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1、天然功能性活性因子——棉籽糖摘要:本文阐述了棉籽糖的物化性质、生理功能,介绍了棉籽糖的提取方法、质量标准和安全性,展望了棉籽糖在食品、医药以及化妆品中的应用前景。关键词:棉籽糖;物化性质;应用前景1棉籽糖的结构和物化性质1.1棉籽糖的性质棉籽糖(rafifonse)又称蜜三糖,是(一D一毗喃半乳糖(1~6)(一D一毗喃葡萄糖(1~2)(一D一吠喃果糖,分子式为C183H20O16,相对分子量为504,甜度为蔗糖的20%一40%。纯净的棉籽糖呈长针状结晶体,白色或淡黄色。结晶体一般带5分子结晶水。棉籽糖易溶于水,微溶于乙醇极性溶剂,不溶于石油醚等非极性溶剂。棉籽糖在20℃的水中溶解度仅为
2、14.2%,但当温度上升时,其溶解度显著增大。棉籽糖属非还原性糖,发生美拉德反应的程度很低。其对热和酸的稳定性都很强[1]。1.2棉籽糖的结构棉籽糖的结构为β-D-吡喃半乳糖(1-6)α-D-吡喃葡萄糖(1-2)β-D-呋喃果糖,无还原性[9～12],其结构式如下。棉籽糖水解位置不同,其水解产物也不同,具体情况如下: 半乳糖 (1-6)葡萄糖 (1-2)果糖 ︳ ︳ 蜜二糖 蔗糖 ︳ 棉籽糖1.3棉籽糖的物化性质纯净棉籽糖为长针状结晶体,呈白色或淡黄色,结晶体一般含5个结晶水,缓慢加热至100℃会失去结晶水生成无水棉籽糖。纯净棉籽糖和无水棉籽糖水溶液的比旋光度
3、[a]20D分别为+105.2°和+123.1°，熔点分别为80℃和118～119℃。并随温度上升溶解度显著增大。由于棉籽糖为非还原性糖，发生美拉德反应的程度很低，与其他低聚糖相比，棉籽糖没有吸湿性，即使在相对湿度为90%的环境中，棉籽糖也不会吸湿结块[1,2]。2棉籽糖生理功能2.1促进双歧杆菌增殖双歧杆菌是一种厌氧革兰氏阳性细菌，是维护和保持肠道菌群平衡一个极为重要因素，也是判断肠道内外环境是否正常一个可靠依据。人体实验表明，摄入棉籽糖可促进双歧杆菌增殖，由于人体缺少分解棉籽糖消化酶α–D–半乳糖苷酶，所以棉籽糖可不经消化吸收直接到达大肠内为双歧杆菌所利用，是双歧杆菌有效增殖因子，
4、简称为“双歧因子”[3]。2.2抑制病原菌棉籽糖能促进双歧杆菌增殖，从而抑制有害菌如产气夹膜梭状芽孢杆菌生长。双歧杆菌能发酵低聚糖产生短链脂肪酸，主要是醋酸和乳酸，摩尔比为3∶1，和抗菌素物质Bfidin和Bifilong，可抑制外源致病菌和肠道内固有腐败细菌生长繁殖。2.3改善肠胃功能人体在代谢过程中能产生大量难消化低聚糖，当大肠积累低聚糖过多时，就会出现腹胀、便秘等症状。肠道双歧杆菌发酵低聚糖产生大量短链脂肪酸（主要是醋酸和乳酸），能刺激肠道蠕动，从而防止便秘发生；同时双歧杆菌能增加粪便湿度并保持一定渗透压，有益于缓解便秘。摄入棉籽糖或双歧杆菌均可抑制病原菌和腹泻，两者作用机理一样
5、，都是减少肠道内有害菌数量。2.4保护肝脏功能腐生菌能产生大量吲哚、硫化氢、胺和酚等有毒代谢产物，这些产物在肝脏内主要通过分解、氧化和结合等方式而成为无毒物质。如不能及时解毒，将导致肝脏功能紊乱和循环系统失常，干扰神经系统并影响睡眠。摄入棉籽糖或双歧杆菌能抑制腐生菌生长和代谢，从而减少有毒代谢产物形成，大大减轻肝脏分解毒素负担[4]。2.5降低血清胆固醇血清胆固醇降低被认为是由于肠道内微生物平衡改变结果，双歧杆菌代谢产生烟酸能力与血清胆固醇水平降低也有一定关系。双歧杆菌通过抑制人体活化的T细菌，控制新形成低密度脂蛋白接收器，起到降低血清胆固醇作用。双歧杆菌通过影响–羟基β–甲基戊二酸单
6、酰辅酶A还原酶活性，进一步控制胆固醇合成，从而降低血清总胆固醇含量。2.6增强免疫功能双歧杆菌全菌及表面分子能增强机体非特异性和特异性免疫反应、巨噬细菌活性、提高局部或全身抗感染和防御功能。同时双歧杆菌具有诱生NO功能，NO对各种细胞因子交互作用，调节CD4+Th1与细胞Th2间平衡，使机体免疫水平调节到适当水平[5]。2.7抗癌作用肠道腐生菌分解食物、胆汁等，会产生有害代谢产物，如芳香族氨基酸酪氨酸降解会产生酚和对甲酚，色氨酸则产生吲哚和甲基吲哚，还产生胺、氨、H2S等，这些物质都是潜在致癌物。双歧杆菌可通过抑制腐生菌生长和上述致癌物在体内形成及分解致癌物而起到抗癌作用。研究表明，在
7、模拟肠道进行固态发酵，除产生乳酸和醋酸，还有丙酸和丁酸产生；而许多实验证实，丁酸是肠道上皮细胞主要能源物[6]。3.棉籽糖的制取人们对棉籽糖的认识是从大豆低聚糖的胀气现象开始的。当时人们只是将其作为一种抗营养因子而在加工过程中将其除去。后来随着人们对棉籽糖的双歧杆菌促生作用的认识,对棉籽糖的研究报道逐渐增多,研究也不断深入。在有关棉籽糖的研究中,大部分是关于棉籽糖的应用,其中尤以日本研得最多、最深人。而关于棉籽糖的制取等基础研究并不多,在我国这
