功能性低聚糖，或稱寡糖，是由2~10個單糖通過糖苷鍵連線形成直鏈或支鏈的低度聚合糖，分功能性低聚糖(functionaloligosaccharide)和普通低聚糖兩大類。功能性低聚糖現在研究認為包括水蘇糖、棉籽糖、異麥芽酮糖、乳酮糖、低聚果糖、低聚木糖、低聚半乳糖、低聚異麥芽糖、低聚異麥芽酮糖、低聚龍膽糖、大豆低聚糖、低聚殼聚糖等。人體腸道內沒有水解它們（除異麥芽酮糖外）的酶系統，因而它們不被消化吸收而直接進入大腸內優先為雙歧桿菌所利用，是雙歧桿菌的增殖因子。
基本介紹
- 中文名：功能性低聚糖
- 外文名：functional oligosaccharide
- 拼音：gōng néng xìng dī jù táng
- 適用領域：食品、飼料、醫藥等
- 作用：低熱量、抗齲齒、防治糖尿病等
- 結構：由2~10個單糖形成的低度聚合糖
理化特性,甜度,黏度,耐熱耐酸性,保濕吸水,用途,生理功能,製備,澱粉製備,蔗糖製備,乳糖製備,其它原料製備,具體套用,
理化特性
甜度
功能性低聚糖常被用作功能性甜味劑，添加於食品中。就味質而言，低聚異麥芽糖味質純正；大豆低聚糖與蔗糖甜味相似，但回味差；低聚果糖口感較蔗糖清爽，不帶任何後味；低聚木糖也很清爽，略有特殊氣味。
黏度
有研究表明，當濃度相同時，低聚果糖的黏度較蔗糖高；低聚異麥芽糖的黏度與蔗糖溶液接近；大豆低聚糖的黏度較麥芽糖低，比異構糖高；低聚木糖的黏度低予以上3種功能性低聚糖，且其黏度隨著溫度升高而迅速下降。
耐熱耐酸性
功能性低聚糖一般具有良好的耐熱耐酸性。其中低聚木糖的穩定性最優，當pH為2.5～8.0時相當穩定，於100℃下加熱1h幾乎不分解。有研究表明，以低聚木糖作為飲料的有效成分，當pH值為3～4且在室溫下保存3年時，飲料中的低聚木糖殘留率仍高達97%。日本已將低聚木糖添加到黑醋中，生產出保健醋飲料。
低聚異麥芽糖和大豆低聚糖在pH>3的環境中均有較好的穩定性，即使經過140℃高溫處理也不易分解。因此，在一定條件下低聚異麥芽糖和大豆低聚糖均可廣泛用於飲料、罐頭和乳品等食品生產中。
當pH為5～7時，低聚果糖相當穩定，將其加熱到150℃時也不會分解，但在pH<4的酸性環境中其熱穩定性會大幅度下降。因此，在加工添加有低聚果糖的食品時，要特別注意調節操作環境的pH。
保濕吸水
功能性低聚糖普遍具有良好的保持水分的能力，這一特點使其可以作為保濕劑或保鮮劑在商品中使用。例如當低聚異麥芽糖與其他糖類混合使用時，可以鎖住水分、防止結晶。這種優良的吸水保水能力也使功能性低聚糖具有膳食纖維的作用，可增加大便持水性和容量，使其易於排出。
用途
功能性低聚糖均帶有不同程度的甜味（除低聚龍膽糖外），一般甜度相當於蔗糖的30%~60%，可以作為食品的調味料。由於其特殊的生理功能，90年代開始，功能性低聚糖在我國也廣泛套用於保健品行業。功能性低聚糖是對人、動物、植物等具有特殊生理作用的低聚糖。具有低熱量、抗齲齒、防治糖尿病、改善腸道菌落結構等生理作用。
功能性低聚糖（異麥芽低聚糖）生理功能
與一般（普通）的低聚糖相比，功能性低聚糖具有獨特的生理功能：
1.促進雙歧桿菌增殖
功能性低聚糖是腸道內有益菌的增殖因子，其中最明顯的增殖對象是雙歧桿菌。人體試驗證明，某些功能性低聚糖，如異麥芽低聚糖，攝入人體後到大腸被雙歧桿菌及某些乳酸菌利用，而腸道有害的產氣莢膜桿菌和梭菌等腐敗菌卻不能利用，這是因為雙歧桿菌細胞表面具有寡糖的受體，而許多寡糖是有效的雙歧因子。
雙歧桿菌是人類腸道菌群中唯一的一種既不產生內毒素又不產生外毒素，無致病性的具有許多生理功能的有益微生物。對人體有許多保健作用,如改善維生素代謝，防止腸功能紊亂，抑制腸道中有害菌和致病菌的生長，起到抗衰老、防癌及保護肝臟的作用等。
2.低能量或零能量
由於人體不具備分解、消化功能性低聚糖的酶系統,因此功能性低聚糖很難被人體消化吸收或根本不能吸收,也就不給人提供能量,並且某些低聚糖如低聚果糖、異麥芽低聚糖等有一定甜度,可作為食品基料在食品中套用,以滿足那些喜愛甜食但又不能食用甜食的人(如糖尿病人、肥胖病患者等) 的需要。
3.低齲齒性
齲齒是我國兒童常見的一種口腔疾病之一,其發生與口腔微生物突變鏈球菌(St rep2tococcusmutans) 有關。研究發現,異麥芽低聚糖、低聚帕拉金糖等不能被突變鏈球菌利用,不會形成齒垢的不溶性葡聚糖。當它們與砂糖合用時,能強烈抑制非水溶性葡聚糖的合成和在牙齒上的附著,即不提供口腔微生物沉積、產酸、腐蝕的場所,從而阻止齒垢的形成,不會引起齲齒,可廣泛套用於嬰幼兒食品。
4.防止便秘
由於雙歧桿菌發酵低聚糖產生大量的短鏈脂肪酸能刺激腸道蠕動,增加糞便的濕潤度,並通過菌體的大量生長以保持一定的滲透壓,從而防止便秘的發生。此外低聚糖屬於水溶性膳食纖維,可促進小腸蠕動,也能預防和減輕便秘。
5.水溶性膳食纖維
由於低聚糖不能被人體消化吸收,屬於低分子的水溶性膳食纖維,它的有些功能與膳食纖維相似但不具備膳食纖維的物理作用,如粘稠性、持水性和填充飽腹作用等。一般它有以下優點:每人每天僅需3 g 就可滿足需要且不會引起腹瀉,微甜、口感好、水溶性良好、性質穩定、易添加到食品中製成膳食纖維食品。
6.生成營養物質
功能性低聚糖可以促進雙歧桿菌增殖,而雙歧桿菌可在腸道內合成維生素B1 、B2 、B6 、B12 、煙酸、葉酸等營養物質。此外,由於雙歧桿菌能抑制某些維生素的分解菌,從而使維生素的供應得到保障,如它可以抑制分解維生素B1 的解硫胺素的芽孢桿菌。
7.降低血清膽固醇
改善脂質代謝,降低血壓。臨床試驗證實,攝入功能性低聚糖後可降低血清膽固醇水平,改善脂質代謝。研究表明,一個人的心臟舒張壓高低與其糞便中雙歧桿菌數占總數的比率呈明顯負相關性,因此功能性低聚糖具有降低血壓的生理功效。
8.增強機體免疫能力,抵抗腫瘤
動物試驗表明,雙歧桿菌在腸道內大量繁殖具有提高機體免疫功能和抗癌的作用。究其原因在於,雙歧桿菌細胞、細胞壁成分和胞外分泌物可增強免疫細胞的活性,促使腸道免疫蛋白A ( IgA) 漿細胞的產生,從而殺滅侵入體內的細菌和病毒,消除體內“病變”細胞,防止疾病的發生及惡化。
9.其他
除上述功能外,試驗發現某些功能性低聚糖還有預防和治療乳糖消化不良、改善腸道對礦物元素吸收的作用。
製備
澱粉製備
低聚異麥芽糖製備大致有以下兩種途徑：一是利用糖化酶逆合作用，在高濃度葡萄糖溶液中將之逆合生成異麥芽糖、麥芽糖等低聚糖；但由於產率低，產物複雜，生產周期長等缺點而難以工業化大量推廣。二是以澱粉製得高濃度葡萄糖漿為底物，通過α一葡萄糖轉苷酶催化發生α一葡萄糖基轉移反應而得。工業化生產低聚異麥芽糖一般以澱粉為原料採用全酶法工藝。
蔗糖製備
目前工業生產低聚果糖方法主要有兩種：一是以菊芋為原料提取菊粉，再經酶水解而得。第二種方法是以蔗糖為原料，採用固定化酶法進行連續反應，將高濃度蔗糖溶液在50℃～60℃下以一定速率流過固定化酶柱，利用β一果糖轉移酶進行一系列轉移反應而獲得低聚果糖。該法連續性好、自動化程度高，操作穩定性好，酶能反覆使用，利用率高。
乳糖製備
乳酮糖製備方法：一般採用鹼液處理乳糖異構化。乳糖在鹼性溶液中，加熱處理使乳糖分子葡萄糖部分異構化，生成異構化乳糖，然後將溶液用離子交換樹脂去離子、脫色、濃縮，並使未反應乳糖析出沉澱，其上清液即為異構化乳糖糖漿。此外，也可用β一半乳糖苷酶進行酶法異構化製取乳酮糖；或以1：1蔗糖與乳糖為原料，經酶轉化而成乳果糖。
其它原料製備
具體套用
功能性低聚糖作為新生理活性物質，在疾病診斷與防治、營養與保鍵、植物生長及抗病、畜牧養殖等方面的套用備受關注；在國際上已經發展成為一個利用基因工程、蛋白質工程、糖工程等現代生物技術手段，並涉及醫學、化學等學科，套用於食品、醫藥、飼料、農業各領域的重要產業。
1.國家推動計畫。“推進公眾營養改善行動”被納入《國民經濟與社會發展第十一個五年規劃綱要》後，2007年，由公眾營養與發展中心新推出的公眾營養改善項目、我國第一個針對微生態失衡而出台的項目——“食物中加OLIGO（益生元）”正式啟動。
2.作為功能性保健品。90年代起，我國就開始將功能性低聚糖套用到保健品行業，其中的龍頭品牌有立健等。由於功能性成分高，能充分體現異麥芽低聚糖的優勢和充分利用其功能，這類套用使用人群非常廣泛，尤其適用於有腸道問題的人群。
功能性低聚糖產品3.在畜牧、農業方面的套用。功能性低聚糖也廣泛套用於畜牧業與農業，綠色安全，並能有效增產，是現代畜牧業與農業的發展增長點。
