理化特性

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甜度

功能性低聚糖常被用作功能性甜味劑，甜度為蔗糖的0.3~0.6倍。就味質(zhì)而言，低聚異麥芽糖味質(zhì)純正；大豆低聚糖與蔗糖甜味相似，但回味差；低聚果糖口感較蔗糖清爽，不帶任何后味；低聚木糖也很清爽，略有特殊氣味。 [5]

黏度

有研究表明，當(dāng)濃度相同時(shí)，低聚果糖的黏度較蔗糖高；低聚異麥芽糖的黏度與蔗糖溶液接近；大豆低聚糖的黏度較麥芽糖低，比異構(gòu)糖高；低聚木糖的黏度低予以上3種功能性低聚糖，且其黏度隨著溫度升高而迅速下降。 [6]

耐熱耐酸性

功能性低聚糖一般具有良好的耐熱耐酸性。其中低聚木糖的穩(wěn)定性最優(yōu)，當(dāng)pH為2.5~8.0時(shí)相當(dāng)穩(wěn)定，于100℃下加熱1 h幾乎不分解。低聚異麥芽糖和大豆低聚糖在pH>3的環(huán)境中均有較好的穩(wěn)定性，即使經(jīng)過(guò)140℃高溫處理也不易分解。當(dāng)pH為5~7時(shí)，低聚果糖相當(dāng)穩(wěn)定，將其加熱到150℃時(shí)也不會(huì)分解，但在pH<4的酸性環(huán)境中其熱穩(wěn)定性會(huì)大幅度下降。 [7]

保濕吸水性

功能性低聚糖普遍具有良好的保持水分的能力。例如當(dāng)?shù)途郛慃溠刻桥c其他糖類(lèi)混合使用時(shí)，可以鎖住水分、防止結(jié)晶。這種優(yōu)良的吸水保水能力也使功能性低聚糖具有膳食纖維的作用，可增加大便持水性和容量，使其易于排出。 [8-9]

生理功能

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與一般（普通）的低聚糖相比，功能性低聚糖具有獨(dú)特的生理功能：

1.調(diào)節(jié)菌群結(jié)構(gòu)、增殖有益菌群

人體胃腸內(nèi)由于缺乏水解功能性低聚糖的酶系統(tǒng)，因此不能直接利用功能性低聚糖，但其可以被腸道內(nèi)的有益菌群充分利用，功能性低聚糖是雙歧桿菌、乳酸菌、腸球菌等有益菌群最直接、最有效的養(yǎng)料，它能排除消化系干擾，選擇性地進(jìn)入到雙歧桿菌、乳酸桿菌等最適宜生長(zhǎng)的大腸，促使雙歧桿菌等快速生長(zhǎng)和大量繁殖。 [4]

2.降低齲齒發(fā)生幾率

功能性低聚糖屬難消化糖，很難被口腔中導(dǎo)致蛀齒的突變鏈球菌發(fā)育所利用，所以不會(huì)產(chǎn)生形成齒垢的不溶性葡萄聚糖，不會(huì)引起蛀牙。當(dāng)其與蔗糖合用時(shí)，會(huì)強(qiáng)烈抑制蔗糖被鏈球菌合成為不溶性葡萄聚糖，抑制葡萄糖在牙齒上附著，阻礙形成齒垢，防止牙齒表面琺瑯脫灰，因此起到抗齲齒作用。 [4]

3.增加排便防治便秘

由于雙歧桿菌發(fā)酵低聚糖產(chǎn)生大量的短鏈脂肪酸能刺激腸道蠕動(dòng)，增加糞便的濕潤(rùn)度，并通過(guò)菌體的大量生長(zhǎng)以保持一定的滲透壓，從而防止便秘的發(fā)生。此外，低聚糖屬于水溶性膳食纖維，可促進(jìn)小腸蠕動(dòng)，也能預(yù)防和減輕便秘。 [4]

4.生成營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、增加營(yíng)養(yǎng)吸收

功能性低聚糖可以促進(jìn)雙歧桿菌增殖，而雙歧桿菌可在腸道內(nèi)合成維生素B1 、B2 、B6 、B12 、煙酸、葉酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。此外，由于雙歧桿菌能抑制某些維生素的分解菌，從而使維生素的供應(yīng)得到保障，如它可以抑制分解維生素B1的解硫胺素的芽孢桿菌，隨著腸道雙歧桿菌的增殖，腸道內(nèi)合成的維生素含量會(huì)隨之提高，可以間接提高人體內(nèi)水溶維生素的攝入量有助消化和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收。 [4]

5.調(diào)節(jié)血脂和膽固醇代謝

由于功能性低聚糖是難消化性糖，不能被消化酶消化吸收，一般較少轉(zhuǎn)化成脂肪。它被雙歧桿菌分解產(chǎn)生的丙酸又能抑制肝臟膽固醇的生成，分解產(chǎn)生的乙酸鹽能抑制肝臟中葡萄糖轉(zhuǎn)化成脂肪。攝入功能性低聚糖后可以降低血清膽固醇的水平，雙歧桿菌產(chǎn)生的膽酸水解酶將結(jié)合膽酸游離出來(lái)，膽汁酸可以同膽固醇結(jié)合沉淀隨大便排出體外，從而有效地降低血脂。 [4]

6.增強(qiáng)機(jī)體免疫能力，抵抗腫瘤

功能性低聚糖增殖的雙歧桿菌細(xì)胞壁和分泌物可產(chǎn)生大量的免疫物，促使腸道免疫蛋白A(IgA)漿細(xì)胞的產(chǎn)生，從而殺滅侵入體內(nèi)的細(xì)菌和病毒，消除體內(nèi)“病變”細(xì)胞，防止疾病的發(fā)生及惡化。 [4]

制備方法

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淀粉制備功能性低聚糖

低聚異麥芽糖制備大致有以下兩種途徑：一是利用糖化酶逆合作用，在高濃度葡萄糖溶液中將之逆合生成異麥芽糖、麥芽糖等低聚糖；但由于產(chǎn)率低，產(chǎn)物復(fù)雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)等缺點(diǎn)而難以工業(yè)化大量推廣。二是以淀粉制得高濃度葡萄糖漿為底物，通過(guò)α-葡萄糖轉(zhuǎn)苷酶催化發(fā)生α-葡萄糖基轉(zhuǎn)移反應(yīng)而得。工業(yè)化生產(chǎn)低聚異麥芽糖一般以淀粉為原料采用全酶法工藝。 [10]

蔗糖制備功能性低聚糖

工業(yè)生產(chǎn)低聚果糖方法主要有兩種：一是以菊芋為原料提取菊粉，再經(jīng)酶水解而得。第二種方法是以蔗糖為原料，采用固定化酶法進(jìn)行連續(xù)反應(yīng)，將高濃度蔗糖溶液在50℃~60℃下以一定速率流過(guò)固定化酶柱，利用β-果糖轉(zhuǎn)移酶進(jìn)行一系列轉(zhuǎn)移反應(yīng)而獲得低聚果糖。該法連續(xù)性好、自動(dòng)化程度高，操作穩(wěn)定性好，酶能反復(fù)使用，利用率高。 [5] [10]

乳糖制備功能性低聚糖

乳酮糖制備方法：一般采用堿液處理乳糖異構(gòu)化。乳糖在堿性溶液中，加熱處理使乳糖分子葡萄糖部分異構(gòu)化，生成異構(gòu)化乳糖，然后將溶液用離子交換樹(shù)脂去離子、脫色、濃縮，并使未反應(yīng)乳糖析出沉淀，其上清液即為異構(gòu)化乳糖糖漿。此外，也可用β-半乳糖苷酶進(jìn)行酶法異構(gòu)化制取乳酮糖；或以1：1蔗糖與乳糖為原料，經(jīng)酶轉(zhuǎn)化而成乳果糖。 [10]

其它原料制備功能性低聚糖

以木聚糖為底物通過(guò)內(nèi)切木聚糖酶水解木聚糖β–1， 4糖苷鍵而得到以木二糖、木三糖為主要組分低聚木糖混合物；可采用超濾和反滲透除去大分子和小分子糖，制取高純度低聚木糖。 [11]

大豆低聚糖生產(chǎn)一般以大豆乳清液為原料， 經(jīng)分離、提純， 精制而得。另一種工藝路線(xiàn)是直接用大豆作原料依次提取大豆油、大豆低聚糖和大豆多肽等。以乳清為原料生產(chǎn)工藝：乳清→加熱→過(guò)濾→脫鹽→脫鹽→脫色→濃縮→凈化→產(chǎn)品。 [10]

應(yīng)用

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在食品中的應(yīng)用

一些功能性低聚糖的糖漿黏度與葡萄糖漿相似，水活度與蔗糖相似，還原力中等，用于食品可降低冰點(diǎn)，提高沸點(diǎn)，改善保濕性，在許多食品生產(chǎn)和家庭烹調(diào)中可用來(lái)代替蔗糖。 [12]

在飼料中的應(yīng)用

功能性低聚糖因其低殘留、無(wú)抗藥性、純天然以及具有良好的降低腹瀉的特性，成為某些抗生素的替代品，通常用于用于飼料添加劑以提高畜禽生產(chǎn)性能，提高畜禽免疫性能，改善畜禽腸道微生態(tài)環(huán)境，除糞臭等作用。 [4] [13]

在其它領(lǐng)域的用途

功能性低聚糖還被用作農(nóng)藥應(yīng)用于水果、蔬菜防治中，具有安全、無(wú)毒的特點(diǎn)。低聚糖生物農(nóng)藥作為一類(lèi)新型的植物激素及物抗性激活因子在農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育和病蟲(chóng)害防治中具有闊的開(kāi)發(fā)前景。低聚糖生化肥料對(duì)土壤微生物也有菌群節(jié)作用，能提高化肥的利用率。 [4]

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