李方华1，王芬2，干昭波1*
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摘 要：随着时代的不断进步，各种高端产品不断问世，其中低聚果糖作为一种优质的益生元、膳食纤维，其稳定性是比较高的，不会被肠胃中的内源酶所消化，能够实现对肠胃腔内的菌群平衡进行调节以及其他多种性能，使其在当前已经成为了一种重要的功能性食品基料。对此，文章针对低聚果糖的功能性和生产研究进展实施研究，以期能够对该领域的发展，提供重要的参考作用[1]。
关键词：低聚果糖；功能特性；生产研究；进展
引 言：
低聚果糖常被简称为FOS，属于低聚糖之中重要类型之一。低聚果糖在自然界之中非常广泛的存在，在蔗糖的果糖残基上位于C1位上，这种低聚糖主要是由β-1、2-糖苷键以及1～3个分子的果糖进行有效结合而成的，其中主要涵盖蔗果三糖、蔗果四糖以及蔗果五糖，属于一种混合物。
1.低聚果糖存在哪些功能特性
1.1低聚果糖的低龋齿性分析
有专家认为龋齿问题的出现，主要是由于受到变异链球菌等物质，将糖生成了一种水不溶性的葡聚糖，并与牙齿表面之间进行粘黏进而形成了相应的牙垢。如果在口腔之中产生了酸菌并附着于牙垢上面，将会使得口腔之内出现发酵产酸的现象，进而使牙齿处于无机质溶环境之中，最终造成龋齿问题的产生。而低聚果糖则不会受到人体酶类的影响而被变异链球菌等物质利用，转变成为其相应的能源，所以在该菌产生葡萄糖转移酶的情况下，是不能使低聚果糖生成葡聚糖物质的，这就使得牙齿减少了在无机质溶的环境之中的时间。在口腔内酸菌发酵低聚果糖生成乳酸的几率，相比于发酵蔗糖产生的酸几率得到了极大程度的降低[2]。
1.2低聚果糖的难消化性与食物纤维性的作用分析
由于蔗果低聚糖之中的蔗果三糖以及蔗果四糖进入到人体之后，不会受到人体唾液之中各个分解酶、小肠消化酶等丠的水解作用影响，所以决定了其具备了难以被消化吸收的这一特性，仅仅能够受到大肠之中存在的双歧杆菌对其产生的选择性作用，在这里经过发酵之后的产物属于短链脂肪酸，在人体之内也非常难以被消化吸收的物质，并且热量值方面也比较低，并且拥有类似于水溶性膳食纤维的一种作用，所以不容易引起肥胖问题。
1.3对双歧杆菌增殖方面具有促进作用
低聚果糖在国际上已经成为公认的、流行性的超强双歧因子，并且在实现双歧杆菌增殖方面具有促进作用。其在大肠的环境之中能够快速地实现对双歧杆菌进行选择性地培养，并且对于有害菌具有显著的抑制作用，属于保健功能性食品，也被我们称之为"双歧因子"。而双歧杆菌所标志的就是年轻与健康。经过相关专家的研究发现，中年妇女长期服用低聚果糖，能够使她们体内的双歧杆菌得到有效提升，由原来的5%提升到25%。
1.4低聚果糖的排毒清肠作用分析
由于低聚果糖属于双歧杆菌的一种增殖因子，它在人体内能够促进双歧杆菌实现大量繁殖的目的，能够在肠道壁的上面形成一层菌膜，进而对其它杂菌的生长起到抑制的作用。与此同时，双歧杆菌能够对低聚果糖进行降解，产生多种物质来对肠腔内的pH值进行改变，主要有乙酸、丙酸、叶酸以及乳酸等物质，还能够将一些致病物质进行降解，对病菌的生长起到直接抑制的作用，并且能够有效地使肠腔推进运动得到加快。此外，低聚果糖属于一种优良性的水溶性膳食纤维，不仅具备可溶于水的性质，还易于食用，并且不会被人体、有害菌所吸收。低聚果糖在双歧杆菌的作用下，能够使人形成直肠排便反射，进而起到一定的排毒作用，将人体内的一些有害物质进行排除。
1.5能够对脂质代谢进行改善
低聚果糖不仅能够实现双歧杆菌的增殖、促进肠道蠕动以及胆固醇代谢速度加快等目的，还能够与所有膳食纤维具备一样的作用，能够对胆汁酸进行吸收，从而实现对胆固醇的合成与吸收进行有效降低。此外，由于低聚果糖不会被人体所吸收，也就是不能由糖转化成为脂肪，进而不会带来肥胖的问题。
1.6低聚果糖的胰岛素非依赖性分析
由于低聚果糖不被人体吸收，所以摄入低聚果糖并不会使人体引发血糖值、胰岛素等升高的问题，自然对于那些会受胰岛素控制的一些肝糖原合成方面也并不会产生影响，因此还可以将其作为糖尿病患者与高血压患者可以食用的一种保健乱甜味剂。
1.7低聚果糖的其他作用分析
低聚果糖不仅具有上述的那些功能，它还能够在人体对其他矿物质进行吸收的时候，起到一定的促进的作用，比如 Ca2+、Mg2+等矿物质，以菊粉这一矿物质复合物为例，在对其实施发酵的过程中都将会被降解，且释放出相应的矿物质，因而使得一些金属离子能够被生物更加有效的吸收；低聚果糖还能够对蛋白质的代谢进行调节、降低血压、保护肝脏以及预防便秘等众多功能[3]。
2.低聚果糖生产方法的研究
2.1通过菊芋原料对低聚果糖进行生产的方式
菊芋在生产低聚果糖中属于一种常见的原料，通过原料酶法一步水解的方式，将菊粉进行水解制取相应的低聚果糖，这种方式具有众多优势，比如工艺简单、转化率高以及副产物少等等。这种方法在实际使用中其原料是菊芋，提取其中的菊粉，再经过酶水解的方式来对低聚果糖进行生产，其生产的具体工艺如下所示：
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2.2通过蔗糖原料对低聚果糖进行生产的方式
在工业领域中常用黑曲霉来进行β-果糖转移酶的生产，其所具备的特点就是在低浓度蔗糖溶液之中实现蔗糖催化水解环节中，能够在高浓度蔗糖溶液当中发生相应的转移反应。有不少专家都认为酶在催化剂的作用下分成两步来具体进行：第一步需要形成相应的酶-果糖复合物，进而释放出所需要的葡萄糖，然后再经过葡萄糖氧化酶与过氧化氢酶两者的共同作用下，将普通低聚果糖之中的葡萄糖进行消除，进而获得纯度较高的低聚果糖；第二步则需要将该复合物的果糖基进行转移，使其转移到水或蔗糖之中，进而生成所需要的果糖或三糖。低聚果糖的具体生产工艺流程如下所示：
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2.3通过产菊粉酶的微生物进行低聚果糖的生产方式
菊粉酶属于β-2，1-D-呋喃果糖的水解酶，很多微生物都能够进行这种酶的合成。当前阶段国内外在这方面研究比较多内容，主要包括的就是酵母、青霉、黑曲霉、黄曲霉、米曲霉以及枯草芽孢杆菌等内容。微生物生产而出的菊粉酶有两种，分别为胞内酶、胞外酶这两种，两者的实际分布比例，不仅与菌种的特性息息相关，还与培养的具体条件之间存在关系。依据相关报道得知，对菊粉进行水解时如果采用内切型菊粉酶水解方式，所获得的低聚果糖的聚合度则为2～8之间；如果采用外切型菊粉酶水解方式则能够直接得到果糖。菊粉酶在实际产生的时候会受到菊粉的诱导，此外蔗糖在产生的时候也会具有一定程度的诱导作用，所以在培养基当中菊粉是不可或缺的原料，其用量一般在4%左右则最为适宜[4]。
结束语：
综上所述，当前阶段的低聚果糖产品在世界范围内越来越受欢迎，并且在生产与应用的程度上逐渐呈现上升的趋势，促使各个行业对于低聚果糖的需求量不断得到加大。而现阶段生产低聚果糖的具体方法有两种，分别为蔗糖基低聚果糖与菊粉基低聚果糖，两者相比后者的纯度非常高，所以在业内备受关注，在国内外都属于热点研究的课题，可见低聚果糖是具有很大的发展潜力的。
参考文献：
[1]曹敏,雷光鸿,米运宏,等.低聚果糖的研究进展[J].轻工科技, 2017(3):19-21.
[2]ZHANG An guo,张安国,GAN Zhao bo,等.高纯度95低聚果糖的生产,功能特性及应用[C].中国食品添加剂和配料协会.中国食品添加剂和配料协会,2012（016）：27.
[3]王永波.果糖基转移酶及低聚果糖生产研究进展[J].食品界, 2019(8):66-66.
[4]袁伟岗.固定化果糖基转移酶生产低聚果糖的研究[D].山东农业大学,2017（22）：107.
*为通讯作者
作者简介：李方华（1981-），男，硕士研究生，工程师，主要从事功能糖研究开发与应用工作。