功能食品配料——低聚乳果糖

《中国食品添加剂》 China Food Additives 2000 No．3 choose．For specific group of people who are not suitable to eat sugar ， it is recommended to use sugar substitute which is nutritious and advantageous to health such as sugar alco． hol and oligosaccharide． KEY W ORDS：sugar，saccharin，sugar substitute 一 ＼ 功能食品配料一低聚乳果糖 蒋世琼 (广西大学工业测试实验 中心 南宁， 530004) 摘要：功能性低聚糖是由 2～ l0个相同或不同的单糖以糖苷键结合而成．不被 胃酸及酶降解，即一 般所说 的不消 化糖类 “’。功能性低聚糖具有某些独特的生理功能 ，是一种重要的功能性食 品配料。低聚糖在 日本发展较早，并消费 量近 5万 t。我国 自90年代研究开发，。九五 期间年产已达万 t以上，但主要品种只有低 聚异麦 芽糖，低 聚果糖，大 豆低聚糖形成规模生产。低聚半乳糖，低聚乳果糖等尚属空 白。本文重点介绍低聚乳果糖的合成、功能和应用。 关键词：功能食品配料，低聚乳墨糖一 ＼ ￡ 力占 ’ ● - _ · - - - — — — — ’ V ’ 在 自然界生物体内，低聚糖是由各种糖 基转移酶使用糖核苷酸作为底物合成的，该 过程需要 ATP水解 提 供 能量 。 目前 工 业化 合成功能性低聚糖使用较多的糖基转移酶主 要 是 环 状糊 精 合成 酶 (CGTase)、oc一葡 萄 糖基 转移酶 (at—glucosyltransferase)、 一葡 萄糖 基 转移 酶 ( -glucosyltransferase)、果 聚糖 蔗糖酶 (1evansucrase)、果糖 基 转 移酶 (fructosyltansferase)等 。 糖基转移酶一般属于专一性较高的酶。 国外学者在研究利用微生物糖苷酶合成低聚 糖过程中，发现糖苷酶的受体特异性，即使 是同一种糖苷酶，微生物种类不同，其受体 特异性也有差异。例如在蔗糖和乳糖共存体 系 中，黑曲霉 一呋喃果糖 苷酶 一 般将 蔗 糖上的果糖基转移到另一个蔗糖分子上，生 成 众 所 周 知 的蔗 果 低 聚 糖， 而 节 杆 菌 (Arthrobacter sp．k一1) 一呋喃 果 糖 苷酶 则优先将果糖基转移到乳糖分 子上，生成 一 12 一 乏f 低聚乳果糖 0'钔。 1 低聚乳果糖的结构与生物合成 低 聚乳果糖 (简称 O—LS糖)是 以乳 糖 和 蔗 糖 (1：1) 为 原 料 ， 在 节 杆 菌 (Arthrobacter)产生的 一呋喃果糖苷酶催 化作用下，将蔗糖分解产生的果糖基转移至 乳糖还原性末端的 C1位羟基上，生成半乳 糖基蔗糖即 O—LS糖 。它是由半乳糖、葡 萄糖 和果 糖 3个单糖构成 的三糖，从结构 上 看 它 同 时具 有 乳 糖和 蔗 糖 的 构 造 特 征。 O—LS糖的生物合成途径见图 l。 O—LS糖 的组 成， 以 4一 一D 半乳糖基 蔗 糖 (4一 一D—Galactosylsucrose) 为 主 要 成分，还含有乳糖和蔗糖，以及酶反应生成 的部分葡萄糖和果糖，此外还含有副反应生 成的微量半乳糖基果糖 、卜 蔗果三糖、半 乳糖基乳糖 。 目前， Et本市场上销售 的 O—LS糖制品有两种，一种含半乳糖基蔗糖 35％ (简称 LS-35)制品，相对甜度为蔗糖 维普资讯 http://www.cqvip.com j 口 l}J 《中国食品添加剂》 China Food Additives 2000 No ． 3 0 乳糖 CH：DH CH2OH CH2OH 0H 半乳糖 0 0H 葡萄糖 H 0 蔗糖 0H 葡萄糖 0 0H 果糖 0 CH OH 0H 半乳糖 0 I(K一 酶) 低聚乳果糖 CH2oH 0H 葡萄糖 0 图 1 低聚乳果糖的生成反应 的 30％，价格 500日元／kg；另一种 为含量 55％ (简称 LS一55)制品，相对甜度为 50％， 价格 800日元／kg。 2 低聚乳果糖的生理功能 当人们每天定量 (2～ 5g)服用 O—LS 糖后，能选择性地促进双歧杆菌增殖，其代 谢产物是乳酸和醋酸，使肠道 内的 pH 值下 降，从而抑制了有害细菌的生长，同时抑制 有害物质的产生，可起到抗衰老作用。 国外研究指出，O—kS糖几乎不被人体 消化吸收，摄取后不会引起体内血糖水平和 血液胰 岛素水平的波动，可供糖尿 病人食 用 O—kS 糖对双歧杆菌增殖作用显著，每 天摄人 5g，一周后粪便中双歧杆菌数从摄人 前占 10．5％ 增加到 占 32．6％，若以身体条件 好的成年男子为实验对象，测双歧杆菌数增 加到 占50％ 左右。与同是双歧杆菌增殖因 子 的 低 聚半 乳 糖、 低 聚 异 麦 芽 糖 相 比， O—LS糖的双歧杆菌增殖活性更高 。 。 研究明，O—LS糖不仅是双歧杆菌的 增殖因子，能有效地改善肠道菌群 的平衡， 0H 果糖 H H 抑制肠道 内有害菌的繁殖和腐败物质 的产 生，同时还可以降低血压，增强人体免疫功 能，增强免疫细胞的活性，杀灭侵人体内的 细菌和病毒，消除体内的病变细胞，防止疾 病 的发生及恶化 。 因此，O—kS 糖 是 一 种有益人体健康的功能性低聚糖。 3 低聚乳果糖的理化特性及应用 O—LS糖是一种非还原性低聚糖，甜味 特性类似蔗糖，但甜度 比蔗糖低，为蔗糖 的30％ ～50％。商 品化生产 的 O—kS 糖 产 品，由于含有蔗糖、乳糖等其他成分，因而 甜度较高。不同牌号 商 品 O—kS 糖 由于糖 类成分及含量不同，其粘度、渗透压及冻结 温度特性均有差别 旧。例如 kS 一35粘度 与 蔗糖 相 似， 而 kS 一55比蔗 糖 粘 度 稍 高； kS 一35的渗透压 比蔗 糖 稍高，kS 一55的渗 透压比蔗糖 稍低；对 kS 一35而言，在各种 浓度下，冰点下降均 比蔗糖稍大，具有冻结 困难的性质，而 LS一55的冰点下 降则 比蔗 糖略小，具有容 易冻结 的性质 。此外， O—LS糖在中性及酸性条 件下的热稳 定 性 与蔗糖相似 旧。 一 13 — 维普资讯 http://www.cqvip.com 《中国食品添加剂》 China Food Additives No．3 由于 。一Ls糖 具 有 纯 正 的 甜 味， 几 乎 跟 蔗糖具有相 同的物理特性 ， 因此可 广泛地 应用于各种食品 (见表 1)，一般不会影响 食品的理化性质，但甜度则可以较大程度地 降低，尤其是对甜度太高的巧克力、果酱、 蜜饯等制品的品质会有较大的改善。 表 1 O—LS糖应用于食品的类型 固体饮料 饮 料 餐后甜食 糖 果 乳 翩 品 糕 点 咖啡、麦乳精、果汁粉末饮料 碳酸饮料、果味饮料、果蔬汁饮料 各种冰淇淋、布丁、果冻 硬糖 ，软糖 酸乳，调制奶粉等 蛋糕，饼干、休闲食 品等 参 考 文 献 l 尤新 ．迅速发展的我国功能性低聚糖 ．食品与机械 ．1999,72(4)：4～ 6 2 郑建仙，耿立萍 ．功能性低聚糖析论 ．食品与发酵工业，1997，23(1)：39～ 46 3 Hidaka H．et a1．，agric Bio1．Chem ．，1988，52： 1181～ l187 4 Fujita K．et a1．，Derpun Kagaku．，1992，39(2)：135～ 142 5 葛文光 ．低聚乳果糖的生理功能及加工特性 ．食品科学，1998，19(6)：16～ 20 6 黄圣基，万守朋 ．功能性低聚糖的特性及其生理功能 ．食 品研究与开发，1999，20(4)：’47～ 5l A Functional Food Ingredient Lactofrutooligosaccharide Jiang Slliqiong (Industrial Testing Laboratory Center,Guangxi University Nanning，530o04) ABSTRACT：Functional oligosaccharides are composed of 2 1 0 monosaccharides of same or different type by gluco sidic bond．They cannot be deco m posed by gastric acid or by enzymatic action， and therefore they be long tO indigestible saccharides． Fun ctional oligosaccharides are important fun ctional food ingredients with some peculiar physiological fun ctions．Oligosaccharides were developed in Japan very early with its current ann ual co nsum ption of approximately 50 thousand tons．China started research and development in this field in 1990s and the ann ual production during“ninth five—year plan is over 10 thousand tons． But in the m ain types of oligosaccharides only isoma ltooligosaccharide， fructooligosaccharide and oligosaccharide from soybe an had been produced in big enough sca le．As for the production of galactooligosaccharide and lactofructooligosaccharide it is still a blank area． Th is article introduce s synthesis， fun ction， and applica tion of lactofructooligosaccharide． K EY WORDS：fun ctional food ingredient，lactofructooligosaccharide — — 14 —— 莒 再 维普资讯 http://www.cqvip.com