[科普中国]-低聚乳果糖

简介

低聚乳果糖是指由3～9个单糖通过糖苷键连接而成的低度聚合糖，是以乳糖和蔗糖（1：1）为原料，在节杆菌（Arthrobacter）产生的β-呋喃果糖苷酶催化作用下，将蔗糖分解产生的果糖基转移至乳糖还原性末端的C1位羟基上，生成的半乳糖基蔗糖。

低聚乳果糖几乎不被人体消化吸收，摄入后不会引起体内血糖水平和血液胰岛素水平的波动，可供糖尿病人食用。该糖也是双歧杆菌增殖因子，与同是双歧杆菌增殖因子的低聚半乳糖、低聚异麦芽糖等相比，低聚乳果糖的双歧杆菌增殖活性更高，甜味特性也更接近于蔗糖。商业化生产的低聚乳果糖产品甜度约为蔗糖的70%。在日本，这种产品已于1991年推向市场。

性质1、甜度

低聚乳果糖的甜度为蔗糖的30%，甜味特性类似于蔗糖，甜味质量是各种低聚糖中最佳的，因此可应用于食品工业中而不必担心其对产品风味产生影响。商业化生产的低聚乳果糖，由于含有蔗糖、乳糖等其他成分，因而甜度要略高一些。市场上销售的低聚乳果糖制品有三种：LS-35、LS-55P和LS-55L，其甜度分别为蔗糖的70%、50%和55%。

2、对酸、热的稳定性

与其它低聚糖相比，低聚乳果糖对酸、热具有较高的稳定性，其稳定性与蔗糖相似，在中性条件下稳定，在酸性条件下相对更稳定，pH7.0下80℃加热2 h和pH3.0下80℃加热2 h，都几乎不发生分解，在pH4.5的条件下，其加热温度甚至可达到120℃。

3、保湿性

低聚乳果糖具有高的保湿性，能使食品保持湿润，可防止面包、点心等淀粉类食品老化，延长食品货架期。

4、水分活度

为使食品的保存期延长，即为了达到降低水分活度的目的，经常采用添加各种糖类来实现。水分活度愈小，微生物生长繁殖能利用的水分也就愈少，微生物的发育就受到抑制。低聚乳果糖与蔗糖近似的水分活性，高浓度的糖液对微生物有抑制作用。1

安全性评价低聚乳果糖作为一种新型功能性甜味剂自1990年被日本人开发以来，其保健功能逐渐被人们接受，近年来已进入日本及欧美市场。毒理试验研究显示低聚乳果糖不会增加发病率和死亡率，也不会导致癌变和畸变，确认低聚乳果糖对健康有潜在的好处。唯一不利的生物学影响就是因为低聚乳果糖是一种不消化性的碳水化合物，可能引起胃肠痛。科学家们通过大量的体内、体外毒性试验表明，低聚乳果糖对人和动物没有任何不利的影响，因此，低聚乳果糖具有食用安全性。1

制备方法酶法生产有两种合成方法，一是利用半乳糖苷转移酶将乳糖分解产生的β-半乳糖基转移至蔗糖中葡萄糖的C4 羟基上，如S .poroboromy ces菌和Rahnella菌产生的某些酶类；二是利用果糖基转移酶将蔗糖分解产生的果糖基转移至乳糖还原性末端的C1羟基上，适合的酶类有纳豆芽孢杆菌Bacillus natto的果聚糖蔗糖酶levansucrase和节杆菌 Arthrobacter sp .K-1的β-呋喃果糖苷酶β-fructo furansidase。工业上主要是利用节杆菌产的β-呋喃果糖苷酶生产低聚乳果糖。2

分离纯化1、柱色谱法

柱色谱法是基于混合物中各组分在固定相与流动相间相对分配系数不同而达到分离的目的。其主要优点是通过数百次连续循环操作、重复使用吸附剂进行分离纯化。如用分子筛凝胶色谱分离纯化低聚糖，但迄今为止只有以离子交换树脂为填料的色谱柱成功用于糖类的工业化分离纯化。

2、膜分离法

膜分离过程以选择透过性膜作为分离介质，通过在膜两侧施加某种推动力（如压力差、蒸汽分压差、浓度差、电位差等），使得原料侧组分有选择性地透过膜，从而达到分离、提纯和浓缩的目的。按分离粒子或分子大小将膜分离法分为反渗透、透析、电渗析、纳滤、超滤、微滤等6种。

3、活性炭色谱法

活性炭比表面积大，吸附量大，分离效果高，是分离水溶性成分的常用吸附剂，常用活性炭与等量的硅藻土混合物用柱层析来分离糖液（低聚糖的混合物），硅藻土的加入是增加洗脱时的速度，洗脱液按溶剂的极性梯度下降的次序是：先用水洗脱无机盐、单糖，然后用50 mL/L～75 mL/L的稀乙醇洗出二糖，再用100 mL/L～150mL/L的乙醇洗出三糖。

4、离子交换色谱法

利用纸层析以及纤维素层析在分离糖类成功的基础上，人们将纤维素改性，使离子交换与纤维素层析相结合制成的一系列的离子交换纤维素，应用与糖类的分离取得了十分满意的成果。对含有低聚半乳糖、半乳糖、乳糖和葡萄糖的糖浆，运用离子交换树脂法分离提纯低聚半乳糖，应用均匀设计法优化分离纯化条件，并采用薄层层析法对低聚半乳糖进行测定。低聚半乳糖在最佳分离范围中的含量可达63 .8%。2

应用由于低聚乳果糖具有一些优良加工性能和生理功能的特性，使其广泛应用于食品工业领域，可部分或全部替代蔗糖。特别是低聚乳果糖低甜度、低热值特性使其应用于保健食品中对提高消费者健康水平有积极作用。

1、饮料

低聚乳果糖可添加到乳制品的乳酸菌饮料、碳酸饮料、固体饮料中制成营养型、保健型、美容型等各种饮品。

2、糕点、糖果

低聚乳果糖可替代蔗糖用于糖果、蛋糕、休闲食品、饼干等制品中，并能增强产品的营养保健功能。

3、其它食品

低聚乳果糖除以上应用外，还可应用于冰淇淋、雪糕、果冻、布丁、沙司、甜味料、奶粉等产品中，在许多食品中它已部分或全部替代蔗糖，以适于特殊人群的需要。1