[科普中国]-低聚异麦芽糖

概念

低聚异麦芽糖（IMO）又称为异麦芽低聚糖、异麦芽寡糖、分枝低聚糖等123，我国轻工行业标准定为低聚异麦芽糖。它是淀粉糖的一种，主要成分为葡萄糖分子间以α-1 ，6糖苷键结合的异麦芽糖、潘糖、异麦芽三糖及四糖以上的低聚糖。国内外学者对低聚异麦芽糖（IMO）所包含糖的种类，其说法略有出入。但国内外学者普遍共识必须包括异麦芽糖、潘糖、异麦芽三糖，它是体现低聚异麦芽糖（IMO）功能性的主要成分，其含量高低反映了产品质量的好坏，也影响产品的价格和应用前景4。

低聚异麦芽糖在自然界中其作为支链淀粉或多糖的组成部分。在某些发酵食品如酱油，黄酒中仅有少量存在。由于其可促使人体内的双歧杆菌显著增殖，具水溶性膳食纤维功能，热值低、防龋齿等特性，所以是种应用广泛的功能性低聚糖，目前市面上异麦芽低聚糖产品主要有立健这类的养肠保健品56。

理化特性低聚异麦芽糖糖浆为无色或浅黄色，透明粘稠液体，甜味柔和，无异味，无正常视力可见杂质。糖粉为无定型粉末，甜味柔和，无异味，无正常视力可见杂质。一般成品异麦芽低聚糖呈现为白色粉末状，带有淡淡的甜味，口感绵软似白糖。可用温开水冲饮，也可加到牛奶、咖啡等饮料中配合饮用。

化学结构众所周知，麦芽糖是两个葡萄糖分子以α-1，4糖苷键连接起来的双糖，异麦芽糖（Isomaltose）则是两个葡萄糖分子以α-1，6糖苷键连接起来的双糖。由于分子构象不同，所以，为区别于麦芽糖而称为异麦芽糖。通常，麦芽糖容易被酵母所发酵，异麦芽糖不被酵母所发酵，异麦芽糖系非发酵性低聚糖。低聚异麦芽糖能有效的促进人体内有益细菌-双歧杆菌的生长繁殖，故又称为“双歧杆菌生长促进因子”，简称“双歧因子”。经多年临床与实际应用表明，双歧杆菌有许多保健功能，而作为双歧杆菌促进因子的低聚异麦芽糖自然就受到了人们的关注。

甜度以白砂糖甜度为100，低聚异麦芽糖与其糖类甜度对比如下（20℃之下，与蔗糖10%溶液比较）：

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低聚异麦芽糖浆（粉）味质美好，可用来代替部分蔗糖，改善食品口感，降低甜度。

粘度低聚异麦芽糖粘度高于同浓度蔗糖液，低于麦芽糖，食品加工时比麦芽糖易于操作，对糖果、糕点等组织与物理性质无不良影响，其粘度比蔗糖高，更易于保持结构稳定。

耐热、耐酸性低聚异麦芽糖耐热、耐酸性极佳。浓度50%糖浆在PH3、120℃之下长时间加热不会分解。应用到饮料、罐头及高温处理或低PH食品中可保持原有特性与功能。

保湿性低聚异麦芽糖具有保湿性，使水分不易蒸发，对各种食品的保湿与其品质的维持有较好的效果，并能抑制蔗糖与葡萄糖的形成结晶。面包类、甜点心等以淀粉为主体的食品，往往稍加存放即行硬化，而添加低聚异麦芽糖就能防止淀粉老化，延长食品的保存时间。

着色性低聚异麦芽糖所含糖分子末端为还原基因，与蛋白质或氨基酸共热会发生Maillard反应而产生裼变着色，着色程度的深浅与糖浓度有关，并与共热的蛋白质或氨基酸的种类、PH、加热温度及时间长短有关。所以，采用低聚异麦芽糖加工各种食品时应考虑到上述各种因素的配合。

水分活度低聚异麦芽糖水分活度：在浓度75%、25℃时为0.75。接近蔗糖，用于代替部分蔗糖在食品配方中的换算颇为方便。

冰点下降低聚异麦芽糖冰点下降与蔗糖接近，冻结温度高于果糖。用于冷饮品制造，冻结较快。低聚异麦芽糖冰点下降度大，说明使其溶液冻结温度低，即显示其难于冻结性质，但比蔗糖水易于冻结。一般而言，分子量越大，冻结温度越低。低聚异麦芽糖在制造冷冻食品时，结冰较早，使生产效率提高，又成一大优点。

发酵性低聚异麦芽糖是一种酵母和乳酸菌难以利用糖类，用于面包、酸奶等发酵食品时不能被酵母菌、乳酸菌发酵利用，而残留在食品中仍发挥其各种特性和抗龋齿性，同时促进肠道内双歧杆菌发育。特别在发酵乳品中不会妨碍正常乳酸菌发酵，低聚异麦芽糖不发酵性是其在食品中发挥保建功能前提基础。低聚异麦芽糖不为链球菌作用，所以产生酸少，牙齿不易被腐蚀；其与蔗糖并用能强烈抑制由蔗糖生成葡聚糖，低聚异麦芽糖中潘糖对阻碍齿垢形成效果极为明显。

抗龋齿性低聚异麦芽糖抗龋齿性甚佳，不易被蛀牙病原菌-变异链球菌（Streptococcus mutant）发酵，所以产生的酸少，牙齿不易腐蚀，它与蔗糖并用时，也能阻碍蔗糖不易被变异链球菌作用而产生水不溶性的高分子葡聚糖，抑制蔗糖的蛀牙性。低聚异麦芽糖中潘糖（Panose）对阻碍齿垢形成的效果极为明显。

龋齿也是我国儿童最普遍的牙病之一，保护儿童口腔卫生、预防牙病，以低聚异麦芽糖代替白砂糖，生产不易龋齿的食品和饮料是一件很有价值的工作，希望引起卫生界、食品保健界注目。

安全性低聚异麦芽糖的最大无作用量在2g/kg体重以上。对于低聚异麦芽糖粉，老鼠经口投与急性毒性LD50为44g/kg体重以上，与低毒性蔗糖（LD50为29.8/kg体重）和麦芽糖（LD50为26.7/kg体重）相比较，它是极其安全的。

饮水中添加上述糖粉，1年内老鼠自由摄取，每日摄取量为异麦芽糖2.7-5.0g/kg体重，经长期饲养试验，解剖结果和血液检查无任何异常现象，用细菌回归变异试验及培养细胞的染色体异常试验，无任何变异原性。所以，低聚异麦芽糖是安全性极高的甜味剂。7

直接生理效应(1)低聚异麦芽糖难以被胃酶消化，甜度低、热量低，基本上不增加血糖血脂。低聚异麦芽糖产品不含单糖或单糖含量很低，其热能仅为蔗糖1/6。低聚异麦芽糖很难通过消化酶而分解吸收，经与单独口服葡萄糖人群对照实验后证明，空腹口服低聚异麦芽糖人群，血糖与胰岛素均未上升，这说明低聚异麦芽糖在胃中不被吸收、利用，全部进入肠道。因此，若长期食用，既不会增加血糖，也不改变血中胰岛素水平，糖尿病患者可放心食用。

(2)低聚异麦芽糖能促进肠道内双歧杆菌增殖，抑制肠道有害菌及腐败物质形成，增加维生素含量，提高机体免疫力。低聚异麦芽糖不会被胃和小肠吸收，而是直接进入大肠，被双歧杆菌优先利用，助其大量繁殖，系为双歧杆菌增殖因子；而肠内其它有害菌则不能利用，从而能抑制有害菌生长，促使肠道内微生态向良性循环调整。如：①维持肠道正常细菌群平衡，尤其是老年和婴儿。双歧杆菌能抑制病原菌和腐败菌生长，防止便秘、下痢和胃肠障碍。②双歧杆菌抗肿瘤活性。③双歧杆菌能在肠道内合成维生素B1、B2、B6、K、尼克酸、叶酸等及某些氨基酸，提高对钙离子吸收。④降低血中胆固醇水平，防治高血压。⑤改善乳制品消化率，提高耐乳糖性。国外许多乳制品都添加低聚麦芽糖，以提高其保健功能。⑥增强人体免疫功能，预防抗生素类对人体各种不良副作用。

(3)预防龋齿功能。低聚异麦芽糖不被龋齿链球菌利用，不被口腔酶液分解，因而能防止龋齿。具有异麦芽糖残基低聚异麦芽糖与蔗糖结合使用时会强烈抑制不溶性葡聚糖合成，从而阻止齿垢形成，使蛀芽菌不能在牙齿上附着生长繁殖。因此，低聚异麦芽糖在以蔗糖为原料食品中，具有防龋齿作用。

(4)低聚异麦芽糖属于非消化低聚糖类，具有水溶性膳食纤维功能。由于低聚糖不被人体消化液消化，故又称之为低分子质量、非粘性、水溶性膳食纤维。但功能性低聚糖不具有膳食纤维增稠、水和、饱腹作用，其保健作用源于其特有发酵特点(双歧杆菌增殖因子，BGF)。低聚异麦芽糖比膳食纤维优越一点是其摄入量较低，在推荐剂量内不会引起腹泻，有一定甜味，完全水溶性，不破坏食品质地和风味，不增加粘度，不影响对矿物质和维生素吸收(对它们无包埋作用)，易添加于加工食品和饮料中。

间接生理功效(1)促进食物消化、吸收，维持肠道正常功能。(2)恢复抗菌素治疗、放射线治疗、化学治疗期间肠道正常菌落。(3)改善腹泻与便泌，抑制病原菌和腐败菌。服用低聚异麦芽糖能降低病原菌量，故对腹泻有预防和治疗效果。由于低聚异麦芽糖能导致双歧杆菌增殖，双歧杆菌通过糖代谢相应增加丙酸、丁酸等酸分泌量，这些有机酸促进肠道蠕动，使肠道运动亢进，同时通过渗透压增加粪便水分，从而使排便性状得到改善。长期食用低聚异麦芽糖，能防止和治疗便秘；但对严重便秘患者，低聚糖治疗效果不明显。(4)提高机体免疫力，起到免疫调节剂作用。(5)减少肠道致癌物质，改善血清脂质，降低胆固醇含量。大量实验证明，双歧杆菌对小动物具有抗癌作用，这种抗癌作用源于通过Bifidobactefia细胞、细胞壁物质和细胞间物质使机体自身免疫能力得到明显改善，因而起到抗癌作用。通过服用功能性低聚糖可使血清胆固醇量明显下降。如日摄人15～30g低聚糖2周至3个月可减少血清胆固醇20～50ml。研究表明，乳酸菌包括双歧杆菌能减少血清胆固醇总量，抑制血清胆固醇量升高，增加HDL在整个胆固醇比重(对女性明显，男性不明显)。有学者认为，乳酸菌存在与血浆胆固醇减少有直接关系。过多摄入动物脂肪会导致肠内胆汁酸分泌量增加，胆汁酸增加促进食物中胆固醇吸收，相应血中胆固醇亦增加。双歧杆菌、嗜酸杆菌等有益菌可使胆固醇转化为对人体不吸收类固醇。(6)营养素吸收促进作用和产生营养素。双歧杆菌能产生维生素B1、维生素B2、维生素B6、维生素B12、烟酸、叶酸，含双歧杆菌发酵乳制品能改善乳糖不耐症、及对钙吸收。双歧杆菌对矿物质元素有促进吸收作用，女性育龄期后雌激素水平下降，使体内钙平衡受到干扰，导致骨质疏松；而雌激素水平下降又与肠内菌群失调有关。钙吸收量和盲肠中L-乳酸量密切相关，研究者认为，这种促进吸收作用是难消化低聚糖转化为L-乳酸，L-乳酸吸附钙化合物使其溶解性增加，因而导致钙吸收能力增强。7

产品用途一种低热量荸荠纤维营养片及其制备工艺，用低热量的荸荠纤维粉为原料，配以低聚果糖和低聚异麦芽糖作为甜味科，并配入脱脂无糖奶粉制得。本发明的制备工艺为：鲜荸荠湿渣、清洗除杂、离心过滤、漂洗、粉碎、离心过滤、高压高温蒸煮软化、粉碎、烘干、粉碎、筛分、荸荠纤维粉、混合调配、压片、包装。上述软化过程中，压力为0.1-0.3Mpa，温度为120℃-150℃。本发明的低热量荸荠纤维营养片属高纤维低脂肪低糖且蛋白质含量较高的食品，可最大限度地满足那些喜爱甜食又担心发胖的人群，亦适宜作为高血压、高血脂、高血糖、冠心病、便秘、龋齿等患者的食品和中老年人的食品

低聚异麦芽糖有上述许多优良的性质和保健生理功能，适合代替部分蔗糖，添加到各种饮料、食品中，例如：

饮料：碳酸饮料、豆奶饮料、果汁饮料、蔬菜汁饮料、茶饮料、营养饮料、补铁、补钙、补碘饮料、酒精饮料、咖啡、可可、粉末饮料等。

乳制品：牛乳、调味乳、发酵乳、乳酸菌饮料，以及各种奶粉。

糖果糕饼：各种软糖、硬糖、高粱饴、牛皮糖、巧克力、各种饼干、各式西点、羊羹、月饼、汤团馅以及各种饼馅。

甜点心：布丁、凝胶食品等

冷饮品：各式雪糕、冰棒、冰淇淋等。

焙烤食品：面包、蛋糕等。

此外，还可作为畜肉加工品、水产制品、果酱油、蜂蜜加工品等的配料。

摄入量低聚异麦芽糖既可以添加于各类食品中，也可以直接食用。因为有些食品添加低聚异麦芽糖只是为了寻求一个卖点，少量添加或根本不添加便大肆渲染，“该产品富含双歧因子”，致使广大消费者误认为低聚异麦芽糖效果不明显。实践证明，低聚异麦芽糖的效果是非常显著的，其最方便、最有效、又最便于控制的方法是直接食用。直接食用时，既可用水冲饮，也可添加在稀饭等食物中，其有效剂量如下：

注意事项尽管低聚异麦芽糖对人体无任何副作用，但它与某些药物一起服用时会产生一些不良反应，致使胃部不适，所以，服用药物和低聚异麦芽糖的时间最好间隔2小时。另一方面，低聚异麦芽糖属于非发酵性糖物，与药物一起服用会阻碍人体对药物的吸收，降低药效。

生产工艺低聚异麦芽糖的生产大致有以下两种途径：①利用糖化酶(glucoamylase)的逆合作用，在高浓度的葡萄糖溶液中将之逆合生成异麦芽糖、麦芽糖等低聚糖，但该方法生产的IMO有产率低、产物复杂、生产周期长等缺点而难以工业化大量推广；②以淀粉制得的高浓度葡萄糖浆为底物，通过a-葡萄糖转昔酶催化发生。一葡萄糖基转移反应而得。工业化生产低聚异麦芽糖一般以淀粉为原料采用全酶法工艺，技术以日本最为成熟。

生产流程淀粉一喷射液化一β-淀粉酶糖化一α-葡萄糖苷转移酶转化一脱色一离子交换一 真空浓缩或喷雾干燥一成品。

工艺控制掌握喷射液化技术是生产的前提

由于低聚异麦芽糖是以a-1,6糖苷键结合的异麦芽糖、潘糖、异麦芽三糖、异麦芽四糖等为主要成分组成，占总糖50%以上，而且要尽可能控制葡萄糖含量，因此，要严格控制连续喷射液化的工艺条件，既做到全部糊精化，又控制淀粉的水解程度（较低的DE值）。

浓度确定淀粉乳浓度直接影响液化操作，间接影响糖化程度。实践表明，淀粉乳浓度低一些，液化操作易于掌握．而且液化均匀完全，效果良好。

选择以蒸气喷射淀粉液产生的高温促使淀粉迅速糊化，凭借a一淀粉酶较强的水解作用使充分糊化的淀粉完全液化。此时，淀粉的糊化速度与液化速度同步进行，迅速将淀粉降解为糊精和少量低聚糖，且粘度降低，呈水流性使液化顺利进行。

pH值兼顾酶活力，防止淀粉老化以及保证液化液质量,PH选择在6.2-6.4为最佳值。若 pH6.5时，会使低聚糖还原性末端葡萄糖残基异构化生成不需要的其它糖类。

净化分离低聚异麦芽糖的纯度越高，保健功能越好，产品价值越大，国内纯度高的目前国内只有立健这个品牌8。为此必须把其中的葡萄糖和麦芽糖分离出来。在现有的研究工艺中国内大多数都是用酵母来实现葡萄糖、麦芽糖的消耗（相当于除杂），所以对酵母菌种的要求是不能或者少利用低聚异麦芽糖，现有工艺使用的酵母一般经过特性筛选和基因工程改造，所以建议在试用现有产品的同时进行传统的菌种筛选。也有采用强酸性阳离子交换树脂柱分离的方法和采用葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶协同作用去除产物中的葡萄糖的方法，还有结晶法、有机溶剂沉淀法、活性碳吸附法及纳米膜分离法等。 可见要实现低聚异麦芽糖的除杂有一定困难和较高成本。国外基本已采用色谱分离技术，纯度更高，口感也更好。

应用领域由于优异的品质与无害性，低聚异麦芽糖作为一种优异的益生元，已被广泛运用到畜牧、医疗、日常保健、食物添加等行业。

婴幼儿产品．

低聚异麦芽糖在婴幼儿产品上多用于生产益生元葡萄糖、奶粉类、米粉类等产品

高纯度保健品

作为功能性保健品，益生元在保健品行业的产品并不多，而且纯度高的目前国内只有立健这个品牌。由于功能性成分达90%，能充分体现益生元的优势和充分利用其功能。由于是非药物，这类应用使用人群非常广泛，其中，非常适用于有肠道问题的人群9。

日常调味添加

“推进公众营养改善行动”被纳入《国民经济与社会发展第十一个五年规划纲要》后，2007年，由公众营养与发展中心新推出的公众营养改善项目、我国第一个针对微生态失衡而出台的项目——“食物中加OLIGO（益生元）”正式启动。

由于益生元具有不被消化的特性，不影响血脂、血糖，所以是高血脂、高血糖、高血压人群的优选的甜味添加剂，成为了蔗糖、葡萄糖等影响血糖的替代品10。

认识误区1.糖尿病人不能吃？
异麦芽低聚糖中的“糖”是指一种分子结构，与我们日常所说的糖是有区别的。我们日常食用的如蔗糖，属于多糖，能被人体消化、代谢。动物的肠道中没有水解异麦芽低聚糖的酶解系统，因此，它们不被消化吸收，而直接进入大肠内优先为双歧杆菌所利用。
所以，糖尿病人食用异麦芽低聚糖是不影响血糖的。而且，像异麦芽低聚糖之类的功能性低聚糖，由于不影响血糖，同时具有甜味和一定的保健功能，日渐成为糖尿病人的优选甜味添加剂。
2.有依赖性？
异麦芽低聚糖的作用原则是调节和养护，身体调养好了，就不存在依赖性的问题。
3.有副作用？
由于异麦芽低聚糖不是药物，所以不存在副作用的问题。它的主要功能是促进肠道益生菌的生长繁殖，调节肠道菌群结构，养护肠道。

4.它实际上就是麦芽糖的一种？
麦芽糖是两个葡萄糖分子以α-1，4糖苷键连接起来的双糖，异麦芽低聚糖（Isomaltose）则是两个葡萄糖分子以α-1，6糖苷键连接起来的双糖。由于分子构象不同，所以，为区别于麦芽糖而称为异麦芽糖。通常，麦芽糖容易被酵母所发酵，异麦芽糖不被酵母所发酵，异麦芽糖系非发酵性低聚糖。糖尿病患者忌食麦芽,而糖尿病患者可以食用异麦芽低聚糖。