低聚糖的功能和发展前景
在口腔部位细菌总量在食物中达100万~1 000万;到
云南天元所生产的低聚果糖浆被批准为保健食 达胃部,在胃酸的作用下,仅剩 1 万;到达十二指
品,其功效成分为低聚果糖,保健功效为调节肠道 肠,在胆酸作用下,降到 2 0 0 0 以下;进入小肠,
菌群、润肠通便、调节免疫、调节血脂。较早进 由于胃酸被中和,胆汁被吸收,菌量开始上升,大
菌的增殖等生理功能。
(一种高聚合度的果聚糖,平均聚合度 7 ~6 0 ,主
1 世界功能性低聚糖发展状况
要 为 可 溶 性 膳 食 纤 维 ), 然 后 酶 法 降 解 为 低 聚 果
1.1 日本
糖。欧洲开发低聚糖主要是利用其不消化性,作为
国际上功能性低聚糖以日本开发较早,品种也 脂肪代替品,以及膳食纤维用于低热量食品。
入功能食品市场的含低聚果糖产品,有娃哈哈双博 肠杆菌和乳酸菌大量繁殖。进人大肠,在无氧状态
士 A D 钙奶;山西汾酒厂在传统“竹叶青”酒中加 下,厌氧菌、双歧杆菌等大量繁殖,总量达 100 亿
低聚果糖,强化了保健功能。上述两个产品均被卫 以 上 。
食品与药品 Food and Drug 2007 年第 9 卷第 11A 期
表 1 我国市场上常见的低聚糖品种
低聚果糖生产企业,于昆明投产。现各种低聚糖生
ห้องสมุดไป่ตู้
产能力约 5 万吨,实际年产 4 万吨。主要品种有低
聚异麦芽糖、低聚果糖、低聚木糖、低聚甘露糖、
大豆低聚糖、水苏糖等,但实际年产以万吨计的只
有低聚异麦芽糖,年产以千吨计的有低聚果糖、水
苏糖,其他品种的年产量很有限。
由于功能性低聚糖具有水溶性和不消化性,不 2 . 2 有利于人体肠内双歧杆菌的增加
使用的低聚糖有低聚果糖、低聚异麦芽糖、低聚甘 芽糖只占 50 %以上(其他是葡萄糖和麦芽糖),对
露糖、大豆低聚糖等。
双歧菌就有明显的增殖效果。
国家食品工业标准化委员会发酵制品分技术委员
服用低聚果糖,可使肠道菌群中双歧杆菌、肠
会将低聚糖作为功能性发酵制品列入标淮化体系表。 杆菌等有益菌的数量显著增加(1 2 倍以上),产气
1999年我国公布的 “功能性低聚糖通用技术规 固醇 2 % 。其终端产品中各种饮料占 5 3 % ,小食
则行业标准”对功能性低聚糖的定义为:(1 )功 品 13.1 %,肉鱼蛋白食品 4.5 %,汤类 4.8 %,谷
能性低聚糖(functional oligosaccharide)是由2~ 物食物 5 . 8 %,糖片 5 % 等。
本厚生省自 1991 年开始设立特定保健用食品,包括
低聚果糖已被欧盟批准为食物配料,而不是食
调整肠道功能、降血脂、降压、防龋齿、预防骨质 品添加剂。加拿大、澳大利亚、新西兰、以色列
疏松等功能。
等亦批准使用低聚果糖,并允许在食品标签上注明
收稿日期:2007-09-03 作者简介:尤新,教授,中国发酵协会名誉理事长,中国食品添加剂协会名誉理事长
用,双歧菌可增殖 1 倍。用于通便的服用量是每日 万人),应 特 别 注 意 的 是 中 年 和 老 年 患 病 率 相 近 ,
10 g,服用 3 周后,胆汁酸和二次胆汁酸(二次胆 有年轻化趋向。
汁酸有诱发肠癌的作用)浓度下降,粪便变软。
以上疾病均与高脂血有关。如何通过改善饮食结
不消化性糖在大肠中被双歧菌利用酵解,产生 构,用功能食品控制血脂水平,预防和控制冠心病的
日本研究低聚半乳糖促进钙吸收的作用,大鼠 防踽齿的 13 种。销售额 1997 年 1 315 亿日元,2001
实验结果表明,大鼠大腿骨钙吸收率从148 增至156, 年 12 月达 4 120 亿日元。
钙保留量每天从 21.6 mg 增至 24 mg。这可能与双歧
发达国家鉴于三高症的普遍性(如美国成人超
2000年后国家发改委先后下达了低聚糖通用技术标准 夹膜梭菌等有害菌的数量显著减少(至 1/30 )。服
和低聚异麦芽糖、低聚果糖国家行业标准。我国台 用试验证明,低聚果糖浆类似水溶纤维,能促进小
湾地区也将低聚糖作为食品配料使用。
肠蠕动,加快粪便排泄,清除肠内有害物,预防和
卫生部食品监督检验所经过生理生化和临床试 减轻便秘。
减少,到老年期明显下降。而大肠杆菌在出生时也 全国患病人数2 000多万(糖尿病协会报告为4 000~
在 130 亿,成年期有下降趋势,降到 5 000 万,但 5 0 0 0 万人),另有近 2 0 0 0 万人空腹血糖受损;
到老年期又上升。
(3 )成人超重率 2 2 . 8 %(大城市 3 0 %),达 2 亿
最多。大部份用酶法合成,天然提取物居少数。低
荷兰、比利时、瑞典、英国均有大学和研究机
聚果糖 1983 年进入市场,低聚异麦芽糖 1985 年进入 构开展低聚糖的研究。1 9 9 4 年 5 月比利时的饮料
市场,低聚半乳糖 1988 年进入市场。近年又有海藻 F Y O S 进入市场,其配料为低聚果糖、脱脂乳糖、
降,尿中氨和糖苷明显减少。
我 国 居 民 健 康 状 况 调 查 报 告 指 出 :(1 )高血 压
新生婴儿每 1 g 粪便中含双歧杆菌 130 亿以上, 患病率 18.8 %,总人数 1.6 亿多(1996 年为 9 500
离乳期100亿,成长期经稳定一段时间然后慢慢趋于 万);(2)糖尿病患病率 2.6 %,大城市达 6.4 %,
但也不宜一次摄入过多,否则会导致腹泻。日本市 病人以糖醇代替糖,不影响血糖值。糖醇作为甜食
场销售的低聚糖食品标签均注明不宜摄入过量。
低聚木糖、低聚乳果糖、乳酮糖、大豆低聚糖、棉 聚半乳糖浆的成分是:半乳低聚糖 58 %~65 %、
籽糖、黑曲霉低聚糖等 10 多个品种,约 3 万多吨, 乳糖 21 %~28 %、葡萄糖 20 %~23 %、半乳糖
年销售额 130 亿日元(约合人民币 17.5 亿元)。日 1 %~4 %、总固体 75 %。
体酶解,在小肠中不被吸收的低聚糖,亦即不消化 其中用于改善肠道功能的 34.56 亿美元,占 64 %,
性的低聚糖,但进入大肠后能促进体内双岐杆菌的 用于控制体重的 11.2 %,调节血糖 4.9 %,防龋齿
增 殖 ( 即 通 常 所 说 的 双 岐 因 子 )。
14.2 %,骨健康 2.1 %,调节血压 1.6 %,调节胆
有机酸和氢。人体呼出气体中氢的含量达 20 ppm, 发生和发展,是全世界医药、食品、营养界关注的
可以确认服用的是不消化性糖。曾试验 20 人服用低 热点。功能食品包括各种营养食品、保健食品、膳
聚半乳糖,分析呼出的气体,结果 1 h 后氢浓度达 食补充剂。尤其是以普通食品和饮料为载体,添加防
20 ppm;3.5 h 后达 70 ppm;8 h 后降为 40 ppm。 病抗病功能因子的功能食品,是当今国内外食品工业
3
双歧杆菌的功能主要是防止有害菌感染,抑制 3 发展低聚糖的必要性和优越性
肠内腐败,合成维生素 B,促进肠蠕动,防治腹泻,
随着经济的发展和生活的提高,我国居民的健康
增强免疫等。临床试验证明,食用含有 B.Breve 双 状况有了明显改善。但由于饮食结构不合理,如脂肪
歧杆菌的食物 5周,粪便中大肠杆菌和粪杆菌明显下 摄入量过多等,各种常见病、多发病的患病率增加。
菌发酵低聚糖,产生乙酸、丁酸、丙酸有关。
体重占 6 0 %),十分强调低热量、低脂肪食品的开
2 . 4 防龋齿作用
发。国际市场最流行的无糖(sugar free)甜食品,
高纯低聚糖不被造成龋齿的链球菌利用,不被 就是以食糖替代品—糖醇为主生产的。糖醇不是
口腔酶液分解,因而能防止龋齿。
糖,是用糖加工还原成的醇,外观和性能具有某些
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食品与药品 Food and Drug 2007 年第 9 卷第 11A 期
有双歧杆菌增殖作用。1995 年日本厚生省正式批准 生部批准为保健食品。
明治制果公司的低聚果糖为保健食品。
2 低聚糖的功能
1.3 中国
2 . 1 不消化性糖类
我国对低聚糖的研究始于上世纪 80 年代,但形
低聚糖不被胃酸胃酶分解,有一定甜度,人体摄
因母乳中含有低聚半乳糖,所以婴儿体内的双 人。肥胖率 7 . 1 %(6 0 0 0 多万人),儿童肥胖率
歧杆菌多。1978年发现低聚半乳糖对双歧杆菌的增殖 8 . 1 %。超重和肥胖患者合计 2.6 亿人;(4)血脂
作用,每人每日摄入低聚半乳糖 2.5~3 g,连续服 异常患病率 18.6 %,1.6 亿人(1996 年为 9 000 多
食品和防龋齿食品。功能性低聚糖在饲料、医药、
用低聚异麦芽糖浆调制成 2 %的培养液,接入
植保等方面也有很好的应用前景。目前国内己将功 活化的婴儿双歧杆菌,刚接种时透光 100 %,活菌
能性低聚糖广泛用作各种饮料、食品配料。我国卫 数3.9×105。厌氧培养37 ℃ 3 d,透光度降至4.5 %,
生部批准的具有改善肠道润肠通便功能的保健食品中 活菌数达 2 × 109。实验表明,即使糖浆中低聚异麦
成工业规模和商品化则在“九五”期间。1 9 9 6 年 入后基本上不增加血糖和血脂,可作为功能性食品配料
由中科院微生物所和山东宝龄宝公司合作,在禹城 广泛用于各类食品。表 1 列举了市场上较常见的品种。
建成年产2 000吨的低聚异麦芽糖工厂。1997年由无 锡江南大学和云南天元合作建立第一家蔗糖酶法生产
验,确认低聚异麦芽糖具有双歧杆菌增殖作用。国
人体肠内粪便中约 1/3 为各种菌类。乳酸菌、双
内较早进入功能食品市场的含低聚异麦芽糖食品有乐 歧杆菌属有益菌;大肠杆菌和粪杆菌既有害也有益,
百氏健康快车酸奶、宝灵宝酸奶、儿童宝润喉糖、 属于中性;金黄葡萄球菌和干酪杆菌为有害菌。食物