低聚果糖简介

低聚果糖又称蔗果低聚糖，是由1～3个果糖基通过β(2—1)糖苷键与蔗糖中的果糖基结合生成的蔗果三糖、蔗果四糖和蔗果五糖等的混合物。100克干重菊芋中约有60—70克菊粉，菊粉是通过线性的β—2，1—糖苷链连接的果聚糖，其末端为一蔗糖基。故以菊芋粉为原料用菊糖内切酶水解作用，经精制最终可得低聚果糖浆。

低聚果糖是指2～5个果糖基为链节，以一个葡萄糖基为链的端基，以果糖基→果糖连接键为主体骨架连结形成的碳水化合物。即是指1～4个果糖基以β-2，1键连接在蔗糖的D-果糖基上而形成的蔗果三糖（GF2）、蔗果四糖（GF3）、蔗果五糖（GF4）和蔗果六糖（GF5）的混合物。商品低聚果糖一般还含有少量蔗糖、果糖、葡萄糖。（参考目前正在制定中的国家标准中的定义）

低聚果糖是一种天然活性物质。甜度为蔗糖的0.3-0.6倍。既保持了蔗糖的纯正甜味性质，又比蔗糖甜味清爽。是具有调节肠道菌群，增殖双歧杆菌，促进钙的吸收，调节血脂，免疫调节，抗龋齿等保健功能的新型甜味剂，被誉为继抗生素时代后最具潜力的新一代添加剂——促生物质；在法国被称为原生素（PPE），已在乳制品、乳酸菌饮料、固体饮料、糖果、饼干、面包、果冻、冷饮等多种食品中应用。

低聚果糖物理化学性质

是一种不被人体消化吸收，直接到达大肠，在肠道内迅速增殖双歧杆菌等益生菌增生剂，故又称双歧因子。低聚果糖因其独特的化学结构和生理功能，作为微生态非活菌制剂，区别于一般的普罗生菌活菌补充剂，不会被抗生素抑杀，与抗生素同用时可有效地防治服用抗生素引起的肠道菌群紊乱等许多不良反应，故也称“抗生素的好伴侣”。

低聚果糖的用途

1、低聚果糖在食品中的应用

低聚果糖凭借其所具有的多种优越的生理功能和理化特性，在国内外的食品、保健品等行业得到了广泛应用，被誉为集营养、保健、疗效三位一体的21世纪健康新糖源。

(1)在乳制品中的应用 低聚果糖在食品中最广泛的应用是在乳制品中。在发酵乳制品中添加低聚果糖，可以为产品中的双歧杆菌等益生菌提供营养源，增强益生菌活菌的数量和作用，延长保质期；在非发酵乳制品(原乳、奶粉等)中添加低聚果糖，还可以解决中老年人和儿童在补充营养时易上火和便秘等问题。由于低聚果糖在酸性条件下的稳定性优于蔗糖，且能使双歧杆菌增殖，因此广泛地代替部分蔗糖应用于酸奶、乳酸菌饮料等酸性食品。 

(2)在谷物食品中的应用在谷物产品等添加低聚果糖，可以提高产品品质并延长产品货架期。例如在焙烤食品中添加低聚果糖，可以增进产品的色泽，改进脆性，并有利于膨化。以蔗糖为糖源，若操作不当，产品色泽很容易变暗，而低聚果糖的着色效果比蔗糖好。利用低聚果糖发生美拉德反应赋予焙烤食品良好的风味和诱人的色泽。此外，将适量低聚果糖添加于面包中，能产生保湿作用，并能延缓淀粉老化，防止食品变硬，使其松软可口，延长货架保存期。

(3)在糖果、饮料中的应用作为独特的低糖、低热值、难消化的功能性甜味剂，低聚果糖添加于甜味食品、饮料中，可以改善产品口味，降低食品热值。实际上，低聚果糖可以代替部分蔗糖用于生产各种糖果、果冻、巧克力等甜食制品，既能保持一定的甜度，又能防治龋齿，特别适合于儿童食用；在果味饮料和茶饮料中添加低聚果糖，可以使产品口味更柔和清爽。

(4)在酒类中的应用 在酒类产品中添加低聚果糖，可以防止酒中内溶物沉淀，改善澄清度，提高酒的风味，使酒的口感更醇厚、更清爽。仝建波将低聚果糖应用于白酒中，并研究了低聚果糖与脂肪酸酯的缔合行为，测定了在体积分数为38%的乙醇溶液中低聚果糖对脂肪酸酯水解速率常数的影响，得出结论：低聚果糖对脂肪酸酯水解反应具有禁阻作用，从而对低度白酒中主要香味成分乙酸乙酯、乳酸乙酯等能起到较好的稳定作用。

2、在保健品中的应用

低聚果糖具有类似膳食纤维素的功能，可以有效地降低血清胆固醇和血脂，对因血脂高而引起的高血压、动脉硬化等一系列心血管疾病有较好的改善作用。因此在降血压和调节血脂的食品、保健品中添加低聚果糖，不仅可以提高产品的功效，而且还可以改善产品的口感，提高产品的档次。由于低聚果糖能达到促进钙、镁、铁等矿物质和微量元素吸收的效果，并可以促进体内自然合成B类复合维生素，具有支持大脑、神经系统活动，促进消化及能量生成的作用，故可在补钙、铁、锌等食品、保健品以及提高人体免疫力的滋补食品中添加低聚果糖，这样既可以提高产品的功效，还可以降低产品的火气。

3、在化妆品中的应用 

低聚果糖添加于化妆品中，可用于面部及皮肤保护，抑制表面有害菌的生长。如果作为保健品服用，可防止面疱、黑斑、雀斑、老人斑的生成，使皮肤亮丽，改善口臭等。目前国内已有利用低聚果糖开发出鲜三七降脂减肥口含片和祛斑美容软胶囊等系列的新型保健食品。日本学者利用低聚果糖、大豆低聚糖、膳食纤维、果胶等研制出一种叫做比非斯特的功能性健美饮料，经常饮用该品，能滋润皮肤、健身美容，尤其受到女性的欢迎

低聚果糖应用领域

1，低聚果糖不易被人体吸收，热量值很低，不会导致肥胖，可以生产减肥食品、低卡路里食品；低聚果糖甜度低，可生产无糖或低糖食品，深受人们的喜爱。2．低聚果糖具有良好的生理功能，生产的功能性保健食品可降血压、健肠助消化、改善胃肠道功能。3．低聚果糖具有明显的抑制淀粉回生的作用，这一特点用于食品时非常突出，利用低聚果糖生产的饼干、烘焙食品色泽美观、松软可口、组织均匀、保存性佳，可大大延长存放期。4．利用低聚果糖的水溶性膳食纤维性质，可开发新型功能保健酒，易消化吸收，具有滋补营养性，强化质耐力，明显有益人体健康。5．低聚果糖在一25～5摄氏度的低温下贮存仍很稳定，可以应用在冰淇淋之类的冷食中。6．低聚果糖应用于奶粉，对排毒洁肠、双向调节微生态平衡很有作用。7．低聚果糖用于乳酸菌饮料，解决人们乳糖耐受性问题，增加水溶性可吸收钙的含量，使乳制品更易消化吸收。8．低聚果糖作为益生素，用于动物饲料生产，只消灭有害菌，不杀死有益菌，对动物安全无毒性。9．低聚果糖添加于化妆品，可以抑制脸部皮肤表面有害菌的生长，并能有效减缓色素沉淀，淡化并消除色斑，对皮肤保健有良好的作用。l0．低聚果糖可与各地特产植物(如绞股蓝、芦荟等)搭配开发生产国际流行的第三代保健品。

低聚果糖的理化性质及生理功能

    低聚果糖是一种非还原性糖，具有良好的加工特性，如低聚果糖有较高的粘度、较强的保湿****条件下较高的保存稳定性以及较好的抑制淀粉老化的特性等。低聚果糖的其它一些物化性质如溶解性、冰点和沸点、结晶点等都与蔗糖非常相似。

　　生理功能

　　低聚果糖是典型的益生元，不但具有糖醇类似的功能，如预防龋齿、控血糖等，同时具有增殖双歧杆菌的功能，经常食用可以增强免疫力，这是大多数糖醇所不具备的。

　　1.改善肠道菌群的功能

　　低聚果糖可以促进双歧杆菌、乳酸杆菌或者抑制多种有害菌株在人体或者动物体内的生长通过老鼠，小猪或者人类的体外试验。对双歧杆菌增殖的机制在于它不只是充当碳源或营养物质，而且还可能参与了双歧杆菌的生长调节和黏附作用。

　　2.低甜度、低热量

　　低聚果糖的甜度仅为蔗糖的1/3，在人体内不被α-淀粉酶、蔗糖转化酶和麦芽糖酶分解，不能作为能源被人体利用，不会使血糖值升高，每克低聚果糖中仅含6.3KJ的热量。

      3.改善脂质代谢，降低血脂和胆固醇

　　低聚果糖也被证明能够影响肝脂质的新陈代谢。老鼠的动物试验表明：菊粉和低聚果糖通过降低餐后胆醇血症和甘油三酯血症的15%和50%来影响胆固醇和甘油三酯的水平。

　4.产生有机酸，降低肠道pH，抑制腐败，预防便秘

　　低聚果糖进入大肠，被大肠内的双歧杆菌利用产生有机酸，主要是丁酸、丙酸等，降低了肠道的pH。Gibson对8名便秘患者每天口服低聚果糖15g，两周后便秘缓解，给便秘者每天口服低聚果糖5-6g，4天后，80%的患者症状改善，便质软化，臭味减少。稻叶的研究表明，使用低聚果糖会使肠道中的腐败物质发吲哚，粪臭素等显著降低。

　　5.提高免疫力 、抑制、预防肿瘤

　　大量的动物试验结果表明，双歧杆菌在肠道内大量繁殖能够起抗癌作用。这种抗癌作用归功于双歧杆菌的细胞、细胞壁成分和胞外分泌物使机体的免疫力提高。最近的研究报道中指出，低聚果糖食后直达大肠，在结肠中被大肠菌群发酵产生的丁酸可能预防化疗的致癌作用或通过促进结肠中的细胞分化来降低宿主的结肠癌风险。除了丁酸，丙酸可以对结肠癌细胞有抗炎作用。

　　6.抗龋齿

　　功能性低聚果糖不是口腔微生物的作用底物，也没有菌体凝结作用，因而不会引起牙齿龋变。

　　7.促进钙等矿物质元素的吸收

　　在青少年人群中，日常饮食中经常食用益生元比如低聚果糖能够促进Ca的吸收并且在青春期时能够增加骨骼的矿物质含量。低聚果糖能够被定植在肠道的微生物发酵，从而使益生菌的数量增加，产生SCFA和气体。这些SCFA能够降低肠道内的pH并且能够创造一个更有利于矿物质溶解的酸性环境。另外，在饮食中添加低聚果糖的动物试验已经表明能够增加盲肠的体积。盲肠的扩大能够增加矿物质在回场中的积累。 

低聚果糖的制备

　　低聚果糖可以通过蔗糖或菊粉为底物制备得到。

　1.以蔗糖为原料

　　以蔗糖为底物制备低聚果糖主要使用 β-D-果糖基转移酶或 β-呋喃果糖苷酶。最常用的产酶菌种有Aspergillus niger，Aspergillusoryzae， Aureobasidium pullulans 和 Aspergillus japonicus。目前，黑曲霉产的果糖基转移酶已被广泛应用，低聚果糖的最大产率可达55%~ 60%(质量分数)。不同来源的β-D-果糖基转移酶的转苷能力相差并不大，以55%的蔗糖为底物时，采用Aspergillusoryzae CFR202产的β-D-果糖基转移酶，低聚果糖的得率54%，采用Aspergillus pullulans CFR 77产的β-D-果糖基转移酶，低聚果糖的得率为56%。

　2.以菊苣为原料

　　以菊粉为底物制备低聚果糖主要采用内切菊粉酶。在内切菊粉酶水解菊粉的过程中，酶的纯度对低聚果糖的得率和组成有较大影响。采用纯化酶可使菊粉的水解率达到75%低聚果糖得率为70%，产物聚合度以2~8为主，而部分纯化的酶由于其中含有少量外切酶使得低聚果糖的得率仅有50%，聚合度只有2~4。大多数研究通常只使用一种来源的内切菊粉酶，有研究显示使用来自于 Xanthomonas sp和Pseudomonas sp的双内切酶系统能够获得更高的低聚糖得率。

低聚果糖的检测方法

　　1. 高压液相色谱法

　　目前检测功能性寡糖的方法很多，高压液相色谱法(HPLC)相对多些，其主要是利用寡糖的易溶特性，因此，在糖柱、氨基柱、凝胶柱上能达到较好的分离效果。HPLC 也在不断的发展和完善中，例如 Hirotaka 等将单糖和低聚糖进行荧光素衍生后, 利用 HPLC 法检测取得了较好的效果，也有人称之为高压液相柱前衍生化法。HPLC 操作简便，易于掌握，测定结果准确，重复性和再现性良好，适用于复杂食品基质中寡糖含量的测定。例如, 傅博强等用该法将三种低聚果糖(蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖)与复杂食品中的干扰成分如葡萄糖、蔗糖、乳糖、低聚异麦芽糖等糖类和其他杂质在色谱柱上实现有效分离。该法可以满足食品生产企业质量控制和质检部门进行市场监管的需求。形成的检测国家标准将为食品营养标签中功能性寡糖含量的标示提供检测依据。

　　2. 气相色谱法

　　气相色谱分离检测低聚糖具有高效、快速、灵敏度高、样品用量小等优点。但因气相色谱用气体做流动相，被分析样品必须汽化后才能在柱上进行分析。低聚糖没有足够的挥发性，测定时要预先将其制备成易挥发、对热稳定的衍生物。进样口的高温有时会使其衍生物分解，甚至可被留在进样口上的残留物催化。因此，气相色谱法在检测功能性低聚糖时有一定的限制。

　　3. 薄层分析法

　　薄层层析法成本低，速度快，不受试样挥发性和热稳定性局限，但是它的测定误差较大，不易进行定量分析，只适用于低聚糖生产或试验研究的常规分析。例如陈金玲等研究建立了快速鉴定大蒜低聚果糖的薄层层析法，展开系统为正丁醇:异丙醇:水:乙酸=7:5:4:2，显色剂为α-萘酚-硫酸，点样量为0.4 μL，室温下进行4次展开，可把单糖至低聚七糖甚至八糖等各组分分开，斑点清晰，无拖尾，分离效果较好。 

低聚果糖作用机理

低聚果糖是一种水溶性膳食纤维，长期服用可以降低血清胆固醇，改善脂质代谢，经动物和人体实验证实。低聚果糖具有如下生理功能：为双歧杆菌等有益菌所利用，即只增殖10～100倍，时双歧杆菌（致病菌），具有双向调节之功效。人体摄入低聚果糖后，体内有益菌群双歧杆菌数量可抑制外源致病菌和肠内固有腐败细菌如沙门氏菌等生长繁殖，减少肠内腐败物质的生长和积累，促进肠道蠕动，防止便秘和腹泻。低聚果糖是一种优良的水溶性膳食纤维，能有效降低血清胆固醇、甘油三脂、游离脂肪酸的数量，对于因血脂高而引起的高血压、动脉硬化等一系列心血管疾病有较好的改善作用。低聚果糖在大肠内被细菌发酵生成L－乳酸，可以溶解钙、镁、铁等矿物质，促进 人体对矿物质的吸收。实验证实，低聚果糖促进钙的吸收率达70.8%。因此，低聚果糖可以促进生长发育和防止骨质疏松症。同时还可促进维生素B1、B2、B3、B6、B12及叶酸的自然形成，从而提高人体新陈代谢水平，提高免疫力和抗病力。预防及改善由于体内毒而引起的皮肤性疾病，可防止面疮、黑斑、雀斑，青春痘、老人斑，使皮肤亮丽、老化减缓。双歧杆菌吸收低聚果糖后，迅速增殖，抑制大肠杆菌、沙门氏菌和梭状芽胞杆菌等腐败菌发生作用，减少毒性代谢物（如吲哚、亚硝基氨）的生成，同时迅速将毒性代谢物排出体外，减轻肝脏负担，起到保护肝脏的作用，预防各种慢性病、癌症等作用明显，低聚果糖极少会被消化道中的胃酸和酶分解，极难被人体吸收。据测定，低聚果糖的热值为1.5Kcal/g以下,而蔗糖热值为4.6Kcal/g,因此摄入低聚果糖后,不会引起肥胖,是理想的,低热值的功能性甜味剂.低聚果糖不能被突变链球菌利用生成不溶性葡聚糖而提供口腔微生物沉积\产酸和腐蚀的场所(牙垢),因此可以防止龋齿.

低聚果糖储运特性

储存条件： 2-8°C