低聚木糖的功能及應(yīng)用

1、低聚木糖功能與應(yīng)用研究進(jìn)展低聚木糖功能與應(yīng)用研究進(jìn)展來源：食品與藥品A版作者：凌沛學(xué)朱希強(qiáng)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(dòng)力源廣泛用于功能性食品。本文對(duì)其功能及應(yīng)用研究進(jìn)展作一綜述。關(guān)鍵詞：低聚木糖；腸動(dòng)力源；益生元；雙歧桿菌中圖分類號(hào)：R962文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：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(gè)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(qiáng)的增殖腸道益生菌的功能[5]。低聚木糖廣泛應(yīng)用于食品及保健品等領(lǐng)域，現(xiàn)將其功能及應(yīng)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(duì)健康有害的稱為病原菌（如梭菌

3、、擬桿菌等），對(duì)健康有益的稱為益生菌。益生菌種類較多，但人們普遍認(rèn)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(duì)胃腸道病原菌及益生菌的不同影響。低聚木糖對(duì)雙歧桿菌、乳酸菌等益生菌有高選擇性增殖效果，但對(duì)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(shí)驗(yàn)表明，雙歧桿菌（如長(zhǎng)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(shí)驗(yàn)表明，低聚木糖在腸道內(nèi)對(duì)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(zhǎng)其存活時(shí)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(shí)驗(yàn)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(jī)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(fù)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(luò)，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(duì)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、乙酰基及苯基等側(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(duì)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(duì)較慢，會(huì)產(chǎn)生更多的有機(jī)酸，有機(jī)酸有利于礦物質(zhì)吸收及腸道的蠕動(dòng)，所以帶分支的低聚木糖具有更好的應(yīng)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(zhǎng)。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(gè)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(guó)內(nèi)外眾多科研專家數(shù)年研究試驗(yàn)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(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，從而成為功能更強(qiáng)更受人們青睞的新型聚合糖。獨(dú)特性能

9、1、選擇性促進(jìn)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(qiáng)的一個(gè)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(jìn)入大腸內(nèi)優(yōu)先為雙歧桿菌所利用，具有極好的促進(jìn)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(jìn)雙歧桿菌的增長(zhǎng)，但也同時(shí)促進(jìn)大腸桿菌及梭狀芽孢桿菌的增長(zhǎng)，對(duì)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(jìn)行的消化試驗(yàn)，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(huì)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(dān)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(yàn)后的留存率單位：質(zhì)量分?jǐn)?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(diǎn)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(jìn)雙歧桿菌增殖活性降低，難以應(yīng)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(shí)并不需要擔(dān)心木寡糖加工或貯藏過程中可能導(dǎo)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(xì)菌酶的產(chǎn)生。人體體內(nèi)和活體外糞便培養(yǎng)試驗(yàn)表明，攝入3周內(nèi)，機(jī)體內(nèi)即可減少44.6%有毒發(fā)酵產(chǎn)物和40.9%的有害細(xì)菌酶的產(chǎn)生。2、抑制病原菌和腹瀉。木寡糖對(duì)病原菌有較強(qiáng)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(dá)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(dòng)，增加糞便濕潤(rùn)度，并保持一定的滲透壓，從而防止便秘發(fā)生。4、保護(hù)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(fù)擔(dān)。5、降低血清膽固醇。攝入木寡糖，持續(xù)2周至3個(gè)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(gè)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(gè)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(fù)相關(guān)關(guān)系。7、能增強(qiáng)機(jī)體免疫力，抗癌。經(jīng)大量試驗(yàn)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(xì)胞、細(xì)胞壁成分和胞外分泌物，使機(jī)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(dāng)木寡糖與鈣同時(shí)攝入時(shí)，它不但不會(huì)影響機(jī)體對(duì)鈣的吸收，反而能起促進(jìn)作用，試驗(yàn)結(jié)果表明，任意攝取2%木寡糖水溶液，7日后機(jī)體對(duì)Ca的保留率提高了21%。9、屬于低甜度的甜味劑。木寡