膳食纖維——低聚木糖的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用前景展望

張茜

低聚木糖作為膳食纖維的界定

隨著人們對(duì)飲食、營(yíng)養(yǎng)的不斷重視，膳食纖維越來越引起人們的關(guān)注，但是對(duì)于膳食纖維的定義目前尚無一致的說法。

2007年7月歐洲食品安全局提出，膳食纖維廣義上包括所有非消化性碳水化合物，如非淀粉多糖（NSP）、抗性淀粉、抗性低聚糖（具有3個(gè)或以上單體鏈節(jié)和多糖）及其它與膳食纖維多糖，尤其是木質(zhì)素相關(guān)的非消化性微量組分。

根據(jù)2009年6月國(guó)際食品法典委員會(huì)的定義，膳食纖維是指具有10個(gè)或以上單體鏈節(jié)的碳水化合物（是否包括3至9個(gè)單體鏈節(jié)的碳水化合物由國(guó)家管理當(dāng)局決定），不能夠被人體小腸內(nèi)生物酶水解，且屬于以下范疇：天然存在于消費(fèi)食物中的可食用碳水化合物，由食物原料經(jīng)物理、酶或化學(xué)法獲得的碳水化合物，對(duì)健康表現(xiàn)出有益的生理作用的人造碳水化合物的聚合物。

在歐盟對(duì)膳食纖維的定義中，“纖維”是指具有3個(gè)或以上單體鏈節(jié)的碳水化合物的聚合物，在人體小腸中既不被消化也不被吸收，且包含的范疇同國(guó)際食品法典委員會(huì)。

國(guó)際食品規(guī)范委員會(huì)對(duì)膳食纖維的定義，是指聚合度≥10的碳水化合物多聚體，并且不在小腸內(nèi)消化和吸收的可食用食物組分。膳食纖維具有以下1條或多條性質(zhì)：天然存在于食物中的可食用的碳水化合物多聚體，可通過物理、酶解或化學(xué)方法獲得醛基（CHO），并被科學(xué)證明的生理健康效應(yīng)；合成的同時(shí)也必須具有被科學(xué)證明的生理健康效應(yīng)。

中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)對(duì)膳食纖維的定義是，膳食纖維一般指不易被消化酶消化的多糖類食物成分，主要來自于植物的細(xì)胞壁，包含纖維素、半纖維素、樹脂、果膠及木質(zhì)素等。根據(jù)膳食纖維水溶性不同，將其分為2個(gè)基本類型，即：水溶性纖維（SDF）與不溶性纖維（IDF）。水溶性纖維包括樹脂、果膠和一些半纖維，不溶性纖維包括纖維素、木質(zhì)素和一些半纖維。

低聚木糖由2～7個(gè)D一木糖以β-1，4-木糖苷鍵結(jié)合而成（如圖1所示），是功能性低聚糖家族中的一個(gè)重要成員。它的甜度比蔗糖和葡萄糖均低，與麥芽糖相似，約為蔗糖的40%。低聚木糖對(duì)pH值及熱的穩(wěn)定性較好，即使是在酸性條件（pH2.5～7）下加熱也基本不分解，適合用于酸奶、乳酸菌飲料和碳酸飲料等酸性飲料中。低聚木糖的生產(chǎn)原料是木聚糖，木聚糖是植物細(xì)胞中主要的半纖維素成分，占植物細(xì)胞干重的35%，是一種豐富的生物質(zhì)資源，是自然界中除纖維素之外含量最豐富的多糖。根據(jù)歐盟和歐洲食品安全局的定義，低聚木糖是廣義上的膳食纖維。而中國(guó)膳食纖維的范疇僅限于纖維含量高的食物，膳食纖維的范圍有待于進(jìn)一步擴(kuò)大。

低聚木糖的生理功能及生產(chǎn)技術(shù)

低聚木糖極難被消化吸收，腸道內(nèi)殘存率高，具有極好的雙歧桿菌增殖性，其選擇利用性高于其它功能性低聚糖。目前已研究確認(rèn)的低聚木糖的生理功能主要包括以下幾個(gè)方面：（1）提供較低的能量，滿足喜食甜品又擔(dān)心發(fā)胖者的要求，還可供糖尿病人、肥胖病人和高血壓病人食用；（2）活化腸道內(nèi)雙歧桿菌并促進(jìn)其增殖，抑制病原菌，防止腹瀉；（3）防止便秘；（4）降低血清中膽固醇含量、血壓、生成營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、增強(qiáng)機(jī)體免疫力和抵抗腫瘤；（5）不會(huì)引起齲齒，有利于口腔健康；（6）清除腸內(nèi)毒素。低聚木糖具有的獨(dú)特生理功能決定了它的應(yīng)用，主要是利用其能賦予腸道內(nèi)雙歧桿菌選擇增殖活性的效果。其次，由于其穩(wěn)定性強(qiáng)，口感好，越來越廣泛地被應(yīng)用于食品中。

如今低聚木糖大規(guī)模生產(chǎn)的原料為玉米芯，選擇玉米芯的主要原因在于其中半纖維素含量較高，可達(dá)30%以上。而這種天然植物中的半纖維素主要由木聚糖組成，因此半纖維素含量的高低直接決定了低聚木糖的得率。

從食品角度看，作為一種大量使用的功能性基料，必須考慮到低聚糖的生產(chǎn)成本，目前生物降解是工業(yè)上較多采用的方法。研究發(fā)現(xiàn)，自然界中很多霉菌細(xì)菌等都能產(chǎn)生木聚糖酶。工業(yè)上一般采用內(nèi)切型木聚糖酶進(jìn)行木聚糖的酶解，然后經(jīng)分離提純可制得低聚木糖。酶解制備的關(guān)鍵是低聚木糖酶具有合理的酶系，即酶系中內(nèi)切木聚糖酶的活力盡可能高而木糖苷酶活力盡可能低。可通過采用合適的產(chǎn)酶誘導(dǎo)物及一定的調(diào)控手段定向合成高活力的內(nèi)切木聚糖酶，或利用某種簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的方法從木聚糖酶系中除去大部分的木糖苷酶。低聚木糖生產(chǎn)工藝流程見圖2。

低聚木糖的市場(chǎng)現(xiàn)狀及應(yīng)用前景

低聚木糖是近年來發(fā)展迅速的一種功能性甜味劑，已被我國(guó)國(guó)家公眾營(yíng)養(yǎng)與發(fā)展中心批準(zhǔn)為營(yíng)養(yǎng)健康倡導(dǎo)產(chǎn)品。我國(guó)于2007年12月1日起施行了新的《新資源食品管理辦法》，根據(jù)《新資源食品管理辦法》中的定義，新資源食品是指在我國(guó)無食用習(xí)慣的動(dòng)物、植物和微生物；從動(dòng)物、植物、微生物中分離的在我國(guó)無食用習(xí)慣的食品原料；在食品加工過程中使用的微生物新品種和因采用新工藝生產(chǎn)導(dǎo)致原有成分或者結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的食品原料。2002年低聚木糖被國(guó)家衛(wèi)生部批準(zhǔn)為新資源食品，近年來隨著以添加低聚木糖為主的功能食品、保健食品的不斷增多，低聚木糖的市場(chǎng)占有率逐步提高。

2014年山東龍力生物科技股份有限公司發(fā)布公告稱龍力低聚木糖已通過美國(guó)FDA GRAS和FDA NDI認(rèn)證，可添加到美國(guó)各類普通食品和保健食品中。通過美國(guó)FDA GRAS認(rèn)證意味著低聚木糖的應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛，可添加到普通食品中。以普通食品為載體，添加具有功能因子的低聚木糖，符合營(yíng)養(yǎng)健康消費(fèi)理念，對(duì)食品質(zhì)量及品牌提升也有帶動(dòng)作用。例如將低聚木糖添加到乳品中調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)及平衡、提高機(jī)體免疫力；應(yīng)用在水果汁、乳飲料、碳酸飲料，使產(chǎn)品具有營(yíng)養(yǎng)與保健的雙重價(jià)值，能滿足不同消費(fèi)人群的需要；應(yīng)用到各種糖果、甜點(diǎn)、烘焙中，使得添加低聚木糖的產(chǎn)品和同類產(chǎn)品相比具有更多的市場(chǎng)差異化等等。

隨著社會(huì)的進(jìn)步、居民生活水平的提高，追求健康已成為百姓生活的主要目標(biāo)。健康生活的首要方式就是健康飲食，對(duì)于營(yíng)養(yǎng)，現(xiàn)在人們不再單純關(guān)注是否添加的問題，而更多的是討論如何均衡補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)、如何做到膳食更加合理。低聚木糖能促進(jìn)體內(nèi)雙歧桿菌等有益菌的增殖，抑制有害菌的生成，起到潤(rùn)腸通便、調(diào)節(jié)體內(nèi)微生態(tài)平衡、促進(jìn)人體對(duì)營(yíng)養(yǎng)成分的吸收等健康作用，其獨(dú)特的生理功能必將被更廣泛地應(yīng)用于食品、保健品等行業(yè)。endprint