低聚糖（一种新型功能性糖源）

简介

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”的新一代功效食品。是一种具有广泛适用范围和应用前景的新产品，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，中国低聚糖的开发和应用起于90年代中期，发展迅猛。 

低聚糖

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脱水缩合形成的。它们常常与蛋白质或脂类共价结合，以糖蛋白或糖脂的形式存在。  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，基本不增加血糖和血脂。 

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。在大蒜、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酶反应，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，也无法被消化酶分解。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。 

低聚糖的系统命方法，因非还原性糖和还原性糖不同。非还原糖按照糖苷命名，例如蔗糖为非还原性二糖，可命名为葡萄糖苷或果糖苷，糖苷键由两个半缩醛羟基间形成。 

三糖以上的非还原性低聚糖的命名法与二糖相似，按照糖基-糖基-糖苷方式进行。用两个数字标明糖苷键连接的有关碳原子，置于糖基名之间，在一个括号内，用箭头分隔开，箭头的方向是由半缩醛羟基碳原子指向醇羟基碳原子。

还原性二糖的系统命名，按照一个糖基取代另一个单糖的醇羟基的方式进行，由非还原糖基开始，用数字标明被取代醇羟基的位置，加上被取代的糖名。也可用两个数字标明糖苷键连接的有关碳原子，置于括号内，用箭头分隔开，箭头的方向是由半缩醛羟基碳原子指向醇羟基碳原子。

二糖以上的还原性低聚糖，系统方法方法方法与二糖相似。按照糖基-糖基-糖方式进行。从非还原糖基名开始，按顺序列另一糖基名，最后为还原糖名，糖基名和糖名之间用括号和数字标明连接碳原子的位置

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，而且使胰岛素平衡，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的增殖因子，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、防癌、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。 

低聚糖由单糖组成，因此具有与单糖相似的物理和化学性质，但也具其个性。 

1. 低聚糖都可以形成晶体，可溶于水，有甜味。 

2. 都具有旋光性。 

3. 低聚糖根据其分子结构的不同，分为还原糖及非还原糖两种。还原糖具有与单糖相同的性质，如在水溶液中有变旋现象，可形成糖苷，可形成糖脎，可还原费林试剂等。非还原糖不具有这些性质。 

4. 可被酸或酶水解，水解产物是组成该低聚糖的单糖。一般来说，由两个半缩醛羟基结合的糖苷键最易水解。例如用弱酸水解棉子糖时，产生果糖和密二糖，用强酸水解则产生果糖、葡萄糖及半乳糖，这就说明了蔗糖的糖苷键更易于水解。 

自然界中仅有少数几种植物含有天然的功能性低聚糖。例如：洋葱、大蒜、芒壳、天门冬、菊苣根和洋蓟等中含有低聚果糖，大豆中含有大豆低聚糖。 

但是，从一般人日常的膳食习惯上看，一个人每天从天然食物中摄取的低聚糖往往很难达到日常推荐量标准。额外补充些低聚糖，对于婴幼儿、成年人、老年人、工作压力大的人和那些希望拥有健康的消化系统的人是非常有益的。

功能

（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，降低血液中胆固醇和甘油三酯的含量；

（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。

低聚糖很难或不能被人体消化吸收，所提供的能量值很低或根本没有，这是由于人体不具备分解消化低聚糖的酶系统。一些功能性低聚糖，如低聚异麦芽糖、低聚果糖、低聚乳果糖有一定程度的甜味，是一种很好的功能性甜味剂，可在低能量食品中发挥作用，如减肥食品、糖尿病患者食品、高血压病人食品。

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，抗菌性

异麦芽低聚糖葡萄糖（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 半乳糖（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

低聚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。

活化肠道内双歧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。

低聚糖是一种不消化性糖类，不被胃酸胃酶分解，有一定甜度，人体摄入后基本上不增加血糖、血脂。进入肠部，在大肠中被双歧杆菌利用，而不能被有害菌利用，称作双歧因子，可广泛使用于各类食品作为功能性食品配料。

获得途径

获得低聚糖的途径主要有五个： 

1. 从天然原料提取； 

2. 利用转移酶、水解酶催化的糖基转移反应合成； 

3. 天然多糖的酶水解反应； 

4. 天然多糖的酸水解； 

5. 化学合成； 

从食品工业的角度看，低聚糖作为一种大量使用的功能性基料，必须考虑到生产成本，因此，较好的方法是利用生物技术，即酶法水解或酶法转移来生产各种低聚糖。科学家已基本达成共识，使用酶可能是大量合成低聚糖的唯一有效途径。 

开发应用前景

功能性食品将是21世纪的食品。功能性低聚糖则是一种极好的功能性食品基料，中国已把满足不同人群需要的特殊营养品作为21世纪食品工业的发展重点，新型低聚糖将是这些特殊营养食品的一类重要的功能强化剂。在日本和欧美已有十多种新型低聚糖的商业化生产，广泛用于各种功能保健品、婴幼儿食品中，而且产量、生产品种和应用范围都迅速增加。