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低聚果糖研究及其在食品中的应用

   日期:2014-07-03     来源:慧聪食品工业网    浏览:792    评论:0    
  

   1.2.4产生有机酸,降低肠道pH,抑制腐败,预防便秘

    低聚果糖进入大肠,被大肠内的双歧杆菌利用产生有机酸,主要是丁酸、丙酸等,降低了肠道的pH。Gibson对8名便秘患者每天口服低聚果糖15g,两周后便秘缓解,给便秘者每天口服低聚果糖5-6g,4天后,80%的患者症状改善,便质软化,臭味减少。稻叶的研究表明,使用低聚果糖会使肠道中的腐败物质发吲哚,粪臭素等显著降低[16]

    1.2.5提高免疫力、抑制、预防肿瘤

    大量的动物试验结果表明,双歧杆菌在肠道内大量繁殖能够起抗癌作用。这种抗癌作用归功于双歧杆菌的细胞、细胞壁成分和胞外分泌物使机体的免疫力提高。最近的研究报道中指出,低聚果糖食后直达大肠,在结肠中被大肠菌群发酵产生的丁酸可能预防化疗的致癌作用或通过促进结肠中的细胞分化来降低宿主的结肠癌风险[17,18]。除了丁酸,丙酸可以对结肠癌细胞有抗炎作用。

    1.2.6抗龋齿

    功能性低聚果糖不是口腔微生物的作用底物,也没有菌体凝结作用,因而不会引起牙齿龋变。

    1.2.7促进钙等矿物质元素的吸收

    在青少年人群中,日常饮食中经常食用益生元比如低聚果糖能够促进Ca的吸收并且在青春期时能够增加骨骼的矿物质含量。低聚果糖能够被定植在肠道的微生物发酵,从而使益生菌的数量增加,产生SCFA和气体[19]。这些SCFA能够降低肠道内的pH并且能够创造一个更有利于矿物质溶解的酸性环境。另外,在饮食中添加低聚果糖的动物试验已经表明能够增加盲肠的体积[20,21]。盲肠的扩大能够增加矿物质在回场中的积累。
 

   2、低聚果糖的制备

    低聚果糖可以通过蔗糖或菊粉为底物制备得到。

    2.1以蔗糖为原料

    以蔗糖为底物制备低聚果糖主要使用β-D-果糖基转移酶或β-呋喃果糖苷酶。最常用的产酶菌种有Aspergillusniger,Aspergillusoryzae,Aureobasidiumpullulans和Aspergillusjaponicus。目前,黑曲霉产的果糖基转移酶已被广泛应用,低聚果糖的最大产率可达55%~60%(质量分数)。不同来源的β-D-果糖基转移酶的转苷能力相差并不大,以55%的蔗糖为底物时,采用AspergillusoryzaeCFR202产的β-D-果糖基转移酶,低聚果糖的得率54%,采用AspergilluspullulansCFR77产的β-D-果糖基转移酶,低聚果糖的得率为56%[22]

    2.2以菊苣为原料

    以菊粉为底物制备低聚果糖主要采用内切菊粉酶。在内切菊粉酶水解菊粉的过程中,酶的纯度对低聚果糖的得率和组成有较大影响。采用纯化酶可使菊粉的水解率达到75%低聚果糖得率为70%,产物聚合度以2~8为主,而部分纯化的酶由于其中含有少量外切酶使得低聚果糖的得率仅有50%,聚合度只有2~4[23]。大多数研究通常只使用一种来源的内切菊粉酶,有研究显示使用来自于Xanthomonassp和Pseudomonassp的双内切酶系统能够获得更高的低聚糖得率[24]

    3、低聚果糖的检测方法

    3.1高压液相色谱法

    目前检测功能性寡糖的方法很多,高压液相色谱法(HPLC)相对多些,其主要是利用寡糖的易溶特性,因此,在糖柱、氨基柱、凝胶柱上能达到较好的分离效果。HPLC也在不断的发展和完善中,例如Hirotaka等[25]将单糖和低聚糖进行荧光素衍生后,利用HPLC法检测取得了较好的效果,也有人称之为高压液相柱前衍生化法[26]。HPLC操作简便,易于掌握,测定结果准确,重复性和再现性良好,适用于复杂食品基质中寡糖含量的测定。例如,傅博强等[27]用该法将三种低聚果糖(蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖)与复杂食品中的干扰成分如葡萄糖、蔗糖、乳糖、低聚异麦芽糖等糖类和其他杂质在色谱柱上实现有效分离。该法可以满足食品生产企业质量控制和质检部门进行市场监管的需求。形成的检测国家标准将为食品营养标签中功能性寡糖含量的标示提供检测依据。

    3.2气相色谱法

    气相色谱分离检测低聚糖具有高效、快速、灵敏度高、样品用量小等优点[27]。但因气相色谱用气体做流动相,被分析样品必须汽化后才能在柱上进行分析。低聚糖没有足够的挥发性,测定时要预先将其制备成易挥发、对热稳定的衍生物。进样口的高温有时会使其衍生物分解,甚至可被留在进样口上的残留物催化。因此,气相色谱法在检测功能性低聚糖时有一定的限制[29]

    3.3薄层分析法

    薄层层析法成本低,速度快,不受试样挥发性和热稳定性局限,但是它的测定误差较大,不易进行定量分析,只适用于低聚糖生产或试验研究的常规分析[28]。例如陈金玲等[29]研究建立了快速鉴定大蒜低聚果糖的薄层层析法,展开系统为正丁醇:异丙醇:水:乙酸=7:5:4:2,显色剂为α-萘酚-硫酸,点样量为0.4μL,室温下进行4次展开,可把单糖至低聚七糖甚至八糖等各组分分开,斑点清晰,无拖尾,分离效果较好[30]

 
 
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