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1、2005年第40卷第12期生物学通报19功能性低聚糖黄德娟1谈华平2(1东华理工学院生物与材料学院江西抚州3440002浙江大学高分子系浙江杭州310027)摘要功能性低聚糖具有糖类某些共同特性,而人体胃肠道内没有水解功能性低聚糖酶系统,也不被人体胃酸降解,不在小肠吸收,可直接进入大肠内优先为双歧杆菌所利用,是一类性能优良的双歧杆菌(LongusBifidobacteria)增殖因子。以几种主要功能性低聚糖为例,重点阐述了其化学结构、特点,综述了功能性低聚糖的生理功效和开发应用前景。关键词功能性低聚糖双歧杆菌增殖因子结构生理功效1概念我国已批准功能性低聚糖的命名与分类糖基原料
2、低聚糖名称低聚糖也称寡糖(oligosaccharides),是1930年B.甘露糖,葡萄糖魔芋低聚甘露糖Helgerich等首先提出来的。词头“oligo”来自希腊文,葡萄糖,麦芽糖淀粉低聚麦芽糖,潘糖意思是“寡”。低聚糖是2~10个单糖结合成的直链或果糖,麦芽糖蔗糖,菊芋低聚果糖支链低度聚合糖。半乳糖乳糖低聚半乳糖低聚糖包括普通和功能性低聚糖两类。普通低聚乳糖,果糖乳糖,蔗糖低聚乳果糖半乳糖,葡萄糖,果糖大豆,根茎水苏糖糖有蔗糖、乳糖、麦芽糖等,其作用主要是提供人体所半乳糖,葡萄糖,果糖甜菜,糖蜜棉籽糖需的能量和怡人的甜味。蔗糖被人体消化后,会转变为血液中的葡萄糖。即血糖
3、。机体组织主要靠血糖来提糖,并受到生产资源条件的限制,所以除大豆低聚糖供能量,以维持正常的生命活动。假如没有糖,生命之等少数几种由提取法制取外,大部分是由来源广泛的火就会熄灭。但是蔗糖(包括高能量的甜味剂)摄入过淀粉原料经生物技术合成的。目前,国际上已研究开多是肥胖和龋齿的直接起因,与糖尿病和富贵病也有发成功的低聚糖有70多种,主要有:低聚果糖、低聚直接的关系。因普通低聚糖可以被人体消化吸收,对肠乳果糖、低聚异麦芽糖、低聚龙胆糖、水苏糖等。道有益菌并无生长促进作用;而功能性低聚糖,如低聚3.1低聚果糖(Fructooligosaccharide)又称蔗果三糖半乳糖、乳果糖、低
4、聚异麦芽糖等,具有糖类某些共同族低聚糖。它是在蔗糖分子的果糖残基上通过β-1,2特性,可直接代替糖料作为甜食的配料,而人体肠胃道糖苷键结合1~3个果糖的寡糖,其组成主要是蔗果三内没有水解功能性低聚糖酶系统,也不被人体胃酸、胃糖(GF2)、蔗果四糖(GF3)、蔗果五糖(GF4)。日常食用的酶降解,不在小肠吸收,直接进入大肠内优先为双歧蔬菜与水果中也含有此类寡糖,尤其是洋葱、牛蒡、芦杆菌所利用,是一类性能优良的双歧杆菌增殖因子。自笋和麦类中含量较高。天然和微生物酶法得到的低聚1957年Petuely首次发现异构化乳糖(也称乳果糖,乳糖几乎都是直链的。工业上,低聚果糖有2种生产方酮
5、糖),在婴儿肠道中可明显促进人体有益菌双歧杆菌法:以菊芋为原料酶法生产和以蔗糖为原料酶法生的增殖。1980年异构化乳糖已经开始作为功能性食品产。其结构式如下:的基料。随着生物工程技术的发展,科学家们又陆续发现了许多新的功能性低聚糖。食品专家指出:低聚糖是功能性食品基料中最有发展前途的产品。而今人们把功能性低聚糖和其他促双歧杆菌生长的化合物统称为“益生素”。2分类与命名功能性低聚糖可以从天然产物提取或人工合成,市售产品中有的以原料冠以其首命名,如大豆低聚糖,约含有水苏糖4%,棉子糖1%和蔗糖5%。其中水苏糖和棉子糖有较高的双岐菌增殖效果;有的则以单糖或二糖基命名,如低聚异麦芽糖
6、,低聚果糖。科学的命名应以不同糖基分类和命名。如低聚果糖。3几种主要功能性低聚糖的化学结构与特点3.2低聚乳果糖(Lactosucrose)(简称O-LS糖),由迄今为止,已知的功能性低聚糖有1000多种,但β-D半乳糖苷、α-D葡萄糖苷、β-D呋喃糖苷3个单是自然界中只有少数食品中含有天然的功能性低聚糖残基通过糖苷键相连而成。其结构式可看成是乳糖20生物学通报2005年第40卷第12期接上1个果糖基,也可看成是蔗糖接上1个半乳糖3.5水苏糖(Stachyose)是天然存在的一种四糖,简基。因此,有人又称之为乳蔗糖或乳果糖。1990年,研单的结构表示为:果糖-葡萄糖-半乳糖-
7、半乳糖,分子究者发现土壤中的1种微生物,在含蔗糖为唯一碳源式为C24H42O21。水苏糖是在蔗糖分子上以α-1,6糖苷的培养基中,30℃,42h培养可将蔗糖分解产生的果键连接2个半乳糖分子。水苏糖广泛分布于豆科植物糖基转移到乳糖还原性尾端的C1位羟基上,生成半中,属于棉子糖属半乳糖苷类一种能显著促进双歧杆乳糖基蔗糖,即低聚乳果糖。迄今为止,低聚乳果糖是菌增殖的非还原性功能性低聚糖,被誉为“超强双歧功能性低聚糖中对双歧杆菌的增殖最为有效的低聚因子”。在80℃以上,水苏糖具有着色性,在焙烤食品糖。据研究,每
