低聚糖生理功效的研究进展

食 品科技 诋 灏瞧 渤 渤褥 避原 徐州 彭城大学 梁峙 221008 Xu Zhou Peng Cheng university Liang Zhi 22 108 摘 要：文介绍了目前国内外有关低聚糖的性质，使其引起国内外人们关注的功能性食 品原料——低聚糖在现代饮食生活中发挥重要的作用。 关键词：低聚糖 生理功效 研究 前言 随着人们生活水平的提高，每 天摄入的脂肪、蔗糖及蛋白质的量 也明显增加，加上膳食纤维摄入不 足等膳食不平衡的结果，成为发达 国家和地区儿童龋齿、便秘、肥胖 症、动脉硬化、冠心病与恶性肿瘤 等“文明病”发病率有所增加的原 因之一。对此美国 1994年制定了 低脂肪 食品 标准 (1995年 已执 行)；日本至 1994年通过的 23种’ 特定保健食品”商品中有 8种是低 聚糖类产品，目的用其弥补人们的 膳食纤维不足提高免疫力。本文 对近年来难消化性低聚糖生理功 效的研究现状作简要介绍。 1 低聚糖的种类和特点 我们通常把由 2—1O个单糖 组成的糖类称为低聚糖，常见的蔗 糖、麦芽糖及乳糖等都属于消化性 低聚糖，在生物体内一般由消化酶 分解为低分子的单糖而被吸收作 为能源使用。难消化性低聚糖不 仅具有甜味料的作用，而且其生理 功效与消化性低聚糖有着本质的 区别，难消化性低聚糖大多具有良 好的溶解性、热稳定性和耐酸的性 质，且保湿性良好，由于它难以被 唾液及胃液中的酶类分解和乳酸 杆菌类所利用，所以具有低热量和 抗龋齿的特点．特别是有的具 良好 的整肠作用及提高机体免疫力作 用，目前常把难消化性低聚糖简称 为低聚糖，且按其开发产品结构的 不同，可分为低聚果糖、低聚木糖． 低聚麦芽糖、异麦芽低聚糖、低聚 半乳糖、大豆低聚糖、环化葡聚糖、 蔗糖苷、木糖基果糖苷及海藻糖 等。 2 低聚糖的生理功效 2．1 低聚糖的难消化性 低聚糖大多难 消化吸收，以 蔗糖苷和木糖基果苷为例，它们是 在糖转移酶作用下生成的由蔗糖、 乳糖组成的三糖和木糖、果糖组成 的二糖类低聚糖。蔗糖苷在模拟 人体的糖消化(分别用人体唾液中 的淀粉酶、人工胃液、猪胰脏中的 淀粉酶和大白鼠小肠中的丙酮按 分4步作用)实验中，结果仅有 6． 5％能被加水分解。水糖基果糖苷 用大白鼠的小肠粉末作为酶源进 行消化实验。其加水分解率为蔗 糖苷相同。同样，蔗糖果三糖、丁 糖、丁糖苷等低聚果糖、低聚木糖 及大豆低聚糖等在人工消化实验 中绝大部分难以加水分解。至于 小肠粘膜上的糖类分解酶分解低 聚糖为何受到限制．其机量尚不完 全清楚。 2．2 低聚糖的整肠作用 2．2．1 低聚糖有利于双歧杆菌的 增殖 从口腔到小肠的消化过程中， 难以消化吸收的低聚糖到达大肠， 大多可被存在于大肠内的微生物 作为营养源利用，特别是低聚果 糖、异麦芽低聚糖、半乳糖低聚糖、 蔗糖苷、大豆低聚糖可被肠内双歧 杆菌选择性地利用，有利于双歧杆 菌在肠内形成优势细菌群。双歧 杆菌的增殖能促进肠道蠕动，预防 和治疗便秘和下痢．抵御病原菌感 染，抑制肠内腐败物质形成，分解 致癌物质，制造维生索和氨基酸， 提高免疫力，抑制有害的产气荚膜 梭菌的增殖。如每天给成人或老 年人摄取含异麦芽低聚糖 14克产 品．2周后大多数人肠内双歧杆菌 增加了 10～100倍，不过停止摄取 一 段时问后，双歧杆菌也会回到原 来的比率。 2．2．2 低聚糖的能量及对肠和肠 物 pH值的影响 实验表明．给一般的大白鼠进 食低聚果糖，有 5O％的低取果糖 转变为co2从体内排出．而无菌大 白鼠则无上述现象。若是蔗糖其 co2的排泄和大白鼠肠内有无细 菌无关，而进食的蔗糖苷表现的结 果与低聚果糖相同。这说明低聚 糖会被大肠内细菌转变为短链脂 肪酸和 co2而被生物体所利用。 由此可知，难消化性低聚糖被肠内 细菌利用时．可产生 co2、甲烷、H 等气体及醋酸、丙酸、n一酪酸等多 种有机酸和细菌的菌体成分。 在大肠内产生的短链脂肪酸 约有 95％被大肠迅速吸收，吸收 的短链脂肪酸中一部分丙酸和大 部分酪酸被用来作为大肠上皮细 胞的能源，其余的可在全身作为能 源利用，经计算人体消耗总能量的 1O％由大肠内发酵生成的短链脂 肪酸获得。 低聚果糖、低聚木糖、蔗糖苷 等低聚糖会影响消化管径的大小、 消化内容物的移动速度及矿物质、 水和其他营养成分的吸收。低聚 糖和非发酵性食物残渣都有刺激 盲肠和结肠增大的作用。非发酵 性食物残渣有刺激肠筋层加厚的 作用。低聚糖有短链脂肪酸的营 养功效，有使肠粘膜层加厚的作 21 维普资讯 http://www.cqvip.com 食品科技 用。 大白鼠摄入木糖基果糖苷其 盲肠 内的有机酸(9％是醋酸、丙 酸、n一醋酸等)，约有一半是琥珀 酸、琥珀酸和富马酸、柠檬酸、乳酸 类有相同的输送担体钠离子，是较 难吸收的酸，推测琥珀酸产生的能 量不能运送至全身作为能量使用， 可以说木糖基果糖苷没有增加体 重的效果，特别是琥珀酸有促进盲 肠组织增加的生理作用．因此人体 肠内细菌产生的有机酸种类不同， 对人的生理作用也不同。 大白鼠实验中，用不添加纤维 质的饲料(对照组 A)和在饲料中 分别添加 10％的白糖(B)、蔗糖苷 (c)及木糖基果糖苷(D)的饲料喂 养大白鼠21天，结果四组大白鼠 盲肠的重量及肠 内有机酸的浓度 从大到小依次是 D>C>A>B．pH 值从大到小的顺序是 A>B>c> D，即D组酸浓度最大。且发现摄 取低聚糖会使大白鼠的盲肠和结 肠组织重量变大，内容物量增多．D 组盲肠组织重量是 A组的 2．1倍． 内容物重量是2．7倍，内容物的水 分含量是 3．1倍。c组盲肠内氨 的浓度是A组的二分之一．D组盲 肠内氨浓度是 A组的三分之一。 2．2．3 低聚糖有利于大肠内氨浓 度的降低 大肠内的氨是食物及消化道 上皮细胞、粘液、消化酶等中的蛋 白质由肠内细菌产生出来的。肠 内氨的浓度高可以说是一种致癌 因素，丽肠内细菌可利用的未消化 淀粉、难消化性多糖、低聚糖及内 分泌物等基质较为丰富时，可使肠 内细菌增殖较快，菌体的增殖使合 成菌体蛋白质的氨消耗较多．从而 可使氨的积蓄量降低。 由低聚糖产生的短链脂肪酸 对氨的吸收也有促进作用。短链 酸可作上皮细胞的能量作用．推测 它同时可促进氨的代谢．促进血液 流动的作用，因此氨可被迅速运往 肝脏进行代谢。研究发现大白鼠 摄取大豆纤维2日后，盲肠内容物 氨的浓度下降，确认盲肠静脉的氨 态氮流量增加。另外．摄取难消化 、22 性低聚糖使大白鼠盲肠内容物的 水分含量增大．也有稀 释氨的作 用。 2．2．4 低聚糖有利于大肠对水分 和无机盐的吸收大 白鼠摄取低聚 糖．其肠 内容物的水分含量增大， 说啊内容物中成为浸透压力源的 溶质也多．其盲肠内容物的湿重量 X(g)和 氢离子 浓度 Y(xIO一 7mol／L)所成正比例关系如下 ： Y =2．56X一11．O6 上式说明有机酸浓度大，肠内 容物水分含量大．即湿重量大，就 具有防止便秘的作用，但吸收的琥 珀酸和乳酸在盲肠 内的浓度过高 时极大地促进水和钠的吸收，甚至 可观察到下痢现象。 经口摄取的抗生类物质可使 大肠内的细菌极度减少。也易引起 下痢现象。这是因为刺激肠内水 和钠吸收的短链脂肪酸浓度太低 的原因。所以短链脂肪酸对大肠 内水的吸收起到重要的作用。 近来报道棉子糖、1氐聚果糖、 低聚半乳糖等低聚糖有促进 Ca、 Mg、P吸收的作用。太 田等人确 认大白鼠盲肠内乳酸浓度和无机 盐的吸收量成正比，而割除主要发 酵部盲肠的大白鼠食用低聚果糖 后无机物的吸收促进作用就减弱。 一 般认为 ca和 MS的吸收主要在 小肠部位．而摄取低聚糖促进无机 物的吸收时．ca和 Mg主要是在大 肠部位被吸收。 总之，低聚糖可促进双歧杆菌 增殖。细菌代谢产生的有机酸，不 仅可作能源使用．使大小肠上皮细 胞增殖，而且有刺激结肠的运动使 肠蠕动加快的作用。有机酸还可 促进矿物质和水的吸收，促进肾脏 的内外分 泌、促进肝脏 的脂质代 谢。可抑制一次胆汁酸的代谢．从 而减少二次胆汁醒的生成，具有防 癌的生理作用等多种整肠作用。 2．3 低聚糖对增加体重的影响 在低聚糖对体重影响的实验 是．大白鼠摄取蔗糖苷增加体重的 效果是摄取蔗糖时的40％．而大 白鼠摄取加入木糖基果糖苷的饲 料和未加入木糖基果糖苷的饲料， 其体重增加是完全一样。 2．4 低聚糖的抗龋齿作用 多数低聚糖不易被龋齿病原 菌所发酵产生乳酸损害牙齿(牙釉 质)，与蔗糖并用时能阻止蔗糖被 龋齿病原菌作用而生成水不溶性 的高分子葡聚糖 (牙垢)。如难蚀 性的低聚糖有偶合糖、麦芽糖酵 等，抗蚀性的有异麦芽低聚糖、环 化糊精等，低聚果糖有低蚀性的特 点。 2．5低聚糖的其他作用 海藻糖是二分子葡萄糖结合 成的非还原性双糖，实践证明沙漠 中干燥后假死生物的复活、干燥大 马哈鱼精子 ONA的复活及青蛙冬 季冻死 后的复活都与它的存在有 关。认为海藻糖在冰冻、干燥、高 授透压的恶劣环境中可保护生物 体的细胞膜及膜蛋白。 3 低聚糖的生产情况及前景 低聚糖的生产有多糖豹分解 及还原、糖转移、缩台反应和异构 化等多种方法。 日本以大豆低聚 糖、麦芽低聚糖、异麦芽低聚糖、低 聚木糖等产量较大．其中异麦芽低 聚糖浆1990年达7000吨，1994年 达 1万吨。 我国人口众多，近年来“文明 病”发病率呈上升趋势，相信随低 聚糖研究开发的深入，定会为我国 人民的娃康带来一片生机。 参考文献： 【1】张惟杰主编：复合多糖生化研 究技术 上海科学技术出版社 1987 [2】罗方新，姚汝华等 灵芝多糖 的分离与纯化 食品工业科技 1998．No．3 [3]宋淑敏等人 低聚糖性质与产 品研究 食品科学 1999．12 [4]邵长富 软饮料工艺学 中国 轻工业出版社 1987 [5]张桂珍等人 低聚糖崔调味品 中的应用研究 中国畜产与食 品 1997 v01．No．1 6】I．Shinoda．et a1．J．Agricul— tural F0c)d Cheroica1． 1985 (33)：792～795 维普资讯 http://www.cqvip.com