低聚半乳糖概述及其功能效果原理分析

孫常文+周清濤+王超+龐明利+楊海軍

在《功能性低聚糖通用技術(shù)規(guī)則》上，功能性低聚糖（functional oligosaccharides）的定義為：由2～10個(gè)相同的或不同的單糖，以糖苷鍵聚合而成（可以是直鏈，也可以是支鏈）。其具有糖類(lèi)的特性，可直接作為食品配料，但是不被人體消化道酶和胃酸降解，不被（或難被）小腸吸收，同時(shí)具有促進(jìn)人體雙歧桿菌增殖等生理功能。功能性低聚糖有很多種類(lèi)，包括：低聚果糖、低聚半乳糖、低聚異麥芽糖、低聚木糖等。

其中，低聚半乳糖（Galactooligosaccharides，GOS）是以乳糖為原料，經(jīng)β-半乳糖苷酶作用而得，是在乳糖分子中的半乳糖基上連接半乳糖分子的寡糖類(lèi)混合物。低聚半乳糖擁有極強(qiáng)的耐熱性、耐酸性，并且能夠同時(shí)對(duì)人體內(nèi)的兩種有益菌（雙歧桿菌和乳酸桿菌系列）進(jìn)行有效的增殖，是優(yōu)秀的雙歧因子。由于其和人體中的低聚糖成分相同，目前已經(jīng)和低聚果糖一起以復(fù)合益生元的形式廣泛應(yīng)用于嬰幼兒配方食品行業(yè)中。

低聚半乳糖生理功能和理化性質(zhì)

由于人體內(nèi)不存在水解低聚糖的酶，所以無(wú)法消化它們，因此低聚半乳糖在人體中產(chǎn)生的能量和熱量較少。在進(jìn)入人體后，它們選擇性的增殖腸道中的有益菌群（雙歧桿菌等），不會(huì)引起血糖上升，同時(shí)對(duì)預(yù)防齲齒、維護(hù)腸道健康、治療便秘、促進(jìn)維生素和礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收、降低血清膽固醇、增強(qiáng)機(jī)體免疫力、抵抗腫瘤、減肥、預(yù)防腸道癌等也可起到一定的作用。

低聚半乳糖在物理化學(xué)性質(zhì)上對(duì)酸熱穩(wěn)定性較高，在pH為3.0，160℃，加熱15min的條件下也不降解。因此，在酸性食品的加工過(guò)程中非常適宜用低聚半乳糖。它不易發(fā)生美拉德反應(yīng)，而且熱量值只有8KJ/g，大約是蔗糖的一半，是開(kāi)發(fā)低熱值食品配料的最佳選擇。

低聚半乳糖功效原理分析

低聚半乳糖維護(hù)口腔健康作用原理

口腔中的主要有害微生物是變異鏈球菌，該菌能分泌葡萄糖轉(zhuǎn)移酶，使口腔中的葡萄糖轉(zhuǎn)化為葡聚糖，葡聚糖能夠附著于牙齒表面形成牙垢，進(jìn)而導(dǎo)致齲齒。低聚半乳糖不會(huì)被唾液中的消化酶分解，變異鏈球菌無(wú)法利用其生長(zhǎng)；此外，低聚半乳糖還可以抑制葡萄糖轉(zhuǎn)移酶發(fā)揮作用。研究發(fā)現(xiàn)，低聚半乳糖具有抗齲齒的功效，可以保護(hù)口腔健康。

低聚半乳糖維護(hù)腸道健康作用原理

功能糖能夠使雙歧桿菌、乳桿菌等有益菌增殖，使產(chǎn)氣莢膜梭菌、腸球菌、擬桿菌等有害菌的生長(zhǎng)受到抑制，長(zhǎng)期服用會(huì)使有益菌成為腸道優(yōu)勢(shì)菌群，從而發(fā)揮其調(diào)節(jié)腸道功能的作用，所以低聚半乳糖也具有調(diào)節(jié)胃腸道菌群的功能。攝取功能性糖后，腸內(nèi)雙歧桿菌數(shù)量明顯增加，pH值下降，腸道維持酸性環(huán)境。由于酸性環(huán)境不適合有害菌的生長(zhǎng)繁殖，低聚半乳糖通過(guò)這種間接作用可抑制病菌的繁殖，減少梭狀芽孢桿菌等腐敗菌的數(shù)量。

腐敗菌在氨基酸的分解過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生出氨、胺、硫化氫、吲哚、酚等有害物質(zhì)，是引起人體健康危害的諸多原因之一。功能糖可有效促進(jìn)雙歧桿菌繁殖，雙歧桿菌不但不會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)，而且其代謝后產(chǎn)生的醋酸、乳酸等有機(jī)酸，可降低腸道pH值，提高內(nèi)源性溶菌酶活性，起到抑制大腸桿菌及梭狀菌等致病菌或腐敗菌繁殖的作用。另外，雙歧桿菌能使氧化還原電勢(shì)（Eh）下降，有利于鐵、鈣和維生素的吸收，并能產(chǎn)生維生素B1、B2、B6、B12、煙酸、葉酸等。

低聚半乳糖維護(hù)人體心血管健康作用原理

腸道是人體最大的“帶毒器官”，也是最大的排毒器官，如果毒素不能及時(shí)排出，就會(huì)在結(jié)腸部位被重新吸收并進(jìn)入血液，危害人體健康。低聚半乳糖形成的腸道內(nèi)酸性環(huán)境，會(huì)促進(jìn)腸道蠕動(dòng)，促進(jìn)腸道有害物質(zhì)的排出。其不僅可通過(guò)增加有益菌的數(shù)量來(lái)抑制有害菌，減少毒素的產(chǎn)生，還能利用自有的保水特性預(yù)防便秘的發(fā)生，并可在腸道壁上形成一道屏障，阻止毒素被吸收進(jìn)入血液，從根本上清除體內(nèi)毒素，保持心血管健康。

低聚半乳糖增強(qiáng)人體免疫力作用原理

腸道菌群在腸道免疫中起著非常重要的作用，腸道菌群的生態(tài)平衡是維持正常消化功能和防止疾病發(fā)生的一個(gè)重要因素。當(dāng)外界環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，腸道內(nèi)的條件性病原菌就會(huì)引發(fā)消化道疾病，此時(shí)黏膜屏障的功能就會(huì)受損，腸腔內(nèi)細(xì)菌可達(dá)到腸系膜淋巴結(jié)，并可能進(jìn)一步侵犯遠(yuǎn)處臟器。

梁慶紅等研究發(fā)現(xiàn)腸道菌群失調(diào)后，小鼠脾臟溶血空斑數(shù)減少、巨噬細(xì)胞吞噬率降低、T淋巴細(xì)胞數(shù)量及IL-2的含量減低、脾臟的重量減輕，說(shuō)明腸菌群失調(diào)不僅可以降低機(jī)體特異性免疫功能，也可降低非特異性免疫功能。免疫功能下降可導(dǎo)致機(jī)體的二重感染、醫(yī)源性感染或新的感染，這些不良后果又可加重菌群紊亂，形成惡性循環(huán)。

Tada等研究發(fā)現(xiàn)腸道正常菌群數(shù)量減少后，小鼠骨髓和外周血中粒細(xì)胞減少，無(wú)菌小鼠骨髓粒細(xì)胞、外周血和肝臟中的粒細(xì)胞也較正常小鼠減少，證明腸道正常菌群在維持骨髓造血功能和外周血中的粒細(xì)胞水平方面發(fā)揮著重要作用。

低聚半乳糖在促進(jìn)腸道有益菌群增殖時(shí)，產(chǎn)生的發(fā)酵產(chǎn)物主要是H2、CO2、短鏈脂肪酸、支鏈脂肪酸、胺類(lèi)等。其中，短鏈脂肪酸（乙酸、丙酸、丁酸等）是碳水化合物發(fā)酵的終產(chǎn)物，是結(jié)腸細(xì)胞、肝細(xì)胞以及周?chē)M織的能量來(lái)源，而且它們作為葡萄糖代謝和脂肪代謝的調(diào)節(jié)因子發(fā)揮著一定的作用。短鏈脂肪酸還可以促進(jìn)鈉、鎂等礦物質(zhì)的吸收。

功能糖能夠帶給不同人群的健康益處

低聚半乳糖目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)食品的細(xì)分行業(yè)中，例如飲料、乳品、保健食品、休閑食品等。由于其自身特性，低聚半乳糖也能夠?yàn)椴煌巳簬?lái)相應(yīng)的健康益處。

孕婦群體：女性妊娠期內(nèi)，激素分泌旺盛，膨大的子宮壓迫腸道，影響腸道的蠕動(dòng)，整個(gè)神經(jīng)系統(tǒng)均會(huì)出現(xiàn)不同程度的紊亂，易導(dǎo)致排便機(jī)制失常。再加上現(xiàn)代女性一般運(yùn)動(dòng)量小，飲食過(guò)于精細(xì)，因此，其腸道微生態(tài)環(huán)境極易失衡，便秘發(fā)生率極高。研究顯示，長(zhǎng)期服用低聚半乳糖等益生元物質(zhì)，可改變腸內(nèi)微生態(tài)環(huán)境惡化狀況，使腸道內(nèi)以雙歧桿菌為首的有益菌增殖并提高活性，恢復(fù)腸內(nèi)微生態(tài)平衡，改善便秘癥狀。

兒童群體：隨著兒童的生長(zhǎng)發(fā)育，其體內(nèi)的腸內(nèi)菌群逐漸發(fā)展為成人化模式。此時(shí)補(bǔ)充低聚半乳糖等益生元，可以盡早建立以雙歧桿菌為主要菌群的腸內(nèi)有益菌群，有利于增強(qiáng)機(jī)體免疫力。

女士群體：微生態(tài)學(xué)研究表明，腸道有害物質(zhì)是加快皮膚衰老的真正原因。嬰幼兒腸道內(nèi)的有益菌占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，有害菌極少，只占腸道總菌量的5%以下，這是嬰兒皮膚細(xì)膩、不生粉刺、潤(rùn)滑而有彈性的重要原因之一。但隨著年齡的增長(zhǎng)以及生活習(xí)慣、生活環(huán)境的變化，腸道中有益菌逐步減少，而各種有害菌不斷增加，有害物質(zhì)增多，皮膚會(huì)逐漸失去彈性和光澤，變得晦暗粗糙。低聚半乳糖具有迅速增殖腸道有益菌，抑制有害菌，恢復(fù)腸道菌群平衡的作用，可以有助于還原完美肌膚。

電腦族：長(zhǎng)期使用電腦的群體在飲食方面容易暴飲暴食、偏食和厭食，必須補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)豐富的食物。因此這一人群適當(dāng)補(bǔ)充益生元制劑，可鞏固胃腸道功能。

職場(chǎng)斗士：職場(chǎng)人士通常精神壓力較大，交際應(yīng)酬多，飲食不均衡，極易造成腸道菌群失調(diào)。量補(bǔ)充益生元產(chǎn)品，可幫助他們預(yù)防胃腸疾病。

老年人群體：老年人腸道內(nèi)有益菌數(shù)量減少，消化系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)功能減弱，易形成大量腸內(nèi)垃圾，造成腸內(nèi)環(huán)境污染嚴(yán)重。老年人適量服用益生元，可以防止老年病甚至癌癥的發(fā)生。

消費(fèi)者的健康需求帶來(lái)廣闊市場(chǎng)空間

隨著人們生活節(jié)奏的加快及生活品質(zhì)的提升，亞健康人群逐漸增多，而腸道不健康、便秘及體內(nèi)有益菌群不足等問(wèn)題是導(dǎo)致身體衰敗的重要元兇。低聚半乳糖作為一種獨(dú)特的保健食品，由于其具有增殖雙歧桿菌的特殊功效，是緩解健康問(wèn)題的重要途徑。