功能性食品的原料
出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《软饮料工业手册》第620页（4657字）
目前已经开发的功能性食品的原料有低聚糖、食物纤维、糖醇、肌醇、壳多糖、卵磷脂，多价不饱和脂肪酸，如EPA(二十碳五烯酸)、DHA(二十二碳六烯酸)、亚油酸、γ－亚麻酸，蛋白肽类如低苯丙氨酸肽、谷胱甘肽，二十八烷醇等，以及微量活性元素，例如硒、锗、钙、铁、锌等。这些原料都具有特定的功能性作用。可用于饮料的主要功能性原料如下：
(一)低聚糖
低聚糖一般是指由2～10个单糖结合而成的糖类，主要功能是清肠作用和防腐蚀性。
1．低聚果糖(Fructo oligose)
(1)组成 低聚果糖主要是蔗糖分子(GF)中结合1～3个果糖的寡糖。蔗糖经黑曲霉类生产酶的作用，果糖直链状结合β－1，2而成的，主要有蔗果三糖(Kestose、GF2)、蔗果四糖(Nistose，GF3)，以及蔗果五糖(Fructofranosynistose，GF4)。
低聚果糖广泛分布于自然界，蔬菜和水果中都含有低聚果糖，参见表2－7－4，其中最多的是牛蒡(3．6%)、洋葱(2．8%)、香蕉(0．3%)。
表2－7－4 果蔬中的低聚果糖含量 单位：%
(2)功能性
①低蚀性：低聚果糖不能作为腐蚀菌突变链球菌(Str．mutans)的能源。而且即使腐蚀菌产生葡糖转移酶(GTase)，也不会从低聚果糖生产黏性不溶性葡聚糖齿垢。另一方面，由低聚果糖生成的乳酸量比蔗糖少得多，是一种低蚀性防龋齿甜味剂。
②难消化性：低聚果糖不能为唾液和肠内消化酶水解，而且与葡萄糖不同，低聚果糖不会引起血糖值和血中胰岛素量上升。
③双歧杆菌增殖因子：低聚果糖最能为双歧杆菌利用，其次也能为拟杆菌属和肠球菌利用，但不能为大肠菌和产气荚膜杆菌等有害菌利用，是选择利用性高的糖，肠内双歧菌少的人摄入低聚果糖，可增加肠内双歧杆菌数。
④改善便秘：低聚果糖为难消化性糖，具有食物纤维同样的生理作用，同时能选择性为双歧菌利用，可以改善慢性便秘以及糖尿病人和透析患者的便秘。
⑤改善脂质：低聚果糖不为消化酶水解，是难消化性糖，具有水溶性食物纤维的作用。临床表明，低聚果糖能降低血中总胆固醇、胰岛素、游离脂肪酸、血糖和血压，与蔗糖的作用相反。
⑥抑制肠内腐败菌的生长：低聚果糖使双歧菌增殖，产生醋酸等有机酸使肠内pH降低。从而抑制肠内腐败菌生长，改善肠内菌丛。
2．低聚半乳糖(Galactooligose)
(1)组成 低聚半乳糖(TOS)由乳糖以β－1，6结合1～4个半乳糖而成。
(2)性质
①甜味剂：TOS甜度为蔗糖的70%，低聚乳糖甜度为蔗糖的40%，TOS和低聚乳糖SA都有淡白无异味的上等味质。
②黏度：低聚乳糖黏性接近蔗糖，低聚半乳糖黏性较高。
③安全性：TOS在100℃、3h或120℃、30min条件下不分解，在酸性(pH2．5以上)下加热极为稳定。保存性好，在pH2．0～3．0，37℃以下保存60d不分解。
(3)功能性
①消化性：TOS属非吸收性糖。
②肠内细菌利用性：与大豆低聚糖和低聚果糖一样，低聚半乳糖也能为双歧菌以外菌种利用，但程度比双歧菌弱，摄入低聚半乳糖可以提高肠内双歧菌比例，减少肠内吲哚、氨等腐败产物。
③非腐蚀性：TOS是非腐蚀性糖，是防龋齿的良好甜味剂。
3．大豆低聚糖(Soybean oligose)
(1)组成 大豆低聚糖是大豆中所含低聚糖的总称，主要成分为水苏糖(Stachyose)、棉子糖(Raffinose)和蔗糖。水苏糖和棉子糖是在蔗糖的葡糖基一侧以α－1，6结合1～2个半乳糖而成，广泛分布在以豆科为中心的植物中，其中大豆中含量较多，见表2－7－5。
表2－7－5 豆科中的低聚糖含量 单位：%干物质
(2)性质
①甜度：大豆低聚糖甜度约为蔗糖的70%，味质接近砂糖。仅含水苏糖和棉子糖的精制大豆低聚糖的甜度约为蔗糖的22%。
②外观与黏度：大豆低聚糖浆无色透明，黏度比蔗糖和低聚果糖高。
③热稳定性：水苏糖和棉子糖在140℃下不会分解。在酸性条件下，大豆低聚糖的热稳定性比蔗糖高，可广泛用于一般酸性饮料。
(3)功能性
①消化吸收性：大豆低聚糖中的水苏糖、棉子糖不能为人的β－乳糖酶所水解，是难以消化和吸收的糖。
②肠内细菌的利用性：精制大豆低聚糖能很好为除B．bifidum以外的所有双歧杆菌利用，利用程度比低聚果糖高。但不能为有害菌所利用，摄入后，双歧杆菌明显增加。
③对肠内代谢活性的影响：大豆低聚糖可以降低肠内有害酶β－葡糖醛酸酶和偶氮还原酶的活性。同时能抑制肠内腐败物甲酚等的产生。
④减少便秘：双歧杆菌增殖产生的代谢产物乳酸和醋酸能促进肠的蠕动，减少便秘。
(4)在饮料中的应用 大豆低聚糖可用于乳饮料、乳酸菌饮料、发酵乳饮料、碳酸饮料、果汁饮料以及各种保健饮料的生产。
4．低聚异麦芽糖(Isomalto oligose)
(1)组成 低聚异麦芽糖是以淀粉为原料，具有异麦芽糖、异麦芽三糖和6－α－葡糖基麦芽糖等以α－1，6结合的低聚糖的总称，存在于发酵食品和异构糖浆等中。
(2)特性 低聚异麦芽糖不能为酵母发酵，也称非发酵性糖，能使发酵食品具有特有味质的甜味特性。保湿性高，有湿润效果。另外还有防止淀粉食品老化和结晶性糖析晶的效果。水分活性好，能抑制各种微生物生长，因此低聚麦芽糖具有较好的加工性。
(3)功能性 同低聚果糖。
(4)应用 低聚异麦芽糖味质好，耐酸、耐热、耐发酵性，可以取代砂糖和其他甜味剂或与之混合使用，广泛用于各种饮料的制造，具有双歧杆菌因子的效果。
低聚异麦芽糖是还原性糖，与蛋白质和氨基酸共存时发生美拉德反应，产生褐变。而且耐热性好，在120℃以上高温加热时着色。将低聚异麦芽糖加氢可制成低聚麦芽糖的糖醇，这种糖醇味质好，摄入后能增加双歧杆菌，不会因口腔内细菌而生成酸，不能生成不溶性葡聚糖，且能抑制砂糖生成葡聚糖，是一种非腐蚀性和抗腐蚀性糖。
随着微生物和酶利用技术的发展，以及分离、精制技术的提高，除以上低聚糖外，还会不断开发新的低聚糖，而且还会逐渐阐明低聚糖新的功能性和生理活性，成为较好的食品原料。
综上所述，低聚糖是难以被人的消化酶所消化，能选择性地被双歧杆菌为代表的肠内有用菌所利用，并使其增殖的糖类。低聚糖所具有的功能除甜味和物性(黏度、水分活性等)外，还有生理功能，例如双歧杆菌和增殖作用、低腐蚀性、低热量等。目前主要的低聚糖及其功能性汇总于表2－7－6。
表2－7－6 主要低聚糖及其功能性
(二)肌醇
1．组成
肌醇(Inositol)别称环己主醇，有9种立体异构体，其中有生理活性作用的肌醇是从肌肉分离出来的，因此肌醇英文名称myo-inositol。以游离状或磷脂或核蛋白形式存在于人和动物的肌肉，以及脑、五脏等主要器官中。在植物中，例如米、小麦等谷类、豆类和蔬菜中则以非丁(肌醇六磷酸钙镁)形式存在。
2．性质
肌醇易溶于水，肌醇(C2H12O6)相对分子质量180．16，甜度约为蔗糖的50%，是对光、热、酸、碱稳定的天然糖醇，具有B族维生素的效果。
3．功能性
①具有发育因子的作用，肌醇对人的组织细胞、动物及微生物等的发育有促进作用。
②抗脂肪肝：肌醇对人的脂肪和胆固醇的代谢有重要作用，有抗脂肪肝的作用。对脂肪肝、肝硬变和高胆固醇血症有疗效，能调节胆固醇和磷脂的比例，预防动脉硬化。
③预防脱发和脱毛。
④预防皮肤病。
⑤有合成前列腺素的效果。
⑥对糖尿病人有生理调节作用，肌醇可以降低糖尿病人的血糖值，改善神经细胞肌醇不足的效果。肌醇还可以减少糖尿病人服用胰岛素、磺酰脲和双缩胍等药品产生的副作用。
4．应用
日本规定肌醇摄入量为0．5～2．0g／d，用于治疗内服3g／d以上。美国规定2g／d。
日本开发了加有肌醇的液体饮料，与水溶性食物纤维同时加入清凉饮料内，有双歧杆菌因子和改善便秘的效果。