聚葡萄糖产品特性及应用

1、聚葡萄糖产品的特性及应用米昌峰贾昌文李凯(济南维辰生物技术有限公司山东*济南)摘要：聚糊精，聚葡萄糖，又称水溶性膳食纤维的聚葡萄糖，具有低热量、调节肠道功能、提高免疫力、促进矿元素吸收、降低血糖、特罗尔体重等多种优良的加工特性及对机体有益的生理机能。 聚葡萄糖因其高度的安全性和稳定的加工特性，广泛应用于饮料、乳品、烘烤、糖果等各种食品和保健品。关牛鼻子词：预防聚葡萄糖食物纤维便秘poly dextrose引用膳食纤维是人体不可缺少的第七营养素。 在20世纪六十年代，trowell首次列举了现代“文明病”的特点，并提出了膳食纤维对抗“文明病”的重要作用以来，膳食纤维的研究与开发很快受到世界各国的

2、高度重视，营养学界、临床医学界和食品科学界相继致力于研究，在世界范围内掀起了研究膳食纤维的热潮聚葡萄糖是低热量、无糖、低血糖指数的特殊碳水化合物，具有水溶性食物纤维和益生元的特点。 是由天然存在的葡萄糖和少量的索注音字醇、柠檬酸高温熔融缩聚的、随机交联的葡萄糖构成的粗多糖。 聚葡萄糖作为作用和性能最好的食物纤维之一，近年来发展迅速，已得到50多个国家的认可，在许多食品、饮料、保健食品中应用越来越广泛。1聚葡萄糖的理化特性聚葡萄糖是以葡萄糖为主的多聚体，是以柠檬酸为催化剂、以山梨糖醇为塑化剂、通过热聚合而形成的水溶性高分子化合物。 聚葡萄糖作为新型膳食纤维和增黏剂、膨松剂、配方助剂、填充剂等，主

3、要用于低能量、高纤维等的功能性食品. 在纤维食品，聚葡萄糖以其90%以上的水溶性食物纤维含量作为主要的纤维来源的低能量食品中，聚葡萄糖可以代替糖和脂肪的一部分或全部，降低食品能量，可以使云同步保持食品本来的风味和质感，带来可充满脚丫子的口感。1.1水溶性聚葡萄糖具有良好的水溶性，可制备浓度为80%的高水溶液。 不溶于乙醇，但部分溶于甘油和甲基乙烯二醇。 聚葡萄糖水溶液很容易由聚葡萄糖粉末制成，熔化率取决于混合设备的速度、剪切力及粉末入水时的状态。 在调制高浓度水溶液时，一边缓慢地将聚葡萄糖加入热水中，一边进行有效的机械搅拌，可以加速溶解。 作为分散剂加入其他物质也能得到同样的效果。1.2稳定性

4、在实验室中，聚葡萄糖在25、45、60裸露的条件下观察，可稳定保存90天以上。 在密闭容器和适宜的贮藏条件下，聚葡萄糖的货架期可达2年。1.3粘性与蔗糖一样，聚葡萄糖水溶液是典型的牛顿液体。 在相同条件下，聚葡萄糖水溶液的黏性系数略高于蔗糖。 20时两者的黏性系数差为1000cp(1pa/s )。1.4润湿性聚葡萄糖作为湿润剂，可以防止或缓和含有湿润食品的不良变化，使食品既不脱水也不吸水。 在糖果和烘烤食品中，聚葡萄糖能够调节储藏中水分的吸收和丧失的速度。 但水分的吸收和丧失速度受食品性质、配方、包装、贮藏或食用时的环境条件等多种因素的影响。2 -聚葡萄糖的生理机能研究现状2.1低能量聚葡萄糖

5、是随机聚合的，糖苷键种类多，分子结构复杂，不易被人体和动物消化利用，因此具有较低的热量。 多数动物和人体试验证实，聚葡萄糖具有低热量值，约为1kcal/g左右。 确认在模拟人体条件下和人体试验中，聚葡萄糖的能量值也低。 像white等那样，使用淀粉酶、茁壮酶、淀粉样葡萄糖苷酶结合，在模拟人体内的条件下酶催化剂分解聚葡萄糖，测定产生的葡萄糖量，推定聚葡萄糖的体内消化率为22%25%，热量值约为1kcal/g。 lotfi等人评价了7名健康志愿者每天摄取30g聚葡萄糖的短期(服用聚葡萄糖的4天)和长期阶段(服用聚葡萄糖的26天)的能量值。 其能量值是在早餐时服用10克14c标识牌的聚葡萄糖测定的。

6、 在短期和长期服用阶段分别有31%和29%出现在呼吸作用，4%出现在尿中，排泄瓦斯气体中1%，粪便中脂肪酸中1%，细菌34%，短期和长期含有大便中33%和32%，经订正后，呼吸作用中的14co2和聚葡萄糖生成挥发性脂肪酸被订正时， 聚葡萄糖的能量值在短期和长期服用阶段分别为4.0kj/g(0.96kcal/g )和6.1kj/g(1.5kcal/g )。 测定聚葡萄糖能量值的方法不同，但结果均为1kcal/g左右，证明存在消化性糖类困难。2.2调节肠道功能，防止便秘的发生由于聚葡萄糖具有良好的保水性，未消化的聚葡萄糖增加了肠道蠕动和粪便排出。 云同步在大肠内部分聚葡萄糖被双歧杆菌等有益菌发酵利

7、用，产生大量短链脂肪酸，降低肠道ph，刺激肠道蠕动，增加粪便湿润度，保持一定渗透压，双向调节肠内环境，防止便秘的发生。 根据对120名健康成人的研究，摄取聚葡萄糖约2天后，很多被试验者的粪便软化，粪便容易排出。 随着聚葡萄糖摄取量的增加，排便的频度和难易度得到改善，粪便的湿重和干重也相应增加。 说明即使每天摄取4g的聚葡萄糖也能明显改善排便状况。 与不服用聚葡萄糖的情况相比，人体短期服用(服用4天)聚葡萄糖和长期服用(服用26天)具有改善肠道功能的效果，如粪便重量由对照的122g/增加到短期阶段的164g/和长期阶段的158g/，粪便中的水分也原本2.3调节肠道菌群平衡的益生元功能益生素是“不

8、可消化的食物成分，选择性结肠中的一种或少数细菌的生长或活性能对宿主产生有益影响，使宿主的健康增加”。 许多研究表明，聚葡萄糖是有效益生元，被人体摄取后，在胃肠道的上半部分未消化，直到胃肠道的下半部分才部分发酵，从而促进肠道有益菌(双歧杆菌、乳杆菌)增殖，抑制梭状芽胞杆菌和拟杆菌等有害菌的生长。 聚葡萄糖经有益菌发酵产生冰乙酸、正丁酸等短链脂肪酸，有助于降低肠道的ph、抵抗感染、降低癌症危险性。2.3.1促进肠道有益菌生长，调整肠道菌群平衡，抑制有害菌生长在人肠道模拟器的三级连续培养系统中，浓度为1%和2%的聚葡萄糖对肠道双歧杆菌有显着的刺激作用。 作用的双歧杆菌范围广，除对青春双歧杆菌、双歧杆

9、菌、双歧杆菌等有增殖作用外，对婴儿双歧杆菌也有增殖作用。 人体临床试验研究表明，人体摄取聚葡萄糖后，粪便中厌氧微生物发生显着变化，双歧杆菌和乳杆菌增加，拟细菌减少。 服用聚葡萄糖4、8、12g后，大肠双歧杆菌分别增加约3倍、7倍、10倍，乳杆菌分别增加约4倍、4倍、7倍，拟菌(脆弱拟菌、普通拟菌、中间型拟菌)平均减少约54.6%、80.8%2.3.2产生短链脂肪酸，降低肠道ph在动物试验、人体模拟、临床试验的研究中，聚葡萄糖在肠道内部分发酵生成短链脂肪酸，可降低肠道的ph值。 在大鼠食物中添加5%、10%、20%的聚葡萄糖与添加不溶性食物纤维血纤蛋白的情况相比，能够显着降低大肠ph。 模拟大肠

10、的体外试验表明，在可可糖中添加2%的聚葡萄糖时，总短链脂肪酸和正丁酸的浓度分别从103增加到468mm(p0.01 )和从12增加到22mm(p0.01 )。 人体临床试验研究表明，聚葡萄糖即使在每天4克的低剂量水平也能增加有益菌发酵过程中产生的短链脂肪酸，如冰乙酸、丙酸、正丁酸、异正戊酸等，摄入量为8g/或12g/时，冰乙酸和正丁酸的增加量非常显着，冰乙酸浓度分别为4.12mg/从g开始增加的粪便ph分别为摄取前的7.00、6.93降低到摄取后的6.71和6.37，但对照组无显着变化。 冰乙酸和丙酸进入血液循环，在肝脏及其外部组织被代谢的正丁酸是最重要的发酵产物，成为肠道细胞球的能量源，对上

11、皮细胞球的正常发育也至关重要。 肠道ph值的降低可以抑制肠毒素的发生，如吲哚和p甲基酚等有助于预防或防止便秘和肠憩室病的发生，减少结肠癌的发生率。2.4去除体内有毒物质，降低肠道癌发生的风险，生物提高免疫力聚葡萄糖能抑制有毒物质在肠道的吸收，以粪便的形式排出体外，减少有毒物质在体内的积累。 环境中存在的戴奥辛类是毒性较强且不易分解的有机氯化合物，容易通过食物进入人体内吸收、蓄积，引起肝脏代谢障碍、免疫性障碍及基因毒性、致癌和畸形。 研究表明，通过给大鼠喂食戴奥辛类、喂食高野豆腐、聚葡萄糖等，聚葡萄糖能够有效地促进粪便中的戴奥辛类排泄，有效地抑制其在肝脏中的蓄积。 8周饵料组的肝脏蓄积率较低，表

12、明长期摄取聚葡萄糖可以更有效地控制戴奥辛类在肝脏的蓄积。 已证实聚葡萄糖有改善肠道微生物组成和活性，降低肠癌的风险。 mikivuokko等人采用两种不同的体外系统，即四阶段结肠发酵模拟器和人肠道上皮功能细胞球培养模型，研究了水溶性膳食纤维聚葡萄糖对结肠癌的影响。 在caco-2细胞球(人结肠癌细胞系)中，观察到cox-2的表达显示剂量反应性降低。 cox-2表达降低和聚葡萄糖的结肠发酵的密切的相关性表明，随着一头地的发展，聚葡萄糖具有抗癌作用。 fava等人用猪的模型证实了聚葡萄糖在结肠慢慢持续发酵，可以显着改变发酵的最终产物，特别是大肠末端。 聚葡萄糖有降低粘膜环氧酶cox-2的表达的倾向

13、，也证实了其有可能降低在大肠末端形成结肠癌发生条件的风险。 ishizuka等人采用大鼠模型，观察了聚葡萄糖显着降低致癌剂1，2 -二甲基水合肼诱导的异常窝巢(acf )的形成。 该作用在直肠尤为显着，抑制率高达65%。 笔者由此得出结论，摄取多葡萄糖可以预防直肠癌的发生。2.5促进矿物元素体的吸收大量研究表明，摄取非消化性糖类可促进大鼠钙元素的吸收，而这些个物质中含有多种糖醇、果寡糖和多糖体物质，非消化性糖类可对人体钙元素的吸收和保持起有益作用。 同时，聚葡萄糖作为非消化性多糖体也具有促进钙元素吸收的作用，如hara等人研究了用聚葡萄糖饲养正常胃切除大鼠时对钙元素吸收和骨矿化的影响，并与其他

14、食物纤维瓜耳胶胶粘剂分解物(ggh )的作用进行了比较。 结果表明，全胃切除和正常大鼠用聚葡萄糖饲养(50g/kg，21 )能增加钙元素吸收和骨矿化，而用ggh饲养的正常大鼠没有这种作用。 推测促进ca吸收主要是小肠的作用，与大肠无关。 mineo等人的研究表明，随着聚葡萄糖浓度在0-100mmol/l的增加，大鼠空肠、回肠、盲肠、大肠的钙元素吸收作用有增加的趋势。 聚葡萄糖浓度超过100mmol/l时，大鼠空肠、回肠、盲肠、结肠的钙元素吸收显着提高。2.6改善脂质代谢，降低甘油三酸酯和胆固醇胆固醇是一种脂溶性物质，与蛋白质结合形成载脂蛋白微粒在血液中运行，人体血液中胆固醇含量高会导致动脉硬化

15、和高血压的发生。 动物实验显示，聚葡萄糖能够阻止或降低甘油三酸酯和胆固醇对肠系膜淋巴的转运作用，从而减少大鼠对甘油三酸酯和胆固醇的吸收。 saku等研究了61名健康志愿者每天服用15g多葡萄糖对血脂、脂蛋白和脂蛋白的影响，结果发现多葡萄糖能够选择性降低高密度脂蛋白水平hl及其主要蛋白a-i和a-ii代谢人体一次吃46g聚葡萄糖(15%w/w )与乳糖醇无糖朱古力基本不会影响血清甘油三酯上升，而吃含有糖分的朱古力在30分钟到150min之间，血清甘油三酯逐渐上升。2.7降糖反应富含各种糖和淀粉等高中生血糖碳水化合物的饮食已经与肥胖症和早期2型糖尿病等健康问题相关联。 聚葡萄糖不易被吸收，血糖指数

16、低(相对于葡萄糖为4%-7% )，摄取后血糖不易上升，不会刺激胰岛素分泌细胞，非常适合糖尿病患者食用。 聚葡萄糖也可代替各种食品中的高血糖指数用于碳水化合物，降低了最终产品整体的血糖负荷。 临床实验表明，人体摄入12g的聚葡萄糖和50g的葡萄糖后血糖指数为89% (相对而言，摄入50g的葡萄糖后血糖指数为100% )，聚葡萄糖说明非胰岛素依赖性，聚葡萄糖可以延缓葡萄糖在小肠内的吸收，波2.8增加饱腹感，有助于减轻肥胖世界上肥胖的人数在增加，但低卡路里的饮食是控制体重的有效手段。 聚葡萄糖的卡路里值低，卡路里摄取量少的情况下，有增进饱腹感的效果。 另一方面，聚葡萄糖生产的低热量食品增进饱腹感，可

17、以让消费者避免长期饥饿。 聚葡萄糖能抑制食欲，减少饮食量，还能从人体中夺取多才多艺的脂肪和能量。 另一方面，聚葡萄糖在胃肠壁形成薄膜，还能缠绕部分食物中的脂肪，限制消化道内脂肪的吸收，促进脂质排泄，减少脂肪堆积，达到特罗尔体重的效果。3聚葡萄糖的安全性动物和人体试验证实聚葡萄糖具有很高的安全性。 fa和fao/who都承认聚葡萄糖是安全的食品添加剂。 现在，中国，日本，澳大利亚等45个国家允许使用聚葡萄糖。 另外，日本厚生省确认聚葡萄糖是食品，我国将其列入国家食品添加剂。 食品中添加的聚葡萄糖作为便剂的平均最大无作用量为90g/。四聚葡萄糖的应用聚葡萄糖具有低热量、代糖、代脂的功能，已成为国外用途广泛的新型功能性食品添加剂。 在食品工业生产中脂肪代用品、优质代糖填充识别、防冻剂、保湿剂、水溶性食物纤维源等聚葡萄糖已被确认为安全无毒的食品添加剂，广泛应用于糖类、果子酱、点心、朱古力、冷冻甜点类等食品生产的各行业。4.1饮料行业聚葡萄糖是强化纤维