低聚果糖冷冻干燥机理研究论文

低聚果糖：又称蔗果低聚糖，是由五糖组合的混合物

2. 由于其不能被口腔细菌(指突变链球菌Smutans)利用，因而具有防龋齿作用。

3. 对肠道益菌的增殖作用。低聚果糖对肠道中有益菌群如双岐杆菌、乳酸杆菌等有选择性增殖作用，使有益菌群在肠道中占有优势，抑制有害菌的生长，减少有毒物质(如内毒素、氨类等)的形成，对肠粘膜细胞和肝具有保护作用，从而防止病变肠癌的发生，增强机体免疫力。

4. 可降低血清中胆固醇和甘油三酯的含量。

5. 促进营养的吸收，尤其是钙的吸收。摄入低聚果糖能提高生物体对钙离子的吸收，这一现象受到了越来越多的关注，一些人体临床实验也得以陆续开展。对于青少年，含有丰富低聚果糖的菊粉证实可通过强化钙质吸收和增加骨密度对骨骼健康产生正面的效用。对于停经后的妇女，富含低聚果糖的菊粉证实可提高矿物质吸收而改善骨骼健康。另有临床研究结果指出，补充含有丰富低聚果糖的菊粉可帮助改善更年期妇女的矿物质吸收并影响其骨更新标记。 [1]

6. 防治腹泻和便秘。

tips：在选择上注意两点：1､看品牌，选择大品牌，质量好，效果佳；2、看平台，资质是否齐全、是否有追溯机制，是否与消费者站在一起，售后有保障。

（第一篇文章）水溶性膳食纤维聚葡萄糖的市场现状及发展应用杨海军辛修峰黄婧聚葡萄糖属于水溶性的膳食纤维，是一种低热量、无糖、低血糖指数的特殊碳水化合物，还具有益生元的特点。它是由天然存在的葡萄糖、和少量山梨醇、柠檬酸经高温熔融缩聚而成，是随机交联的葡萄糖组成的多糖。聚葡萄糖作为一种作用和性能最好的膳食纤维之一，近年来得到快速发展，在50多个国家被批准使用，它可用于各种食品的纤维强化，取代食品中的糖和脂肪，改善食品的质构和口感。因此在众多食品、饮料、保健食品中得到越来越广泛的应用。1 膳食纤维及聚葡萄糖的社会背景1．1膳食纤维的社会背景膳食纤维是一种新型的食品配料，也是人体不可缺少的第七营养素和活性成分。自20世纪60年代Trowoll首次列出现代“文明病”的特征，并提出膳食纤维在对抗“文明病”方面的重要作用以来，膳食纤维的研究和开发便迅即受到世界各国的高度重视，营养学界、临床医学界和食品科学界相继投人很大的精力进行研究，在全球范围内掀起了研究膳食纤维的热潮。目前，各国政府几乎都把营养问题纳入国民经济发展计划之中，膳食纤维正被越来越多地利用和普遍重视。我国对膳食纤维的研究起步较晚，但发展迅速。1993年2月9日，国务院颁发的“90年代中国食物结构改革与发展纲要”中指出：由于膳食不平衡或营养过剩而造成的文明病已在我国登陆，肥胖、高血压、糖尿病、心血管疾病和结肠癌等已成为危害我国人民健康的主要疾病。同时，国家计委“八五”攻关计划首次对“高品质膳食纤维的研究”立项资助，极大地推动了膳食纤维在我国的发展。在我国膳食纤维的缺乏是一个普遍性的问题，从城市到农村，从老年人到儿童，都存在不同程度的缺乏。中国营养学会在2000年调查显示，我国成人平均每人每日摄人的膳食纤维为13-3g，其中最低11．5g，中等为13．2g，最高14．5g；上海地区为9．1g，天津为l2．7g，广东为8．6g。可见，膳食纤维的发展存在着巨大的市场空间。1．2 聚葡萄糖的历史背景聚葡萄糖由美国Pfizer中心实验室的H_H．Rennhard博士于1965年发明。80年代末，美国食品与药品监督管理局(FDA)、联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(wHo)均批准聚葡萄糖(水溶性膳食纤维)为安全的食品添加剂，列人美国食品化学品法典(FCC)。随后日本、韩国、马来西亚、新加坡、中国等多个国家批准使用聚葡萄糖，其中日本厚生省将聚葡萄糖定为食品。目前世界上超过57个国家批准聚葡萄糖应用于食品中，其中56个国家允许其使用1Kal／g的能量标签，聚葡萄糖在以下国家被承认为膳食纤维：阿根廷、澳大利亚、奥地利、比利时、巴西、文莱、捷克、芬兰、法国、印尼、意大利、日本、马来西亚、墨西哥、新西兰、挪威、中国、菲律宾、波兰、俄罗斯、新加坡、南韩、台湾、泰国、英国、美国、越南，以及中国台湾且在不断获得越来越多的国家认可。2007年8月21日美国FDA在联邦纪事上将2003年CODEX食品化学物(FCC)第5修订版关于聚葡萄糖的规范作为质量标准参考，并进一步扩大了聚葡萄糖的使用范围。2 膳食纤维及聚葡萄糖的市场状况2．1 发达国家的应用情况膳食纤维在全球有近40年的研究和发展历史。在国外的应用主要是食品领域，作为一种常量元素添加到各种食品中去，使人们能够非常方便地在不同食物中自然摄取膳食纤维，在欧美等发达国家的超市和便利店中甚至有专门的膳食纤维产品专柜，各类添加膳食纤维而包、饮料、饼干、乳制品等琳琅满目。国外研究应用的膳食纤维主要有六大类：谷物 豆类、微生物多糖及其它天然纤维和合成、半合成纤维，计30多个品种，其中实际应川于牛产 有10余种，在市场上比较畅销的有聚葡萄糖、大豆膳食纤维、燕麦膳食纤维等6种。。Mintel公司的GNPD数据库资料显示，2006年约有0．9％的全球新 市的食品声称含有纤维，其中1．6％的焙烤食品、1-4％的乳制品和0．6％的饮料含有纤维。以前，食品中主要用不溶性膳食纤维进行强化，水溶性膳食纤维的应用诞生后，这个情况很快扭转。以丹尼斯克的利体素(聚葡萄糖)为例，1981年经FDA批准后它最先问世于美国等发达国家市场，用作低热量填充剂。上世纪90年代初，国际市场上就有各种大品牌的低热量食品添加了利体素，例如日本LOTFE公司的ZERO系列低热量巧克力、营养棒等。H本的大琢制药(Otsuka)1988年推出了Fibe—MINI纤维饮料，每瓶含有7g聚葡萄糖，并于1997年获得FOSHU认证，目前该产品依然畅销。F】本的三得利公司(Suntory)于1993年开发了利体素的新应用，用它和一种低聚糖成功开发“Bikkle”酸乳饮料，创下了销售2亿瓶的记录。日本的Yakult专注于益生菌乳饮料，旗下有添加了利体素的Joie益生菌奶，还有含低聚半乳糖和利体素的调节肠道菌群的功能性饮料等。最近日本市场上含利体素的新产品，还有明治乳业的酸奶和加钙乳饮料、明治制果的特浓奶片、Calpis的乳酸菌饮料、Suntory的DAKARA等渗运动饮料等。目前，Otsuka、Lotte和Yakult依然是日本最著名的强化纤维饮料和低热量食品生产商。2．2 膳食纤维在我国的应用情况膳食纤维的真正市场是普通食品，但纵观我国各类膳食纤维产品，主要以保健品居多，而食品所占份额过少。据调查，仅保健品就占80多种，这与发达国家不仅存在量的差距，而且在市场格局上存在严重的不均衡，同时也与膳食纤维的普及和应用是不相适应的。由于膳食纤维知识普及不够到位，整个市场容量仍停留在一个较小的水平上。总之，膳食纤维在我国的发展还处于起步阶段，从行业法规上看，行业标准以及质量标准还不健伞，目前多数企业只有沿用国际标准执行；从供应 业来看，专业生产膳食纤维的企业还很少，国内应用企业及膳食纤维产品也少之又少；从产品质量来看，发展参差不齐，多数企业在膳食纤维的口感、含量、色泽等指标上还存在很大问题。因此，多数食品企业仍处于尝试阶段，并未掀起膳食纤维的应用热潮。聚葡萄糖作为一种高品质的良好的水溶性膳食纤维，21世纪初在保龄宝生物股份有限公司实现工业化生产。在国外，聚葡萄糖作为一种大众化的食品配料，被广泛的应用于各种食品中，目前在我国也得到广泛的认可。2-3 水溶性膳食纤维聚葡萄糖的发展趋势聚葡萄糖对人体的特殊疗效作用日渐明显，其特殊营养功能受到医学及食品界的广泛关注，开发和利用聚葡萄糖的研究不断深入，对聚葡萄糖用途进一步的拓展，它的各种独特理化性质、生理功能的种种优点将得到世人的不断认可，而且聚葡萄糖新产品也将拥有更广阔的消费市场，以聚葡萄糖作为功能性食品的原料的需求量将会大大增加。纤维食品有“生命绿洲”之称，近年国际食品结构正朝着纤维食品的方向调整。日本、美国的消费需求每年以10％速度增长。在欧美市场，将聚葡萄糖加入食品中已经流行了许多年，在日本、台湾、韩国加入聚葡萄糖的食品销量不断增加。在中国，已有一些饮品中添加了聚葡萄糖，如娃哈哈的乳饮料思慕C等。在不久的将来，含有聚葡萄糖这种水溶性膳食纤维饮品或保健食品将在中国得到进一步发展。21世纪食品的发展主题是健康+美味。消费者对食品的要求在可口的基础上更加注重食品的功能与健康，同时消费者也不可能会单纯因为健康的需求而牺牲口味。而聚葡萄糖作为一种高品质的膳食纤维具有如下优点：良好的口感、更低的热量、广泛的应用范围、更多的生理功效、合理的价格。这些优点使得各种食品不会因为聚葡萄糖的添加而影响其口感，且不至于因为添加膳食纤维而过多地提高食品的成本，让食品企业容易接受，从而使聚葡萄糖在中国具有良好的发展前景。3 聚葡萄糖在食品中的应用3．1饮料行业聚葡萄糖是强化纤维饮料的理想纤维来源，它具有的水溶性好，低pH值及加热条件下的稳定性高，在货架期内稳定，纤维无损失等的优良特性，使其能广泛应用于饮料产品，包括固体饮料，无不良口味、色泽和透明度均良好，并可增强无糖或低糖饮料的口感。3．2 乳制品聚葡萄糖在低pH值下稳定，用于酸奶，能提供清爽口感和纤维强化；用于乳饮料中，能直接强化纤维。用在低脂无脂产品中能防止析水，赋予良好的质构和奶油口感。3．3 焙烤食品可用于生产高纤维的面包、蛋糕和饼干等焙烤食品，强化焙烤食品的纤维概念。聚葡萄糖十分耐热，作为蔗糖和油脂的替代品，能延缓淀粉老化，保持水分，提供良好的质构和口感，特别适于加工低糖、低脂的焙烤食品。3．4 保健品或药品因聚葡萄糖具有较低的热量值(1Kal／g)，可用于生产低能量，瘦身、减肥的保健食品或功能性饮料，针对爱美人士或年轻女性。3．5 糖果无糖糖果的良好配料，耐受性好。高水溶性和高黏度，保证硬糖和橡皮糖的良好咀嚼性；能防止结晶，特别是使用糖醇的糖果；非致龋性，适用于健齿糖果。添加聚葡萄糖的蔗糖糖果，起到强化纤维／益生元／降低蔗糖的作用，也可降低热量或降低总血糖生成值。3．6 其他应用还可用于巧克力、冰淇淋／冷冻甜点、果酱和果陷、肉制品等食品中，具有改善食品质构，起到营养强化的功能。（第二篇文章）水溶性膳食纤维——聚葡萄糖袁卫涛 高传林 杨海军现代食品工业既要满足人们的食欲． 义要兼顾人们的健康．而功能性食品的开发正~f-Jtlgi应了时代的要求 作为健康因子．水溶性膳食纤维聚葡萄精逐渐成为食品阡发者的新宠1．聚葡萄糖简介聚葡萄槠(俗名水溶悱膳食纤维)． 为内色或乳黄色颗粒 体． 易溶于水， 是在柠檬酸、I“梨醇的存在下，将葡萄糖高温低压反应聚合而成的多聚体， 其化学式为葡萄糖无舰则键合的缩埭物，但以1．6一精苻键结合为主 平均分于馈大于3 2(x】， 平均聚合艘大下20．的用量， 可以促进面团发酵速度．．但是， 酵母用量过大时， 面闭中可用来提供的营_养不足． 则酵母的生长受到抑制． 会影响而团的酮发．从而影响到苏打饼干的疏松感(2) 小苏打用量小苏打是制作苏打饼干的一种重要原料，它在焙烘过程中受热分解．可产生大量的二氧化碳．从而使饼坯体积膨胀增大．．小苏打的分解温度为60℃ ～150 如果小苏打加入量过多． 会使饼干的碱性增强．影I晌口味．同时碱也会呵面粉中的色累反应．使饼干内部色泽变黄(3)烘烤温度烘烤苏打饼干时．筇1阶段应当使烤炉的底火Hl盛．面火温度则应 相应低蝗．这样町以使开始阶段的饼坯袭 尽可能保持柔软．防止其迅速彤成硬壳．有利于饼坯体积的胀发和二氧化碳 C体的敞逸．．加强底火．热凰迅速传导到中心层． 促使饼坯内冈发酵产生的二氧化碳急剧膨胀，在短时lⅦ 匈将饼坯胀发起来 ，如粜烤炉温度过低． 即使发酵良好的饼坯亦将变成僵片； 而在合理的烘烤处理F． 尽衍发酵并不太理想的面团也-Ⅱ得到较好的产品在烘烤的中间阶段．虽然水分在继续蒸发．但重要的是将胀发到最大限度的体积嗣定下米，获得优良的焙烤弹性 闻此，此时要求表 火势渐增而底面火势渐减 此阶段温度如不够岛．会使表面不能凝固定形．胀发起来的饼坯重新塌陷而使饼干密度增大。制品最终将不够酥松 最后阶段， 即饼干J二色阶段的炉温通常低于前面备阶段，以防止饼干色泽过深。(4)食盐用量食盐对耐筋有增强其弹性和坚韧性的特点．能使fli『团扰胀力提高，增强面闭的保气性； 食盐同时 是面粉巾淀粉阿雉的活化剂．能增加淀粉的转化率．以供给酵母觅足的糖分； 食盐还是调节口眯的主料．能满足口味的需求。食盐最显著的特点就是具有抑制杂菌的作用．．虽然酵母的耐盐力比其他痫原菌强得多，但过lIi；的食盐含量同样会扣I制奠活性，使发酵作用减弱 为此，通常将眄己方中用盐总量的30％ 在第2次捌粉时加入， 余70％ 的食盐刚在油酥巾拌人． 以防用睛过多对酵母产生影响。2．聚葡萄糖的功能(1) 调节血脂水溶性膳食纤维可在小肠内造成一层膜。并缠裹部分食物脂肪，能有效限制消化道内脂肪的吸收，促进类脂化合物的排泄，增加饱腹感，减少进食量，从而达到调节血脂，减少脂肪堆积， 预防肥胖等功效。(2) 降低胆固醇聚葡萄糖进入肠道后被肠道微生物降解的产物可抑制胆固醇的合成，并能吸附胆同醇的代谢产物胆汁酸并排出体外。从而降低人体内胆固醇含量。阻碍对胆固醇的吸收，预防胆结石的形成。(3) 调节血糖值聚葡萄糖能改善末梢组织对胰岛素的感受性，降低对胰岛素的要求，抑制胰岛素的分泌， 阻碍对糖的吸收，从而达到降低血糖水平的日的，预防糖尿病。(4) 整肠作用 聚葡萄糖能促进人体肠胃蠕动， 消除便秘，预防痔疮；能促进肠道中有益微生物的生长， 降低十二指肠中pH值， 创造微酸环境以刺激有益微生物如双歧杆菌及其他乳酸菌的生长。同时减低有害细菌的繁殖，提高机体免疫能力。减少肠道与有毒物质接触的机会，抑制有害物质的吸收并促进排泄。达到排毒养颜的作用； 预防痔疮和结肠癌；改善体质。(5) 助控作用 可溶性纤维有助于预防过量的食物摄入和脂肪堆积。(6)减肥作用一方面膳食纤维可以减少进食量， 并从人体内带走多余的脂肪和能量。另一方面可溶性膳食纤维还可在胃肠壁上形成薄膜，阻止葡萄糖的吸收， 阻碍营养素转化成热能，从而有效地起到减肥的功效3．聚葡萄糖在食品中的应用(1)在烘培食品中的应用聚葡萄糖具有保湿性， 能通过保持水分或防止水分迁移来控制食品含水I量的不利变化，延长货架期； 还能减少糕点制作过程中面筋的形成，保持酥性结构。(2) 水果馅料聚葡萄糖常被添加到低热量、低糖水果馅料中。能防止水分从馅料中转移到面团或糕点的内部。延长货架期。(3) 乳制品 聚葡萄糖作为功能因子用于牛乳及涮昧乳、发酵乳、乳酸菌饮料和调制奶粉等乳制品中， 可以改善乳品口感，提高稳定性，不用担心会f“现与乳制品中的成分发生对人体不利的理化反应的情况。(4) 糖果聚葡萄糖的水溶性及黏性均很高，适于制造风味俱佳的无糖糖果；并且与其他原料混用。还能减少结晶。消除冷流动性并提高糖果稳定性。(5) 冷冻甜点聚葡萄糖具有冰点降低功能，用它能生产m富有奶油口感的美味冷冻甜点等。除了用于降低热量、糖分和脂肪的产品中外。还能向低脂冷冻甜点提供某些功能特性如控制水分、提供清新圆滑的口感及改进组织结构等。(6) 饮料南于聚葡萄糖溶解度大， 溶液清澈透明，在低pH 值的条件下稳定， 可随意用以增加饮料的固形物。改善及丰富口感，作为功能性膳食纤维来源可以广泛应用于各种功能性饮料中。（备注：文章是从国内期刊中能找到此类内容的精华，如果满意，加分后留下邮箱，将原始PDF文档发给你，可以纠正个别的乱码）

低聚果糖是一种水溶性膳食纤维，长期服用可以降低血清胆固醇，改善脂质代谢，经动物和人体实验证实。低聚果糖具有如下生理功能：为双歧杆菌等有益菌所利用，即只增殖10～100倍，时双歧杆菌（致病菌），具有双向调节之功效。人体摄入低聚果糖后，体内有益菌群双歧杆菌数量可抑制外源致病菌和肠内固有腐败细菌如沙门氏菌等生长繁殖，减少肠内腐败物质的生长和积累，促进肠道蠕动，防止便秘和腹泻。低聚果糖是一种优良的水溶性膳食纤维，能有效降低血清胆固醇、甘油三脂、游离脂肪酸的数量，对于因血脂高而引起的高血压、动脉硬化等一系列心血管疾病有较好的改善作用。低聚果糖在大肠内被细菌发酵生成L－乳酸，可以溶解钙、镁、铁等矿物质，促进 人体对矿物质的吸收。实验证实，低聚果糖促进钙的吸收率达。因此，低聚果糖可以促进生长发育和防止骨质疏松症。同时还可促进维生素B1、B2、B3、B6、B12及叶酸的自然形成，从而提高人体新陈代谢水平，提高免疫力和抗病力。预防及改善由于体内毒而引起的皮肤性疾病，可防止面疮、黑斑、雀斑，青春痘、老人斑，使皮肤亮丽、老化减缓。双歧杆菌吸收低聚果糖后，迅速增殖，抑制大肠杆菌、沙门氏菌和梭状芽胞杆菌等腐败菌发生作用，减少毒性代谢物（如吲哚、亚硝基氨）的生成，同时迅速将毒性代谢物排出体外，减轻肝脏负担，起到保护肝脏的作用，预防各种慢性病、癌症等作用明显，低聚果糖极少会被消化道中的胃酸和酶分解，极难被人体吸收。据测定，低聚果糖的热值为以下,而蔗糖热值为,因此摄入低聚果糖后,不会引起肥胖,是理想的,低热值的功能性甜味剂.低聚果糖不能被突变链球菌利用生成不溶性葡聚糖而提供口腔微生物沉积\产酸和腐蚀的场所(牙垢),因此可以防止龋齿.

异麦芽低聚糖:是难消化低聚糖,不被唾液、胰液所分解,但在小肠可部分被分解和吸收。热值约为蔗糖和麦芽糖的70 %～80 %。对肠道直接刺激性较小。小鼠急性毒性试验LD50 为44g/ kg 以上,安全性不逊于蔗糖和麦芽糖。人体最大无作用量1. 5 g/ kg (摄取后24 小时不发生腹泻之上限量) ,而其它难消化低聚糖或糖醇的最大无作用量只有0. 1～0. 4 g/ kg。摄取异麦芽糖16g ,一周后肠道中双歧杆菌、乳酸菌等有益菌明显增加,而拟杆菌、梭状杆菌等有害菌受到抑制,便秘改善,粪便pH 下降,有机酸增加,腐败物减少。小鼠试验表明,摄取异麦芽糖后免疫力增强,血脂改善。异麦芽糖在高温、微酸性和酸性环境下稳定,可以添加于各种食品和饮料中。 异麦芽低聚糖是淀粉经α- 淀粉酶液化,β- 淀粉酶糖化和α- 葡萄糖苷酶转苷反应而生成的包括含α- 1 ,6 键的异麦芽糖,潘糖,异麦芽三糖等分枝低聚糖的糖浆。市场上的异麦芽糖分含量50 %与90 %两种,后者是将含量50 %的异麦芽糖用离子交换法或酵母发酵法去除葡萄糖而成。粉状糖是糖浆经喷雾干燥而成。 生产异麦芽糖的α- 葡萄糖苷酶是黑曲霉生产糖化酶之副产品,将糖化酶发酵液经离子交换吸附去除所含α- 葡萄糖苷酶经洗脱浓缩而成。虽然发表过不少培养黑曲霉生产α- 葡萄糖苷酶的研究的报道,但未见用于商品生产。用α- 葡萄糖苷酶转化麦芽糖生产异麦芽低聚糖,其生成量一般仅50 %左右,另外还含有20 %～40 %的麦芽糖与葡萄糖。为了提高异麦芽低聚糖产量,曾有不少研究报导,例如使用臭曲霉α- 葡萄糖苷酶,产品中潘糖产量可达30 %葡萄糖量可降至20 %。高崎发现脂肪嗜热芽孢杆菌所产普鲁兰酶在高浓度麦芽三糖存在下有转苷作用。将其结构基因导入枯草杆菌NA - 1 ,生产的新普鲁兰酶,与枯草杆菌糖化型α- 淀粉酶(可产生麦芽三糖) 一起作用于淀粉,异麦芽低聚糖的产率可达60 % ,而葡萄糖含量由40 %降至20 %。为了提高黑曲霉α- 葡萄糖苷酶的活力,东京大学生物工程系将α- 葡萄糖苷酶基因AGLA 导入黑曲霉GN - 3 ,得到转化子GIZ 155 - A3 - 4 ,产酶能力提高了11 倍。 目前我国生产异麦芽糖的企业多达50～60 家,生产能力约5 万吨以上,α- 葡萄糖苷酶的用量以0. 1 %计,需50 吨,消耗外汇甚巨(以每吨75 万元计,就需3750 万元人民币) 。有必要立足自给。 (2) 海藻糖:是二分子葡萄糖以α,α- 1. 1 键连结而成的非还原性低聚糖。广泛存在于动植物和微生物(如菌覃、海藻、虾、啤酒酵母、面包酵母) 中,是昆虫主要血糖,作为飞翔时之能源来利用。海藻糖能保护某些动植物适应干燥和冰冻的环境。海藻糖是一种很好的糖源,因非还原性,故耐酸耐热性好,不易同蛋白质、氨基酸发生反应。对淀粉老化,蛋白质变性,脂肪氧化有较强抑制作用。此外还可消除某些食物之苦涩味、肉类之腥臭。海藻糖不被龋齿突变链球菌利用,食之不会引起蛀牙。活性干酵母的活存率全赖酵母细胞中海藻糖含量所决定。过去海藻糖系从酵母中提取(最大含量也只有20 %) ,成本甚高,每公斤高达2～3 万日元。现在可以用酶或发酵法生产,成本大大下降。久保田等从节杆菌、小球菌、黄杆菌、硫化叶菌等土壤细菌中发现一组海藻糖生成酶(海藻糖合成酶MTSASE 与麦芽低聚糖海藻糖水解酶MTHASE) ,当将其同异淀粉酶、环糊精生成酶、α- 淀粉酶、糖化酶一起作用于液化淀粉时,可得到85 %收率的海藻糖。 (3) 帕拉金糖( Palatinose) 学名为异麦芽酮糖( Isomaltotulose) :以蔗糖为原料,经产朊杆菌或普利茅斯沙雷氏菌的α- 葡萄糖基转移酶(又称蔗糖变换酶Sucrose multase) 的作用,蔗糖分子的葡萄糖和果糖由α- 1 ,2 键结合转变为α- 1 ,6 键结合而成。由于结构的改变,其甜度减少到蔗糖之42 % ,吸湿性较低,对酸的稳定性增加,耐热性略为降低,生物学、生理学特性发生改变,不能为多数细菌、真菌所利用。食后不被口腔、胃中的酶所分解,直到小肠才可被酶水解成为葡萄糖和果糖而进入代谢。帕拉金糖不为口腔龋齿突变链球菌所利用,食之不易发生蛀牙,食后血糖也不会迅速升高,故可为糖尿病人使用。 帕拉金糖在低水份和低pH 下便会失水而缩合成为2～4 个分子的低聚帕拉金糖,甜度为蔗糖之30 % ,不为肠道消化酶所消化,食后可直达大肠而为双歧杆菌选择性利用,起到双歧因子的保健作用。将帕拉金糖在高温高压下,用雷尼尔镍为催化剂氧化便生成帕拉金糖醇。这种糖醇甜度为蔗糖的45～60 % ,热值为蔗糖的二分之一。食后不易消化吸收,不会引起血糖和胰岛素升高,不会引起蛀牙,适合糖尿病人、老人、肥胖者作甜味剂。因其物理性质酷似蔗糖,可用其制作低热值糖果,是国际上流行的新一代甜味剂。上述三种糖在欧美、日本等已经大量生产,并被广泛利用;而在国内虽已研究成功,但在生产和应用上尚存在不少阻力。 (4) 低聚果糖:是以蔗糖为原料经黑曲霉β2果糖基转移酶的作用,将蔗糖分子的D2果糖以β22 ,1 链连接123 个果糖分子而成的蔗果三糖、蔗果四糖以及蔗果五糖与蔗糖、葡萄糖以及果糖的混合物,甜度为蔗糖的60 %。用离子交换树脂将其中葡萄糖与果糖除去后,可得到含低聚果糖95 %以上的产品,甜度为蔗糖的30 %。低聚果糖的主要成份蔗果三糖与蔗果四糖在人体中完全不被唾液、消化道、肝脏、肾脏中的α2葡萄糖苷酶水解,本身是一种膳食纤维,食后可直达大肠,为大肠中的有益细菌优先利用。食低聚果糖不会引起血糖、胰岛素水平的升高,热值为1. 5kCal/ g ,通过双歧杆菌的增殖,肠道得以净化,肌体免疫力增强,营养改善,血脂降低。以年龄50～90 岁老人进行试验,日食低聚果糖8g ,8 天后肠道双歧杆菌可由5 %增加到25 %。便秘者食用低聚果糖每天5～6g ,4 天后80 %便秘者症状改善,粪便变为柔软,色泽转黄,臭味减少,肠道腐败得到控制。 低聚果糖也存在于菊芋、菊苣、芦笋等植物,西欧都用菊粉做原料,用菊粉酶局部水解而成。日本政府将低聚果糖批准为特定保健食品;西欧、芬兰、新加坡、台湾等地将低聚果糖作为功能性食品配料,广泛使用在各种食品。我国大陆低聚果糖的年生产能力为15000 吨,广东江门量子高科10000 吨,云南天元3000 吨,张家港梁丰1000 吨,广西大学奥立高500 吨。此外五粮液酿酒公司、上海中科生物医学高科技开发有限公司也在销售。 (5) 低聚木糖的特点是对酸、热稳定性强,故可用于果汁等酸性饮料,因其不被多数肠道细菌利用,只有双歧杆菌等少数细菌能利用,因此是一种强力双歧因子,每天摄取0. 7g 即可见效。这种糖是以玉米芯为原料,提取其木聚糖后,用曲霉木聚糖酶水解而得。由日本三得利公司首先生产,我国山东龙力公司在中国农大的支持下开发成功。山东食品发酵研究院亦已宣告研制成功。此外,其它功能性低聚糖如低聚半乳糖,低聚甘露糖等我国也已开发成功。 2. 2 酶用于功能性多肽的生产 近年发现蛋白酶水解蛋白质生成的肽类,其吸收性比蛋白质或由蛋白质的组成的氨基酸为好,因此可作为输液、运动员食品、保健食品等。在蛋白质水解物中,有些肽具有生理活性功能,如酪蛋白经胰酶或碱性蛋白酶水解可生成酪蛋白磷酸肽(CPP) ,具有促进Ca 、Fe 吸收的功能。由鱼肉、大豆、酪蛋白经酶水解得到的水解物中含有一种氨基酸,序列是Ala - Val - Pro - Tyr - Pro - Gln - Arg 的七肽,是一种血管紧张素转化酶抑制剂(ACEI , An2giotensin Converting Enzyme Inhibitor) 。它可同血管紧张素相结合影响其活性的表达,从而防止血压升高,是较理想的降压保健食品。由不同蛋白质原料,不同的蛋白酶水解得到不同结构的肽类中,有些肽还具有降血脂,促进酒精代谢、抗疲劳、抗过敏的生理功能。常食豆酱、豆豉、纳豆、乳腐等酿造食品有益健康,原因也在此。胨是细菌培养基原料,因发现其有生理功能,竟 然也有人将它装入胶囊,当保健品销售,获利甚丰。 2. 3 酶用于油脂工业 酶在油脂工业上的应用还处于萌芽阶段。(1) 纤维素酶、半纤维素酶用于榨油工业:油料用溶剂抽提油后,残渣中残留溶剂很难完全去除,影响饲料应用,为此日本开发了采用纤维素酶、半纤维素酶和果胶酶分解植物组织,来提取油脂。方法是将油橄榄、菜籽等先经破碎或热处理,然后加半纤维素酶反应数小时,离心分离油脂和渣粕。这种工艺已用在橄榄油、桔油提取上,菜籽油已进入中试阶段。在动物油脂生产上,利用蛋白酶处理,使蛋白质同油脂分离,因可避免高温处理,油脂的质量也就更好。为了去除油脂残余卵磷脂,使用磷酸酯酶去除油中水溶性卵磷脂。 (2) 制造脂肪酸 脂肪酶对底物有位置专一性和非专一性之分,此外对底物脂肪酸链长、不饱和度也有选择性,用对位置无专一性脂肪酶水解猪油生产脂肪酸,作为制造肥皂的原料。用对不饱和脂肪酸酯无作用的脂肪酶,水解鱼油时,因对高度不饱和脂肪酸DHA 的甘油三酯难水解而保留下来,用此法来制造DHA 等ω3 脂肪酸。 (3) 酯交换 利用脂肪酶之酯交换作用,改变油脂脂肪酸组成可改变油脂性质,例如用棕榈油改性成为可可脂。 2. 4 转谷酰胺酶( TGASE) 用于肉类加工转谷酰胺酶可催化蛋白质分子中谷氨酸残基上γ2酰胺基和各种伯胺间的转酰基反应,当蛋白质中赖氨酸残基的ε2氨基作为酰基受体时,可在分子间形成ε2(γ2Gln) Lys 共价键而交联,从而可增加蛋白质之凝胶强度,改善蛋白质结构和功能性质,利用此作用,可将低值碎肉重组,改善鱼、肉制品外观和口感,减少损耗, 从而提高经济价值。还可将Met .Lys. 等必须氨基酸导入缺乏此氨基酸的蛋白质而改善营养价值。此酶也可用于毛织物加工,用于酶的固定化或将不同分子进行联结,将抗体与药剂进行联结等。生产菌种为茂原链轮丝菌( S t reptoverticill ummobaracens) ,日本已商业化生产,我国无锡轻工业大学也已研究成功,转入试生产阶段。 2. 5 酶在果蔬加工上的新用途 (1) 原果胶酶用于果胶提取: 果实中的果胶在未成熟前是以不溶性的原果胶形式存在的,在水果成熟过程中逐渐转变成可溶性之果胶。原果胶也可在酸、热作用下转变为可溶性。由枯草杆菌、黑曲霉、酵母、担子菌所生产的原果胶酶已被开发用于桔皮、苹果、葡萄皮、胡萝卜中果胶的提取。用酶法提取果胶与酸热法相比工艺简单,无污染,成本低,产品质量除含糖量稍高外,无甚区别。 (2) 粥化酶(Macerating enzymes) 之用于提高果 汁得率: 粥化酶是果胶酶、半纤维素酶(包括木聚糖酶、阿拉伯聚糖酶、甘露聚糖酶) 、纤维素酶之混合物,作用于溃碎果实,对促进过滤,提高果汁收率的效果比单一果胶酶为好。已是果汁加工主要的酶。 (3) 真空或加压渗酶法处理完整果蔬: 利用加压或真空浸渍果蔬,使果胶酶渗入细胞间隙或细胞壁中而起作用。此法已用于完整桔子的软化,桔皮容易剥除。还用于桃肉硬化处理,将果胶甲基酯酶与Ca2 + 渗入桃肉,可使罐头糖水桃子硬度提高4 倍(因脱甲酯之果胶可同Ca2 + 结合而增强硬度) 。腌制蔬菜用此法处理可防止软化而保持脆性。此法也用于桔皮之柚苷酶脱苦处理, 脱苦率达81 %。 (4) 柒酶用于去除酚类化物 澄清果汁经超滤过滤,浓缩后仍发生白色混浊,此乃由于果汁中酚类化合物所引起,为此在过滤前可用柒酶处理,使之氧化聚合成不溶性高分子而过滤去除之。 (5) 果胶酶用于洗清滤膜果胶污染物。 (6) β2葡聚糖酶用于去除葡萄汁中由感染Cot rytis cinerea 而产生的β- 葡聚糖,Vinozyme促使不溶物沉降。 2. 6 酶在纺织工业上的应用 棉布用淀粉酶退浆已有100 多年历史了,随着酶制剂工业的发展,纤维素酶、果胶酶、木聚糖酶、柒酶、蛋白酶等酶类先后被纺织工业所采用。 (1) 棉布整理用酶 随着牛仔服的流行,纤维素酶整理棉布,改善织物观感和手感,已受到纺织业的广泛重视。纤维素酶作用于天然纤维非结晶区,使纤维发生部分降解和改性,可使织物柔软、光洁、手感和外观舒适。通常用酶处理以后,棉布重量减轻3～5 % ,但牢度要损失20 %左右。在发达国家为追求时尚,不在乎布的牢度。 过氧化氢酶常用于经H2O2 漂白后除去残留的H2O2 , 最近发现A rthromyces ramosus , 鬼伞菌Coprinus cinereus可大量生产过氧化氢酶,过氧化氢酶也用于洗涤剂。果胶酶用于棉布整理,主要是分解棉、麻织物纤维表面的果胶,以利漂白与染色。柒酶是种酚氧化酶,以O 为H 受体,主要用在牛仔布靛蓝染色时脱色处理,NOVO 公司采用基因技术改良黑曲霉生产。柒酶也可作用于木质素,有分解木质素的作用。木聚糖酶用于布坯漂白处理,可去除木质素及粘附纤维上之棉子壳。 (2) 毛织物蛋白酶防毡缩整理 毛织品若不经整理水洗后便发生收缩毡化不能再穿(如劣质羊毛衫洗涤后缩得很小) ,必须防缩防毡化处理,洗后才能保持原状。防毡化防腐处理已有100 多年历史,过去用氯、H2O2 、过硫酸盐处理,污染严重,90 年代才开发了无氯防缩剂。利用蛋白酶改变羊毛结构可用于防毡防缩处理,40 年代就有人研究,60 年代日本报道,用木瓜酶处理可防毡缩,并可进行低温染色,提高染色率,减少污水,改善毛织物手感和观感。70 年代我们也曾试用酸性蛋白酶处理,进行低温染色,取得良好结果,染色率提高3. 6 % ,污水减少62 %。每千锭断纱率降到145 根,抗伸力、抗拉力、手感都有明显提高。80 年代以来,酶法防毡缩在国内外重新引起重视,日、英、美等国发表了大量研究文章,取得了一定进展。研究过的蛋白酶有胰酶、木瓜酶、碱性蛋白酶、中性蛋白酶、酸性蛋白酶等,相信不久这些工艺会成熟而得到推广。 2. 7 酶在造纸工业上的应用 造纸工业是环境污染的重要源头。随着人们对环保意识增强,造纸工业使用生物技术受到了重视。酶法生产纸浆引起了各国浓厚兴趣,关键是降解木质素。最近国内有人利用多种微生物作用制造纸浆,已经取得可喜进展,目前正在筹备扩大试验。酶在造纸工业的应用现在主要是脂肪酶用于原木脱树脂,纤维素酶半纤维素酶和脂肪酶用于废报纸回收后脱油墨;以及木聚糖酶用于纸浆漂白。 (1) 原木脱树脂: 造纸用的原木因含树脂,打浆抄纸时,树脂污染设备,影响生产,降低纸品质量。为此需要在室外堆放很长时间(3 个月以上) ,使树脂分解。这样影响生产周期,还占用大片场地。日本造纸研究机构对原木成份进行研究,发现树脂的成份中96 %是油酸和亚油酸,使用脂肪酶处理就可除去。自从90 年代在生产上采用后,纸品的质量提高,原木堆积成本下降,树脂吸附剂用量减少,经济效益提高。当时所用脂肪酶由NOVO 公司供应,在pH6～10 ,40～60 ℃作用良好,近来又发现使用耐热性70 ℃的脂肪酶效果更佳。 (2) 纸浆漂白: 纸浆为了除去色素来源木质素,要用氯、次氯酸、二氧化氯等氯化物处理,污染严重,因此60 年代就有人考虑用木质素酶将其分解。木质素是以苯基丙烷为骨干的高分子聚合物,只有将其分解木质素才会崩解。已发现对木质素有分解力的酶有木质素过氧化酶(L IP) 、锰依赖性过氧化酶(MNP) 、柒酶(LAC) ,但至今未找到适用的木质素酶。近年芬兰提出了一种化学和酶法相结合的处理法,取得了较好的效果。先用木聚糖酶切断木质素同纤维素之间的联系物(木聚糖和半纤维素) ,使木质素游离,再用碱蒸煮后,由纸浆游离出的木聚糖可再次吸附在纤维的表面,用木聚糖酶将其分解,可增加孔隙,于是氯素的浸透性提高,并使木质素容易从纸浆内部出来,此工艺活性氯用量可减少30 %。 (3) 废报纸回收利用中的脱墨 废纸回收后打纸浆时,需用碱、非离子表面活性剂、硅酸钠及H2O2 进行脱墨处理。日本在脱墨时添加碱性纤维素酶、半纤维素酶0. 1 %反应2 小时,抄纸白度可提高4～5 % ,强度并未降低。由于防止油墨印刷品弄脏手,油墨中加有亚油酸、亚麻酸和油酸等的高级三甘油酯,故脱墨时再添加脂肪酶效果更好,白度可提高2. 5 %。废报纸脱墨,我国山东大学也进行过不少研究。 2. 8 其它 植酸酶除作为饲料添加剂用以提高饲料中有机磷的利用率,减少粪便中磷对环境的污染,节省饲料另加磷酸盐用量。近年植酸酶还用于酿造,以改善原料中磷的利用,以及用于去钾大豆蛋白食物的生产,成为肾脏病人蛋白质的来源。α- 葡萄糖基转移酶还用于甜叶菊加工,用以脱苦涩味。淀粉的液化和糖化几乎占了工业上酶反应的绝大部分,由于目前的酶液化、糖化要在不同pH 和温度下进行,为简化工艺、节省水和能源,有必要开发耐酸性高温α2淀粉酶和耐热性糖化酶,如果α2淀粉酶可在pH4. 5 时进行液化,而糖化酶能在60 ℃以上温度下进行,试想将这些带来多大的效益? 不仅如此在pH4. 5 液化,还可避免麦芽酮糖生成。耐酸性α2淀粉酶和耐热性糖化酶在国外已经进行多年研究,已有不少报道。例如日本报道已选育出一株耐酸性α2淀粉酶( KOD - 1) ,在30 %淀粉浆中,pH4. 5 ,105 ℃下反应10 分钟,残留酶活75 %。将该酶在pH4. 5 ,60 ℃时液化30 %粉浆60 分钟,得到DE14 液化液,加糖化酶0. 1 %糖化48 小时,葡萄糖含量达95. 5 % ,与对照枯草杆菌α2淀粉酶的结果于pH5. 8 液化者相同(葡萄糖含量95. 7 %) 。此外,利用蛋白质工程将地衣芽孢杆菌α2淀粉酶分子中7个蛋氨酸用其它氨基酸置换后,耐酸性增强。这类酶的产业化一旦成功,将大大改变糖化有关工业的面貌。 3 结束语 随着世界能源的日益减少,而人口却在不断增加,水资源和粮食日见短缺。由于人类对环保意识的加强,使得工业界用酶来改革传统工艺的需求更为迫切。因此,提高酶的产量,降低生产成本,开发酶的新品种、新用途更是当务之急。基因工程、蛋白质工程的发展,为酶制剂工业发展创造了有利条件。开发耐热、耐酸碱,对底物有特殊作用的酶,以及将动植物生产的酶改由微生物发酵方法来生产,或者将还不能使用的微生物所产的酶改由安全菌种来生产,都将成为现实。

第一、低聚果糖在饲料中的应用

上世纪80年代初，国内外研究者设法寻找一类可促进肠道有益菌生长繁殖且不为有害菌和畜禽自身吸收和利用的物质，研究发现，短链糖类物质亦称功能性低聚糖，具有此功能。20世纪80年代中后期，日本首先把它开发成饲料添加剂用于饲料工业。我国动物营养学界20世纪90年代后期才接触到这类添加剂。低聚果糖主要功效是对动物机体中双歧杆菌有增殖作用，从而增加了双歧杆菌的生长速率，使肠道中的有害菌受不同程度的抑制。

低聚果糖对存在于其他暖血动物中的双歧杆菌也有极好的增殖作用。2000年6月浙江大学农学院采用云南天元低聚果糖制成新型双歧因子物资饲料；“无腹泻饲料”，成功完成了畜牧业实验重大科研课题。试验说明：低聚果糖可有效治疗家畜断乳后出现腹泻、下痢症状，对其引发的染病死亡、生长缓慢、发育延迟等不良问题起到积极预防作用。2000年2月28日云南某食品公司与中国成都大熊猫繁育研究基地联合开展“低聚果糖投喂大熊猫试验”。该基地已于2000年2月初对一只病弱的大熊猫“莉莉”连续20天喂低聚果糖，结果该大熊猫周期性出现的“排粘”、腹泻、厌食、稀便等症状得到有效遏制，体能与精神转好，食欲与体重都明显增加。成都大熊猫繁育研究基地主任李光汉教授表示，对利用低聚果糖进各种濒危野生珍稀动物由野外微生态平衡转为人工繁衍微生态失衡的调节，将大有可为。

第二、低聚果糖在食品及保健品中的应用

婴幼儿乳粉

欧美、日本等国已将低聚果糖应用于乳酸菌饮料、固体饮料、糖果糕饼、饼干、面包、果冻、冷饮、汤料、谷物等多种食品中。低聚果糖的添加，不仅提高了食品的营养和保健价值，同时还能有效延长如冰淇淋、酸奶、果酱等多种食品的保质期。此外，低聚果糖热量低，不会引起肥胖也不会使血糖上升，是理想的新型保健甜味剂，可作为食品基料在食品中应用，满足糖尿病人、肥胖病患者和低血糖病人的需要。近年来，低聚果糖在婴幼儿食品中特别是乳制品中得到广泛应用，如婴幼儿乳粉、纯牛奶、调味乳、发酵乳、乳酸菌饮料、各种奶粉等。婴幼儿奶粉中添加适量的低聚果糖、菊粉、乳果糖等益生元可促进双歧杆菌或乳酸杆菌等在结肠中的生长。低聚果糖作为生物活性益生元和水溶性膳食纤维应用于饮用水中，既能满足人体基本的生理功能和新陈代谢的需要，又能促进人体健康，其功效相辅相成，相得益彰。

（1）作为双歧杆菌促生素。不仅可以使产品附加上低聚果糖的功能，而且可以克服原产品的某些缺陷，使产品更完美。如在非发酵乳制品（原乳、奶粉等）中添加低聚果糖，可以解决中老年人和儿童在补充营养时易上火和使秘等问题；在发酵乳制品中增加低聚果糖，可以为产品中的活菌提供营养源，增强活菌作用，延长保质期；在谷物产品等添加低聚果糖，可以得高产品品质并延长产品货架期。

（2）作为活化因子即钙、镁、铁等矿物质和微量元素的活化因子，可以达到促进矿物质和微量元索吸收的效果，如在补钙、铁、锌等食品、保健品中添加低聚果糖，可以提高品的功效。

（3）作为独特的低糖、低热值、难消化的甜味剂，添加于食品中，不仅可以改善产品的口味，降低食品的热值，而且可以延长产品的货架期。如在减肥食品中添加低聚果糖可以极大降低产品热值；在低糖食品中低聚果糖，较难引起血糖升髙；在酒类产品中添加低聚果糖，可以防止酒中内溶物沉淀，改善澄明度，提高酒的风味，使酒的口感更醇厚更清爽；在果味饮料和茶饮料中添加低聚果糖，可以使产品口昧更细腻柔和、更凊爽。

新西兰食品安全部发布新西兰食品标准第55号修正案，批准低聚果糖用于婴儿配方食品、婴儿食品、儿童辅食，并于2013年10月17日实施。  国家卫生计生委已经批准发布的低聚果糖公告包括原卫生部2009年第11号公告、2012年第6号公告以及国家卫生计生委2013年第8号公告。其对应的生产工艺包括：①原卫生部2009年第1I号公告中生产工艺规定为以菊苣为原料，经部分酶水解后提纯、喷雾干燥制得；②原卫生部2012年第6号公告中生产工艺规定为以蔗糖为原料，用来源于米曲霉的B一果糖基转移酶水解后，经色谱分离提纯、干燥制得；③国家卫生计生委2013年第8号公告中生产工艺规定为以白砂糖为原料，用来源于黑曲霉的酶酶解后，经脱色、过滤、干燥等工艺制得。以上3种生产工艺生产的低聚果糖都可以用于婴幼儿配方食品和婴幼儿谷类辅助食品。

低聚果糖在特殊医学用途食品中的应用

虽然低聚果糖由于分子量小，人们认为低聚果糖不能起到膳食纤维的全部作用，但这一特性使其能很好地与液态特殊医用食品相容，而后者多是患者通过管道来进食。很多膳食纤维并不能与液态医疗食品相容，不溶性纤维容易沉淀从而堵塞进食管道，而可溶性膳食纤维会增加产品的黏度，这使得通过固定管道来给药变得更为困难。低聚果糖能起到很多类膳食纤维的生理效应，如调节肠道功能、维持大肠完整性、抗移植性、改变氮排泄的途径以及增加矿物质的吸收等。总之，低聚果糖与液态医疗食物良好的相容性及很多生理功效使低聚果糖在特殊医用食品中得到广泛应用。

其他应用

在焙烧食品中增加低聚果糖，可以增进产品的色泽，改进脆性，有利于膨化。