L-阿拉伯糖的生理功能及應用發(fā)展
2014-10-20 14:38:11 來(lái)源: 食品安全導刊
食糖是現代人生活中不可或缺的碳水化合物來(lái)源之一,其中蔗糖是主要代表。蔗糖的使用由來(lái)已久,尤其是兒童對蔗糖甜味的特有味感依賴(lài)性是難以替代的。如何既保持人們熟悉的蔗糖味道,又能避免其給身體帶來(lái)的負面作用,曾一度成為困擾食品行業(yè)的問(wèn)題。
近年來(lái)科學(xué)家和營(yíng)養學(xué)家就功能糖(醇)的低糖、營(yíng)養等健康新概念展開(kāi)了大量研究,其中針對L-阿拉伯糖(L-Arabinose)在腸道內對糖類(lèi)代謝的作用也做了大量的臨床試驗。臨床試驗表明:L-阿拉伯糖對蔗糖的代謝轉化具有阻斷作用,使其在減肥、控制糖尿病等方面的應用前景看好。目前,美國食品藥品監督管理局(FDA)已批準其列入食品添加劑目錄,美國臨床分泌協(xié)會(huì )批準其列入抗肥胖癥治療使用食品、營(yíng)養制品和非處方產(chǎn)品目錄,美國醫療協(xié)會(huì )將其列入抗肥胖劑的營(yíng)養補充劑或非處方藥;日本厚生省特定保健用食品清單中則將L-阿拉伯糖列入調節血糖專(zhuān)用特殊保健食品添加劑。2008年,我國衛生部第12號公告批準L-阿拉伯糖為新資源食品,使用范圍為各類(lèi)食品,但不包括嬰幼兒食品。此外,L-阿拉伯糖還在生物試驗、生物工程、香精香料等方面有較多應用。
定義及物理性質(zhì)
L-阿拉伯糖是一種戊醛糖,廣泛存在于植物中,通常與其他單糖結合,以雜多糖的形式存在于膠、半纖維素、果膠酸、細菌多糖及某些糖苷中。在許多松柏科(如紅杉)樹(shù)的心材中含有游離狀態(tài)的L-阿拉伯糖。
L-阿拉伯糖為白色晶體,無(wú)氣味,相對密度1.625,易溶于水,溶于乙醇,不溶于醚、甲醇和丙酮。L-阿拉伯糖有類(lèi)似蔗糖的甜味,但甜度只有其一半左右,溶解度低于砂糖;酸、熱穩定。
L-阿拉伯糖的質(zhì)量標準見(jiàn)表1。
生產(chǎn)工藝及技術(shù)發(fā)展現狀
日本在L-阿拉伯糖工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的技術(shù)及應用研究處于全球領(lǐng)先地位,但這些工藝均受水解產(chǎn)物濃度低的影響,后續分離、純化較為困難,產(chǎn)量受限,成本居高不下。
近幾年,L-阿拉伯糖的生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步較快,采用連續色譜分離床分離技術(shù)可以得到組分較高的L-阿拉伯糖,但是若單一生產(chǎn)這一種產(chǎn)品,原料利用率仍然較低,環(huán)保壓力較大,難以實(shí)現降低成本的目標。山東龍力生物科技股份有限公司順應市場(chǎng)需求,開(kāi)發(fā)木糖與L-阿拉伯糖聯(lián)產(chǎn)項目,該工藝有效的解決了成本和環(huán)保問(wèn)題,采用連續色譜分離床分離半纖維素水解液,分別得到含量較高的木糖和阿拉伯糖兩組餾份。該技術(shù)的應用提高了兩種產(chǎn)品的純度,可得到晶體產(chǎn)品,同時(shí)有利于提高產(chǎn)品的結晶收率和產(chǎn)品總收率,成為生產(chǎn)L-阿拉伯糖的趨勢所在。另一方面,木糖和阿拉伯糖聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)生的廢渣還可以進(jìn)一步生產(chǎn)纖維乙醇,這使產(chǎn)品的生產(chǎn)成本更低并可解決廢渣的環(huán)保問(wèn)題。
生理功能
L-阿拉伯糖在食品和藥品方面的使用功能主要有兩點(diǎn),一是能抑制水解雙糖的酶,即抑制因攝入蔗糖(在小腸蔗糖酶的作用下分解成葡萄糖和果糖而被吸收)而導致的血糖升高,簡(jiǎn)稱(chēng)抑制雙糖水解的降糖作用;二是因L-阿拉伯糖對雙糖水解酶的抑制作用,使在小腸里沒(méi)被分解的蔗糖在大腸里被微生物分解產(chǎn)生出大量的有機酸,這種有機酸對肝臟合成脂肪有抑制作用,再加上L-阿拉伯糖在小腸里對蔗糖吸收的抑制作用,從而減少體內新脂肪的產(chǎn)生。
抑制蔗糖的代謝與吸收
L-阿拉伯糖最具代表性的生理作用是有選擇性地影響小腸中的蔗糖酶,從而抑制蔗糖的吸收。實(shí)驗結果表明:L-阿拉伯糖對豬小腸蔗糖酶有明顯的抑制作用,當添加量為蔗糖的1%~5%時(shí),蔗糖酶的抑制率為50%~60%。在商品中的實(shí)驗證明:以0.525g/kg BW劑量的L-阿拉伯糖(含量≥99.0%)灌胃正常大鼠45天,結果表明L-阿拉伯糖能顯著(zhù)改善正常大鼠的糖耐量,大鼠的血清甘油三酯顯著(zhù)降低,血清高密度脂蛋白膽固醇顯著(zhù)增高;以人體推薦量的5、15和30倍劑量L-阿拉伯糖灌胃高糖高脂飼料喂養的肥胖模型大鼠45天,結果顯示各劑量L-阿拉伯糖均能顯著(zhù)改善肥胖模型大鼠的糖耐量。
控制血糖升高,抑制脂肪生成
L-阿拉伯糖作為一種低熱量的糖,可以抑制因攝入蔗糖而導致的血糖升高,同時(shí)可以抑制肥胖,預防并治療與高血糖相關(guān)的疾病。
預防便秘,促進(jìn)雙歧桿菌生長(cháng)
日本的研究結果顯示:有便秘傾向的女性將添加了3%L-阿拉伯糖的蔗糖加入紅茶等飲品中連續服用,每周的排便次數有明顯增加。據日本三和淀粉株式會(huì )社試驗證明,攝入添加5%L-阿拉伯糖的蔗糖還可以有效促進(jìn)雙歧桿菌的生長(cháng)。
對骨骼肌成分的影響
2005年日本的一項研究證明了L-阿拉伯糖對能量消耗和肌纖維成分的影響:通過(guò)對肥胖大鼠分別喂飼含20%的蔗糖膳食(C組)和添加1.5%L-阿拉伯糖的20%的蔗糖膳食(A組)21星期。C組大鼠的腹部脂肪組織重量和細胞大小顯著(zhù)增長(cháng),而A組大鼠的脂肪重量和細胞大小明顯受到抑制。L-阿拉伯糖可以明顯抑制給予葡萄糖2小時(shí)后的血糖上升。用呼吸商來(lái)評估時(shí),A組大鼠脂肪消耗上升了12.8%,腹直肌的Ⅰ型纖維數量明顯增加。像其他骨骼肌一樣,腹直肌也是由I型和Ⅱ型肌纖維組成。這些結果表明,L-阿拉伯糖有改變骨骼肌纖維成分的功效,通過(guò)支配糖酵解到糖氧化來(lái)影響腹部脂肪組織的增長(cháng)。這種肌纖維比例的改變可能有改善Ⅱ型糖尿病的作用。
主要應用領(lǐng)域
結晶阿拉伯糖作為一種無(wú)熱量的甜味劑和新興的功能糖產(chǎn)品,能夠促進(jìn)基因表達和修復,加強機體營(yíng)養,增強免疫力,調節生理機能,還具有健肌美容、延緩衰老、消除疲勞、改善記憶等功效,并且對癌癥、高血壓、高血脂等均有輔助療效。其應用領(lǐng)域非常廣泛,主要有:食品和保健品(糖尿病食品、減肥食品、健康功能食品、蔗糖添加劑);藥品(作為減肥和控制血糖的處方與非處方藥品的添加劑或成藥的賦形劑);藥物中間體(合成核苷類(lèi)似物等抗病毒藥物,作為治療白血病、癌癥的化療藥物合成的中間體);香精香料合成的中間體;有機合成、化學(xué)試劑等。
市場(chǎng)發(fā)展前景
隨著(zhù)糖尿病人和肥胖癥病人越來(lái)越多,國內外對相關(guān)產(chǎn)品的需求日益明顯。由于具有抑制蔗糖水解和抑制脂肪形成的獨特功能,L-阿拉伯糖在糖尿病人群、肥胖人群食品、保健品中的市場(chǎng)空間巨大。僅以國內肥胖人群(6000萬(wàn)人)為例,如每人每年食用100g,市場(chǎng)需求量可達6000噸,市場(chǎng)前景非??捎^(guān)。
隨著(zhù)新工藝、新技術(shù)的不斷進(jìn)步,特別是木糖-阿拉伯糖聯(lián)產(chǎn)這種工藝的推廣,可以大大降低L-阿拉伯糖的成本,另一方面,龍力等功能糖生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)軍阿拉伯糖市場(chǎng),必將會(huì )帶來(lái)更新的生產(chǎn)工藝和更低的成本,這為阿拉伯糖提供了廣闊的發(fā)展空間。

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