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L-阿拉伯糖的生理功能及应用前景

发布时间：2011/1/17 阅读次数：2045 字体大小: 【小】【中】【大】

随着人们生活水平的提高，肥胖和超重已经成为成年人和少年儿童的流行病，2010年统计数据显示，全球肥胖人数已达到10亿。研究表明，过多食用精加工的碳水化合物是造成能量过剩，引起肥胖的一个重要原因。因为摄入过多的碳水化合物后会转化为脂肪沉积在体内，还会造成血糖升高，增加胰岛的负荷，长期积累将大大增加患Ⅱ型糖尿病的危险。通过降低碳水化合物在肠道的吸收，达到减少能量吸收的目的是目前研究的热点。

食糖是人民生活中不可或缺的碳水化合物之一，其中蔗糖是主要代表。蔗糖的使用由来已久，人们尤其是少年儿童对蔗糖甜味的特有味感依赖性是难以撼动的。如何既保持人们习以为常的蔗糖味道，又能避免其负面效应，也是曾一度困惑食品行业的一个问题。

近年来科学家和营养学家就功能糖（醇）的低糖、营养等健康新概念展开了大量研究，其中针对L-阿拉伯糖（L-Arabinose）在肠道内对糖类代谢的作用也作了大量的研究工作。临床试验表明：唐和唐L-阿拉伯糖对蔗糖的代谢转化具有阻断作用，使其在减肥、控制糖尿病等方面的应用前景看好。美国食品药品监督管理局（FDA）批准列入食品添加剂目录。美国临床分泌协会批准列入抗肥胖症治疗使用食品，营养制品和非处方产品目录。美国医疗协会也将L-阿拉伯糖列入抗肥胖剂的营养补充剂或非处方药。日本厚生省的特定保健用食品清单中则将L-阿拉伯糖列入调节血糖的专用特殊保健食品添加剂。2008年我国卫生部第12号公告批准L-阿拉伯糖为新资源食品，使用范围为各类食品，但不包括婴幼儿食品。L-阿拉伯糖还在生物试验、生物工程、香精香料等方面有较多用途。

一、定义及存在

别名：L(+)-树胶醛糖；L(+)-阿戊糖；果胶糖。

英文名：L-Arabinose

分子式：C5H10O5

分子量：150.13

一种戊醛糖，广泛存在于植物中，通常与其他单糖结合，以杂多糖的形式存在于胶、半纤维素、果胶酸、细菌多糖及某些糖苷中。在许多松柏科（如红杉）树的心材中含有游离状态的L-阿拉伯糖。

二、性质

唐和唐L-阿拉伯糖为白色晶体，无气味，相对密度1.625，易溶于水，溶于乙醇，不溶于醚、甲醇和丙酮。阿拉伯糖有类似蔗糖的甜味，但甜度只有其一半左右，溶解度低于砂糖；酸、热稳定。

唐和唐L-阿拉伯糖质量标准如下：

性状	白色结晶粉末
含量	≥99.50%
水分	≤0.3%
灰分（灼烧残渣）	≤0.1%
熔点	154-158℃
比旋光度[α]20D（C=5，H2O，24h）	+100º～+104º
重金属含量	≤ 0.0010%
砷含量	≤ 0.0002%
氯含量	≤ 0.0010%
硫酸盐含量	≤ 0.0010%
澄清度	符合要求
还原糖	≤0.5%

三、生产工艺及技术发展情况

工业上通过对半纤维素进行先择性水解，提高阿拉伯糖在水解液中的比例，然后通过精制、分离、结晶、干燥而得L-阿拉伯糖；也有利用水解液为碳源，微生物代谢掉水解液中的杂糖，保留阿拉伯糖，从而实现阿拉伯糖的浓度提高，便于进一步分离纯化；也有少数报导采用阿拉伯胶为原料，利用酶法分解得到阿拉伯糖，再进行净化分离得到纯品。日本的技术及应用研究处于领先地位：如三井株式会社、日本Unitika。但这些工艺均受水解产物浓度低的影响，后续分离、纯化较为困难，产量受限，成本居高不下。

近几年，Ｌ－阿拉伯糖的生产技术进步较快，采用连续色谱分离床分离技术可以得到组分较高的Ｌ－阿拉伯糖，但是若单一生产Ｌ－阿拉伯糖一种产品，原料利用率仍然较低，，环保压力较大，难以实现降低成本的目标。济南圣泉唐和唐生物科技有限公司顺应市场所需，新上木糖与L-阿拉伯糖联产项目，该工艺可有效的解决以上成本和环保问题，采用连续色谱分离床分离半纤维素水解液，分别得到含量较高的木糖和阿拉伯糖两组馏份，该技术的应用提高了两种产品的纯度，可得到晶体产品，同时有利于提高产品的结晶收率和产品总收率，成为生产L-阿拉伯糖的趋势所在。

四、生理功能

L-阿拉伯糖在食品和药品方面的使用功能主要有两项，一是能抑制水解双糖的酶，因此抑制因摄入蔗糖（在小肠蔗糖酶的作用下分解成葡萄糖和果糖而被吸收）而导致的血糖升高；简称抑制双糖水解的降糖作用。二是因L-阿拉伯糖对双糖水解酶的抑制作用，使在小肠里没被分解的蔗糖在大肠里被微生物分解产生出大量的有机酸，这种有机酸对肝脏合成脂肪有抑制作用，再加上L-阿拉伯糖在小肠里对吸收蔗糖的抑制作用，从而减少体内新脂肪的产生。

1、抑制蔗糖的代谢与吸收

L-阿拉伯糖最具代表性的生理作用是有选择性地影响小肠中的蔗糖酶，从而抑制蔗糖的吸收。实验结果表明：唐和唐L-阿拉伯糖对猪小肠蔗糖酶有明显的抑制作用，当添加量为蔗糖的1%～5%时，蔗糖酶的抑制率为50%～60%，在商品中实验证明：以0.525g/kgBW剂量的唐和唐L-阿拉伯糖（含量≥99.5%）灌胃正常大鼠45天，结果表明：L-阿拉伯糖能显著改善正常大鼠的糖耐量；大鼠的血清甘油三酯显著降低，血清高密度脂蛋白胆固醇显著增高。以人体推荐量的5、15和30倍剂量的L-阿拉伯糖灌胃高糖高脂饲料喂养的肥胖模型大鼠45天，结果显示：各剂量L-阿拉伯糖均能显著改善肥胖模型大鼠的糖耐量。

2、控制血糖升高，抑制脂肪生成

唐和唐L-阿拉伯糖作为一种低热量的糖，抑制因摄入蔗糖而导致的血糖升高，因此可以抑制肥胖，预防并治疗与高血糖相关的疾病。

3、预防便秘，促进双歧杆菌生长

日本的研究结果显示：有便秘倾向的女性将添加了3％L-阿拉伯糖的蔗糖加入红茶等饮品中连续服用，每周的排便次数有明显增加。据日本三和淀粉株式会社试验证明，摄入添加5%唐和唐阿拉伯糖的健康白糖还可以有效促进双歧杆菌的生长。同时，唐和唐公司于2010年新上唐和唐“养常通”“养常泰”产品，主要添加L-阿拉伯糖，对治疗便秘有疗效。

4、对骨骼肌成分的影响

2005年日本的一项研究证明了L-阿拉伯糖对能量消耗和肌纤维成分的影响，通过对肥胖大鼠分别喂饲含20%的蔗糖膳食（C组）和添加1.5%L-阿拉伯糖的20%的蔗糖膳食（A组）21星期。C组大鼠的腹部脂肪组织重量和细胞大小显著增长，而A组大鼠的脂肪重量和细胞大小明显受到抑制。L-阿拉伯糖明显抑制给予葡萄糖2小时后的血糖上升。用呼吸商来评估时，A组大鼠脂肪消耗的能量百分比上升了12.8%。腹直肌的Ⅰ型纤维数量明显增加。像其他骨骼肌一样，腹直肌也是由I型和II型肌纤维组成。这些结果提示L-阿拉伯糖有改变骨骼肌纤维成分的功效，通过支配糖酵解到糖氧化来影响腹部脂肪组织的增长。这种肌纤维比例的改变可能有改善2型糖尿病的作用。

五、主要应用领域

结晶阿拉伯糖作为一种无热量的甜味剂和新兴的功能糖产品，能够促进基因表达和修复，加强机体营养，增强免疫力，调节生理机能，还具有健肌美容、延缓衰老、消除疲劳、改善记忆等功效，并且对癌症、高血压、高血脂等均有辅助疗效。其应用领域非常广泛，主要如下：
（1）食品和保健品：糖尿病食品，减肥食品，健康功能食品，蔗糖添加剂；

（2）药品：作为减肥和控制血糖的处方与非处方药品的添加剂或成药的赋形剂；

（3）药物中间体：合成核苷类似物等抗病毒药物，治疗白血病、癌症的化疗药物作为药物合成的中间体；

（4）香精香料合成的理想中间体；

（5）有机合成、化学试剂。、

唐和唐公司还能提供30%含量的液体L-阿拉伯糖，目前已经广泛应用于高档咸味/肉味香精的制备。

六、市场发展

在国际上，L-阿拉伯糖已得到了美国、日本等许多国家的认证与认可，如美国医疗协会将其列入抗肥胖的营养补充剂和非处方药，美国食品药品监督管理局（FDA）将其列为食品添加剂，日本厚生省将其列入调节血糖的特定保健用食品和健康食品添加剂。

近年来，糖尿病人和肥胖症病人越来越多，国内外对该类产品的需求也日益明显，阿拉伯糖具有诸多适宜的功能特性，可以作为特殊功能、保健食品快速应用于食品行业的各个领域。唐和唐L-阿拉伯糖作为新兴的健康糖，在乳制品、糕点、面包、儿童食品、冰淇淋、饮料、甜点、巧克力、家用蔗糖等食品中得到广泛应用。

2002年在卫生部、科技部和国家统计局的共同领导下，由卫生部具体组织全国范围内开展了中国居民营养与健康状况调查。调查报告显示，我国成人超重率为18.29%，大城市为22%，总人数达到2.3亿人；全国肥胖率为7.1%达到6000多万人，儿童肥胖率为8.1%；全国血脂异常患病率为18.6%。欧美国家的肥胖率远超过中国，根据国际糖尿病联合会2009年发布的数据，全球糖尿病患者人数已达到2.85亿，我国糖尿病患者人数已达4,320万，居世界第二位。根据2010年7月第11届国际肥胖症大会提供的数字，目前全球体重超重人口近10亿人，肥胖症患者达4.75亿人。

由于具有抑制蔗糖水解和抑制脂肪形成的独特功能，L-阿拉伯糖在糖尿病人、肥胖人群食品、保健品中的市场空间巨大。仅以国内肥胖人群（6000万人）为例，如每人每年食用100g，市场需求量就达到6000吨。2008年，全球阿拉伯糖的产量仅为1,500吨，而我国的产量不足1000吨，产品供不应求，价格昂贵，其中近几年生产最为迅猛的当属济南圣泉唐和唐生物科技有限公司，设计年产能1500吨L-阿拉伯糖，纯度全部超过99.5%。当前，试验用L-阿拉伯糖的售价每吨高达10至12万美元，市场批发价在每吨6-7万美元以上。预计到2011年国际上对L-阿拉伯糖产品的需求量将分别达到5,500吨以上，其中国内需求量将近2000吨以上，市场前景非常可观。

随着新工艺、新技术的不断进步，特别是木糖-阿拉伯糖联产这种工艺的推广，可以大大降低阿拉伯糖的成本，另一方面，唐和唐、龙力、福田等功能糖生产企业进军阿拉伯糖市场，必将会带来更新的生产工艺和更低的成本，这为阿拉伯糖这种新型糖源的发展提供了一个广阔的空间。Ｌ－阿拉伯糖在食品、保健品、功能饮料等领域的应用也会越来越广泛。

来源：功能食品配料网

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