肠道健康和功能性低聚糖20130329.

第三节功能性低聚糖1.肠道健康和功能性低聚糖2.功能性低聚糖的生产工艺1.肠道健康和双歧因子1.1肠道微生态肠道菌群的平衡对人体健康至关重要双歧杆菌Bifidobacterium在母乳喂养的健康婴儿的肠道中占绝对优势（95%以上），在年轻成人的肠道中占40%左右。胃肠紊乱或者服用抗生素后导致菌群失调，服用益生菌（双歧杆菌和嗜酸乳杆菌）制剂probiotic(BifidobacteriumandLactobacillusacidophilus)和双歧因子prebiotic是治疗肠道菌群失调的有效方法。益生菌活菌制剂的有效性1）是否来自人体2）是否带有耐药性质粒3）培养和保藏是否困难4）是否耐受胃酸、胆汁碱而存活5）是否能够定植于肠道上皮细胞6）能否形成优势菌落而达到保健效果1.2双歧因子prebiotic的作用可以促进人体肠道内有益菌双歧杆菌(Bifidobacterium)等的生长，改进肠道菌群状况。比活菌制剂更稳定和易于保存，可以添加到各种制品中。应用于医药、功能食品、饲料等领域。双歧因子包括人乳中含N-乙酰葡糖胺的糖、玉米浸汁和各种低聚糖等。其中研究最多的是各种低聚糖，而且现在很多品种已经实现了工业化生产。1.3低聚糖的功能特性双歧杆菌增殖因子和低能量。不被消化性和代谢不依赖胰岛素。无龋齿性。不消化或不吸收糖摄入（小肠）消化发酵（大肠）SCFA吸收酶降解可利用能源2.功能性低聚糖的生产和研究现状2.1低聚糖的种类2.2几种低聚糖的生产工艺2.3国内外低聚糖生产和研究简况2.1低聚糖的种类和结构2.1.1果糖低聚糖(Fructo-oligosaccharides)混合物Kestose(Gα1-2βF),nystose(Gα1-2F1-2βF1-2βF),fructofuranosylnystose(Gα1-2F1-2βF1-2βF1-2βF)2.1.2半乳糖低聚糖(Galacto-oligosaccharides)(-4Galβ1-4Galβ1-4G)和(-6Galβ1-6Galβ1-4G)两个典型键2.1.3木糖低聚糖(Xylo-oligosaccharides)DP2-5(Xylβ1-4Xylβ1-4Xylβ1-)2.1.4异麦芽低聚糖(Isomalto-oligosaccharides)异麦芽三糖(isomaltotriose)(Gα1-6Gα1-6G),潘糖(panose)(Gα1-6Gα1-6G),异麦芽糖(Gα1-6G),麦芽糖(Gα1-4G)和葡萄糖(G)的混合物2.1.5大豆低聚糖(Soybean-oligosaccharides)棉子糖(Raffinose)(Galα1-6Gα1-2F),水苏糖(Stachyose)(Galα1-6Galα1-6Gα1-2F),蔗糖sucrose(Gα1-2F)和单糖(G,F)的混合物2.1.6乳蔗糖(Lactosucrose)(Galα1-4Gα1-2F)2.1.7乳酮糖(Lactulose)(Galβ1-4F)2.1.8帕拉金糖(Palatinose)(Gα1-6F)2.1.9共轭糖(Couplingsugar)麦芽糖基蔗糖(Gα1-4Gα1-4Gα1-2F)和葡萄糖基蔗糖(Gα1-4Gα1-2F)的混合物各种低聚糖的最低每日有效摄入量异麦芽低聚糖14克低聚果糖3.0克低聚半乳糖2-2.5克大豆低聚糖2.0克水苏糖0.5-3.0克低聚木糖0.7克（超级双歧因子）2.2几种低聚糖的生产工艺2.2.1主要生产方法天然原料提取法：大豆低聚糖和水苏糖水解酶分解天然多糖糖苷转移酶生成酸水解天然多糖：低聚木糖、水苏糖。化学合成法：乳酮糖2.2.2各种低聚糖及其生产原料淀粉----异麦芽低聚糖、低聚龙胆糖（Gentio-）、海藻糖（Trehalose）和黑曲霉低聚糖(Nigero-)。蔗糖----偶联糖、低聚果糖、帕拉金糖、乳蔗糖、棉子糖、水苏糖和海藻糖。乳糖----低聚半乳糖、乳蔗糖和乳酮糖。菊粉（Inulin)----低聚果糖木聚糖（Xylan）----低聚木糖琼脂（Agar）----琼脂低聚糖甘露聚糖（Mannan）----低聚甘露糖甲壳多糖（Chitosan）----甲壳低聚糖2.2.3异麦芽低聚生产工艺生产工艺：淀粉α-淀粉酶液化（糊精）β-淀粉酶糖化葡萄糖转移酶过滤等精制Glucosyltranase低聚异麦芽糖（异麦芽三糖、潘糖、异麦芽糖等）2.2.3低聚果糖生产工艺1)菊粉(InulinfromChicory)酶解工艺:Endoinulinase分解菊粉为DP值20以上的果糖低聚糖。欧洲较多。2）转化酶（invertase)转果糖基工艺：β-果糖转移酶（β-fructosyltransferase,Ftase)β-呋喃果糖苷酶（β-fructofuranosidase,Ffase)DP值6以下，亚洲较多。蔗糖液（50-60%）调节pH值5.5酶反应(60°C,20-25h)灭酶(80°C,30min)脱色离子交换浓缩低聚果糖产品2.2.4大豆低聚糖提取1）大豆中含量：棉子糖(Raffinose)1%，水苏糖(Stachyose)4%，蔗糖5%2）大豆分离蛋白碱溶酸沉之后的黄浆水溶液中大豆低聚糖占有固形物的30%~50%。3)经过超滤等技术进行浓缩和精制。4）工艺：脱油豆粕加水5:1，50°C，搅拌超滤除蛋白（体积浓缩3-5倍）大豆低聚糖（回收率50-55%）大豆低聚糖的生产脱脂豆粕粉碎水浴浸提加水过滤加酸沉淀蛋白离心分离上清液脱色过滤脱盐浓缩微波酶处理大豆低聚糖2.3低聚糖国内外生产和研究概况2.3.1日本是世界上低聚糖研究最早、研究最多和最先实现工业化的国家。目前，也是生产和消费最多的国家。每年消费量大约为3-4万吨。生产量最大的低聚糖为异麦芽低聚糖，其次为低聚果糖、低聚半乳糖等。品种最多，有十几种已经生产。价格最贵的为低聚木糖。2.3.2欧美只有果糖低聚糖（FOS）等少量几种被批准为功能食品添加剂。生产以菊粉来源的功能性果糖低聚糖为主要产品（聚合度大于20为膳食纤维和脂肪代替物），年消费量1-2万吨。各种低聚糖在饲料行业研究和应用较多。近几年来开始重视多糖和低聚糖的功能性研究和生产应用。