功能性低聚糖的應用研究進展

王少偉　張金秋　戚繁　徐春祥

摘 要：功能性低聚糖是指由2～10個單糖通過糖苷鍵連接形成的直鏈或支鏈低度聚合糖。人體的唾液和胃腸道內沒有水解功能性低聚糖的酶類，功能性低聚糖能直接進入大腸被有益菌利用，是人體腸道有益菌的益生因子。不同的功能性低聚糖具有多種生理功能，在嬰幼兒食品、烘焙工業和飲料工業均有廣泛的應用。本文對功能性低聚糖的最新應用進行概述，以期對功能性低聚糖相關產品的進一步研發提供指導。

關鍵詞：功能性低聚糖;嬰幼兒食品;烘焙工業;飲料工業

Abstract：Functional oligosaccharides are low-grade polysaccharides linked by 2～10 monosaccharides through glycoside bonds to form straight or branched chains. There are no enzymes hydrolyzing functional oligosaccharides in saliva and gastrointestinal tract of human body. Functional oligosaccharides can directly enter the large intestine and be utilized by beneficial bacteria， which is a probiotic factor of beneficial bacteria in human intestinal tract. Functional oligosaccharides have many physiological functions. They are widely used in infant food， baking industry， beverage industry. In this paper， the latest applications of functional oligosaccharides are summarized in order to guide the further development of functional oligosaccharides related products.

Key words：Functional oligosaccharides; Infants foods; Baked food industry; Beverage industry

中圖分類號：TS218

糖分4大類：①單糖，如葡萄糖，身體可以直接吸收轉為能量。②雙糖，雙糖經消化系統分解成單糖。③低聚糖，包括普通低聚糖和功能性低聚糖。④多糖，由多個糖基組成，也叫免疫多糖[1]。功能性低聚糖是指由2～10個單糖，通過糖苷鍵聚合而成的，不能被人體胃酸、胃酶降解，不被小腸吸收能直接進入大腸的一種低聚糖[2]。功能性低聚糖可以促進腸道蠕動，抑制有害菌，促進益生菌繁殖，潤腸。功能性低聚糖作為新生理活性物質，在國際上已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，涉及醫學、化學等學科的綜合學科[3-4]。隨著經濟的迅猛發展，人們對食品的需求已不僅僅停留在滿足溫飽階段，具有低能量，抗齲齒，益生等功能的食品越來越受到消費者青睞。近年來，研究者提取出不同種類的功能性低聚糖，并在食品工業中進行了廣泛的應用研究。

1 功能性低聚糖的應用研究

1.1 功能性低聚糖在嬰幼兒食品中的應用研究

嬰幼兒腸道內的菌群是按照一定比例組成的，各個菌群之間相互制約，相互依存。嬰兒腸道內的菌群呈現出自主的生態平衡，一旦這樣的平衡被打破，就會導致腸道菌群失調癥[5]。促進嬰兒腸道內有益菌的生長，抑制病原性細菌的過度繁殖，是治療腸道菌群失調癥較為有效的手段[6]。益生元是能夠選擇性地促進機體腸道內原有的一種或有限幾種有益細菌（益生菌）生長或其活性的一種非消化性的食品功能因子[7]。益生元通常是指功能性低聚糖。母乳中含有大量的有益于腸道有益菌繁殖的功能性低聚糖，通過母乳喂養嬰兒培育起來的完整腸道微生物菌群，是嬰兒免疫系統后天形成的重要決定因素，這已經成為廣泛的共識[8]。近年來，嬰兒母乳腹瀉癥狀也屢見不鮮。針對母乳不足或不能用母乳喂養的情況，需在嬰幼兒食用的配方食品中添加功能性低聚糖。目前，國內外功能性低聚糖對嬰幼兒腸道菌群改善的理論研究已較充分。Vester Boler等[9]介紹了功能性低聚糖能被嬰幼兒大腸中的雙歧桿菌和乳酸菌利用，通過增加有益菌數量，抑制有害菌繁殖，從而提高嬰幼兒免疫力。秦雪梅等[10]采用體外靜置培養技術，分析低聚果糖、低聚半乳糖和水溶性膳食-聚葡萄糖對嬰兒腸道菌群中雙歧桿菌、乳桿菌數、大腸桿菌和梭菌生長的影響，證實了功能性低聚糖的腸道益生作用。李艷莉等[11]采用了傳統體外培養與體內培養兩種方法，比較了低聚果糖和低聚半乳糖對嬰幼兒腸道的益生功能，研究也證實了功能性低聚糖能有效調節腸道菌群失衡的情況。在功能性低聚糖對嬰幼兒腸道益生的理論研究基礎上，功能性低聚糖嬰幼兒產品也開始陸續研制。目前，一些嬰幼兒奶粉中已經開始添加低聚果糖和低聚半乳糖。這種嬰幼兒奶粉既可以模擬母乳營養結構，又具有提高嬰幼兒免疫力的優點[12]。Le Ye等[13]采用含有羅伊氏乳桿菌、低聚果糖、低聚半乳糖的嬰兒配方奶粉對新生兒進行喂養，結果表明食用該配方奶粉的嬰兒各方面指標均不低于世界衛生組織規定的兒童生長標準。吳芝岳[14]采用乳雙歧桿菌Bi-07、動物雙歧桿菌BB-12、維生素B1、B2、低聚半乳糖和葡萄糖漿復配研制了嬰幼兒益生菌產品，服用該產品能有效減輕寶寶腹瀉。綜上所述，添加有功能性低聚糖的益生菌產品對于嬰幼兒的腸道菌群改善有著顯著的作用，可以有效避免嬰幼兒腹瀉用抗生素治療所產生的副作用。目前，功能性低聚糖在嬰幼兒功能性產品中應用的種類仍然較少，主要局限在低聚果糖和低聚半乳糖[15]。不同種類、不同來源的功能性低聚糖在嬰幼兒食品中的應用有待研究。山藥低聚糖、牛蒡低聚糖、香蕉低聚糖等已被證實對于乳桿菌、雙歧桿菌等益生菌有促進生長的作用，對于人體腸道具有一定的益生作用[16-17]。隨著不同種類的功能性低聚糖益生作用、對嬰幼兒生長是否有副作用的安全性測試的進一步開展，會有更多的功能性低聚糖被應用于嬰幼兒食品中，這對于我國功能性低聚糖產業鏈發展，促進嬰幼兒腸道健康有著重要的意義。

1.2 功能性低聚糖在烘焙工業、飲料工業中的應用

功能性低聚糖甜度較蔗糖低，不能被人體口腔腐敗菌利用，不能被人體腸道消化吸收，熱值較低。低聚半乳糖與蛋白質共熱會發生美拉德反應，能夠產生令人愉悅的香味。國外，功能性低聚糖在早餐麥片、面包、餅干中的應用均已有報道[18]。國內，葉嫻等[19]研制了異麥芽低聚糖面包，發現添加異麥芽糖對面包感官無不良影響，能有效延緩面包老化速率。功能性低聚糖在餅干中也有應用報道[20]。功能性低聚糖烘焙食品具有低熱值、抗齲齒、改善腸道菌群等優點，較適合幼兒、中老年、糖尿病患者及消化功能下降人群食用，具有較好的市場前景。

功能性低聚糖能夠促進鈣、鎂、鋅、鐵等礦物元素的吸收，并具有改善人體疲勞，提高人體免疫力的功能[21]。隨著全球保健品的發展，具有保健功能的飲料越來越受到市場的關注。功能性低聚糖在飲料工業的應用主要集中在抗疲勞運動營養型產品方面[22-23]。趙永峰等[24]研究了功能性低聚糖與乳清蛋白對足球運動員運動能力的影響，結果表明補充功能性低聚糖與乳清蛋白能有效地保護紅細胞功能，預防血紅蛋白水平的下降，同時可提高運動員體能、促進疲勞的消除，對維持肌肉微結構有積極作用。王一然等[25]通過添加螺旋藻、大豆低聚糖、大豆多肽、牛磺酸、維生素B12、煙酰胺和益生菌等配料開發了運動營養發酵乳，并根據動物運動能力對其運動營養功能進行驗證，證實該產品具有明顯的增強體力、緩減疲勞的功效。朱暢等[26]研制了魔芋低聚糖、枸杞、菊花復合飲料，該復合飲料具有營養、保健的功能，色澤、香味、口感俱佳。功能性低聚糖飲料具有低熱值，低甜度等優點，并具有一定的保健功能，對促進我國保健飲料的發展意義重大。

2 結語

功能性低聚糖因其具有特殊的結構和眾多生物活性，而受到國內外學者的關注，其應用研究是目前科學研究的熱點之一。仍然存在眾多種類的功能性低聚糖在嬰幼兒食品、食品保藏、烘焙與飲料工業、飼料工業、保健品中未能實現產業化應用，因此加大功能性低聚糖應用研究對于實現功能性低聚糖的高值化利用，提高我國工業產品質量有著重要的意義。

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