦笋等植物中含量较高; 低聚木糖在
化规模生产〔 3 - 4 1 。 欧洲一些国家如比 利时、 荷兰、 法国
生产 中。
当p H为 5 -7 时, 低聚果糖相当稳定, 将其加
热到 1 5 0 C 时也不会分解, 但在 p H <4 的酸性环境 中其热稳定性会大幅度下降C z o - 2 1 7 。 因此, 在加工添加 有低聚果糖的食品时, 要特别注意调节操作环境的
p H。
2 . 4 保湿吸水 功能性低聚糖普遍具有 良好的保持水分的能 力, 这一特点使其可以作为保湿剂或保鲜剂在商品 中使用〔 ’ ‘ 〕 。 例如当低聚异麦芽糖与其他糖类混合使 用时, 可以锁住水分、 防止结晶[ C 2 2 1 。 这种优良的吸水 保水能力也使功能性低聚糖具有膳食纤维的作用 ,
得到优化, 而且使肠道微环境得到改善[ [ 3 2 - 3 3 ]
3 项明洁等[ 4 〕 通过对 3 0 -3 5 岁和 5 0 岁以上 2 个年龄段的健康人群, 服用功能性低聚糖的观察试 验发现, 3 0 ^ - 3 5 岁人群服用功能性低聚糖后, 肠杆 菌和类杆菌等有毒菌群显著减少; 5 0 岁以上的人群
低聚异麦芽糖( I s o m a l t o o l i g o s a c c h a r i d e , I M O ) 、 大豆低
聚糖 ( S o y b e a n o l i g o s a c c h a r i d e , S B O S ) 、 低聚果糖 ( F r u c - t o o l i g o s a c c h a r i d e , F O S ) 、 低聚木糖 ( X y l o o l i g o s a c c h a r i d e , X O S ) 等4 种功能性低聚糖的化学组成与分布、 理化 特性、 功效及研发状况进行了综述, 以期为功能性低 聚糖的研究和合理开发提供参考依据。
Vo l . 3 4 No . 7
J u l y 2 0 0 6
4种重要功能性低聚糖的研究进展
单黎然‘ , 龚月桦“ , 贾建光’ , 罗瑛婕“
( 1 西北农林科技大学 国家生命科学与技术人才培养基地, 陕西 杨凌 7 1 2 1 0 0 ; 2西北农林科技大学 生命科学学院, 陕西 杨凌 7 1 2 1 0 0 ; 3兰州大学 药学院, 甘肃 兰州 7 3 0 0 0 0 )
2 低聚糖是由 ^ - 1 0 个同种或不同种单糖分子构 成的聚合物。 功能性低聚糖是低聚糖的一类 , 其单糖 分子间结合位置特殊 , 在人或动物体 内找不到相应 的代谢酶系, 不能作为能量供体 , 但却可以发挥以增 殖体内双歧杆菌为主的众多保健功能[ U - 2 1 。因此, 功 能性低聚糖作为一类新兴 的功能性食品, 被单独制 成保健品或添加于食品中。早在 2 0 世纪 8 0 年代初 期, 一些功能性低聚糖产品在 日本就已形成 了工业
中的葡萄糖转化为葡聚糖 , 该糖附着于牙齿表面形 成牙垢 , 进而会导致龋齿。 功能性低聚糖难以被唾液 中的消化酶分解 , 不能被变异链球菌发育所利用 , 且 又可在一定程度上抑制葡萄糖转移酶的作用, ‘ 从而
有研究〔 ’ ‘ 一 , ” 〕 表明, 当浓度相同时, 低聚果糖的豁 度较蔗糖高; 低聚异麦芽糖的赫度与蔗糖溶液接近; 大豆低聚糖的赫度较麦芽糖低, 比异构糖高; 低聚木 糖的私度低于以上 3 种功能性低聚糖 , 且其勃度随 着温度升高而迅速下降。 由此可知, 当作为食品添加 剂时, 以上 4 种功能性低聚糖可用于食品的处理、 成
竹笋、 玉米芯、 甘蔗渣、 棉籽等作物中大量存在} 9 - 1 4 ) 而低聚异麦芽糖在 自然界中很少以游离形式存在。
这 4种功能性低 聚糖 的化学组成见表 t o 表 1 4 种功能性低聚精的化学组成[ C 2 , ” 一 , 3 1 T a b l e 1 C h e m i c a l c o m p o s i t i o n o f 4 k i n d s o f f u n c t i o n a l o l i g o s a c c h a r i d e s [ 2 . ” 一 ’ 3 1
蔗糖 、 果糖 S u c r o s e , f r u c t o s e
2 - 5
异 麦 芽 三 糖、 异 麦 芽 四 糖、 潘搪 l o m a l -
t o t r i s e , i s o m a l t o t e t o s e , p a n o s e
2 6 ] 。党国华等[ 2 7 ] 采用低聚木糖喂养蛋鸡, 得到了
胆固醇含量显著降低的鸡蛋。研究较早和较深人的 是低聚果糖 , 早在 1 9 9 5 年, 国外学者就发现低聚果 糖有降血脂和胆固醇的功效[ 2 s 7 。有研究资料[ 2 s 〕 表 明, 对于血脂水平正常的个体而言, 低聚果糖的功能 主要是降低血清中甘油三醋的水平, 其主要机理是 通过降低肝脏中脂肪酸合成而实现的; 对于高血脂 症的个体而言, 低聚果糖的主要效应是降低胆固醇 含量。关于其机理, 屠友金等[ [ 3 0 〕 认为与低聚果糖发 酵产物丙酸对肝脏胆固醇合成的抑制有关。 3 . 1 . 3 增殖双歧杆菌、 优化肠道菌群 双歧杆菌的 活菌制剂易受许多条件的限制 , 如在保存和服用方 面会受到空气、 胃酸、 胆汁及抗生素等因素的影响, 无法达到其应有的疗效[ 3 1 ] 。 功能性低聚糖因其具有 较高的稳定性 , 而难 以被人和动物消化道的酶系分 解。因此, 功能性低聚糖可以直达大肠, 被双歧杆菌 等有益菌利用 , 促进这些有益菌增殖, 而不能被有害 菌所利用。这种选择性增殖作用不仅使得肠道菌群
性前有效成分的纯度得到了提高 , 从而具有更好地
抗 龋 齿 功 效 C 2 5 1
2 . 3 耐热耐酸性
功能性低聚糖一般具有良好的耐热耐酸性。其
3 . 1 . 2 降血脂、 降胆固醉 功能性低聚糖普遍具有 难消化、 甜度低及热量低的特性 , 所以不易转化为脂 肪和胆固醇。有研究者将低聚异麦芽糖用于血液透
水苏糖、 棉子糖、 蔗糖 S t a c h y o s e , r a f f i n o s e
su r co se
低 聚果糖
F OS
日 一 1 , 2
a - 1, 4
蔗果四糖、 蔗果五糖 K e s t o s e , b i - 蔗果 三糖 、 f u r c t o s e I k e s t o p e n t o s e