L-阿拉伯糖的生理功能及應(yīng)用發(fā)展

食糖是現(xiàn)代人生活中不可或缺的碳水化合物來源之一，其中蔗糖是主要代表。蔗糖的使用由來已久，尤其是兒童對(duì)蔗糖甜味的特有味感依賴性是難以替代的。如何既保持人們熟悉的蔗糖味道，又能避免其給身體帶來的負(fù)面作用，曾一度成為困擾食品行業(yè)的問題。

近年來科學(xué)家和營養(yǎng)學(xué)家就功能糖（醇）的低糖、營養(yǎng)等健康新概念展開了大量研究，其中針對(duì)L-阿拉伯糖（L-Arabinose）在腸道內(nèi)對(duì)糖類代謝的作用也做了大量的臨床試驗(yàn)。臨床試驗(yàn)表明：L-阿拉伯糖對(duì)蔗糖的代謝轉(zhuǎn)化具有阻斷作用，使其在減肥、控制糖尿病等方面的應(yīng)用前景看好。目前，美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）已批準(zhǔn)其列入食品添加劑目錄，美國臨床分泌協(xié)會(huì)批準(zhǔn)其列入抗肥胖癥治療使用食品、營養(yǎng)制品和非處方產(chǎn)品目錄，美國醫(yī)療協(xié)會(huì)將其列入抗肥胖劑的營養(yǎng)補(bǔ)充劑或非處方藥；日本厚生省特定保健用食品清單中則將L-阿拉伯糖列入調(diào)節(jié)血糖專用特殊保健食品添加劑。2008年，我國衛(wèi)生部第12號(hào)公告批準(zhǔn)L-阿拉伯糖為新資源食品，使用范圍為各類食品，但不包括嬰幼兒食品。此外，L-阿拉伯糖還在生物試驗(yàn)、生物工程、香精香料等方面有較多應(yīng)用。

定義及物理性質(zhì)

L-阿拉伯糖是一種戊醛糖，廣泛存在于植物中，通常與其他單糖結(jié)合，以雜多糖的形式存在于膠、半纖維素、果膠酸、細(xì)菌多糖及某些糖苷中。在許多松柏科（如紅杉）樹的心材中含有游離狀態(tài)的L-阿拉伯糖。

L-阿拉伯糖為白色晶體，無氣味，相對(duì)密度1.625，易溶于水，溶于乙醇，不溶于醚、甲醇和丙酮。L-阿拉伯糖有類似蔗糖的甜味，但甜度只有其一半左右，溶解度低于砂糖；酸、熱穩(wěn)定。

L-阿拉伯糖的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見表1。

生產(chǎn)工藝及技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

日本在L-阿拉伯糖工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的技術(shù)及應(yīng)用研究處于全球領(lǐng)先地位，但這些工藝均受水解產(chǎn)物濃度低的影響，后續(xù)分離、純化較為困難，產(chǎn)量受限，成本居高不下。

近幾年，L-阿拉伯糖的生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步較快，采用連續(xù)色譜分離床分離技術(shù)可以得到組分較高的L-阿拉伯糖，但是若單一生產(chǎn)這一種產(chǎn)品，原料利用率仍然較低，環(huán)保壓力較大，難以實(shí)現(xiàn)降低成本的目標(biāo)。山東龍力生物科技股份有限公司順應(yīng)市場(chǎng)需求，開發(fā)木糖與L-阿拉伯糖聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目，該工藝有效的解決了成本和環(huán)保問題，采用連續(xù)色譜分離床分離半纖維素水解液，分別得到含量較高的木糖和阿拉伯糖兩組餾份。該技術(shù)的應(yīng)用提高了兩種產(chǎn)品的純度，可得到晶體產(chǎn)品，同時(shí)有利于提高產(chǎn)品的結(jié)晶收率和產(chǎn)品總收率，成為生產(chǎn)L-阿拉伯糖的趨勢(shì)所在。另一方面，木糖和阿拉伯糖聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)生的廢渣還可以進(jìn)一步生產(chǎn)纖維乙醇，這使產(chǎn)品的生產(chǎn)成本更低并可解決廢渣的環(huán)保問題。

生理功能

L-阿拉伯糖在食品和藥品方面的使用功能主要有兩點(diǎn)，一是能抑制水解雙糖的酶，即抑制因攝入蔗糖（在小腸蔗糖酶的作用下分解成葡萄糖和果糖而被吸收）而導(dǎo)致的血糖升高，簡(jiǎn)稱抑制雙糖水解的降糖作用；二是因L-阿拉伯糖對(duì)雙糖水解酶的抑制作用，使在小腸里沒被分解的蔗糖在大腸里被微生物分解產(chǎn)生出大量的有機(jī)酸，這種有機(jī)酸對(duì)肝臟合成脂肪有抑制作用，再加上L-阿拉伯糖在小腸里對(duì)蔗糖吸收的抑制作用，從而減少體內(nèi)新脂肪的產(chǎn)生。

抑制蔗糖的代謝與吸收

L-阿拉伯糖最具代表性的生理作用是有選擇性地影響小腸中的蔗糖酶，從而抑制蔗糖的吸收。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：L-阿拉伯糖對(duì)豬小腸蔗糖酶有明顯的抑制作用，當(dāng)添加量為蔗糖的1%～5%時(shí)，蔗糖酶的抑制率為50%～60%。在商品中的實(shí)驗(yàn)證明：以0.525g/kg BW劑量的L-阿拉伯糖（含量≥99.0%）灌胃正常大鼠45天，結(jié)果表明L-阿拉伯糖能顯著改善正常大鼠的糖耐量，大鼠的血清甘油三酯顯著降低，血清高密度脂蛋白膽固醇顯著增高；以人體推薦量的5、15和30倍劑量L-阿拉伯糖灌胃高糖高脂飼料喂養(yǎng)的肥胖模型大鼠45天，結(jié)果顯示各劑量L-阿拉伯糖均能顯著改善肥胖模型大鼠的糖耐量。

控制血糖升高，抑制脂肪生成

L-阿拉伯糖作為一種低熱量的糖，可以抑制因攝入蔗糖而導(dǎo)致的血糖升高，同時(shí)可以抑制肥胖，預(yù)防并治療與高血糖相關(guān)的疾病。

預(yù)防便秘，促進(jìn)雙歧桿菌生長(zhǎng)

日本的研究結(jié)果顯示：有便秘傾向的女性將添加了3%L-阿拉伯糖的蔗糖加入紅茶等飲品中連續(xù)服用，每周的排便次數(shù)有明顯增加。據(jù)日本三和淀粉株式會(huì)社試驗(yàn)證明，攝入添加5%L-阿拉伯糖的蔗糖還可以有效促進(jìn)雙歧桿菌的生長(zhǎng)。

對(duì)骨骼肌成分的影響

2005年日本的一項(xiàng)研究證明了L-阿拉伯糖對(duì)能量消耗和肌纖維成分的影響：通過對(duì)肥胖大鼠分別喂飼含20%的蔗糖膳食（C組）和添加1.5%L-阿拉伯糖的20%的蔗糖膳食（A組）21星期。C組大鼠的腹部脂肪組織重量和細(xì)胞大小顯著增長(zhǎng)，而A組大鼠的脂肪重量和細(xì)胞大小明顯受到抑制。L-阿拉伯糖可以明顯抑制給予葡萄糖2小時(shí)后的血糖上升。用呼吸商來評(píng)估時(shí)，A組大鼠脂肪消耗上升了12.8%，腹直肌的Ⅰ型纖維數(shù)量明顯增加。像其他骨骼肌一樣，腹直肌也是由I型和Ⅱ型肌纖維組成。這些結(jié)果表明，L-阿拉伯糖有改變骨骼肌纖維成分的功效，通過支配糖酵解到糖氧化來影響腹部脂肪組織的增長(zhǎng)。這種肌纖維比例的改變可能有改善Ⅱ型糖尿病的作用。

主要應(yīng)用領(lǐng)域

結(jié)晶阿拉伯糖作為一種無熱量的甜味劑和新興的功能糖產(chǎn)品，能夠促進(jìn)基因表達(dá)和修復(fù)，加強(qiáng)機(jī)體營養(yǎng)，增強(qiáng)免疫力，調(diào)節(jié)生理機(jī)能，還具有健肌美容、延緩衰老、消除疲勞、改善記憶等功效，并且對(duì)癌癥、高血壓、高血脂等均有輔助療效。其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，主要有：食品和保健品（糖尿病食品、減肥食品、健康功能食品、蔗糖添加劑）；藥品（作為減肥和控制血糖的處方與非處方藥品的添加劑或成藥的賦形劑）；藥物中間體（合成核苷類似物等抗病毒藥物，作為治療白血病、癌癥的化療藥物合成的中間體）；香精香料合成的中間體；有機(jī)合成、化學(xué)試劑等。

市場(chǎng)發(fā)展前景

隨著糖尿病人和肥胖癥病人越來越多，國內(nèi)外對(duì)相關(guān)產(chǎn)品的需求日益明顯。由于具有抑制蔗糖水解和抑制脂肪形成的獨(dú)特功能，L-阿拉伯糖在糖尿病人群、肥胖人群食品、保健品中的市場(chǎng)空間巨大。僅以國內(nèi)肥胖人群（6000萬人）為例，如每人每年食用100g，市場(chǎng)需求量可達(dá)6000噸，市場(chǎng)前景非常可觀。

隨著新工藝、新技術(shù)的不斷進(jìn)步，特別是木糖-阿拉伯糖聯(lián)產(chǎn)這種工藝的推廣，可以大大降低L-阿拉伯糖的成本，另一方面，龍力等功能糖生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)軍阿拉伯糖市場(chǎng)，必將會(huì)帶來更新的生產(chǎn)工藝和更低的成本，這為阿拉伯糖提供了廣闊的發(fā)展空間。endprint