功能糖

科普中国

本词条由“科普中国”百科科学词条编写与应用工作项目审核

贡献者梅晓宏详情

功能糖是一类具有特殊功效的糖类碳水化合物，主要包括功能性低聚糖、功能性膳食纤维和功能性糖醇。由于功能糖的特殊功效，使得其在食品中可以作为一种功能性配料添加，也可以作为食品中蔗糖的替代原料，降低食品中糖对特殊人群的影响。从纯粹的化学角度说，功能糖其实是指功能性低聚糖、功能性膳食纤维、功能性糖醇等几种具有特殊生理功效的物质的统称。

中文名

功能糖

类别1

功能性低聚糖

类别2

功能性膳食纤维

类别3

功能性糖醇

概述

功能糖

功能糖包括功能性低聚糖、功能性膳食纤维、功能性糖醇。这其中，功能性低聚糖是指对人体健康具有一定改善效果的功能性糖类，多是由2～10个单糖通过糖苷键连接形成直链或支链的低度聚合糖。并不是所有的低聚糖都成为功能糖，只有在人体肠胃道内不被消化吸收而直接进入大肠内为双歧杆菌所利用低聚糖才称为功能糖，由于人体肠道内没有水解它们（除异麦芽酮糖外）的酶系统，因而它们不被消化吸收而直接进入大肠内。这种特性使得它们可以优先为双歧杆菌所利用，是肠道有益菌的增殖因子，也称益生元。这些功能糖主要包括：低聚木糖（木寡糖）、低聚果糖（果寡糖）、水苏糖、低聚半乳糖、低聚异麦芽糖、大豆低聚糖等。功能糖多是由玉米芯、蔗渣、麦秆等富含半纤维素的物质经过酸法、酸酶法或酶法制取的糖，如低聚木糖；或是由一些淀粉糖类经过酸法、酸酶法或酶法制取的糖，如低聚异麦芽糖。功能糖是近几年新兴的词汇，首先由日本传入中国，国家大力扶持和推广功能糖。

智研数据研究中心分析表示：90 年代初含低聚果糖的食品开始投放市场。目前，国内低聚果糖生产企业约8 家，总产能1.5 万t 左右。其中，保龄宝生物股份有限公司和广东江门量子高科生物有限公司是目前国内低聚果糖主要生产企业公司， 两家企业的低聚果糖市场占有率达到了70%以上；云南天元健康食品有限责任公司年产能3000t； 张家港梁丰1000t。

低聚木糖： 2009 年低聚木糖全球市场容量约在1.5 万t 左右，且增长速度较快。目前，全球低聚木糖产能仅为5000 余t，市场缺口很大。

大豆低聚糖：大豆是我国的主要农作物之一， 我国大豆产量居世界前列，仅次于美国和巴西。大豆低聚糖系直接从大豆分离蛋白与大豆乳清中提取所得的一种天然型低聚糖类物质。目前我国大豆低聚糖产量在世界上仅次于美国居第二， 年产量接近1 万t。日本、美国和欧洲是我国主要大豆低聚糖出口国， 国内由于价格关系， 大豆低聚糖的内销量较少，产品大多供出口。

海藻糖：海藻糖口感甘甜，可作为食品的天然甜味剂。

由于上世纪90 年代末日本和中国研究人员分别发明了“淀粉双酶法生产海藻糖新技术”，使得海藻糖这一新型功能低聚糖得以工业化生产。

目前海藻糖的实际年产量已超过8 万t，而世界市场海藻糖实际需求量达15 万t，故市场缺口较大。日本与中国均为世界海藻糖生产国，海藻糖的用途已扩大至生化制剂（微生物制剂）、医药制剂、化妆品和农业科学等各学科， 应用十分广泛。

功能性膳食纤维

功能性膳食纤维，是一种高分子的碳水化合物，由于其不能被人体所正常的消化吸收，所以本身并没有营养价值，但是，也正由于其不能被消化，所以可减缓消化速度和最快速排泄胆固醇，可让血液中的血糖和胆固醇控制在最理想的水准之上，还可以帮助糖尿病患者降[1]低胰岛素和三酸甘油脂。

功能性糖醇

功能性糖醇，主要包括山梨醇、麦芽糖醇、木糖醇、赤藓糖醇、异麦芽酮糖醇。

在中国二型糖尿病显著增加的情况下，普通糖的替代品——糖醇类物质，被越来越多的运用。因为糖醇类物质不会引起体内胰岛素的显著增加，所以被许多需要甜味却又必须无糖的食品所添加，而糖醇类物质本身的特性，比如益生元、低能量以及低血糖、胰岛素应答特性等，对改善食品的健康品质，预防慢性疾病的发生发展都有着积极意义。

推动健康功能食品的发展，许多产品被国家公众营养与发展中心推荐为“营养健康倡导产品”。到“十五”后期，由于功能糖行业的技术飞速进步，收率和质量明显提高，物料消耗下降；企业集约化规模化经营，功能糖产品成本大幅下降，功能糖市场逐步扩大，成为功能性食品重要的添加剂，特别是在乳品业、保健品业、饮料业、无糖功能食品业等。随着功能糖功能性研究的深入，实验证明功能糖在饲料业应用广泛，可以代替部分抗生素促进动物的生长发育。已由部分企业把功能糖开发成功能性饲料添加剂。

功能糖主要功能简介

改善肠道菌群的功能

双歧杆菌（Lactobacillus bifidus）是1899年由法国的巴斯德研究所的Tissier博士首次从健康的母乳喂养婴儿的粪便中分离出的一种菌。以日本为主以及欧洲其他国家在内的研究人员通过30多年的研究，渐渐发现了双歧杆菌对人体的有益作用，并已成为衡量机体健康、评价改善胃肠菌群的功能性食品的标志之一。功能糖能够使双歧杆菌、乳杆菌增殖，使产气荚膜梭菌受到抑制或不增殖，是大肠肝菌或肠球菌、拟杆菌不增殖或增殖幅度低于双歧杆菌或乳杆菌增殖，可以认为，具有一定的调节胃肠道菌群的功能。摄取功能性糖后，肠内双歧杆菌数量可增加数百倍。双歧杆菌不仅可抑制病菌的繁殖，可减少甚至完全消除梭状芽孢杆菌等腐败菌。腐败菌在将氨基酸分节时会产生出氨、胺、硫化氢、吲哚、酚等有害物质，是引起人体健康受到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，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，双歧杆菌还可以产生维生素B1、维生素B2、维生素B6、叶酸等维生素类物质，起到维护人体健康的作用。

润肠通便

常用的具有润肠通便作用的物质有膳食纤维、糖醇和微生态制剂。膳食纤维不能被人体吸收，能部分被肠道菌群分解和发酵，产生有机酸，降低肠道pH，刺激肠粘膜蠕动。未被消化的膳食纤维形成的食物残渣能改变粪便性状，刺激结肠运动，促进排便。此外，水溶性膳食纤维能被细菌利用并能保持粪便中的水分。 功能糖不能在人体内被消化吸收，属于低相对分子质量的水溶性膳食纤维，因此可用它来使粪便变稀、缓解便秘。它的这种生理功能完全归功于其独有的发酵特征（双歧杆菌增殖特性）。功能糖优于膳食纤维的特点是它的日常需求量较小，在推荐量范围内不会引起腹泻。它具有一定的甜度，甜味特性良好，易溶于水，不增加产品的粘度，物理性质稳定，并易于添加于加工食品和饮料中。

增强免疫力

大量的动物试验结果表明，双歧杆菌在肠道内大量繁殖能够起抗癌作用。这种抗癌作用归功于双歧杆菌的细胞、细胞壁成分和胞外分泌物使机体的免疫力提高。例如喂养定殖双歧杆菌单因子的无菌小鼠，要比未处理的无菌小鼠寿命长。功能糖具有整肠通便的功能，它能使肠道腐败菌受到抑制，腐败产物显著减少并及时排出，因而可减少大肠癌的发生。

促进矿物质的吸收

研究表明，功能糖具有截留矿物质元素如Ca、Mg、Fe、Zn的能力。功能糖不能被消化酶分解，在到达大肠后，随着功能糖被双歧杆菌发酵分解，释放出矿物质离子。众所周知，消化道的后半部分如盲肠、结肠等恰是矿物质元素被吸收的重要场所。另外，功能糖经双歧杆菌等发酵，产生的短链脂肪酸降低了肠道pH，在酸性环境中，许多矿物质溶解速度增加，因而有利于吸收。由于短链脂肪酸能刺激结肠膜细胞生长，因而提高了对矿物质的吸收能力。

骨骼健康

功能糖的低聚糖和膳食纤维在肠道中被有益菌发酵后，产生了大量有机酸，从而提高了肠道中矿物元素的溶解性，使其更容易被肠道吸收。用含10%低聚果糖的饲料喂养小鼠，试验表明低聚果糖可促进钙、铁、镁、锌的吸收，并可阻止因缺乏雌性激素而引起的骨质丢失。因此功能糖产品配合矿物质营养补充剂共同食用，会大大提高钙、铁、镁等矿物质的吸收率。

抗龋齿

功能糖一般对牙齿无不良影响。龋齿主要是由于口腔微生物，特别是突变链球菌（Streptococcus mutans）利用蔗糖所生成的酸，特别是乳酸及不溶于水的β－葡聚糖作用的结果。功能糖不能成为上述口腔微生物的作用底物，也没有菌体凝结作用，因而不会引起牙齿龋变。

降血脂

大量的人体试验已经证实，摄入功能糖后可降低血清胆固醇水平。每天摄入一定量的功能糖并持续2周至3个月，总血清胆固醇降低20～50mg/dl。包括双歧杆菌在内的乳酸菌及其发酵乳制品菌均能降低总血清胆固醇水平，提高女性血清中高密度脂蛋白胆固醇总胆固醇的比率。血清胆固醇水平的降低，被认为是由于肠道微生物菌群平衡改变的结果。体外试验也表明，人体肠道内12株固有的嗜酸乳杆菌可吸收胆固醇，嗜酸乳杆菌能抑制小肠壁对胆固醇的吸收。双歧杆菌代谢产生烟酸的能力与血清胆固醇水平的降低也有一定关系。双歧杆菌通过抑制人体内活化的T细胞，控制新形成低密度脂蛋白接受器，起到降低血清胆固醇含量的作用。对小鼠的试验结果表明，双歧杆菌通过影响β－羟基－β－甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶的活性，控制胆固醇的合成，从而起到降低血清胆固醇含量的作用。

功能糖的独特性能

1、高选择性增殖双歧杆菌

2、热、酸稳定性好

3、很难为人体消化酶所分解

4、低甜度、低热量

功能性糖果迅速打开市场打开市场　2005年9月29日,禹城市被中国轻工联合会授予“中国功能糖城”称号,成为全国惟一一家“功能糖城”。随着消费领域的扩大使我国功能糖行业取得了显著的发展，朝着多品种，个性化，专一化，功能性，规模化发展，产量大幅增加，品种结构日益完善。人类将迎来功能糖新时代。

功能性糖果是在传统糖果的基础上创新发展而成的新品类，在记者的采访中，对于功能性糖果的定义，业内人士也给出了一些不同的答案。比如厦门猎鹰团队的营销专家陈伟辉认为，功能性糖果应该是“外在附加特性大于糖果本身特性的糖果”。也就是说，糖果诉求的重点不是在本身，而是糖以外的特性。而世界领先的食品配料生产商丹尼斯克集团的JamesDedman在接受本刊记者采访时称，国际上对功能糖果的定义是：“除了满足人们最基本的热量要求，还带来润喉、补充维生素等等附加功能的糖果，低糖或者无糖健康糖果也属于功能性糖果。”这样的界定使得功能性糖果包含的范围更加广阔。

不过无论如何界定，功能性糖果近几年来在国内糖果行业中可以算得上异军突起，并且迅速打开了市场的大门。2004年国家统计局的分析称，功能型糖果的市场份额会在5年内超过传统糖果。

维生素、木糖醇引动功能糖果市场　

在短短4年间，维生素糖果已经发展成为我国糖果行业的第五大品类。

除了维生素，木糖醇也是功能性糖果不可或缺的关键词。随着人们健康意识的加强，城市居民开始有意识的控制糖分摄入量，保持健康的体魄，尤其是女性为维持身材更是视糖分为洪水猛兽，而这部分消费者正是糖果市场的目标群体，木糖醇产品应运而生。

无糖的概念已经蔓延到整个糖果行业，除了胶基糖外，硬糖、软糖、甚至巧克力都开始迎合这股“无糖”之风。

功能性糖果的逐步兴起给传统糖果行业带来了一定的冲击，上世纪90年代独占市场的圆柱奶糖销量呈现逐年萎缩状态，硬质奶糖市场也停滞不前，并且很大程度的销售是依靠婚庆和节庆市场。[2]

功能糖的应用

功能糖作为十分优良的功能食品配料，已经被广泛应用到食品、保健品、药品及饲料等各个领域，特别是人们对于食疗健康的认识不断增强，健康食品消费趋势明显。动物无抗时代的到来也进一步增强了功能糖在动物营养领域的应用。国家公众营养中心也将食品中添加低聚糖等益生元以及益生菌类产品，作为公众营养改善项目的一种，逐渐推广功能糖在食品领域的应用。

饮料

功能糖类性质稳定，适宜添加在各种饮料中，既保持饮料特有的风格，又具有一定的保健功能。可添加至碳酸饮料、豆奶饮料、果蔬饮料、茶饮料、营养饮料等各类饮品中。[3]

乳制品

益生元在乳制品中已经有了非常广泛的应用，从常温奶到各个阶段的婴幼儿奶粉中都添加了不同的益生元，复合益生元组合低聚果糖与低聚半乳糖，应用到婴幼儿奶粉中可以协同提高婴儿的肠道健康。

培烤食品

低聚糖和膳食纤维类具有很好的保湿性和抑菌性，作为甜味剂添加在糕点或点心的甜馅心中，既能提供柔和的甜味，又能延长产品的货架寿命。可加入到各种面包、蛋糕、饼干、西点、月饼及各种饼馅中。

糖果

功能糖具有很好的耐热性，在熬糖温度下保持稳定，因此利用其做糖果时，工艺上无特殊要求。此外在巧克力产品中，添加聚葡萄糖可以用来降低巧克力的热量，强化纤维含量。而赤藓糖醇不吸湿的特点可以避免了吸湿性糖引起的巧克力起霜的现象。

酒业

利用低聚果糖和低聚异麦芽糖的甜度特|生，可替代蔗糖作为酒类的糖源。利用其不发酵性，加入黑米酒、黄酒、稠酒等发酵酒中陈酿，制成营养甜酒保健品，另外在保健酒中添加糖醇可以在一定程度上掩盖保健酒的不良风味，并能促进溶液中乙醇分子和水分子的结合，从而降低酒类饮料的的酒精异味和感官刺激，改善酒类饮品的口感。

动物营养

利用添加低聚异麦芽糖的饲料饲喂动物，可以通过改善其肠道内的微生态环境，改善其健康状况，在提高动物抗病能力的同时提高了饲料利用率和增重率。与通常使用的兽药类保健品相比，具有无残留、无污染、无毒副作用等优点。

日化及其他行业

低聚糖除了在食品、饲料行业的应用外，在日化行业也有非常广泛的应用。如牙膏中普遍添加的山梨醇，以及赤藓糖醇等在牙膏、保湿面膜及漱口水中的应用等。此外在化妆品中，赤藓糖醇可以代替甘油的部分作用，由于赤藓糖醇是非微生物营养成分，可以防止因为化妆品变质对人体带来的不应有的伤害。[4]

参考资料

[1]  2013-2018年功能糖行业市场全景调查及投资前景研究报告．中企顾问 [引用日期2013-07-09]

[2]  功能糖研究进展．中国知网 [引用日期2017-04-23]

[3]  功能糖在植物蛋白饮料中的应用．中国知网 [引用日期2017-04-23]

可编辑，创建、修改和认证均免费

详情

异麦芽酮糖

白色结晶，无臭、味甜、甜度约为蔗糖的42%，甜味纯正，与蔗糖基本相同，无不良后味，熔点122～124℃，比旋光度〔α〕20D97.2°，耐酸，耐热，不易水解（20%溶液在pH2.0时100℃加热60min仍不分解，蔗糖在同样条件下可全部水解）热稳定性比蔗糖低，有还原法，易溶于水，在水中的溶解度比蔗糖低20℃时为38.4%，40℃时为78.2%，60℃为133.7%，其水溶液的黏度亦比同等浓度的蔗糖略低。本品在肠道内可被酶解，由机体吸收利用。对血糖值影响不大，不致龋齿。 用途 甜味剂

中文名

异麦芽酮糖

外文名

Isomaltulose (Palatinose®)

分子式

C12H22O11H2O

熔点

122～124℃

别名

帕拉金糖、异构蔗糖

详细介绍

异麦芽酮糖是甘蔗、蜂蜜等产品中发现的一种天然糖类，由于它有不会引起蛀牙的功能。全世界已大量研究和开发。在1954年它先以蔗糖为原料转化生产成功。1984年日本新三井公司成功地开发出特殊酵素技术，将其大量工业化生产。之后它被大量应用于各种食品和甜味剂中。市场除了日本以外，更扩展到韩国和台湾等地区。

异麦芽酮糖的功能和应用一直被陆续开发出来。例如最新发现它对人体脑部尤其有特殊功能性；它也是一种特殊甜味剂，有独特的消化和吸收性。非常适合应用于糖果、饮料及各种食品中。

物理特性

1异麦芽酮糖的消化和吸收

异麦芽酮糖摄取不会被唾液、胃酸和胰液消化，一直到小肠才被水解成葡萄糖和果糖吸收。

因为异麦芽酮糖结构类似蔗糖，消化后分解成葡萄糖和果糖直接吸收代谢，因此没有任何食用安全问题。[1]

2抑制脂肪累积作用

根据最新研究报告，肥胖的机理是人体脂肪组脂中Lipoproteinlipase(LPL)被胰岛素激活，以致LPL迅速将中性脂肪吸入脂肪组织所引起。因为异麦芽酮糖被消化吸收后不会引起胰岛素的分泌，也就不会引起LPL活性的激活作用。所以异麦芽酮糖的存在使得油脂不容易被吸收至脂肪组织中。

3改善大脑功能性

（1） 提高精神集中力

这种可以提高精神集中力的功能对需要长时间集中精神的人特别有用，如学童上课、学生考试或长期用脑思考等有显著效果。

（2） 舒缓紧张效果

对精神集中效果方面，每次摄取5g既有效。建议摄取量为每次10g，对舒缓效果方面亦相同建议摄取量。

4不会引起蛀牙特性

异麦芽酮糖并不能被口腔引起蛀牙之微生物利用，当然也就不会产生不溶性聚葡萄糖。所以不会形成齿菌斑。造成蛀牙和引起牙周病问题。所以不会形成蛀牙。因此异麦芽酮糖不仅本身不会引起蛀牙，更有抑制由蔗糖引起的蛀牙效果。

5防止腹泻效果

异麦芽酮糖可被人体缓慢消化和吸收，因为它在小肠内完全分解与吸收。所以不会引起腹泻作用。经人体试验结果显示、直接摄取量至80g。也完全没有任何腹泻作用。这和一般糖醇和有很大差异。可以作为一种安全的甜味剂。应用于各种糖果、饮料和食品中。

6热量

因为异麦芽酮糖可以像蔗糖一样被消化吸收，它的热量值大约为4Kacl/g.

加工特性

1．优秀口感

异麦芽酮糖口感非常类似于蔗糖，较为温和和细致。食用期间与之后都没有不良口感，它的甜度大约为蔗糖的42%。

2．湿度稳定性

异麦芽酮糖只有极低的吸湿性

3．粘度

异麦芽酮糖的粘度几乎与蔗糖相同

4．溶解度

在低温时异麦芽酮糖的溶解度只有蔗糖的一半左右，当温度上升则接近于蔗糖。

5．酸稳定性

使用异麦芽酮糖，即使添加1.5%~15%的柠檬酸混合，保温储藏。22d没有转化糖产生。这些特性表明对于含有机酸或维生素C的食品来说，用异麦芽酮糖作甜味剂比用蔗糖更为稳定。

应用

异麦芽酮糖是一种低甜之甜味剂，有非常好的口感，可应用于糖果、低甜饮料及食品中。它可以单独使用或与蔗糖一起使用。它也有非常好的遮蔽异味效果。例如：DHA的鱼油味、蔬果汁的异味和豆奶的豆腥味等都有很好的效果。

使用方法

1. 本品系将蔗糖的双糖键从（1→2）转变为（1→6），亦将非还原性双糖（蔗糖）转变为还原性双糖（异构蔗糖），其还原性约为葡萄糖的52%。不易产生褐变反应。

2. 本品甜度约为蔗糖的一半，适于低甜度糖果、糕点等使用。

3. 应用于焙烤食品，可按1：1代替蔗糖，一般无需改变传统配方。若感到褐变太浅时，可适当提高焙烤温度，或添加少量果糖。

用量 可在雪糕、冰棍、糖果、糕点、饮料、饼干、面包、果酱（不包括罐头）、配制酒中按生产需要适量使用。

毒性 本品天然存在于蜂蜜、甘蔗中、安全性高。

用途

因担心血糖升高而不敢吃糖，一直是众多糖尿病患者“甜蜜的忧愁”。大连工业大学获得一个好消息：该校生物工程学院院长--李宪臻教授负责完成的“克氏杆菌生物转化蔗糖生产异麦芽酮糖的研究”，已经解决了糖尿病患者的“吃糖难”。据悉，这项具有自主知识产权的技术填补了国内空白，打破了发达国家对该技术长达20多年的垄断。

据统计，目前我国糖尿病患病人群居世界第二，有近6000万人。上世纪80年代，发达国家已经拥有异麦芽酮糖的生产技术。这种糖味道比普通糖更甜，而糖尿病患者食用后并不会引起血糖升高。以往我国使用的异麦芽酮糖全部靠进口，价格一般在2.5万元/吨，因价格高昂只有极少数糖尿病患者有能力食用。

异麦芽酮糖好处多多，其中一个关键技术是“蔗糖异构酶的生成”。从2000年开始，李宪臻教授的课题组建立。经过近7年的攻关，终于从克氏杆菌中转化出了“蔗糖异构酶”。经相关专家鉴定，李教授这项技术与国际先进国家相比降低成本约30%，“已达到国际领先水平”。

糖尿病患者为何可以食用异麦芽酮糖？李宪臻说，普通的糖从进入口腔开始就能够被人体迅速吸收，而异麦芽酮糖在进入口腔后，唾液并不能将其水解，只有到达肠内以后，才能经肠内微生物缓慢分解。由于分解十分缓慢，所以使人体对糖的吸收和利用达到了平衡，不会使血糖浓度提高。“这种糖还能刺激肠道内有益菌群的生长和繁殖，优化人体的消化系统。”

据悉，这种异麦芽酮糖生产技术已经投入生产，并获得了大连市科技进步一等奖。

参考资料

[1]  异麦芽酮糖,异麦芽酮糖醇在糖果中的应用．中国糖果网 [引用日期2013-05-11]