低聚糖的生理功能及其在食品中的应用

　　摘   要：　作为一种新兴产物, 功能性食品备受消费者青睐。而低聚糖因其具有来源广泛、易于获取、功效显着的特点被广泛用于功能性食品的研究开发中。通过综述低聚糖的生理功效和不同低聚糖在食品中的应用研究, 旨在为低聚糖食品研究中的更好发展与应用提供理论参考。

　　关键词：　功能性; 低聚糖; 食品;
 

 

　　Abstract：　As a new product, functional food is favored by consumers. Oligosaccharides are widely used in the research and development of functional foods because of their wide range of sources, easy to obtain and significant efficacy. In this paper, the physiological effects of oligosaccharides and the application of different oligosaccharides in food were reviewed. The aim was to provide theoretical reference for the better development and application of oligosaccharide food research.

　　Keyword：　functional; oligosaccharide; food;

　　从传统食物中摄取营养物质, 已经不能满足现在人们对健康的要求。传统食物在烹饪、加工及贮藏等环节中会造成部分营养的流失, 且人们对于具有特定营养食品的需求量不断提高, 因而功能性食品因具有高营养素、改善机体功能、增强身体体质、抗衰老等功效于一身的新型食品备受广大消费者的青睐。因此, 研究开发具有特性功能的食品, 已是国内外食品研究者所关注的热点[1-2]。功能性食品是指通过向食品中补充或添加人体需要的某些特定营养成分, 使其具有一定功能性的食品, 其能改善新陈代谢节奏, 有针对性地调节某些机体功能, 适用于特定人群, 并且无毒、无害, 对人体不会产生任何慢性、亚急性、急性的危害, 但是其功能不能够替代药品[3]。

　　1、 功能性食品的功效及分类

　　功能性食品不仅具有丰富的营养物质和感官上的享受, 还兼有调节生理功能及保健的功效, 其中主要作用有刺激淋巴系统来增强机体的免疫力, 预防高血压、高血糖、高血脂、肿瘤等重大疾病的产生, 控制胆固醇、调节造血功能, 阻止血液中血小板的凝聚, 通过调节神经系统的摄取和吸收功能, 发挥抗衰老功效。

　　从科学技术含量的角度分析, 功能性食品可以分为3类:第1类是将具有针对性的营养素直接添加到食品中去, 而添加营养物质后的食品功能并没有经过标准的试验验证, 因此不具有功能性的评价和科学性;第2类是要求功能性食品需要经过一系列的人体或动物试验, 进行从科学的角度证实其具有相应的生理功效;第3类是在之前的研究基础上, 对功能性食品进行试验证明其功效, 并且需要证实主要成分的结构、含量、作用机制及稳定性等指标[4-5]。

　　2、 低聚糖的生理功能

　　目前, 应用较为广泛的功能性因子主要有低聚糖 (Oligosaccharide) 、维生素、花色苷、蛋白质及皂苷等, 其中低聚糖因其来源广泛、种类丰富而备受关注。低聚糖俗称寡糖, 主要是有2~10个同种或不同种单糖分子通过糖苷键之间的相互作用结合而成的直链或支链的低度聚合糖[6]。主要分为具有功能性的特殊低聚糖和不具有功能性的普通低聚糖。功能性低聚糖主要包括低聚果糖 (Fructo oligosaccharide) 、低聚半乳糖 (Galactooligosaccharides, ) 、低聚异麦芽糖 (Isomal maltose oligomeric) 、低聚木糖 (Xylooligosaccharides) 、低聚龙胆糖 (Gentiooligsaccharide) 等, 因功能性低聚糖具有热量低、降胆固醇、提高机体免疫力、预防肿瘤等功效, 使其成为生产功能性食品的重要原料或食品添加剂, 在食品领域已被许多国家所利用[7]。

　　2.1、 基于低聚糖对调控肠道菌群的功效

　　由于在人体的唾液和胃肠道内不存在能够分解功能性低聚糖的酶类物质, 因此可以使功能性低聚糖直接进入大肠而不会被消化吸收, 在大肠内优先被双歧杆菌 (Bifidobacterium) 所利用, 对于调整肠道内的菌群、维持肠道内环境的正常、调节肠道的生理功能、提高人体健康具有显着的作用。Brunobarcena J M等人[8]研究发现, 低聚半乳糖可以通过增加肠道内乳酸及短链脂肪酸的含量, 进而来预防结肠癌、直肠癌等癌症的发生。

　　2.2、 基于低聚糖对调控胆固醇的功效

　　低聚糖通过促进肠道中双歧杆菌的生长, 使其产生能够抑制人体内3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶活性的代谢物质, 抑制胆固醇的合成, 从而降低血液中的胆固醇和甘油三酯的含量。方敏[9]研究发现, 甲壳功能性低聚糖可保护大鼠的胰岛细胞, 调节II型糖尿病大鼠的胰岛素含量。

　　2.3、 基于低聚糖对促进矿物元素吸收的功效

　　功能性低聚糖被人体肠道中的益生菌利用后会产生乳酸及乙酸, 酸性物质不仅可以改善肠道内部的环境, 还能增加Ca, Mg, Fe等矿质物元素的溶解度, 使其更易于被人体所吸收, 提高吸收率。陈芬琴[10]研究发现, 甘露寡糖、果寡糖、壳寡糖和半乳低聚糖能促进小鼠肠道内Ca, Mg, Fe的吸收。

　　2.4、 基于低聚糖对改善免疫系统的功效

　　免疫系统分为免疫器官、免疫细胞、免疫组织和免疫分子等。罗晓庆等人[11]研究发现, 1.5%的壳寡糖能有效提高宿主的免疫功能, 并且免疫器官的质量相比较其他处理组也会增加。高峰等人[12]研究发现在小麦米糠粮中添加低聚糖和粗酶剂能够实现雏鸡T淋巴细胞对PHA的反应性。Savage T F等人[13]研究发现, 在向肉鸡日粮中加入甘露低聚糖能都实现使胆汁中Ig A提高14.2%, 并且能显着提高血液中的Ig G含量。

　　3、 低聚糖在食品中的应用研究

　　低聚果糖是一种能够调节肠道菌群、改善腹泻、调节血脂、促进钙元素吸收的可溶性膳食纤维, 已被广泛用于乳制品、糖果、饮料、面包及果冻等食品的制备中。赵红玲等人[14]采用低聚果糖制备的功能性雪莲果来对肠道菌进行研究发现, 雪莲果能较好地调节肠道菌群, 并且最佳添加量为2%。低聚异麦芽糖在各种保健品、饮料及调味品中被广泛应用。Yang X等人[15]研究发现, 低聚异麦芽糖作为增甜剂加入到酸奶中的最佳添加量为29.08 g/kg。作为一种天然的功能性低聚糖———低聚半乳糖是牛奶中重要的营养物质之一。Montilla A等人[16]研究的老年人专业奶粉, 能有效地控制奶粉中低聚半乳糖的含量。低聚木糖的稳定性较高, 在强酸、高温的条件下也基本不分解, 因此低聚木糖被广泛用于酸奶及乳酸菌饮料等酸性饮料的加工生产中。大豆低聚糖在豆科类植物中含量丰富, 并且具有抑制血糖、降低胆固醇等功效。

　　4、 结语

　　低聚糖作为一种功能因子, 被广泛应用于食品中, 来满足消费者对于健康饮食的需求。随着科技的不断发展, 人们对低聚糖的研究不仅局限于双歧杆菌的功能, 在抗癌、抗病毒、降血脂、降胆固醇等方面也有广泛研究, 在此基础上采用低聚糖制备的功能性食品, 如乳制品、糖果等食品也应运而生。未来可以利用营养学、药学、生理学、医学、食品科学等多种学科来研究开发新型功能性食品。

　　参考文献：

　　[1]刘振江.海洋功能食品的开发[J].中国水产, 2007 (8) :65-66.
　　[2]刘振江, 刘晓辉.昆虫功能食品研究与发展探讨[J].食品研究与开发, 2007, 28 (5) :165-168.
　　[3]钟耀广, 刘长江.我国功能性食品存在的问题及展望[J].食品研究与开发, 2009, 30 (2) :166-168.
　　[4]孙忠科, 杜巍, 任戈, 等.蓝细菌与功能食品开发[J].食品研究与开发, 2007, 28 (6) :176-179.
　　[5]王彩梅, 苏安祥, 杨海军.中国功能性食品现状及发展趋势[J].食品安全导刊, 2012 (6) :52-53.
　　[6]Moura F A, Macagnan F T, Silva L P.Oligosaccharide production by hydrolysis of polysaccharides:A review[J].International Journal of Food Science&Technology, 2015, 50 (2) :275-281.
　　[7]Kothari D, Patel S, Goyal A.Therapeutic spectrum of nondigestible oligosaccharides:Overview of current state and prospect[J].Journal of Food Science, 2014 (8) :1 491-1 498.
　　[8]Brunobarcena J M, Azcarateperil M A.Galacto oligosaccharides and colorectal cancer:Feeding our intestinal probiome[J].Journal of Functional Foods, 2015, 12 (12) :92-108.=
　　[9]方敏.甲壳低聚糖硒对Ⅱ型糖尿病大鼠胰岛素指标及胰腺组织的影响[J].中国生化药物杂志, 2012, 33 (5) :615-618.
　　[10]陈芬琴.寡糖对小鼠免疫调控及肠道保护作用的研究[D].杭州:浙江大学, 2009.
　　[11]罗晓庆, 官杰, 王琪, 等.壳寡糖对荷瘤鼠免疫功能的影响[J].齐齐哈尔医学院学报, 2006, 27 (17) :2 059-2 060.
　　[12]高峰, 周光宏, 韩正康.小麦米糠日粮添加粗酶制剂和寡果糖对雏鸡生产性能、免疫和内分泌的影响[J].畜牧兽医学报, 2002, 33 (1) :14-17.
　　[13]Savage T F, Cotter P F, Zakrzewska E I.The effect of feeding a mannan oligosaccharide on immunoglobulins, plasma Ig G and bile Ig A of Wrolstad MW male turkeys[J].Point.Sci, 1996 (3) :129-135.
　　[14]赵红玲, 郝婷, 王小青, 等.雪莲果低聚果糖体外对肠道菌生长的影响[J].食品研究与开发, 2016, 37 (3) :80-82.
　　[15]Yang X, Lu Y, Hu G.Optimization of sweetener formulation in sugar-free yoghurt using response surface methodology[J].Cy TA-Journal of Food, 2014, 12 (2) :121-126.
　　[16]Montilla A, Megíaspérez R, Olano A, et al.Presence of galactooligosaccharides and furosine in special dairy products designed for elderly people[J].Food Chemistry, 2015 (5) :481-485.