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功能性低聚糖的开发与应用

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功能性低聚糖的开发和应用

由于功能性低聚糖和过去常用的食糖替代品———糖醇具有相似的防龋齿、不增加血值等功能，而且还具备独特的能促进肠道中有益菌群双歧杆菌增殖的生理活性，因此备受食品科技界的重视。因为国际上公认，肠道中双歧杆菌的含量能体现一个人的健康水平。世界上发现的长寿村，这些老人的肠道中的双歧杆菌明显高于一般地区的老人。我们把功能性低聚糖称作双歧因子，是因为功能性低聚糖本身并不是双歧杆菌，而是一种人体肠道内本身含有的双歧杆菌的选择性营养剂。功能性低聚糖通过消化道不被酸和酶分解，直接进入大肠，为双歧杆菌利用，而其他有害菌难以利用，使双歧杆菌得以迅速增加，因此使肠道中菌群比例改变，提高了机体免疫力。虽然双歧杆菌的活菌制剂以冷冻干燥和微胶囊包装的形式，已经在日本和某些欧洲国家批准为食品配料上市，国内也有流行多年的液态的双歧杆菌口服液，但由于功能性低聚糖是一种双歧杆菌的增殖因子，比起利用双歧杆菌活菌制剂作食品配料要安全方便得多，因而在食品加工和有关部门中能得到更加迅速广泛的应用和推广。

作为功能食品配料

"功能食品"的提出，日本远比西方要早。虽然所有食品均含某些维持健康和生理机能的营养成分，但"功能食品"应该具有独特的生理活性和功效。日本在1984年文部省《食品机能系统的解析和拓展》中强调食品的第三功能，使用"功能食品"这一名称，并在国内推动广泛的研究，在民间由企业组成了功能食品联络机构。1990年，有一种用低聚糖和维生素C配制的功能饮料"OligoCC"，当年销售达9000万瓶；1991年厚生省实施营养改善法，建立自愿申报审批的特定保健用食品管理办法，把一部分功能食品纳入这一范畴，但规定必须是加工食品形式，如乳制品、谷物食品、饮料、调味品、糖果等，不包括像药丸、胶囊、复合剂或其他类似于药物的营养增 补剂。对那些仅仅含有更多维生素和矿物质而没有特殊防病作用的食品，也不在其内，但功能性低聚糖配制的调整肠道功能的食品，被列入了特定保健用食品。至今已列入的功能除调整肠道帮助消化外，尚有控制血压、中和脂肪、补充矿物质、控制血糖、降低胆固醇、防龋齿等作用。据日本保健和营养协会（JHNFA）报道，1999年特定保健用食品销售总额为1824百万美元，其中用低聚糖作帮助消化的特定保健食品销售额为89．12百万美元，占总销售额的4％。所使用的低聚糖品种有低聚果糖、大豆低聚糖、低聚木糖、乳果糖、乳酮糖、低聚半乳糖、低聚异麦芽糖等。所制食品有饮料、糖果、饼干、布丁、发酵乳、调味醋、巧克力等。至1999年10月，特殊保健食品已批准171种，新近批准用功能性低聚糖配制具有增殖双歧杆菌调节肠道功能的品种有Nippon制粉用棉籽糖的汤类、Lotte用低聚木糖的糖果、EzakiGlico用乳果糖的饼干和糖果。

在欧洲功能性低聚糖不作为食品添加剂管理，作为食品配料广泛应用于各类食品。像Orafti低聚果糖成功地应用于酸乳、饮料、乳酪、馅料、冰淇淋、焙烤、巧克力、糖果、肉制品等；如比利时的FYOS和西班牙市场的Sveltesse是含低聚果糖的乳饮料；荷兰市场的MusiNotenreep是含低聚果糖的米粉点心；BorculoDomo等公司生产的低聚半乳糖，由于其热稳定性好，能应用于乳制品、饮料、糖果、点心、冷冻甜点、面包、果酱、鱼酱、蜂制品、肉制品等。例如含有低聚半乳糖2．4克／瓶和3．4克／100毫升的清凉饮料、2．3克／100克的特制婴儿饼干、1．4克／100克的脆米饼等。

在我国，虽然功能性低聚糖的工业化生产，自1996年才开始，但经五年发展，已具有一定规模，年产3万吨左右，目前大部分作为食品配料使用。从绝对消费量来看，已和日本接近，但在食品工业中的应用，我国较多地应用于含乳饮料，少量用于糖果和糖类，有一部分作为保健品或保健品的配料上市，有很多食品还没有涉及。总的说，应用的品种较少，而且像用得较多的乳饮料，也是饮料行业中的小品种；保健食品也是花色多，绝对用量较小的部门。和日本、欧洲比较，还有很多食品行业的应用，要根据中国的国情和中国人的饮食习惯，按照发展能进入一日三餐的方便营养食品和满足社会不同人群特殊食品需要的方向，努力去开拓。

在饲料中的应用

近年来食品安全备受社会各方关注。在养殖业为了禽畜健康成长，广泛使用各种饲料添加剂，包括为防病抗病添加了各种生物药物、抗菌素、益生素等，由于这些添加物有时会有残留和抗药性，因此开发安全可靠的绿色饲料添加剂，是国内外饲料行业关注的课题。功能性低聚糖对人体有增殖双歧杆菌防病抗病的功效，对动物也有类似的功能，自1960年就有这方面的研究报道。但国际上广泛地在饲料中添加低聚糖，还是近十多年的事。功能性低聚糖对动物的生理活性在于：

1．促进双歧杆菌的增殖，而有害菌和兼性细菌不能利用或利用很少；

2．提高动物排便速度；3．减少血氨浓度，因双歧杆菌增殖，产生大量有机酸，降低肠道pH值，抑制肠道产氨菌活性，同时产氨菌产生的氨态氮能被双歧杆菌摄取；

4．增进矿物质的吸收；5．增强免疫功能。关于饲用试验效果，因试验条件的差异，其结果也有较大差异。现将国内外有关报道摘录如下，供参考： 低聚糖品种 用量 试验结果：0.5～1 仔猪增重升

52.2， 低聚甘露糖 Alltec 克／千克 料肉比降 10％ 1～2 仔猪增重升 6％～8％， 低聚半乳糖 Bolden 克／千克 料肉比降 2％ 仔猪 30天增重 低聚果糖 0.25～0.5％ Oshida

升 2千克／头 仔猪增重升 低聚异麦芽糖 1～2克／千克

Bolden 3％～4％ 1000条鱼增 低聚果糖 01.1～1％ 木原稔 重升 47千克 仔鸡增重 37克， 低聚异麦芽糖 0.2

料肉比降 0.03 高宗幸 还有不少关于饲料用低聚糖对预防禽畜沙门氏菌感染的细菌中毒和明显改善仔猪、仔鸡的下痢情况的报道。总之功能性低聚糖作饲料添加的效果是可以肯定的。据报道，在日本40％的仔猪饲料均添加了功能性低聚糖。国内在这方面也做了不少工作，也有明显的效果。我国年产6000万吨饲料，在饲料业工业中低聚糖的应用，比起其他生物活性物质热稳定性好，利于制取幼畜幼禽和鱼类颗粒饲料，有良好的发展前景。目前除了进一步做好饲料应用试验工作外，还要努力降低功能性低聚糖的生产成本，便于饲料加工业和养殖业能更好地接受。 总之，功能低聚糖作为一个新兴行业，有着广阔的发展前景。但在我国，毕竟起步较晚，还有不少需要完善和进一步开展的工作。 1．加强宣传推广工作。通过各种宣传渠道，以科普的形式恰当地宣传低聚糖的功能。让广大食品界和消费者更多地了解什么是功能性低聚糖，功能性低聚糖作食品配料有哪些技术含量，含功能性低聚糖的食品对人体健康有哪些功效。不断提高食品界和消费者的认知度，促使功能性低聚糖市场的逐渐扩大。

2．加强应用研究开发，继续拓展功能性低聚糖在食品饲料行业的应用研究。特别要开发一日三餐应用功能低聚糖的应用技术，如面食制品、谷物早餐、调味料、副食等。在饲料工业中应研制针对性强的品种，重点突破仔猪、仔鸡用的配方，以扩大功能性低聚糖在饲料中的比例。例如日本1999年消费低聚果糖4500吨，其中3000吨用于食品，1500吨用于饲料，占33％；相比之下，我国的功能性低聚糖绝大部分用于少量食品，在饲料中使用只能说是起步阶段，市场潜力十分巨大。此外要通过新酶种和产品的修饰改性，研究开发特殊功能的新品种。还应开展低聚糖在医药、植保等方面新领域的应用研究，应用领域扩大了，市场也随之扩大。 3．继续提高技术和管理水平，降低产品成本。目前国产批量生产的功能性低聚糖品种低聚异麦芽糖和低聚果糖，分别以来源广泛的淀粉和蔗糖为原料，经酶法转化而得。所耗用的酶在成本中占有很大比例，特别是低聚异麦芽糖的转苷酶，目前尚依赖进口。所以研究酶的固相化结合膜法分离，实现转化过程连续化并使转苷酶能多次重复利用，是当前的技术难点，应组织力量早日突破。在净化分离技术方面，要推广树脂吸附脱色代替活性炭以及采用微滤装置、过滤糖浆，以便进一步提高产品的纯度和卫生指标。应注意综合利用和降低财务费用，特别在实现规模化经营中，要降低固定资产的投入，才能为不断降低生产成本创造条件。高质量和低成本的新产品，才有强大的竞争力。

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壳聚糖(低聚糖)诱导功能的发现及在植物保护上的开发应用

壳聚糖(低聚糖)诱导功能的发现及在植物保护上的开发应用

湖北农业科学ＨＬ刀３ＥＩ　ＡＧＲＩＣＵＬＴＵＲＡＬ　ＳＣＩＥＮＣＥＳ　Ｎｏ．５，２００２　９３　

壳聚糖（低聚糖）诱导功能的发现及在植物　保护上的开发应用　王少南喻大昭　（湖北省农业科学院植保土肥所武汉４３００６４）　摘要壳聚糖（低聚糖）能刺激植物产生防御反应和产生防卫反应分子攻击病原而用作抗病、抗逆诱活剂，　并具有超高效农药特点。介绍了国内外有关壳聚糖在植物保护上的开发应用概况。　关键词壳聚糖植物保护　壳聚糖又名寡糖，是复杂的碳水化合物，是指由　２～１０个氨基葡萄糖以　ｌ、４一糖苷键连接而成的低　聚糖，它主要以甲壳质（ＪＬ丁质）为原料生产而获得。　甲壳质与植物纤维素一样，是地球上最丰富的天然　高分子化合物，它广泛存在于虾、蟹和昆虫外壳以及　菌类和藻类的细胞壁中。据报道，甲壳质的贮藏量　是植物纤维素的１／３。据推算，自然界的生物每年　能生产甲壳质１　０００×１０　ｔ，其中能被现代工业利用　的可达２００×１０　ｔ…。由于甲壳质化学性质不活泼，　溶解性能很差，因而利用受到限制。在一定条件下，　甲壳质脱去分子上的乙酰基就转变为壳聚糖。壳聚　糖由于含有活泼的氨基基团，溶解性很好，加之分子　内可供修饰的结构基团增多，可制成各种各样的衍　生物，从而大大拓展了壳聚糖的应用范围和利用价　值，如在纺织印染、冶金、食品工业、生物化学、膜材　料、废水处理、医药保健、日用化工、农业方面都显示　了极其广泛的用途。由于功能性低聚糖对人体肠道　的双歧杆菌有明显的增殖促进作用，它能抑制肠道　有害菌的繁殖，促进肠道蠕动，提高机体免疫力，分　解致癌物质，防止体内胆固醇积累，对人体健康和抗　衰老大有益处，因此被迅速开发应用于食品、医药行　业。１９８６年日本贝沼圭二申请了异麦芽寡糖专利，　８０年代末，日本已有产品上市，到１９９３年日本各种　低聚糖总量为２．２６万ｔ，１９９４年达４．７０万ｔ。市场　上功能性低聚糖已风靡欧美，例如日本市场较有名　的Ｏｌｉｇｏ　ＣＣ功能饮料，比利时的ＦＹＯＳ饮料，西班　芽的Ｓｖｅｌｔｅ￣ｓ乳品＿２　Ｊ，此外，荷兰、美国也都开发了　产品。我国低聚糖研究和生产起步较晚，主要生产　食品添加剂麦芽低聚糖和异麦芽低聚糖。将低聚糖　开发用于植物保护作为无公害农药使用还是近几年　才开始的。　收稿日期：２００２—０５—２０　王少南：男，６０岁．研究员　１壳聚糖的制备　１）化学法：以虾、蟹外壳为原料，经烘干、粉碎后　用稀盐酸脱去壳质中的碳酸钙，再在脱钙的甲壳粉　中加入氢氧化钠稀溶液脱去脂肪、蛋白质及部分色　素，然后进行脱乙酰基，以浓氢氧化钠加热控制温度　和脱去乙酰基即可获得壳聚糖。　２）酶法：中科院大连化学物理研究所研究了酶　法制备壳聚糖的方法，确定了以壳聚糖酶或“６０３６　酶”可作为降解酶，可以以内切方式切断糖苷键而获　得高活性的低聚糖＿３　Ｊ。　３）从植物中提取低聚糖：以脱脂豆粕为原料或　以大豆分离蛋白厂排出的乳清废液为原料，经加热　或加酸处理沉淀蛋白再离心过滤处理，再经吸附脱　色、脱盐、浓缩等工艺制得【４，５　Ｊ。　２壳聚糖在植物保护上的开发应用　细胞表面的寡糖在细胞之间的通讯、识别和相　互作用以及病原菌与宿主细胞的相互作用方面起着　重要的作用。植物植保素的合成和累积不仅在病原　菌侵染植物后出现，而且在一定的激发子处理植物　组织后也会产生。寡糖作为植物自我防卫系统的激　活剂是美国Ａｌｂｅｒｓｈｅｉｍ在１９８４年发现的＿６　Ｊ。寡糖　能诱导植保素的合成与积累，１　ｇ寡糖激活剂（１种　低聚七糖）可使１　０００　ｔ作物组织产生足够量的植保　素，是迄今为止植保素激活剂中效率最高的。中国　农科院四川柑桔所对低聚六糖进行防治炭疽病大田　试验与日本曹达公司甲基托布津对照证明，寡糖是　防治柑桔炭疽病超高效农药，其用量仅为化学农药　的１／３００　目前已发现了１～６主链连接带有１～３　侧链的葡萄寡糖可激活植物自我防卫系统。由宁　君、孔繁祚　Ｊ取得的这项发明已取得中国和世界专　利。壳聚糖由于其原料丰富，可被微生物分解，不引　

低聚糖

低聚糖

30多年来，以多个实体（SOLABIA,UCIB,CEP等）命名的SOLABIA 公司一直专注于化工、生物工艺以及植物萃取，范围广泛遍及制药、化妆品及营养品等方面。基于此优势，SOLABIA正积极研发出更多产品以迎合现今市场的需求。

公司位于法国博韦，是生物工艺界（酶水解及合成，发酵等）重要成员之一。

近几年来，我们工业国一直都提倡崇尚健康的理论，这不得不迫使我们改变以往的饮食及生活方式。面临着垃圾食品充斥市场以及药物和抗生素滥用的威胁，人类的身体已出现严重的不平衡状态。若想活得更久，我们就必须改变这一现状。

因此，“吃得健康”便成为全人类追求长寿和活得更好的新挑战。

肠内的菌落是保持健康的一个至关重要的角色，它保持着营养的循环和补充身体的各种元素，也是健康的标志。

对大肠菌群的保护需要多个营养的策略。首先，有生命的微生物会直接到达肠道，同时通过特定的营养基来补充及促进益生菌的生成。

GOSα作为低聚糖果糖是通过酶催化合成而获得的，并且取得了专利权。

它的效用体现在其独特的粘结性上。因为它抑制了肠胃内酶的水解反应，因此使得酶可以达到肠内去跟内生的肠道益生菌进行发酵。

然而，GOSα的反应还远不止这些。

GOSα允许短链脂肪酸的再生，它促进矿物质的吸收，阻止致病菌的集中，和作为肠内上皮组织能量的吸收。

GOSα通过刺激糖分解酶去转换难消化的物质（如淀粉，纤维素）去提高肠胃的舒适度，减少腹部疼痛。连接这些有益的反应，它压制了会引起物质转变形成身体中毒的酶。

这种营养剂有个最大的好处——那便是完美的持久性。即使在很大的消耗剂量下也不会引起气体的产生量的增加。

尽管其它营养素对双歧复合糖链家族几乎起不了作用，GOSα却能将转化成益生菌（双歧因子和杆菌）的主基变为资本。杆菌群占了总体菌落的30%。而且最近的研究表明，对比苗条的人群，肥胖的人群一般是杆菌的不足。这为使用益生素处理肥胖问题铺平了道路。

作为肠道生态系统的生物校准者，GOSα不但能时刻保护您的肠胃，而且更能使您感到真正的健康。

功能性低聚糖及其市场前景

功能性低聚糖及其市场前景

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低聚糖是指由2～10个单糖组成的糖类，由于其聚合度低，所以称作低聚糖。而功能性低聚糖，指的是不为人体酶解，在小肠中不被吸收的低聚糖，即不消化性的低聚糖。但低聚糖，进入大肠后，能促进体内双歧杆菌的增殖，即通常所说的双歧因子。1999年国家公布的“功能性低聚糖通用技术规则行业标准”中，规定的功能性低聚糖定义为：

(1)功能性低聚糖是由2～10个相同或不同的单糖，以糖苷键聚合而成。

(2)具有糖类某些共同的特性，可直接代替糖料，作为甜食品配料，但不被人体胃酸、胃酶降解。不在小肠吸收，可到达大肠部位。

(3)具有促进人体双歧杆菌的增殖等生理功能。

功能性低聚糖在自然界广泛存在，和人类食物有关的如：香蕉、大麦、洋葱、洋姜中含有低聚果糖；竹笋中含有低聚木糖；大豆中含有水苏糖和棉籽糖；淀粉糖化液中含有低聚异麦芽糖。目前，市场上出现的主要功能性低聚糖有：低聚木糖、低聚果糖、低聚异麦芽糖、低聚半乳糖等。

一、低聚糖的功能

1、促进双歧杆菌生长，调整肠道菌群平衡

通常大肠中因缺乏大肠细菌可利用的碳源，一旦有碳水化合物进入就会对肠道菌群代谢产生重要影响。大肠菌群利用低聚糖的能力是不同的，体外试验结果表明：双歧杆菌对各种低聚糖几乎都可以加以利用，而一些有害细菌对大多数益生元几乎都不能利用或很难利用。

2、促进钙吸收作用

欧州Orafti经多年研究证实,功能性低聚糖不仅能促进钙吸收,而且能提高骨密度，减轻骨质疏松的危险。早川幸男的《低聚糖新知识》中提到，服用2%低聚木糖水溶液以后，大鼠的钙吸收可以提高23%，而钙的利用率可以提高21%。

3、提高免疫力

有利于人体肠内双歧杆菌的增加,同时可抑制肠内有害菌及腐败物质的形成,增加体内维生素的量,提高机体免疫力。

功能性低聚糖的应用研究进展

功能性低聚糖的应用研究进展

功能性低聚糖的应用研究进展

首先，功能性低聚糖在调节肠道菌群方面具有潜在应用价值。肠道菌群是人体内居住的一种微生物群落，与人体健康密切相关。研究发现，部分功能性低聚糖可以被人体肠道菌群发酵产生短链脂肪酸等有益物质，促进益生菌生长，抑制有害菌滋生，从而调节肠道菌群结构，维持肠道健康。一些研究表明，功能性低聚糖的摄入可以改善胃肠道功能，预防和缓解便秘、肠炎等肠道疾病。

其次，功能性低聚糖在免疫调节方面也显示出潜力。功能性低聚糖可以通过调节免疫细胞的活性和分泌炎症相关因子来增强人体免疫功能。一些研究发现，功能性低聚糖的摄入可以增加免疫细胞的数量和活性，促进免疫细胞的增殖和分化，调节炎症反应，增强人体对感染、肿瘤等疾病的抵抗能力。

此外，功能性低聚糖还在肥胖和代谢性疾病防治方面展现出研究前景。研究发现，功能性低聚糖可以通过调节能量代谢和胰岛素敏感性，降低血糖和血脂，促进体重控制，并减少肥胖相关疾病的风险，如2型糖尿病、心血管疾病等。此外，功能性低聚糖还可以通过抑制脂肪细胞分化和脂肪酸的吸收，减少脂肪堆积，改善肥胖病人的体脂肪分布和代谢状态。

最后，功能性低聚糖在食品工业中的应用也值得关注。功能性低聚糖具有低甜味、低能量、易溶解、耐高温等特点，可用作食品添加剂，改善食品的口感和质感。例如，低聚果糖和低聚异麦芽糖可以用作甜味剂代替蔗糖，减少热量摄入和对血糖的影响。此外，功能性低聚糖还可以用于制作低脂肪、高纤维食品，满足人们对健康食品的需求。 综上所述，功能性低聚糖在调节肠道菌群、免疫调节、肥胖和代谢性疾病防治以及食品工业中的应用方面具有潜在的价值。随着对功能性低聚糖的研究不断深入，相信功能性低聚糖将在未来得到更广泛的应用。