功 能 性 低 聚 糖.doc

功能性低聚糖
摘要:本文简要介绍功能性低聚糖的结构特性、生理功能及其在食品行业中的应用并对其应用前景进行了展望。
关键词:功能性低聚糖、结构、生理功能、应用
低聚糖或称寡糖,是由 2~10 个单糖通过糖苷键连接形成直链或支链的低度聚合糖,[1]分子量约为300-2000,分为功能性低聚糖和普通低聚糖两大类。常见的功能性低聚糖包括低聚异麦芽糖、低聚半乳糖、低聚果糖、低聚木糖、大豆低聚糖、水苏糖和甲壳低聚糖等[2]。人体胃肠道内没有水解功能性低聚糖的酶类,因此,它们不被消化吸收而直接进入大肠内优先被双歧杆菌利用,是双歧杆菌的增殖因子。
1 功能性低聚糖的结构特性
低聚异麦芽糖
低聚异麦芽糖又称分枝低聚糖,是指葡萄糖以α—1, 6 糖苷键结合而成的, 单糖数在2~ 5 个不等的一类低聚糖, 分子中除了α—1, 6 糖苷键外,还有α—1, 3和α—1, 4糖苷键等。其主要成分为异麦芽糖、异麦芽三糖和潘糖等。自然界中低聚异麦芽糖极少以游离状态存在, 而作为支链淀粉、右旋糖和多糖等的组成部分, 在某些发酵食品如酱油、酒或酶法葡萄糖浆中有少量存在。1990 年日本低聚异麦芽糖产量达 8000t , 1991 年超过 10000t , 其产品固形物有 50%的液体( IMO—500)、90% 的液体( IMO—900 ) 和 90% 的粉末( IMO—900P)
[ 3]。
低聚异麦芽糖具有淀粉糖浆的优良理化特性甜度仅为蔗糖的 45% ~ 50%。低聚异麦芽糖有甜味, 异麦芽三糖、异麦芽四糖、异麦芽五糖等随聚合度的增加, 其甜味降低甚至消失。该糖对酸、的稳定性很强, 具有很好的保湿性, 能抑制食品中淀粉回生、老化和结晶糖的析出, 水分活性低, 具有抑菌作用, 为难消化性糖
[ 3]。
大豆低聚糖
典型的大豆低聚糖是从大豆籽粒中提取出可溶性低聚糖的合称, 主要组分为水苏糖、棉籽糖和蔗糖。水苏糖和棉籽糖都是由半乳糖、葡蓟糖和果糖组成的支链低聚糖, 它们分别是在蔗糖的葡萄糖基一侧以α—1, 6 糖苷键连接1 和2 个半乳糖分子。大豆低聚糖广泛存在各种植物中, 以豆科植物含量居多, 除大豆外, 豇豆、扁豆、豌豆、绿豆和花生等中均有存在[ 4]。
大豆低聚糖的甜味特性接近于蔗糖, 甜度为蔗糖的70%, 能量值仅 / g ( 为蔗糖的 1/ 2)。如果是单由水苏糖和棉籽糖组成的改良大豆低聚糖, 则其甜度为蔗糖甜度的 22%, 能量值更低。同等浓度下, 大豆低聚糖的粘度低于麦芽糖而略高于蔗糖, 保湿性和吸湿性比蔗糖低但比高果糖浆高, 水分活度接近于蔗糖。
大豆低聚糖具有良好的热稳定性, 即使在140 ℃的高温下也不会分解, 对酸的稳定性也优于蔗糖, 如在pH3~ 5, 90 ℃加热30min, 它的残存率仍为 91%以上, 而蔗糖只有70%。它基本不受胃酸、胆汁和消化酶的作用, 对温度、水分、酸和氧都比较稳定且不易变质。
低聚果糖
它是指在蔗糖分子的果糖残基上结合 1~ 3 个果糖的寡糖, 其组分主要是蔗果三糖、蔗果四糖和蔗果五糖。天然的和微生物酶法得到的低聚果糖几乎都是直链状, 在蔗糖( GF) 分子上以β( 1- 2) 糖苷键与 1 ~ 3 个果糖分子结合成的蔗果三糖( GF2 )、蔗果四糖( GF3 ) 和蔗果五糖( GF4 ) , 属于果糖和葡萄糖构成的直链杂低聚糖。
低聚果糖的粘度、保湿性及在中性条件下的热稳定性等食品的应用特性都接近于蔗糖, 只是在pH3~ 4 的酸性条件下加热易分解。在食品中低聚果糖为防止其分解需注意两点:①酸性条件下不要长时间加热; ②酵母等产生的蔗糖酶会水解该糖。
低聚半乳糖
它是在乳糖分子的半乳糖基上以β-1, 4、β-1, 6糖苷键连接2~ 3 个半乳糖分子的寡糖类混合物。在自然界中, 动物的乳汁中含有微量的低聚半乳糖, 母乳中的含量稍多, 因此用母乳喂养的婴儿肠内细菌中双歧杆菌占优势。
低聚半乳糖甜味纯正, 热值较低, 甜度为蔗糖的20% ~ 40% , 有较强的保湿性, 在 pH 为中性条件下有较高的热稳定性, 100 ℃下加热 1h 和120 ℃加热30min, 无任何分解[ 5]。
低聚木糖
它是由2~ 7 个木糖以β-1, 4糖苷键结合而成的低聚糖, 其产品的主要成分为木糖、木二糖、木三糖和三糖以上的木寡糖, 其中以木二糖为主要有效成分, 木二糖甜度为蔗糖的 40%。木二糖的水分活度比木糖高, 但几乎与葡萄糖一致
, 是二糖中最低的, 冰点降低能力( 低于- 10 ℃时) , 木二糖与木糖相当, 但比葡萄糖强, 而且也大于木三糖, 如蔗糖和麦芽糖。
低聚木糖具有较高的耐