低聚木糖:一种具有多重健康功效的功能性食品成分
低聚木糖:一种具有多重健康功效的功能性食品成分
低聚木糖是一种由2~7个木糖分子以β-1,4-糖苷键连接形成的低度聚合糖,主要存在于玉米芯、植物秸秆等农林产品中。它具有促进双歧杆菌增殖、调节肠道菌群、促进钙吸收等多种生理功能,被广泛应用于食品和保健食品中。
一、化学结构与理化性质
低聚木糖(xylo-oligosaccharide)又称木寡糖,由2~7个木糖分子以β-1,4-糖苷键连接,形成的具有直链或支链的低度聚合糖,并以木二糖、木三糖、木四糖为主要成分的混合物。分子式为(C5H10O5)n,n为2~7,分子量为300.28~1 050.98。
A.n=0 木二糖
B.n=1 木三糖
C.n=2 木四糖
低聚木糖的化学结构
低聚木糖糖浆是一种淡黄色黏稠状液体,低聚木糖糖粉外观形态为白色粉末,有吸水性,易吸潮。相对甜度约为蔗糖的40%,并且甜味纯正,类似蔗糖。酸、热稳定性好,在酸性条件(pH 2.5~8.0)加热至100℃基本不分解。很难为人体消化酶系统所分解,唾液、胃液、胰液和肠液等各种消化液几乎都不能分解低聚木糖。
二、主要来源与生产制备方法
主要来源
低聚木糖存在于很多植物中,如玉米芯、植物秸秆、天然竹笋、甘蔗渣、棉籽壳、燕麦、桦木等农林产品中,以半纤维素的形式存在于植物细胞的细胞壁中。
生产制备方法
低聚木糖的制备方法主要有以下2种:一种以小麦秸秆为原料采用蒸汽爆破法,经木聚糖酶酶解、纳滤膜超滤膜分离、脱色、离交、浓缩、干燥精制而成;另一种以玉米芯为原料采用碱性条件下高温蒸煮,经木聚糖酶酶解、纳滤膜超滤膜分离、脱色、离交、浓缩、干燥精制而成。
三、分析方法
- GB:GB/T2984-2008 高效液相色谱法 低聚木糖。
- AOAC:未查见相关文献资料。
- 其他:高效液相色谱法。
四、生理功能及作用
调节肠道菌群
低聚木糖具有显著的高选择性双歧杆菌增殖作用,功效是其他聚合糖类的20倍。除青春双歧杆菌、婴儿双歧杆菌和长双歧杆菌外,大多数肠道菌对低聚木糖的利用都比较差。试验表明,进食0.7g/d低聚木糖,3周后肠内双歧杆菌可由8.5%增至20.2%,如进食1.4g/d,则由9.3%增至37.4%,而有害菌相应减少。
难消化、低热值
低聚木糖由于分子结构中特有的β(1-4)糖苷键,而使体内消化道中酶无法将其分解,不能被人体直接吸收利用。经唾液、胃液、胰液和小肠酶液进行的消化试验表明,各种消化液几乎都不能分解低聚木糖。其能量几乎为零,既不影响血糖浓度,也不增加血糖中胰岛素水平。
促进人体对钙的吸收
当低聚木糖与钙同时摄入,能促进钙的吸收。另外还能促进生成多种营养物质包括维生素B1、维生素B2、维生素B6、维生素B12、烟酸和叶酸。
抑制病原菌以及减少有毒发酵产物
低聚木糖对病原菌有较强的吸附力,如大肠杆菌、肠炎门氏菌、肺炎克雷伯氏菌、嗜水气单胞菌等都吸附到低聚木糖上。由于低聚木糖不被肠道中的消化酶所降解,可携带附着的病原菌通过肠道排出体外,达到防止腹泻的目的。
人体内和体外粪便培养试验表明,摄入低聚木糖的3周内,机体即可减少44.6%有毒发酵产物和40.9%的有害细菌的产生。
其他
有保健食品研究证明血压、血清胆固醇、机体免疫力调节作用。
五、安全性研究
人群资料
未查见相关文献资料。
代谢情况
低聚木糖结构特殊,几乎不能被人的唾液、胰液、小肠黏膜中的消化酶以及胃液消化而直接到达大肠。
急性毒性
最大耐受量法试验结果显示,该受试物对两种性别小鼠的MTD均大于10g/kg。
遗传毒性
Ames试验结果为阴性。小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验,结果阴性。小鼠精子畸形试验,结果为阴性。小鼠睾丸染色体畸形试验,结果为阴性。
亚慢性毒性
大鼠30d喂养试验显示,在试验期内各试验组动物生长发育良好,体重、食物利用率、血常规、血生化、脏器系数等各项指标均在本试验室正常值范围内,与对照组之间均无显著性差异(P>0.05)。病理组织学检查亦未见异常。结果表明该样品30天喂养对大鼠各项观察指标未见毒性作用。
慢性毒性与致癌性
未查见相关文献资料。
生殖与发育毒性
未查见相关文献资料。
其他
未查见相关文献资料。
六、常见使用方法与调查/推荐摄入量
1、常见使用方法
- 食品:可添加于焙烤食品、调味品、甜品点心、各类罐头、糖果。各种乳制品、饮料、酒类,酸奶、乳酸菌饮料、碳酸饮料等酸性饮料中。
- 保健食品:可应用于改善肠胃功能失调,提高机体抗病力,预防和治疗腹泻等功能的保健食品中。
- 其他:添加于饲料中,用于提高动物免疫力及饲料转化率。
2、调查/推荐摄入量
- (1)调查摄入量:未查见相关文献资料。
- (2)推荐摄入量:未查见相关文献资料。
七、国际组织和各国政府评价、批准、认可情况
中国
中华人民共和国卫生部公告2008年第12号将低聚木糖批准为新资源食品,来源为小麦秸秆。可使用于各类食品,不包括婴幼儿食品,使用量≤1.2g/d(以木二糖~木七糖计)。也可应用于保健食品中,批准使用剂量为1.2~1.3g/d。
美国
未查见相关文献资料。
欧盟
未查见相关文献资料。
澳/新
未查见相关文献资料。
其他
经日本保健食品学术委员会审定,厚生省第64号许可证认定低聚木糖为特定保健用食品物质。
八、注意事项和禁忌
不适宜人群
未查见相关文献资料。
禁忌
未查见相关文献资料。
与药物相互作用
未查见相关文献资料。
其他
未查见相关文献资料。
九、小结
低聚木糖由2~7个木糖分子以β-1,4-糖苷键连接形成并以木二糖、木三糖、木四糖为主要成分的混合物。低聚木糖具有增殖双歧杆菌、优化体内微生态环境,预防龋齿等的作用。可广泛应用于食品、保健食品。我国批准低聚木糖为新资源食品。允许其添加到各类食品中,不包括婴幼儿食品。使用量为≤1.2g/d(以木二糖~木七糖计)。
资料来自:杨月欣,李宁. 营养功能成分应用指南.北京:北京大学医学出版社,2011.