水蘇糖的功能及在飲料產(chǎn)品中的應(yīng)用

◎ 陳 健

(上海?？宋魇称酚邢薰?上海 200120)

水蘇糖是在唇形豆科植物中天然存在的功能性低聚糖，其是由1分子果糖、1分子葡萄糖和2分子半乳糖組成，水蘇糖的主要功能鍵是葡萄糖基一側(cè)的α-1,6糖苷鍵。水蘇糖口感上與蔗糖類似，但甜度僅為蔗糖的22%，因為其吸收率低、不影響血糖水平，所以可用作蔗糖的良好替代來源。

水蘇糖可以顯著促進腸道中有益菌的增殖，被譽為“天然超級雙歧因子”[1]。高鵬等[2]通過人體試食實驗發(fā)現(xiàn)水蘇糖的最小有效劑量為0.5 g·d-1、最大無作用劑量為10 g·d-1，研究發(fā)現(xiàn)水蘇糖日推薦攝入量為0.5～3 g·d-1。郭美麗等[3]通過一系列毒理學(xué)實驗證明連續(xù)90 d喂養(yǎng)大鼠水蘇糖，并不會引起相關(guān)指標(biāo)異常，也未發(fā)現(xiàn)明顯毒性反應(yīng)，為水蘇糖在食品中的應(yīng)用提供了可靠依據(jù)。水蘇糖在較少的劑量下就可以發(fā)揮較好的保健功能，且味道純正易溶于水，非常適合運用在功能性飲料行業(yè)。

1 水蘇糖的理化性質(zhì)

水蘇糖的分子式是C24H42O21，分子量是666.59，分子結(jié)構(gòu)如圖1所示。純凈的水蘇糖為白色粉末狀，口感清爽，極易溶于水，不溶于乙醇等有機溶劑。真空狀態(tài)下115 ℃失水，無水熔點是167～170 ℃[4]。水蘇糖在酸性高溫條件下穩(wěn)定，口感清爽無異味，其理化性質(zhì)完全符合飲料產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝要求。

2 水蘇糖的保健功能

2.1 防齲齒

齲齒是由口腔微生物中的變形鏈球菌發(fā)酵糖類物質(zhì)后，產(chǎn)酸、繁殖并且腐蝕牙齒所形成的。因為變形鏈球菌無法分解水蘇糖中的α-1,6糖苷鍵，所以無法利用水蘇糖中的營養(yǎng)成分，不會引起齲齒。

2.2 增殖雙歧桿菌，調(diào)節(jié)腸道菌群

水蘇糖無法被胃腸消化液分解，可直接被腸道微生物利用，雙歧桿菌在腸道中會優(yōu)先分解利用非消化性的低聚糖，如果多種可利用低聚糖同時存在，則會優(yōu)先消耗水蘇糖[5]，因此水蘇糖可以更加直接地作用于雙歧桿菌。

黃曉春[6]發(fā)現(xiàn)僅單獨使用水蘇糖，就可以使雙歧桿菌的數(shù)量以40倍的速度增長，且起效量僅為低聚果糖的1/5，舒國偉等[7]實驗發(fā)現(xiàn)，與低聚木糖和低聚半乳糖相比，在MRS培養(yǎng)基中添加0.2%濃度（w/v）的水蘇糖，可以有效降低培養(yǎng)基pH值并提高濁度值（OD600）。實驗發(fā)現(xiàn)pH的降低和OD600的升高都是兩歧雙歧桿菌BB01大量增殖的表現(xiàn)。LI[8]通過水蘇糖顆粒的人體試食實驗發(fā)現(xiàn)，水蘇糖能有效促進人體腸道中的有益菌生長、抑制有害菌生長，調(diào)節(jié)腸道內(nèi)環(huán)境，提高腸道內(nèi)微生態(tài)的穩(wěn)定性。

2.3 潤腸通便

白玉霞等[9]研究發(fā)現(xiàn)地黃水蘇糖有明顯潤腸通便作用，水蘇糖的分子結(jié)構(gòu)中有很多羥基，可以很好地吸收腸道內(nèi)的水分，增加糞便的含水量。席昭雁等[10]通過對便秘患者的臨床觀察發(fā)現(xiàn)水蘇糖可以有效促進腸道有益菌的增殖、降低腸道pH值、促進腸道蠕動[11]。LI等[8]也有相關(guān)研究表明，水蘇糖沖劑能增加便秘患者的排便次數(shù)，改善患者的腸道功能。余朝舟等[12]在水蘇糖和魔芋葡苷聚糖復(fù)配劑對腸道的作用研究時發(fā)現(xiàn)，將其按照一定比例復(fù)配服用可以明顯促進小鼠的小腸運動，縮短小鼠首便時間，增加小鼠6 h排便量，有良好的通便效果。這種功效一方面是由于魔芋葡苷聚糖有良好的吸水膨脹作用[13]，另一方面是因為水蘇糖有增殖益生菌、促進腸蠕動等改善腸道功能的作用。

2.4 降血脂降血壓

曹春鳳等[14]通過對42例高脂血癥患者的飲食干預(yù)，發(fā)現(xiàn)服用8周水蘇糖膠囊的患者血液中低密度脂蛋白膽固醇和總膽固醇濃度都有所降低，且未發(fā)現(xiàn)不良反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)雙歧桿菌分解水蘇糖產(chǎn)生的有機酸會降低腸道pH值，這種連鎖反應(yīng)會抑制膽固醇的合成，研究還發(fā)現(xiàn)腸道中有的益生菌可以將膽固醇還原為類固醇物質(zhì)排出體外，減少或干擾腸道對膽固醇的再吸收，從而降低人體血液膽固醇含量的水平，發(fā)揮改善脂質(zhì)代謝紊亂的功能。

鄭建仙等[15]還發(fā)現(xiàn)人體的心臟舒張壓與糞便中的雙歧桿菌占比率有明顯的負相關(guān)。水蘇糖可以有效增殖腸道內(nèi)的雙歧桿菌，幫助雙歧桿菌在腸道眾多菌種中建立優(yōu)勢，穩(wěn)定血壓。研究表明每天攝入10 g水蘇糖，堅持6周后，患者的舒張壓平均降低799.7 Pa[16]，說明水蘇糖有降血壓的作用。

2.5 提高免疫力

國外有研究證實α-糖苷鍵結(jié)構(gòu)在配合基接收器交感反應(yīng)的分子機制基礎(chǔ)上參與免疫等過程，使水蘇糖有預(yù)防病原體和調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)的功能[16]。人體內(nèi)的免疫活性因子能活化免疫細胞，促進機體對外界病原體的抵抗。水蘇糖在腸道被雙歧桿菌分解生成甘露三糖、棉子糖等免疫因子，因此水蘇糖對改善人體免疫力有很大幫助[17]。

陳超等[18]實驗發(fā)現(xiàn)通過使患皮膚瘙癢癥小鼠服用水蘇糖可以減少小鼠瘙癢次數(shù)，還可以明顯減低小鼠瘙癢持續(xù)時間。馬瑩瑩等[19]還發(fā)現(xiàn)水蘇糖可以抑制足腫脹和抗炎止痛，其可以使血清中的炎癥因子含量和免疫器官臟器指數(shù)顯著降低。李致富等[20]研究發(fā)現(xiàn)中藥提取物水蘇糖對應(yīng)激性的腸功能紊亂有治療作用，易中華等[21]發(fā)現(xiàn)在家禽飼料中添加少量水蘇糖可以維持家禽的免疫功能，上述都說明了水蘇糖有提高免疫力的功效。

2.6 護肝排毒

水蘇糖可以促進腸道蠕動、增殖有益菌、減少毒素在腸道的停滯時間，加速有毒有害物質(zhì)排出，為肝臟減輕負擔(dān)。水蘇糖通過對某些酶影響，降低腸道內(nèi)有害酶的活性，減少腸道中甲基酚等產(chǎn)物。桂金秋等[22]實驗發(fā)現(xiàn)水蘇糖能降低肝硬化大鼠體內(nèi)IL-6含量，改善肝硬化大鼠的腸道環(huán)境，降低血漿中的內(nèi)毒素含量并緩解肝臟病理性損傷[23]。李瑞軍等[24]還發(fā)現(xiàn)水蘇糖對臨床肝性腦病有良好的預(yù)防效果，在其對30例患者觀察后發(fā)現(xiàn)，經(jīng)水蘇糖治療后患者BAEPⅢ波、Ⅴ波潛伏期和VEP1000潛伏期比治療前均有明顯縮短，證明水蘇糖可以有效治療亞臨床肝性腦病[25]。

水蘇糖可以促進B族維生素合成，促進鈣、鐵、鋅等元素的吸收，這幾種物質(zhì)聯(lián)合可以減少鉛的吸收[26]，另外水蘇糖本身對鉛有一定的螯合力，在促進其他物質(zhì)吸收的同時還能抑制鉛的吸收，加速有害金屬排除[27]。

2.7 抗腫瘤

賈紹華等[28]通過體內(nèi)外抗腫瘤活性篩選方法證明水蘇糖（含量26.45%）對人體肝癌HepG-2細胞和人體胃癌SGC-7901細胞有明顯抑制作用，也顯著增強了環(huán)磷酰胺的抑癌作用（p＜0.05）。水蘇糖可以抑制結(jié)腸癌細胞Caco-2的增殖，降低癌基因B細胞淋巴瘤/白血病-2基因表達，同時增加X蛋白和細胞色素C的表達，從而增加細胞凋亡蛋白酶caspase 3和caspase 9的表達，達到抗結(jié)腸癌的作用[29]。

3 水蘇糖在飲料中的應(yīng)用

水蘇糖在食品中的應(yīng)用極其廣泛，日本最早開發(fā)一系列關(guān)于低聚糖的產(chǎn)品，主要以飲料產(chǎn)品為主，但與水蘇糖相關(guān)的產(chǎn)品較少。水蘇糖的生理活性如圖2所示，其理化性質(zhì)穩(wěn)定，酸性條件下熱穩(wěn)定性良好，甜度適中且口感清爽，非常適合用于飲料產(chǎn)品中，可替代部分蔗糖。水蘇糖相比其他功能性低聚糖有效用量更少，每天僅需0.5～3.0 g就能達到較好的保健效果。

目前市面上存在大量含水蘇糖的粉狀沖劑、少數(shù)口服液以及果味飲品，因其安全性高，絕大部分相關(guān)產(chǎn)品的適宜人群廣泛，且都能達到促進有益菌生長增殖、改善腸道的功能。有部分功能性產(chǎn)品經(jīng)過合理的成分配比，利用多種功能性低聚糖的協(xié)同作用提高低聚糖的利用率，使效果優(yōu)于單一性低聚糖添加類產(chǎn)品。表1為國內(nèi)部分廠商生產(chǎn)的水蘇糖相關(guān)產(chǎn)品及可能存在的功效。

表1 國內(nèi)廠商水蘇糖相關(guān)產(chǎn)品表

4 結(jié)語

隨著現(xiàn)代科技進步和人群認知水平的提高，人們的消費目光逐漸傾向于健康食品、功能食品等。歐洲部分發(fā)達國家多功能性糖的開發(fā)已經(jīng)多達400～500種。我國功能性糖起步較晚，但對其的開發(fā)應(yīng)用受到了國內(nèi)廣大學(xué)者的關(guān)注。水蘇糖作為一種新興的功能性低聚糖，因為其用量低、安全性高等特點，廣泛應(yīng)用于食品行業(yè)，諸多學(xué)者通過實驗證明了水蘇糖排毒、治療腸道相關(guān)疾病等功效。因為個體的體質(zhì)差異，單一功能性糖的效果會參差不齊，所以聯(lián)合使用功能性低聚糖就成為當(dāng)前企業(yè)廣泛認同的食品中的高效成分，通過合適的搭配應(yīng)用發(fā)揮最佳的效果。相信以水蘇糖為代表的天然、高效、安全的功能性低聚糖產(chǎn)品將具有廣闊的發(fā)展前景。