低聚半乳糖概述及其功能效果原理分析

孙常文+周清涛+王超+庞明利+杨海军

在《功能性低聚糖通用技术规则》上，功能性低聚糖（functional oligosaccharides）的定义为：由2～10个相同的或不同的单糖，以糖苷键聚合而成（可以是直链，也可以是支链）。其具有糖类的特性，可直接作为食品配料，但是不被人体消化道酶和胃酸降解，不被（或难被）小肠吸收，同时具有促进人体双歧杆菌增殖等生理功能。功能性低聚糖有很多种类，包括：低聚果糖、低聚半乳糖、低聚异麦芽糖、低聚木糖等。

其中，低聚半乳糖（Galactooligosaccharides，GOS）是以乳糖为原料，经β-半乳糖苷酶作用而得，是在乳糖分子中的半乳糖基上连接半乳糖分子的寡糖类混合物。低聚半乳糖拥有极强的耐热性、耐酸性，并且能够同时对人体内的两种有益菌（双歧杆菌和乳酸杆菌系列）进行有效的增殖，是优秀的双歧因子。由于其和人体中的低聚糖成分相同，目前已经和低聚果糖一起以复合益生元的形式广泛应用于婴幼儿配方食品行业中。

低聚半乳糖生理功能和理化性质

由于人体内不存在水解低聚糖的酶，所以无法消化它们，因此低聚半乳糖在人体中产生的能量和热量较少。在进入人体后，它们选择性的增殖肠道中的有益菌群（双歧杆菌等），不会引起血糖上升，同时对预防龋齿、维护肠道健康、治疗便秘、促进维生素和矿物质等营养物质的吸收、降低血清胆固醇、增强机体免疫力、抵抗肿瘤、减肥、预防肠道癌等也可起到一定的作用。

低聚半乳糖在物理化学性质上对酸热稳定性较高，在pH为3.0，160℃，加热15min的条件下也不降解。因此，在酸性食品的加工过程中非常适宜用低聚半乳糖。它不易发生美拉德反应，而且热量值只有8KJ/g，大约是蔗糖的一半，是开发低热值食品配料的最佳选择。

低聚半乳糖功效原理分析

低聚半乳糖维护口腔健康作用原理

口腔中的主要有害微生物是变异链球菌，该菌能分泌葡萄糖转移酶，使口腔中的葡萄糖转化为葡聚糖，葡聚糖能够附着于牙齿表面形成牙垢，进而导致龋齿。低聚半乳糖不会被唾液中的消化酶分解，变异链球菌无法利用其生长；此外，低聚半乳糖还可以抑制葡萄糖转移酶发挥作用。研究发现，低聚半乳糖具有抗龋齿的功效，可以保护口腔健康。

低聚半乳糖维护肠道健康作用原理

功能糖能够使双歧杆菌、乳杆菌等有益菌增殖，使产气荚膜梭菌、肠球菌、拟杆菌等有害菌的生长受到抑制，长期服用会使有益菌成为肠道优势菌群，从而发挥其调节肠道功能的作用，所以低聚半乳糖也具有调节胃肠道菌群的功能。摄取功能性糖后，肠内双歧杆菌数量明显增加，pH值下降，肠道维持酸性环境。由于酸性环境不适合有害菌的生长繁殖，低聚半乳糖通过这种间接作用可抑制病菌的繁殖，减少梭状芽孢杆菌等腐败菌的数量。

腐败菌在氨基酸的分解过程中会产生出氨、胺、硫化氢、吲哚、酚等有害物质，是引起人体健康危害的诸多原因之一。功能糖可有效促进双歧杆菌繁殖，双歧杆菌不但不会产生有害物质，而且其代谢后产生的醋酸、乳酸等有机酸，可降低肠道pH值，提高内源性溶菌酶活性，起到抑制大肠杆菌及梭状菌等致病菌或腐败菌繁殖的作用。另外，双歧杆菌能使氧化还原电势（Eh）下降，有利于铁、钙和维生素的吸收，并能产生维生素B1、B2、B6、B12、烟酸、叶酸等。

低聚半乳糖维护人体心血管健康作用原理

肠道是人体最大的“带毒器官”，也是最大的排毒器官，如果毒素不能及时排出，就会在结肠部位被重新吸收并进入血液，危害人体健康。低聚半乳糖形成的肠道内酸性环境，会促进肠道蠕动，促进肠道有害物质的排出。其不仅可通过增加有益菌的数量来抑制有害菌，减少毒素的产生，还能利用自有的保水特性预防便秘的发生，并可在肠道壁上形成一道屏障，阻止毒素被吸收进入血液，从根本上清除体内毒素，保持心血管健康。

低聚半乳糖增强人体免疫力作用原理

肠道菌群在肠道免疫中起着非常重要的作用，肠道菌群的生态平衡是维持正常消化功能和防止疾病发生的一个重要因素。当外界环境发生变化时，肠道内的条件性病原菌就会引发消化道疾病，此时黏膜屏障的功能就会受损，肠腔内细菌可达到肠系膜淋巴结，并可能进一步侵犯远处脏器。

梁庆红等研究发现肠道菌群失调后，小鼠脾脏溶血空斑数减少、巨噬细胞吞噬率降低、T淋巴细胞数量及IL-2的含量减低、脾脏的重量减轻，说明肠菌群失调不仅可以降低机体特异性免疫功能，也可降低非特异性免疫功能。免疫功能下降可导致机体的二重感染、医源性感染或新的感染，这些不良后果又可加重菌群紊乱，形成恶性循环。

Tada等研究发现肠道正常菌群数量减少后，小鼠骨髓和外周血中粒细胞减少，无菌小鼠骨髓粒细胞、外周血和肝脏中的粒细胞也较正常小鼠减少，证明肠道正常菌群在维持骨髓造血功能和外周血中的粒细胞水平方面发挥着重要作用。

低聚半乳糖在促进肠道有益菌群增殖时，产生的发酵产物主要是H2、CO2、短链脂肪酸、支链脂肪酸、胺类等。其中，短链脂肪酸（乙酸、丙酸、丁酸等）是碳水化合物发酵的终产物，是结肠细胞、肝细胞以及周围组织的能量来源，而且它们作为葡萄糖代谢和脂肪代谢的调节因子发挥着一定的作用。短链脂肪酸还可以促进钠、镁等矿物质的吸收。

功能糖能够带给不同人群的健康益处

低聚半乳糖目前已经广泛应用于各个食品的细分行业中，例如饮料、乳品、保健食品、休闲食品等。由于其自身特性，低聚半乳糖也能够为不同人群带来相应的健康益处。

孕妇群体：女性妊娠期内，激素分泌旺盛，膨大的子宫压迫肠道，影响肠道的蠕动，整个神经系统均会出现不同程度的紊乱，易导致排便机制失常。再加上现代女性一般运动量小，饮食过于精细，因此，其肠道微生态环境极易失衡，便秘发生率极高。研究显示，长期服用低聚半乳糖等益生元物质，可改变肠内微生态环境恶化状况，使肠道内以双歧杆菌为首的有益菌增殖并提高活性，恢复肠内微生态平衡，改善便秘症状。

儿童群体：随着儿童的生长发育，其体内的肠内菌群逐渐发展为成人化模式。此时补充低聚半乳糖等益生元，可以尽早建立以双歧杆菌为主要菌群的肠内有益菌群，有利于增强机体免疫力。

女士群体：微生态学研究表明，肠道有害物质是加快皮肤衰老的真正原因。婴幼儿肠道内的有益菌占绝对优势，有害菌极少，只占肠道总菌量的5%以下，这是婴儿皮肤细腻、不生粉刺、润滑而有弹性的重要原因之一。但随着年龄的增长以及生活习惯、生活环境的变化，肠道中有益菌逐步减少，而各种有害菌不断增加，有害物质增多，皮肤会逐渐失去弹性和光泽，变得晦暗粗糙。低聚半乳糖具有迅速增殖肠道有益菌，抑制有害菌，恢复肠道菌群平衡的作用，可以有助于还原完美肌肤。

电脑族：长期使用电脑的群体在饮食方面容易暴饮暴食、偏食和厌食，必须补充营养丰富的食物。因此这一人群适当补充益生元制剂，可巩固胃肠道功能。

职场斗士：职场人士通常精神压力较大，交际应酬多，饮食不均衡，极易造成肠道菌群失调。量补充益生元产品，可帮助他们预防胃肠疾病。

老年人群体：老年人肠道内有益菌数量减少，消化系统和内分泌系统功能减弱，易形成大量肠内垃圾，造成肠内环境污染严重。老年人适量服用益生元，可以防止老年病甚至癌症的发生。

消费者的健康需求带来广阔市场空间

随着人们生活节奏的加快及生活品质的提升，亚健康人群逐渐增多，而肠道不健康、便秘及体内有益菌群不足等问题是导致身体衰败的重要元凶。低聚半乳糖作为一种独特的保健食品，由于其具有增殖双歧杆菌的特殊功效，是缓解健康问题的重要途径。