食品化学糖类专题

我国功能性低聚糖的市场情况
1996年开始有批量生产,2000年达3万 吨,2007年约10万吨。
主要品种有：低聚异麦芽糖、低聚果糖、大豆低 聚糖、低聚木糖等。
有潜力的低聚糖：魔芋胶低聚糖、壳聚寡糖
主要低聚糖的结构
低聚异麦芽糖 低聚果糖 低聚木糖 低聚半乳糖 大豆低聚糖
低聚异麦芽糖直观图
主要低聚糖的结构——低聚果糖
2000年我国功能性低聚糖总产量约3万吨，截至2007 年全国低聚糖生产厂家已达数十家，它们分布在山东、 河南、江苏、浙江等省，形成了年产超过10万吨的产能。
主要品种有低聚异麦芽糖，低聚果糖、低聚半乳糖、大 豆低聚糖、水苏糖等。
日本是世界上较早开发功能性低聚糖的国家，其上 市多年的主要品种如下表列举
糖类专题
功能性低聚糖
定义、生理活性、来源、结构、 技术研究进展、应用
功能性食品胶
功能性低聚糖概念
低聚糖：由2-10个单糖组成的糖 功能性低聚糖：功能性低聚糖与一般低聚
糖的不同在于不能被人体胃酸和胃酶降解， 对人体有特殊的生理功能。
பைடு நூலகம்
功能性低聚糖的生理活性
低甜度、低热量，难以被人体消化，食用后基本上不增 加血糖、血脂，但有润肠通便作用。
玉米粉代替淀粉生产低聚异麦芽糖：包括副产物回收效益在内，每 吨低聚异麦芽糖的的成本可降低1000元。
高活性低聚异麦芽糖转苷酶：目前主要靠进口，广西大学已筛选出 一株高纯低聚异麦芽糖转苷酶，已通过中试。
固定化酶技术：广西大学研究固定化酶生产低聚果糖技术已获成功； 天津纺院用中空纤维膜反应器，酶被限定在中空纤维超滤器的特定 空间内，进行均质化反应，生成物透过膜被分离出来。
以蔗糖为原料，通过酶法转化的低聚果糖。低聚 果糖的含量约为55%。
低聚异麦芽糖和低聚果糖研究进展
有效物从50%提高到90%以上的研究：低聚异麦芽糖残留的其它 糖为葡萄糖、麦芽糖，低聚果糖中残留的是蔗糖和葡萄糖。研发有 效物90%以上的产品是国内外研发的方向。分离残糖的途径：微 生物发酵法，膜分离和树脂法及葡萄糖氧化酶氧化法。
甲壳低聚糖由甲壳素水解而成
魔芋低聚糖的结构
魔芋葡甘露聚糖是由D-甘露糖与D-葡萄糖通过β-1，4糖苷键 连接而成的多糖，甘露糖与葡萄糖之比为1：1.6，在主链的D甘露糖的C3以β-1，3糖苷键连接的支链，主链上有不规则的 乙酰基存在。魔芋低聚糖是魔芋葡甘露聚糖的水解物
魔芋葡甘露聚糖的结构
低聚龙胆糖的结构和特性
低聚木糖的结构
由2～ 7个木糖以β-1,4糖苷键连接而成。
木二糖和木三糖的结构
低聚半乳糖的结构
低聚半乳糖是以乳糖为原料，经半乳糖苷酶作用， 在乳糖分子中的半乳糖一侧以β-1,4糖苷键连接 1 ～4个半乳糖而成。
半乳糖基乳糖的结构
低聚半乳糖的结构直观图
大豆低聚糖的结构
壳聚寡糖（甲壳低聚糖）的结构
摄入低聚糖对人体大肠内双歧杆菌有增殖作用，并抑制 肠内有害菌群的繁殖，降低肠道内的毒素，提高肌体免 疫力。
不被口腔酶分解，不被致龋齿的链球菌所利用，有防龋 功能。
有促进钙铁吸收和间接调节血脂的功效。
功能性低聚糖的来源
大多数商品化的功能性低聚糖是用来源广 泛的多糖（如淀粉）或二糖（如蔗糖、乳 糖），经人工生物合成法生产，如低聚异 麦芽糖、低聚果糖、低聚半乳糖等。
用天然原料提取低聚糖 淀粉和蔗糖酶法生产低聚异麦芽糖
和低聚果糖 菊芋制低聚果糖 玉米芯粉制低聚木糖
用天然原料提取低聚糖
大豆低聚糖：是一种混合低聚糖，含蔗糖、棉籽糖和水 苏糖。是由豆粕加工分离蛋白的乳清水中分离提取。传 统工艺为：乳清盐析、超滤，除去残留蛋白质，然后活 性碳脱色，离子交换脱盐，浓缩后喷雾干燥得粉状产品。 现应用超滤膜除去蛋白质，再用纳滤膜除去单分子糖， 可得到高纯度产品。
除玉米芯，还可用甘蔗渣、棉籽等生产低聚 木糖。
功能性低聚糖的应用
糖果、饮料：日本、欧美广泛应用于各类 甜食，如饮料、乳酪、馅料、冰激淋、糖 果饼干、巧克力等。
水苏糖：是低聚四糖，在蔗糖的葡萄糖侧结合了两分子 的半乳糖构成。从水苏属植物如宝塔菜中提取。2000 年内蒙上一年产300吨水苏糖项目，2002年西安上一 年产1000项目。
淀粉和蔗糖酶法生产低聚异麦芽糖和低聚果糖
以淀粉为原料，用ß淀粉酶和脱支酶水解得到高 麦芽糖浆，再用转苷酶作用得到50%的低聚异 麦芽糖。
20世纪90年代以后，日本功能性低聚糖市场日趋 成熟，93-99年市场情况见下表
日本2000年功能性低聚糖销售情况
欧洲国家功能性低聚糖市场情况
目前欧洲市场的主要功能性低聚糖商品 只有低聚半乳糖和低聚果糖。
低聚半乳糖由乳制品工业副产品乳清经 酶反应制取；低聚果糖则主要由菊粉酶 解制取，聚合度为2～ 60.
菊芋法制取低聚果糖
欧洲传统用菊苣（一种根茎作物，有些像锥 形的萝卜），我国也有厂家用菊芋生产低 聚果糖。菊苣和菊芋均含有高聚合度的聚 果糖——菊粉。菊芋中菊粉含量约20%， 有内切酶可使其降解为低聚果糖，有效低 聚糖含量可达50%以上。
玉米芯粉制低聚木糖
低聚木糖是用木聚糖含量高的玉米芯为原料， 用稀酸稀碱或高温高压蒸煮，溶出木聚糖， 然后选择内切木聚糖酶活高而外切木聚糖 酶活力低的酶种，使木聚糖降解为低聚木 糖，其成分以木二糖和木三糖为主。
自然界中也存在各种功能性低聚糖，如大 豆低聚糖是从大豆中分离提取得到的。
功能性低聚糖的发展状况
1996年时世界各国低聚糖产量约8.5万吨，，主要在日 本和欧洲国家，北美、韩国有少量。 2002年全球的低 聚糖产量已达到15万吨，估计2007年全球低聚糖总产 量约有30万吨以上。
我国1996年出现第一个工业化生产的低聚糖—低聚异 麦芽糖，山东禹城保龄宝生物技术有限公司 。
低聚龙胆糖是龙胆二糖、三糖、四糖的混合物， 是以β-1,6糖苷 键连接的葡萄糖。工业生产低聚龙胆糖是用高浓度的葡萄糖液， 通过酶的作用，使发生葡萄糖的转移和缩合而成。
低聚龙胆糖具有低聚糖的功能特性，其增殖双岐杆菌的能力强于 低聚果糖；有轻微和清新的苦味；特别适合于咖啡制品和巧克力 制品
中国低聚糖的生产技术研究进展