低聚木糖的功能及應用

1、低聚木糖功能與應用研究進展低聚木糖功能與應用研究進展來源：食品與藥品A版作者：凌沛學朱希強蘇移山張曉元日期：200791摘要：低聚木糖是以富含木聚糖的植物為原料，通過酶法生產(chǎn)的一類重要的低聚糖，具有增殖益生菌的功能，作為腸動力源廣泛用于功能性食品。本文對其功能及應用研究進展作一綜述。關鍵詞：低聚木糖；腸動力源；益生元；雙歧桿菌中圖分類號：R962文獻標識碼：A文章編號：1672979X(2007)09003505低聚木糖（xylooli

2、gosacide，XO）是以富含木聚糖的植物（如玉米芯、蔗渣、棉籽糖、麥麩、樺木等）為原料，通過木聚糖酶水解，分離精制而得的一類非消化性低聚糖[13]。此糖由2～7個木糖分子以β14糖苷鍵結(jié)合而成，理化性質(zhì)穩(wěn)定，耐酸、耐熱[4]，并有很強的增殖腸道益生菌的功能[5]。低聚木糖廣泛應用于食品及保健品等領域，現(xiàn)將其功能及應用研究情況綜述如下。1低聚木糖的功能1.1調(diào)節(jié)腸道菌群人體腸道內(nèi)存在種類繁多的微生物，其中對健康有害的稱為病原菌（如梭菌

3、、擬桿菌等），對健康有益的稱為益生菌。益生菌種類較多，但人們普遍認為雙歧桿菌和乳酸菌是腸道中最重要的益生菌[6]。低聚木糖的保健作用主要基于它對胃腸道病原菌及益生菌的不同影響。低聚木糖對雙歧桿菌、乳酸菌等益生菌有高選擇性增殖效果，但對大腸桿菌、腸球菌、梭狀芽孢桿菌等病原菌則有明顯的抑制作用。體外實驗表明，雙歧桿菌（如長雙歧桿菌、青春雙歧桿菌及嬰兒雙歧桿菌等）均可利用木二糖、木三糖或以木二糖為主要成分的低聚木糖[7]；乳酸菌及其他益生菌也

4、可發(fā)酵利用低聚木糖，但大腸桿菌、腸球菌及梭狀芽孢桿菌等病原菌卻不能利用低聚木糖[8]。此外，大鼠體內(nèi)實驗表明，低聚木糖在腸道內(nèi)對雙歧桿菌也有高選擇性增殖效果，不僅可增殖其數(shù)量，而且可延長其存活時間[9]。低聚木糖是目前發(fā)現(xiàn)有效用量最小的低聚糖，其有效攝入量為0.7~1.4gd，而其他低聚糖，如低聚果糖的有效攝入量為5.0~20.0gd。實驗表明，每天只需口服0.7g低聚木糖，2周后，人體腸道內(nèi)大腸桿菌中雙歧桿菌的比例從8.5%增加到17

5、.9%；而擬桿菌（可能的致病菌）則從52.6%減少到44.4%；3周后，雙歧桿菌的比例增至20.2%，擬桿菌降至32.9%[10]。低聚木糖增殖益生菌的機制是為益生菌提供碳源[8]。低聚木糖是一類非消化性低聚糖，不被胃酸及消化酶降解，也不被腸黏膜吸收。服用低聚木糖24h后，在糞便及尿液中均未檢出低聚木糖，說明它在腸道中已被微生物代謝利用[11]。在結(jié)腸中碳源的利用較為復雜，一些微生物的代謝產(chǎn)物可以被其他微生物利用，因此很多微生物可以利用

6、它們不能直接利用的物質(zhì)。低聚木糖作為碳源直接被雙歧桿菌等益生菌利用，其他益生菌是否可以間接利用低聚木糖，或者說低聚木糖在菌群中究竟存在怎樣的代謝網(wǎng)絡，目前尚不清楚。除了直接作為碳源外，低聚木糖也可能通過對益生菌（雙歧桿菌和乳酸菌）的刺激作用發(fā)揮功效[12]。研究表明，木二糖和木三糖在體外均可有效增殖雙歧桿菌，但木糖卻沒有增殖雙歧桿菌的作用，也不被雙歧桿菌利用[13]。因制備原料來源不同，低聚木糖可以是木糖的直鏈低聚糖，也可含有阿拉伯呋喃

7、糖基、4O甲基葡萄糖醛酸基、乙?；氨交葌?cè)鏈[14]，因此，低聚木糖在結(jié)構(gòu)上可分為線性和帶分支的。雙歧桿菌、乳酸菌等對線性的和含阿拉伯糖分支的低聚木糖的分解速度和代謝產(chǎn)物存在較大差異，含分支結(jié)構(gòu)的低聚木糖發(fā)酵相對較慢，會產(chǎn)生更多的有機酸，有機酸有利于礦物質(zhì)吸收及腸道的蠕動，所以帶分支的低聚木糖具有更好的應用效果[15]。研究還表明，側(cè)鏈中含4羥基3甲氧基苯丙基結(jié)構(gòu)的低聚木糖更有益于益生菌的生長。通過糞便中微生物的接種，研究了線性低聚木

8、糖及側(cè)鏈含有乙?；?、糖醛酸、阿拉伯糖基的4種不同結(jié)構(gòu)的低聚木糖的發(fā)酵情況，發(fā)劑、35%低聚木糖粉劑、95%低聚木糖糖漿、70%低聚木糖糖漿五大系列低聚木糖產(chǎn)品。什么是低聚木糖木寡糖又稱低聚木糖，是由27個木糖分子以β（14）糖苷鍵結(jié)合而成的功能性聚合糖。經(jīng)過國內(nèi)外眾多科研專家數(shù)年研究試驗證明，木寡糖與通常人們所用的寡糖類如乳果糖、麥芽低聚糖、低聚果糖、低聚異麥芽糖等相比具有其獨特的優(yōu)點，從而成為功能更強更受人們青睞的新型聚合糖。獨特性能

9、1、選擇性促進雙歧桿菌增殖活性高。它是聚合糖類中增殖雙歧因子功能最強的一個品種。它的功效性是其它聚合糖類的20倍。人體腸胃道內(nèi)沒有水解木寡糖的酶系統(tǒng)，因此木寡糖不被消化吸收而直接進入大腸內(nèi)優(yōu)先為雙歧桿菌所利用，具有極好的促進雙歧桿菌增殖活性。而麥芽低聚糖只在體外具有活性，在腸道內(nèi)的活性很低甚至完全消失；而乳酮糖雖能促進雙歧桿菌的增長，但也同時促進大腸桿菌及梭狀芽孢桿菌的增長，對雙歧桿菌沒有選擇增殖能力。因此，木寡糖增殖雙歧桿菌的選擇性大

10、大高于其他功能性聚合糖。2、木寡糖很難為人體消化酶系統(tǒng)所分解。用唾液、胃液、胰液和小腸進行的消化試驗，如表所示：各種消化液幾乎都不能分解木寡糖，它的能量值幾乎為零，既不影響血糖濃度，也不增加血糖中胰島素水平，并且不會形成脂肪沉積，故可在低能量食品中發(fā)揮作用，最大限度地滿足了那些喜愛甜品而又擔心糖尿病和肥胖的人的要求，因此糖尿病人、肥胖病人和低血糖病人均可放心食用。表：木寡糖經(jīng)體外消化試驗后的留存率單位：質(zhì)量分數(shù)%消化液木寡糖麥芽糖唾液1

11、0075胃液99.999胰液99.875小腸粘膜、酶液99.62注：消化條件糖濃度1%、37℃、4h。3、攝入量少。木寡糖與其他功能性低聚糖，每日攝取的有效劑量：低聚果糖5.0—20.0g低聚半乳糖8.0—10.0g乳酮糖3.0—5.0g大豆低聚糖3.0—10.0g異麥芽低聚糖15.0—20.0g棉子糖5.0—10.0g低聚乳果糖3.0—6.0g木寡糖0.7—1.4g4、酸、熱穩(wěn)定性好。與其他聚合糖相比，木寡糖的突出特點是穩(wěn)定性非常好。

12、即使在酸性條件（pH=2.58）加熱至100℃也基本不分解，而低聚果糖在酸性條件下則很容易分解成葡萄糖、蔗糖和果糖，從而促進雙歧桿菌增殖活性降低，難以應用于人們喜歡的酸奶、乳酸菌飲料和碳酸飲料等酸性飲料中。這說明木寡糖在很寬的pH范圍內(nèi)（幾乎覆蓋了絕大多數(shù)食品體系的pH值）穩(wěn)定性很好。因此，使用時并不需要擔心木寡糖加工或貯藏過程中可能導致有效成分的分解現(xiàn)象，使用起來十分方便，而且可以用于各種食品體系中。其他重要功能1、減少有毒發(fā)酵產(chǎn)物及

13、有害細菌酶的產(chǎn)生。人體體內(nèi)和活體外糞便培養(yǎng)試驗表明，攝入3周內(nèi)，機體內(nèi)即可減少44.6%有毒發(fā)酵產(chǎn)物和40.9%的有害細菌酶的產(chǎn)生。2、抑制病原菌和腹瀉。木寡糖對病原菌有較強的吸附力，如大腸桿菌、腸炎門氏菌、肺炎克雷伯氏菌、嗜水氣單胞菌等都能吸附到木寡糖上，由于木寡糖不被腸道中的消化酶所降解，可攜帶附著的病原菌通過腸道排出體外，從而防止疾病在腸道中集群，達到防止腹瀉的目的。3、防止便秘。雙歧桿菌利用木寡糖，產(chǎn)生大量的短鏈脂肪酸；能刺激腸

14、道蠕動，增加糞便濕潤度，并保持一定的滲透壓，從而防止便秘發(fā)生。4、保護肝臟功能。攝入木寡糖，可減少有毒代謝產(chǎn)物形成，大大減少了肝臟分解毒素的負擔。5、降低血清膽固醇。攝入木寡糖，持續(xù)2周至3個月，總血清膽固醇可降低20—50dl。還可提高女性血清中多密度脂蛋白膽固醇占總膽固醇的比率。6、降低血壓。46個高血脂患者攝入木寡糖持續(xù)5周后，其心臟舒張壓平均下降了799.8Pa（6mmHg）。研究表明一個人的心臟舒張壓的高低與其糞便中雙歧桿菌占

15、總菌數(shù)的比率呈明顯的負相關關系。7、能增強機體免疫力，抗癌。經(jīng)大量試驗結(jié)果表明，雙歧桿菌在腸道內(nèi)大量繁殖能夠起到抗癌作用。這種抗癌作用歸功于雙歧桿菌的細胞、細胞壁成分和胞外分泌物，使機體免疫力提高。8、具有良好的配伍性。食物中添加少量木寡糖，便能體現(xiàn)出保健效果，當木寡糖與鈣同時攝入時，它不但不會影響機體對鈣的吸收，反而能起促進作用，試驗結(jié)果表明，任意攝取2%木寡糖水溶液，7日后機體對Ca的保留率提高了21%。9、屬于低甜度的甜味劑。木寡