果胶是一组聚半乳糖醛酸。它具有水溶性,其相对分子质量为5万~30万。在适宜条件下其溶液能形成凝胶,部分果胶发生甲氧基化即甲酯化,形成甲醇酯,其主要成分是部分甲酯化的α-(1,4)-D-聚半乳糖醛酸。残留的羧基单元以游离酸的形式存在或形成铵、钾、钠和钙等盐。
果胶存在于植物的细胞壁和细胞内层,为内部细胞的支撑物质。柑橘、柠檬、柚子等果皮中含30%果胶,是果胶的重要来源。按果胶的组成可有同质多糖和杂多糖两种类型,同质多糖型果胶如D-半乳聚糖、L-阿拉伯聚糖和D-半乳糖醛酸聚糖等;杂多糖果胶最常见,由半乳糖醛酸聚糖、半乳聚糖和阿拉伯聚糖以不同比例组成,通常称为果胶酸。不同来源的果胶,其比例也各有差异。部分甲酯化的果胶酸称为果胶酯酸。天然果胶中20%~60%的羧基被酯化,相对分子质量为2万~4万。果胶的粗品为略带黄色的白色粉状物,溶于20份水中,形成黏稠的无味溶液。
果胶是理想的天然食品添加剂和保健品,在食品上用作胶凝剂、增稠剂、稳定剂、悬浮剂、乳化剂与香味增效剂。用于保健品时,可调节血糖和血脂,对糖尿病、高血压、便秘,解除铅中毒都有一定的积极作用。果胶也可用于化妆品,对保护皮肤,防止紫外线辐射,治疗创口,美容养颜都有一定的作用。
功能性低聚糖对人体的保健作用主要有以下几个方面:
双歧杆菌是人类的生理性细菌,与人终生相伴,但呈动态性变化,其数量会随年龄的增大而逐渐减少,肠道内双歧杆菌的多少是衡量人体健康的指标之一。双歧杆菌具有多方面的生理功能:它经代谢产生有机酸使肠内pH降低,可抑制肠内沙门菌和其他病原菌的生长;减少肠内氨、胺、吲哚、硫化氢等腐败物质的产生;促进肠蠕动,防治便秘;增加维生素合成;提高人体免疫力;分解致癌物质,预防癌症。
人体肠道内腐败细菌如产气荚膜梭菌和大肠埃希菌等可将氨基酸转化生成氨、吲哚等腐败产物,研究发现每日食用10g大豆低聚糖粉可明显减少这些腐败产物,同时还可抑制与肠内致癌物质生成有关的β-葡萄苷酸酶和偶氮还原酶;摄入功能性低聚糖后,肠道内增殖的双歧杆菌又可发酵低聚糖,将其分解转化为大量短链脂肪酸。短链脂肪酸能刺激肠道蠕动,增加粪便的湿润度,并保持一定的渗透性,从而双向调节肠道内环境,防止便秘和腹泻的发生。
目前,抗生素广泛应用于治疗各种疾病,人体肠道内正常的菌群平衡受到不同程度的破坏,因而有目的地增加肠道内双歧杆菌等有益菌的数量就显得十分必要。双歧杆菌制品从生产到销售都受到许多条件的限制,通过摄入功能性低聚糖来活化肠道内双歧杆菌并促进其自然增殖则更切实可行。
功能性低聚糖能改善血脂代谢,降低血液中胆固醇和甘油三酯的水平;能维持肠道功能,促进排便,预防结肠癌。另外,它还能保持人体的糖代谢正常,不会使血糖升高,适合糖尿病患者食用。
功能性低聚糖由于很难被唾液酶和小肠消化酶水解,很少或不能被人体消化吸收,基本不提供能量。某些功能性低聚糖,如低聚果糖具有一定的甜味,可添加在低能量食品中改善口感,如减肥食品、糖尿病食品等。
龋齿的发生与口腔中的微生物有一定的关系,功能性低聚糖不是口腔微生物的合适底物,不会引起牙齿的龋变,因而可起到预防龋齿、保护牙齿的作用。
低聚糖广泛应用于食品、保健食品、饮料、药品、饲料添加剂等领域。它是替代蔗糖的新型功能性糖源,是面向21世纪“未来型”的新一代功效食品,是一种具有广泛适用范围和应用前景的新产品。美国、日本、欧洲等地均有规模化生产,我国低聚糖的开发和应用开始于20世纪90年代中期,近几年发展较快。
应用比较多的低聚糖主要有两类:一类是低聚麦芽糖,具有易消化、低甜度、低渗透的特性,可延长供能时间,有增强机体耐力、抗疲劳等功能。人体经过强体力消耗和长时间的剧烈运动后易出现脱水、能源储备和血糖降低、体温升高、肌肉神经传导受影响、脑功能紊乱等一系列生理变化和症状,经食用低聚麦芽糖后,能调整血糖水平,减少乳酸产生,提高机体耐力。另一类低聚糖是称为“双歧因子”的低聚异麦芽糖。这类糖进入大肠作为双歧杆菌的增殖因子,能有效地促进人体内有益细菌,即双歧杆菌的生长繁殖,抑制腐败菌生长,长期食用可减缓衰老、通便、抑菌、防癌、抗癌、减轻肝脏负担,并可提高营养素吸收率,尤其是对钙、铁、锌离子的吸收。低聚糖还能改善人体对乳制品中乳糖的消化能力和脂质代谢。低聚糖的含量越高,对人体的营养保健作用越大。
因此,低聚糖作为一种食物配料被广泛应用于乳制品、乳酸菌饮料、双歧杆菌酸奶、谷物食品和保健食品,尤其是婴幼儿和老年人的食品。目前市场上有单独以低聚糖为原料而制成的口服液,直接用来调节肠道菌群、润肠通便、调节血脂、提高免疫力。