簡介
低聚糖(Oligosaccharide)是由2-10個單糖形成的低度聚合糖;低聚糖分為:功能性低聚糖、普通低聚糖兩類。其中,蔗糖、乳糖、麥芽糖等屬於普通低聚糖,不是人體有益菌的增殖因子。
功能性低聚糖包括:水蘇糖、棉子糖、低聚果糖、低聚木糖、低聚半乳糖等。人體腸胃系統中沒有可以水解這些低聚糖的酶系統,因此它們不被消化吸收而直接進入大腸內,優先為雙歧桿菌所利用,是雙歧桿菌的增殖因子。大豆低聚糖味稍甜,因不被人體直接吸收,糖尿病等人群可以正常食用。
低聚糖的效果:低聚糖中以低聚果糖、水蘇糖、大豆低聚糖、異麥芽低聚糖效果較好,若與鹼性食物、弱鹼性、負電位的電解還原水一起食用,會取到事半功倍的效果。
低聚糖集營養、保健、食療於一體,廣泛套用於食品、保健品、飲料、醫藥、飼料添加劑等領域。它是替代蔗糖的新型功能性糖源,是面向二十一世紀“未來型”新一代功效食品。是一種具有廣泛適用範圍和套用前景的新產品,近年來國際上頗為流行。美國、日本、歐洲等地均有規模化生產,我國低聚糖的開發和套用起於90年代中期,近幾年發展迅猛。
命名
低聚糖的名稱通常採用系統命名法,即用規定的符號D或L和α或β分別表示單糖殘基的構型和糖苷鍵的構型,用阿拉伯數字和箭頭(→)表示糖苷鍵連線的碳原子位置和連線方向,用O表示取代位置在羥基上。如:麥芽糖的系統名稱為4-O-α-D-吡喃葡萄糖級-(1→4)-D-吡喃葡萄糖;乳糖的系統名稱為β-D-吡喃半乳糖基-(1→4)-D-吡喃葡萄糖,蔗糖系統名稱為α-D-吡喃葡萄糖基-(1→2)-β-D-呋喃果糖苷。除系統命名外,因習慣名稱使用簡單方便,沿用已久,故目前仍然經常使用,如蔗糖、乳糖、海藻糖和棉子糖等。
基本組成
存在形式低聚糖是指含有2-10個糖苷鍵聚合而成的化合物,糖苷鍵是一個單糖的苷羥基和另一單糖的某一羥基縮水形成的。它們常常與蛋白質或脂類共價結合,以糖蛋白或糖脂的形式存在。低聚糖通常通過糖苷鍵將2~4個單糖連線而成小聚體,它包括功能性低聚糖和普通低聚糖,這類寡糖的共同特點是:難以被胃腸消化吸收,甜度低,熱量低,基本不增加血糖和血脂。最常見的低聚糖是二糖,亦稱雙糖,是兩個單糖通過糖苷鍵結合而成的,連線它們的共價鍵類型主要兩大類:N-糖甘鍵型和O-糖苷鍵型。
①N-糖苷鍵型:寡糖鏈與多肽上的Asn的氨基相連。這類寡糖鏈有三種主要類型:高甘露糖型,雜合型和複雜型。
②O-糖苷鍵型,寡糖鏈與多肽鏈上的Ser或Thr的羥基相連,或與膜脂的羥基相連。
在大蒜、洋蔥、牛蒡、蘆筍、豆類、蜂蜜等食物中都有低聚糖的存在。
低聚糖可以從天然食物萃取出來,也可以利用生化科技及酵素反應,利用澱粉及雙糖(如蔗糖等)合成。低聚糖並不能被人體的胃酸破壞,也無法被消化酵素分解。但它可以被腸中的細菌發酵利用,轉換成短鏈脂肪酸以及乳酸。隨著結腸內發酵方式與吸收狀態的不同,這些無法直接吸收,卻能發酵的碳水化合物,每克約可產生0~2.5卡路里的熱量。但是寡糖的生理活性,更受到重視。
分類
低聚糖主要有兩類,一類是低聚麥芽糖,具有易消化、低甜度、低滲透特性,可延長供能時間,增強肌體耐力,抗疲勞等功能,人體經過重(或大)體力消耗和長時間的劇烈運動後易出現脫水,能源儲備,消耗血糖降低,體溫高,肌肉神經傳導受影響,腦功能紊亂等一系列生理變化和症狀,而食用低聚麥芽糖後,不僅能保持血糖水平,減少血乳酸的產生,而且胰島素瓜平衡,人體試驗證明,使用低聚糖後耐力和功能力可增加30%以上,功效非常明顯。
另一類是被稱之為“雙歧因子”的異麥芽低聚糖。這類糖進入大腸作為雙歧桿菌的增殖因子,能有效地促進人體內有益細菌一一雙歧桿菌的生長繁殖,抑制腐敗菌生長,長期食用可減緩衰老、通便、抑菌、防癌、抗癌、減輕肝臟負擔、提高營養吸收率,特別是對鈣、鐵、鋅離子的吸收,改善乳製品中乳糖消化性和脂質代謝,低聚糖的含量越高,對人體的營養保健作用越大。
功能
保健作用
(1)改善人體內微生態環境,有利於雙歧桿菌和其它有益菌的增殖,經代謝產生有機酸使腸內pH值降低,抑制腸內沙門氏菌和腐敗菌的生長,調節胃腸功能,抑制腸內腐敗物質,改變大便性狀,防治便秘,並增加維生素合成,提高人體免疫功能。(2)低聚糖類似水溶性植物纖維,能改善血脂代謝,降低血液中膽固醇和甘油三酯的含量;
(3)低聚糖屬非胰島素所依賴,不會使血糖升高,適合於高血糖人群和糖尿病人食用
(4)由於難被唾液酶和小腸消化酶水解,發熱量很低,很少轉化為脂肪;
(5)不被齲齒菌形成基質,也沒有凝結菌體作用,可防齲齒。
因此,低聚糖作為一種食物配料被廣泛套用於乳製品、乳酸菌飲料、雙歧桿菌優酪乳、穀物食品和保健食品中,尤其是套用於嬰幼兒和老年人的食品中。在保健食品系列中,也有單獨以低聚糖為原料而製成的口服液,直接用來調節腸道菌群、潤腸通便、調節血脂、調節免疫等。
低聚糖很難或不能被人體消化吸收,所提供的能量值很低或根本沒有,這是由於人體不具備分解消化低聚糖的酶系統。一些功能性低聚糖,如低聚異麥芽糖、低聚果糖、低聚乳果糖有一定程度的甜味,是一種很好的功能性甜味劑,可在低能量食品中發揮作用,如減肥食品、糖尿病患者食品、高血壓病人食品。
生理功能
1、雙歧桿菌增殖因子:低聚糖被人體攝入後,在大腸內被雙歧桿菌利用,作為雙歧桿菌生長繁殖所需的營養源,促進雙歧桿菌快速增殖,調節腸道菌群,從而抑制有害細菌生長。成人每天攝取5~8g,兩周后每克糞便中雙歧桿菌的數量可達到1000倍。
2、促進合成維生素:低聚糖可促進雙歧桿菌在腸道內自然合成維生素,如B1、B2、B12、煙酸和葉酸。並增進雙歧桿菌發酵乳製品中的乳糖,使其轉化為乳酸,解決人體的乳糖耐受性問題,使乳製品更易被人體消化吸收。
3、促進吸收礦物質:低聚糖促進雙歧桿菌發酵乳糖而產生的乳酸,可溶解腸道內的鈣、鎂、鐵等礦物質,促進人體對礦物質的吸收。同時可降低β-葡萄糖苷酶的活性,減少腸內有害毒物的產生並促使排泄,起到中醫所說的"清腸"作用。
4、防止肥胖:低聚糖很難被消化道中的酶分解,很難被人體消化吸收。據測定,其熱值在1.5cal/g以下。因此人體攝入後,不會引起肥胖。同時因其類似於一種水溶性纖維,可以起到降低血清膽固醇和改善血脂的作用。
5、防止齲齒:低聚糖不能被齲齒細菌利用作能源,也不會被它們利用產生不溶性葡聚糖和大量乳酸,因此它是低齲齒性的。
6、防止便秘:雙歧桿菌發酵低聚糖生產大量的短鏈脂肪酸能刺激腸道蠕動,改善腸道功能,增加糞便濕度並保持一定的滲透壓,從而防止便秘的發生。在人體實驗中每天攝入3~10g低聚糖,一周之內便可起到"潤腸通便"的效果。在了解低聚糖的功能性基礎上,研究人員就可以有目的的研究開發某些功能性乳製品。例如在嬰幼兒產品中的套用和針對中老年人群開發調節血脂乳製品、潤腸通便乳製品等。
常見低聚糖
名稱 | 主要成份與結合類型 | 主要用途 |
麥芽低聚糖 | 葡萄糖(α—1,4糖苷鍵結合) | 滋補營養性,抗菌性 |
低聚異麥芽糖 | 葡萄糖(α—1,6糖苷鍵結合) | 防齲齒,促進雙歧桿菌增殖 |
環狀糊精 | 葡萄糖(環狀α—1,4糖苷鍵結合) | 低熱值,防止膽固醇蓄積 |
龍膽二糖 | 葡萄糖(β—1,6糖苷鍵結合),苦味 | 能形成包裝接體 |
偶聯糖(Couplingsugar) | 萄糖(α—1,4糖苷鍵結合),蔗糖 | 防齲齒 |
果糖低聚糖 | 果糖(β—1,2糖苷鍵結合),蔗糖 | 促進雙歧桿菌增殖 |
葡萄糖(β—1,2糖苷鍵結合) | 蔗糖 | 促進雙歧桿菌增殖 |
潘糖 | 葡萄糖(α—1,6糖苷鍵結合),果糖 | 防齲齒 |
海藻糖 | 葡萄糖(α—1,1糖苷鍵結合),果糖 | 防齲齒,優質甜味 |
蔗糖低聚糖 | 葡萄糖(α—1,6糖苷鍵結合),蔗糖等 | 防齲齒,促進雙歧桿菌增殖 |
牛乳低聚糖 | 半乳糖(β—1,4苷鍵結合),葡萄糖骨架 | 防齲齒,促進雙歧桿菌增殖 |
半乳糖(β—1,3苷鍵結合) | 乙醯氨基萄糖糖 | 防齲齒,促進雙歧桿菌增殖 |
殼質低聚糖 | 乙醯氨基葡萄糖(β—1,4苷鍵結合),蔗糖 | 抗腫瘤性 |
大豆低聚糖 | 關乳糖(α—1,6糖苷鍵結合),蔗糖 | 促進雙歧桿菌增殖 |
半乳糖低聚糖 | 半乳糖(β—1,6糖苷鍵結合),蔗糖 | 促進雙歧桿菌增殖 |
果糖型低聚糖 | 半乳糖(α—1,2′:β—1′,2糖苷鍵結合) | 優質甜味 |
木低聚糖 | 木糖(β—1,4糖苷鍵結合) | 水分活性調節 |
碳水化合物盤點
碳水化合物(carbohydrates)是自然界中分布廣泛,數量最多的有機化合物,約占自然界生物物質的3/4,普遍存在於穀物、水果、蔬菜及其他人類能食用的植物中。 |