低聚木糖的特性及應(yīng)用研究進(jìn)展

1、作者簡介姬小明(1972-,女,河南舞鋼人,博士,講師,從事糖化學(xué)及煙草化學(xué)研究。*通訊作者,博士,副教授,E-mail :Mqzhao999 。收稿日期2007!04!25低聚木糖和其他低聚糖如低聚果糖、乳果糖、異麥芽糖等一樣,是新近發(fā)展起來的一種功能性低聚糖1。它除具有功能性低聚糖一般的功能性質(zhì)外,還具有顯著的雙歧桿菌增殖效果,而且用量小、耐酸、耐熱。目前,開發(fā)功能性低聚糖產(chǎn)品已成為研究熱點(diǎn),低聚木糖是其中之一2。1低聚木糖簡介低聚木糖也稱木寡糖,是以木聚糖為底物通過內(nèi)切木聚糖酶3水解木聚糖的!1,4糖苷鍵而得到的以木二糖、木三糖為主要成分的低聚木糖混合物2。木聚糖是植物半纖維素的重要成分

2、,一般能占到植物干重的7%30%,而在一些如小麥、甘蔗、棉花一年生植物的籽殼中,木聚糖含量高達(dá)30%以上4-5。因此其生產(chǎn)原料可采用木聚糖含量相對較高的農(nóng)副產(chǎn)品,如玉米芯、稻殼、蔗渣、麩皮等2。這不僅可以處理農(nóng)林廢料,變廢為寶,保護(hù)環(huán)境,而且促進(jìn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。在國內(nèi),一些廠家已經(jīng)開始進(jìn)行少量低聚木糖的商業(yè)化生產(chǎn),但由于研究開發(fā)尚不充分,因此生產(chǎn)成本較高,商業(yè)應(yīng)用較少6。但在國外,Suntory 公司1996年的生產(chǎn)量為300t ;近兩年,日本國內(nèi)對于低聚木糖的需求量已經(jīng)達(dá)到1000t 以上7。2低聚木糖的特性2.1穩(wěn)定性低聚木糖具有較高的耐熱和耐酸性能,在pH值2.58.0的范圍內(nèi)相當(dāng)

3、穩(wěn)定,在該pH 值范圍內(nèi)加熱1h ,低聚木糖幾乎不分解8。將低聚木糖濃度1%的溶液,在pH 值2.58.0的范圍中,于5、20、37及室外條件下放置3個月,其保存性均無太大變化,表明其穩(wěn)定性極佳,其中以37條件下為最佳。pH 值3.4左右含低聚木糖的酸性飲料在室溫下儲存1年,其中低聚木糖的保留量達(dá)97%以上2。2.2難消化性低聚木糖很難被動物的消化酶系統(tǒng)所分解。動物的唾液、胃液、胰液和腸液等各種消化液幾乎不能分解低聚木糖9,它的能量值幾乎為零10。因此,如果作為動物飼料添加劑飼喂,絕大部分低聚木糖可以到達(dá)大腸,供雙歧桿菌增殖11。2.3增殖雙歧桿菌12-13低聚木糖能顯著地增殖雙歧桿菌。功能性

4、低聚木糖的主要有效成分屬不消化但可發(fā)酵糖,因此是雙歧桿菌的有效增殖因子,可大量增殖雙歧桿菌和乳酸菌14,從而抑制腸內(nèi)腐敗菌生長,改善腸道微生態(tài)環(huán)境,起到調(diào)整人體生理功能,增強(qiáng)機(jī)體免疫力,預(yù)防疾病發(fā)生的效果。低聚木糖對腸道內(nèi)雙歧桿菌有高選擇性的增殖效果。體外試驗(yàn)結(jié)果表明,除青春雙歧桿菌、嬰兒雙歧桿菌和長雙歧桿菌外,大多數(shù)腸道細(xì)菌對低聚木糖的利用都很差2,15。人體口服試驗(yàn)證明,成人每天口服0.7g 低聚木糖,就能產(chǎn)生顯著的效果,2周后大腸桿菌中雙歧桿菌的比例從8.9%增加到17.9%,而擬桿菌(可能的致病菌則從52.6%減少到44.4%;3周后,雙歧桿菌的比例增加到20.2%,擬桿菌降至32.9

5、%14。另外,通過增殖雙歧桿菌等有益菌,低聚木糖還能達(dá)到防止腹瀉、便秘、抵抗腫瘤和分解致癌物等功能。2.4防齲齒低聚木糖不能被口腔內(nèi)變異鏈球菌等細(xì)菌分解成粘著性的單糖如葡萄糖、果糖、半乳糖等,與蔗糖并用時能阻止蔗糖被齲齒病原菌作用而生成水不溶性的高分子葡聚糖(牙垢,因此低聚木糖具有無齲齒性及抗齲齒性8,適合作為兒童食品的甜味添加劑2。2.5促進(jìn)鈣的吸收低聚木糖與食物的配伍性好,當(dāng)?shù)途勰咎呛外}同時攝入時,不僅不會影響機(jī)體對鈣的吸收,反而能起到促進(jìn)作用。通過試驗(yàn),用2%低聚木糖水溶液和鈣同時讓白鼠自由攝取7d 后,在低聚木糖的作用下,大白鼠對鈣的消化吸收率提高了23%,體內(nèi)Ca 的保留率提高了21

6、%1。因此低聚木糖可作為開發(fā)孕婦、老年人食品的理想原料2。2.6無毒性,安定性低聚木糖和細(xì)菌制劑的最大差別是它沒有任何毒副作用,長期使用不會引起動物體內(nèi)微生物的抗藥性,不引起動物產(chǎn)品的藥物殘留和導(dǎo)致環(huán)境污染。對白鼠進(jìn)行喂養(yǎng)試驗(yàn),結(jié)果表明,試驗(yàn)期內(nèi)動物生長發(fā)育良好,體重、食物利用率、血常規(guī)、血生化、臟器系數(shù)等各項(xiàng)指標(biāo)均在正常值范圍內(nèi),病理組織學(xué)檢查亦未見異常1。3低聚木糖的應(yīng)用3.1農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用低聚木糖可以作為農(nóng)作物的營養(yǎng)物,不僅能提高作物的生長速度,還能提高作物的抗病能力。用低聚木糖對番茄種子進(jìn)行浸種,盆栽試驗(yàn)結(jié)果表明,低聚木糖不僅能促進(jìn)番茄種子的發(fā)芽生長,而且對番茄植株的生物量、根重有明顯的

7、增加效果。施低聚木糖后,植株莖葉健壯,番茄對土壤中N 、K 養(yǎng)分的吸收增加,同時提高土壤微生物的活性,表現(xiàn)為土壤微生物C 、N 的增加16。因此低聚糖作為生態(tài)肥料在農(nóng)業(yè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。3.2飼料工業(yè)中的應(yīng)用低聚木糖是一類新型綠色、保健低聚木糖的特性及應(yīng)用研究進(jìn)展姬小明1,呂全建2,趙銘欽1*(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院,河南鄭州450002;2.鄭州牧業(yè)工程高等?？茖W(xué)校,河南鄭州450008摘要對低聚木糖進(jìn)行了簡單介紹,闡述了其特性及應(yīng)用方面的研究進(jìn)展,并對其進(jìn)行了展望。關(guān)鍵詞低聚木糖;特性;應(yīng)用中圖分類號Q539文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號0517-6611(200723-07088-02Res

8、earch Progress of Characteristics and Application of Xylo !oligosaccharideJI Xiao !ming et al (College of Agronomy,Henan Agricultural University,Zhengzhou,Henan 450002Abstract Xylo !oligosaccharide,a kind of functional oligosaccharide,could be used extensively in many fields.Research progress of cha

9、racteristics and application of xylo !oligosaccharide was introduced in this article.Key words Xylo !oligosaccharide;Characteristics;Application(上接第7072頁10KUBOTA C ,FUJIWARA K ,KITAYA Y ,et al.Recent advances inenvironment control in micropropagationMGOTO E ,KURATA K ,HAYASHI M ,eds.Plant production

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15、作用,減少腸道內(nèi)有害菌的數(shù)目,明顯提高動物免疫力及飼料轉(zhuǎn)化率。對蛋雞使用該添加劑后,能顯著提高蛋雞的產(chǎn)蛋性能,降低料蛋比,增加養(yǎng)雞效益。試驗(yàn)結(jié)果表明,在飼料中添加0.05%低聚木糖,能提高蛋雞產(chǎn)蛋率4%5%17。肥育豬日糧中添加低聚木糖能有效提高肥育豬日增重。2005年潘飛等試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),添加低聚木糖的試驗(yàn)組較對照組日增重分別提高7.5個百分點(diǎn),低聚木糖組的采食量較對照組提高5.3個百分點(diǎn),而料重比則分別降低2.1個百分點(diǎn)18。2006年,沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)郭雪峰等研究表明,添加低聚木糖可提高仔豬日增重、降低腹瀉、提高飼料轉(zhuǎn)化率19,經(jīng)濟(jì)效益顯著。3.3食品工業(yè)中的應(yīng)用在食品中添加低聚木糖,不用擔(dān)心在食

16、品加工和貯藏中導(dǎo)致的有效成分分解,使用起來十分方便,而且適用于在各種食品體系中。低聚木糖對雙歧桿菌高效的增殖作用可以彌補(bǔ)其生產(chǎn)成本高的缺點(diǎn)。總之,和其他功能性低聚糖相比,低聚木糖具有使用方便、安全、穩(wěn)定,經(jīng)濟(jì)價值高等特點(diǎn)1。由于人體的胃腸道內(nèi)沒有水解低聚木糖的酶系統(tǒng),低聚木糖很難為唾液、胃液、胰液、小腸液等消化液所降解,能量很低,服用后不會引起血糖升高,因此低聚木糖還是糖尿病人和肥胖患者的理想甜味劑。在日本,低聚木糖替代蔗糖而廣泛應(yīng)用于飲料2、糖果、糕點(diǎn)、冰淇淋、乳制品及調(diào)味品等食品的生產(chǎn)上1。另外,研究證實(shí),食品中添加難消化的低聚木糖有改善便秘的效果2。3.4其他方面應(yīng)用由于低聚木糖具有表面

17、活性部位,能夠提高機(jī)體抗病力,激活免疫系統(tǒng)等功能,因此可在醫(yī)藥中廣泛應(yīng)用8,如用于預(yù)防和治療腹瀉、降低幼兒耳炎發(fā)病率等2。4展望近幾年,低聚木糖已經(jīng)成為國內(nèi)外研究者的研究熱點(diǎn)。在國外,尤其在日本,低聚木糖的應(yīng)用功能已引起人們的高度重視,其年需求量已達(dá)1500t ;在我國,低聚木糖等功能性食品的出現(xiàn),不僅將促進(jìn)我國低聚糖工業(yè)向一個新的方向發(fā)展,而且還可以處理農(nóng)林廢料,變廢為寶,保護(hù)環(huán)境。因此,低聚木糖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有很大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。參考文獻(xiàn)1李佳.低聚木糖的生產(chǎn)及應(yīng)用研究綜述J.江西食品工業(yè),2004(3:32-35.2徐冬,韓玉,杰徐忠.低聚木糖的綜合開發(fā)利用J.食品研究與開發(fā),200

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