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低聚糖是指由2~10个单糖以糖苷键联结而成的聚合体。低聚糖中有许多都具有防病抗病、增进健康、延年益寿的生理功能,故被称为功能性低聚糖。功能性低聚糖包括:水苏糖、棉子糖、帕拉金糖、乳酮糖、低聚木糖、低聚半乳糖、低聚异麦芽糖等。低聚异麦芽糖是功能性低聚糖中开发最早、产量最大、应用最广的功能性低聚糖之一。
糖(除功能性低聚糖外)是人体必需的七大营养素之一。但摄入量过多,又不利于健康,可导致肥胖病、糖尿病、心血管病、高血压、龋齿等疾病,而以低聚异麦芽糖为代表的功能性低聚糖可用于防止和避免上述种种危害健康的病症发生.白色结晶或结晶性粉末。溶于水,微溶于乙醇,不溶于乙醚。经无机酸或麦芽糖酶水解成二分子D-葡萄糖。有还原性,能生成脎,用溴水氧化得异麦芽糖酸。可由支链淀粉经淀粉酶部分水解而得。
所谓低聚异麦芽糖,是以淀粉为原料,采用生物酶工程生产精制而成的,具有一定保健功能的低聚糖。在低聚糖中,除了直链低聚糖外,还有支链低聚糖。直链低聚糖是以葡萄糖为单位,由2~10个分子联结而成的糖,一般称为麦芽低聚糖。与之对应的支链低聚糖将葡聚糖以分枝方式联结而成的带支链的糖,被称为异麦芽低聚糖。前者只有α-1.4键合成方式不具备特殊的功能性,而后者除α-1.4键外,还有α-1.6键、α-1.2键、α-1.3键等各种结合方式,因此形成支链状结构。
低聚异麦糖属于非消化性低聚糖类,它的生理功能可分为直接效应和间接效应。直接效应是低聚异麦糖,食用后可直接产生的一些生理功能效应,为低聚异麦糖本身所固有的性质;间接效应是由于低聚异麦糖促进有益菌生长后,由有益菌所产生的许多生理效应,为有益菌本身所固有的性质。
1)间接效应
对一个健壮的人来说,有益菌群如双歧杆菌、乳杆菌占95%以上,而有害菌群如大肠杆菌、校菌等仅占有1%左右。这些细菌之间,处于生态平衡,使人体保持健康状态。其中双歧杆菌是人体的“健康卫士”。低聚异麦芽糖进入人体后,能促进体内双歧杆菌的繁殖,调整肠道内的菌群,增加有益菌的比例。现代医学证明,双歧杆菌的数量越来越多,人体的健康状况越佳。母乳喂养的婴儿体内双歧杆菌是人工喂养婴儿的10倍,健康人是病人的50倍,百岁老人是普通老人的100倍。稳定的菌群的环境对宿主起到生物屏障、提供营养、提高免疫力等作用。
2)直接效应
低聚异麦糖难以被消化,低甜度,低热量,基本上不增加血糖血脂,有利于防止心脑血管疾病。这主要是由于口腔和肠道中不含有消化低聚异麦芽糖的酶类,低聚异麦芽糖可以顺利达到大肠,为双歧杆菌所利用,因此它在一定程度上起到了水溶性膳食纤维的作用,并且促进了人体肠道内双歧杆菌的增加,从而能抑制肠道内有害菌及腐败物质的形成,提高了机体的免疫力。又由于低聚异麦芽糖的吸收与人体胰岛素无关(或关系极少)[11],不会引起血糖和胰岛素水平的较大变化。所以它又是糖尿病人和低血糖患者理想的甜味剂。同时它不易被龋齿菌利用,不会引起龋齿的发生。
鉴于低聚异麦芽糖的特性和保健功能,其应用范围十分广泛,颇具前景。可以制造各种保健品、饮料、医药、调味品、化妆品等,以及其它低热量的功能性食品等。
1)制造各式糖果
应用低聚异麦糖生产的糖果,具有低热量,不龋齿抗结晶和整肠功能。目前糖果市场萧条,主要原因是消费者怕龋齿和发胖。因此开发这类糖果是振兴糖果行业的一个好机会。品种可以有高级奶糖、潘糖、泡泡糖等。
2)啤酒行业
啤酒行业竞争激烈,新品种层出不穷。国外应用低聚异麦芽糖于啤酒生产,已取得了成功的经验和良好的经济效益。低聚异麦芽糖浆中的葡萄糖和麦芽糖经酵母发酵转化成乙醇、异麦芽糖、潘糖、异麦芽三糖、和四糖等不能被发酵而存在啤酒中,这些不发酵糖,改善了啤酒口感,增强了持泡性,尤其是赋予了啤酒生理功能。
3)面包糕点冰淇淋行业
由于低聚异麦芽糖的保湿性、低甜度、和不发酵的功能,应用于面包糕点,可以使面包糕点松软而富有弹性,香甜可口,不易老化延长货架期,提高了产品档次。应用于冰淇淋中,有利于其质构和口感的改善和保持,又赋予了其特殊的功能性。
4)饮料行业
日本市场上较有名的“01igocc”功能饮料,主要是含有低聚异麦芽糖,并配入钙、钙吸收剂、食物纤维等各种功能性配料。比利时的FYOS早在1994年进入市场,也是一种功能性饮料。在国内,广东太阳神集团有限公司应用低聚异麦糖从事乳酸菌饮料的研究和开发。低聚异麦芽糖可用于酸奶、碳酸饮料和果汁饮料等当中,具有广阔的发展前景。
5)医药等行业
如山东保龄生物技术公司研制的比福多钙剂有利于钙、铁离子的吸收,同时具有净化肠道,抗龋齿等多种功效。日本、荷兰、比利时、美国等均规模地形成低聚异麦芽糖等新型低聚糖药物系列。日本在低聚异麦芽糖,尤其是功能性低聚糖方面的研究、开发位居世界前列,己工业化生产的低聚糖品种多、范围广。在日本低聚异麦糖己广泛地用于饮料、食品、调昧品、酒类和化妆品等产品之中。
“功能性低聚糖的生产方法大致有:抽提法、全酶法、酸碱法和化学合成法。抽提法一般用于大豆低聚糖的制造,酸碱法主要用于乳酮糖的生产,化学合成法则还限于低聚糖的功能性研究。而现在工业化生产的异麦芽低聚糖则是以淀粉原料制得的高浓度葡萄糖浆为底物,通过α-淀粉酶、α-葡萄糖苷酶催化反应而得。日本工业生产异麦芽低聚糖IMO-500、IMO-900、MO-900P的工艺流程如下:
[1] 有机化合物辞典
[2] 低聚异麦芽糖的最新研究进展
[3] 低聚异麦芽糖制备的研究进展