低聚糖在乳品中的應用研究進展

摘要低聚糖可以促進腸道內有益于人體的雙歧桿菌的生長繁殖，減少有毒發酵產物的形成。在食品中加入低聚糖可以改善腸道功能，因而低聚糖在乳品中得到廣泛應用。

關鍵詞低聚糖；腸道；乳品；進展

中圖分類號S879.1文獻標識碼A文章編號0517-6611（2015）26-356-02

Abstract Oligosaccharides can promote the body's beneficial intestinal bifidobacteria growth and reproduction， reduce the formation of toxic fermentation products， so adding oligosaccharides in foods can improve bowel function， and thus in dairy products to a wide range of applications.

Key words Oligosaccharides； Intestinal； Dairy； Progress

低聚果糖、低聚木糖、大豆低聚糖和人乳寡糖等數十種低度功能性聚合糖，具有低甜度、低熱量等優良理化性質，能夠激發雙歧桿菌等腸道有益菌群的繁殖，從而能改善腸道菌群、提高機體免疫力。隨著對這些低聚糖功能的日益深入研究，其優良的功能逐漸在保健品、醫藥和植物調節等行業中得到應用，特別是在功能性乳制品中的應用最廣。

1低聚糖在乳品中的功能

大量的研究都證實，在正常情況下，人體在患病、氣候等環境發生急劇變化、抗生素等醫療影響下，人體腸道內存在的500多種細菌則可能發生失衡，從而危及健康；功能性低聚糖被攝入體內后能夠刺激腸道內雙歧桿菌等的繁殖，促進直腸中乳酸桿菌的繁殖和乙酸的產生，使腸道菌群的代謝恢復正常。因而被直接添加到功能性食品特別是乳品中，以發揮其特殊的功能作用。

1.1低聚糖調節腸道菌群的功能James B R等的研究發現，腸道內雙歧桿菌能夠維持腸道正常菌群體系、抑制有害菌的繁殖、防止多種疾病和不良反應的發生，對人體健康具有重要作用[1]。Backhed F等的研究進一步證明，終身存在于腸道內的雙歧桿菌等的數量與人體健康程度高度相關[2]。Knol J等的研究又進一步揭示，雙歧桿菌能在健康的人體腸道內利用營養物質大量繁殖并形成生理性屏障，防御痢疾志賀氏菌、沙門氏傷寒菌等病原菌的侵襲[3]。

Arslanoglu S等的研究證明，在腸道菌群嚴重失衡條件下，攝入低聚糖能刺激雙歧桿菌、乳酸菌等有益菌繁殖；持續性補充低聚糖可大量繁殖益生菌并抑制有害菌，幫助腸道逐漸恢復原有的平衡狀態[4]。Erica Bloes Carvalho等的研究還發現，不同種類的功能性低聚糖憑借獨特的生理結構，可以被腸道內多種雙歧桿菌而不是被諸如腸桿菌等有害細菌利用[5]。XU Qiang等的研究進一步發現，功能性低聚糖能刺激人體腸道內雙歧桿菌的增殖，增殖的雙歧桿菌則通過發酵使低聚糖產生的大量短鏈脂肪酸及其他代謝產物，從而保證雙歧桿菌在宿主腸道內的優勢地位[6]。

近年來各國學者研究還發現，不同類型的低聚糖有較明顯的功能差異。M Ganan等2010年發現，果膠低聚糖（POS）可替代傳統抗生素抑制空腸彎曲桿菌對Caco2細胞的粘附作用，可顯著抑制細菌侵襲，但是控制細胞數量的效果卻不顯著[7]。Ebersbach等2012年研究了低聚木糖（XOS）的功能，發現該類低聚糖有顯著減少單增李斯特菌粘附Caco2細胞的能力[8]。Maria I QuinteroVillegas等2013年發現，不同分子量的殼低聚糖（CHOS）都具有抑制EPEC黏附于HEp2的細胞，其中殼低聚糖的抑制效果更好，而經過脫乙酰后的殼低聚糖效果有進一步提升，優于低聚半乳糖[9]。Stefan Weichert等2013年發現，2'巖藻糖基乳糖能抑制沙門氏菌、銅綠假單胞菌粘附Caco2細胞，3巖藻糖乳糖具有抑制致病性大腸桿菌和銅綠假單胞菌的功能，這2種低聚糖都具有抑制銅綠假單胞菌粘附人類呼吸道上皮細胞的明顯效果[10]。J M Laparra 2013年比較研究了糖基化的酪蛋白巨肽（HCMP）與低聚糖半乳糖GOSLa和GOSLu的功能，發現它們可有效減少沙門氏菌CECT 443和單增李斯特菌CECT 935在腸道的附著力，其中GOSLu可抑制炎癥因子IL1β的產生[11]。

1.2低聚糖乳品功能的試驗研究功能性低聚糖可以優化奶粉功能，增強奶粉的營養成分，改善人體健康狀況，因而成為嬰幼兒和中老年人配方奶粉中重要的營養強化因子。

Montserrat RiveroUrgell等2001年的研究證明，低聚糖以其具有的對腸道菌群的益生作用，在嬰兒食品行業中具有增進健康作用[12]。Fanaro S等2005年同期的研究都證明，低聚糖不單可以增進初生兒腸道內雙歧桿菌的繁殖，而且還能夠改變較大嬰兒腸道原有菌群的結構，將人體腸道內的菌群調節成健康狀態[13-14]。非消化類低聚糖可增加腸內物體積，加快排便速度和頻率，更多排泄有毒和致癌代謝物物質。因此，在乳品中添加低聚糖成分，可以改善大便性狀。C Kunz等通過研究母乳低聚糖對嬰兒腸道菌群的作用，提出了體外模擬或從植物中提取可代替母乳低聚糖加入到嬰兒食品中的可行性理論[15]，為在乳品中添加低聚糖奠定了理論基礎。Angeliki Kapiki等2007年研究了低聚果糖對早產兒腸道菌群的增殖作用，發現喂養低聚果糖的嬰兒糞便中雙歧桿菌的數量與對照組相比有顯著提髙，同時，糞便中的大腸桿菌和腸球菌的數量卻有顯著減少[16]。

國內學者對添加低聚糖乳品的功能進行的一系列試驗也證實其良好的功能。王芳等2004年用含有低聚半乳糖的配方乳粉喂養100多名嬰兒，然后檢測其糞便和觀察其生長狀況，發現添加低聚糖的配方乳粉能夠提高嬰兒生理耐受性，有利于嬰兒腸道對營養素的吸收，有利于嬰兒生長發育[17]。陸亞東等2007年對271例健康新生兒進行對比試驗，將新生兒隨機分成2組，分別用添加低聚半乳糖的配方奶粉和未添加低聚糖配方奶粉喂養，3個月和6個月后分別檢測其大便中雙歧桿菌、乳酸桿菌、大腸埃希菌和乙酸含量等指標，結果證明，添加低聚糖喂養組顯著提高了大便乙酸含量和改變形狀，并增加了大便的次數和便量[18]。

2國內外低聚糖在乳品中運用

功能性低聚糖憑借其調節腸道內菌群、促進營養物質吸收等的優良功能，而被廣泛應用于保健食品特別是乳品中，目前已經被廣泛添加到配方奶粉、酸奶、乳飲料等產品中。國外很早就批準在嬰兒和成長配方奶粉中添加功能低聚糖成分，并且強制在產品外包裝上予以標示。

2.1低聚糖在奶粉中的運用功能性低聚糖在奶粉中的應用經歷了從最初添加單種功能性低聚糖到現在的使用多種低聚糖的組合的不斷優化升級過程。目前應用最多的是低聚果糖（FOS）和低聚半乳糖（GOS）的組合，還有的應用低聚異麥芽糖（IMO）、低聚木糖（XOS）、乳果糖、棉籽糖等。

如多美滋嬰幼兒奶粉混合添加了低聚半乳糖和低聚果糖；丹麥阿拉福滋的美蕾滋嬰兒奶粉添加了低聚果糖；澳優金裝愛兒優1段奶粉、惠氏金裝愛兒樂奶粉、金裝美素力1段奶粉、美滋多樂加嬰兒奶粉均添加了低聚乳糖。

2009年開始，我國的乳品企業也開發了低聚糖系列奶粉。如亨氏聯合有限公司的亨氏金裝智多多低聚果糖什果米粉、杭州貝因美集團的嬰兒奶粉系列產品和西安銀橋集團的秦俑嬰兒營養奶粉等。上海光明乳業推出了添加低聚果糖作為雙歧因子的嬰兒奶粉和營養米粉系列產品；湖南亞華乳業開發的倍慧兒童成長配方奶粉3段添加了低聚果糖和低聚半乳糖，倍益嬰幼兒配方奶粉2段添加了低聚異麥芽糖、低聚半乳糖。

2.2低聚糖在發酵酸奶中的運用酸奶不僅具有牛奶的所有優點，還能夠成為不同年齡尤其是乳糖不耐受人群的營養保健品，在其中添加功能性低聚糖也受到了市場歡迎。如日本在凝固型酸奶TIME中添加了低聚果糖和美體因子異麥芽酮糖醇；韓國在酸奶中添加功能性低聚糖，開發了有益胃、肝、腸、血壓、血糖等的發酵酸奶。

2.3低聚糖在羊奶中的運用近年來，國內外乳品行業將低聚糖的功能推廣到羊奶中，向市場推出了功能性羊奶產品。如御寶羊奶金裝系列在奶粉中添加了低聚半乳糖和多聚果糖組合成分；金寶氏金裝嬰幼兒配方羊奶粉添加了包括低聚糖在內的豐富的營養元素；澳倍羊奶粉中添加了低聚糖Oligo活化成份；美恩嬰幼兒配方羊奶粉添加了低聚異麥芽糖等。

3結論

功能性低聚糖不僅存在于人乳中，而且廣泛存在于竹筍、大豆等自然食物中。如竹筍中存在低聚木糖，洋蔥中存在棉籽糖，洋姜中存在低聚果糖，大豆中存在水蘇糖和棉籽糖。我國這些動植物資源都很豐富，為低聚糖的開發和應用提供了良好物質基礎。加之人們對功能性低聚糖日益深入的了解，添加低聚糖的功能食品如乳制品受到了消費者的廣泛歡迎。低聚糖的應用雖然日益廣泛，但是其中也存在一些突出的問題，如提取技術的效率和生產成本的高企，以及復合配方的優化等。因此，如何有效降低某些低聚糖的生產成本，如何將多種低聚糖復配使用以達到最佳的效果等都亟需進行深入的探索。

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