水苏糖在食品行业中的应用

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水苏糖（Stachyose）是自然界存在的一种低聚糖，属于棉籽糖属半乳糖苷类非还原性功能低聚糖。棉籽糖属低聚糖广泛存在于天然植物中，现在已经发现约有20多种植物中存在此类低聚糖。加工提取的水苏糖产品中一般都伴有一定量的棉籽糖、蔗糖等。
根据水苏糖的理化和生物学特点，其应用十分广泛。在食品、药品、化妆品、饲料、酿酒、工业添加剂（橡胶、钢铁、航天等）、科研和高新技术等领域都有广泛应用。水苏糖性质稳定，功效因子明确，用量少，是开发新型食品的首选原料，也可应用于新药的研发；水苏糖用于饲料配方已成为新型饲料开发的方向之一，它可以提高动物抗病能力，如提高鸡的育成率和产肉率，提高猪的产仔率，促进鱼的生长和减少死亡等等；在农业上可促进微生物的生长，降低土壤中有机毒物，提高小麦抗病性，防治小麦赤霉病；在钢铁业中作为溃散剂，橡胶业中作抗磨损、抗老化剂……
在一般情况下，水苏糖不与其他化学物质如食品添加剂发生化学反应，也不影响其他物质的气味和味道，是一种优良的功能性食品基料。水苏糖甜度较低（大约是蔗糖甜度的0．28倍），可应用于低甜度食物或掩盖一些由于人工糖素，如糖精或苯丙氨酸所造成的食后余味。黏度和高吸水性有利于增加口感，防止食品的过度干燥。不被人体消化，无热量，可用于供糖尿病患者所需的甜食的生产。
经毒理学实验证实，水苏糖安全可靠，无任何毒副作用。其结构清楚、功效明确，是开发第三代保健食品的最佳选择，又可广泛应用于饮料、乳制品、糖果、糕点、冰淇淋等食品中，从而可开发出适合不同消费者需要的多种功能食品。
1．作为微生态调节剂（Microecologicalmodulator）和水溶性膳食纤维，应用于开发改善胃肠道功能的保健食品方面
微生态调节剂按其构成可分为益生菌（Probi?otic）、益生质（Prebiotic）和合生素（Synbiotic）三种。益生菌是指对宿主有益的肠道菌群，如双歧杆菌、乳酸杆菌等等。益生质是指能选择性的促进宿主肠道内原有的一种或几种有益菌群生长繁殖的物质，水苏糖即属于此。合生素是指益生菌和益生质同时并存的制剂。
水苏糖作为单独的益生质能以40倍的速度增殖双歧杆菌，若与其他的益生菌合用调节肠道菌群和润肠通便效果十分明显。对保持肠道的年轻化乃至人体的长久健康都很有好处。水苏糖可通过作为可溶性膳食纤维和增加双歧杆菌的双重作用改善胃肠道功能，缩短食物在肠道内的停留时间，增加含水量，抑制腐败菌的生长，分解致癌物，诱导合成干扰素和促细胞分裂素，活化自然杀伤细胞并促进免疫球蛋白抗体的产生，活化巨噬细胞，从多方面改善机体的胃肠道功能。
2．在调节血脂和减肥产品开发中的应用
据资料报道，肠道有益菌减少最终会导致胆固醇的合成与吸收增加。水苏糖可通过增加有益菌、减少有害菌而改变这种增加。动物实验证实，双歧杆菌能直接影响β－羟基－β－甲基戊二酰基CoA还原酶的活性，抑制胆固醇的合成，从而降低了血清胆固醇。此外，嗜酸乳杆菌也可以吸收胆固醇并抑制小肠壁对胆固醇的吸收，双歧杆菌代谢产生烟酸与血清胆固醇降低也有一定关系。据中国空军总医院航空医学研究所对83例高脂血症患者服用水苏糖制剂降脂作用的观察，每人每日使用水苏糖7．2克，持续8周后，血清总胆固醇浓度和低密度脂蛋白胆固醇有显著的降低，有统计学差异（p＜0．05）。
3．水苏糖可增加机体对矿物质元素的吸收
用水苏糖饲喂小鼠20天后，发现其机体中的钙、铁等矿物元素的含量有所提高，大腿骨灼烧灰分中的矿物元素也有相应的增加，水苏糖能增加机体对矿物元素的吸收，这被认为与盲肠中的L－乳酸提高有关。
4．水苏糖可作为高血压患者的辅助性保健食品
人体实验表明，高血压患者每天摄入10克水苏糖，持续6周后，其舒张压平均降低了799．7Pa（约6mmHg）。另有实验表明，人体舒张压的高低与其粪便中双歧杆菌的数量占总细菌数的比例呈明显的负相关关系，换句话说，既粪便中双歧杆菌的数量越多则舒张压越低。由此可见，水苏糖降低血压的功能也是通过促进双歧杆菌的增殖来实现的。
5．水苏糖对化学性肝损伤有一定的预防作用
水苏糖能加快肠道内有毒代谢物质的排出，减少了有毒代谢物质被吸收进入血液而由肝脏进行生物转化的过程，大大减少肝脏分解毒素的负担。有实验证明，让一个患有肝硬化的老年病人每天摄入水苏糖3克，大约7天后，其肝功能和便秘症状都有所缓解。患者血清和尿中有毒代谢物质的浓度均大幅度下降至正常和接近正常的情况，病情缓解，食欲增加。此外，还有实验证实，水苏糖可通过减少肠道内氨的吸收而对临床／亚临床肝性脑病（HE／SHE）起到一定的预防作用。
6．在开发延缓衰老类保健食品中的应用
在对90～105岁的长寿者肠道菌群情况的调查发现，双歧杆菌数、乳酸杆菌数较多，而拟杆菌、梭状芽孢菌、消化球菌和芽孢杆菌等数量较少。动物实验也证实，肠道菌群和健康长寿密切相关。科学家研究后发现，蛋白质、氨基酸等含氮化合物被肠道内腐败细菌代谢后产生的氨、胺、硫化氢、酚、类甾醇化合物和细菌毒素会引发多种疾病衰老，影响寿命。高龄人群摄入水苏糖后，肠内的腐败指标---β－葡萄糖醛酸酶的活力和氨的含量均明显下降，腐败菌的发酵产物---吲哚和对甲基酚的含量也显著减少。“要长生，肠要清”，水苏糖在这方面有明显的生理作用。
7．在开发长期服用抗菌素的患者、手术后需恢复的患者、癌症化疗患者的保健食品方面的应用
有些病人因各种原因需要长期服用抗菌素特别是广谱抗菌素。长期服用的一个明显的副作用就是肠道正常菌群的严重失调，抗菌素在杀死有害菌的同时也杀死了许多对人体健康有益的细菌，最终导致肠道菌群严重失调，造成肠道功能紊乱，消化不良。手术后恢复患者在服用大量广谱抗菌素抗感染的同时活动量也特别少，这样更容易导致胃肠蠕动减缓、肠道菌群失调、便秘、免疫力低下等。最终不利于患者的早日康复。
癌症化疗的患者也存在同样的情况。放射线杀死癌细胞的同时也杀死了大量的益生菌（益生菌对放射线非常敏感）。因此，补充水苏糖有助于益生菌恢复、纠正肠道菌群失调。当然，由于水苏糖有许多优点，有许多潜在的应用将逐渐被发现。
8．应用在排铅产品的开发方面
水苏糖有极好的润肠通便效果，可大大减少食物残渣在肠道的停留时间，减少铅在肠道被吸收的机会。通过消化道排铅后使体内铅蓄积减少，从而引起尿铅下降。同时可结合经胆汁分泌进入肠道的铅，阻断其再吸收，胆汁铅比血铅含量高出40～100倍，这部分铅被水苏糖排出体外，是口服水苏糖可降低体内蓄积铅的最可能的途径。此外，水苏糖可通过调整肠道菌群，降低肠道pH值，促进钙、铁等元素的吸收而竞争性的抑制铅的吸收。
目前，国内生产水苏糖的企业不多，其在多种领域的应用也刚刚起步，但作为新一代的功能性低聚糖类，其潜在的应用价值和巨大的经济效益已受到越来越多人的重视。水苏糖是从我国特有的一种蔬菜中提取的，其产品纯度可达80％以上，远高于国外从大豆中提取的30％的含量，在国际上具有领先水平。另外，水苏糖功效因子明确，用量少，又远优于其他的低聚糖类，水苏糖这种来源纯天然，应用范围广，有效物质含量高的特点，非常符合现代食品工业、医药业、化妆品业、轻工业、饲料业的发展趋势，相信随着现代科技的发展和人们认识水平的不断提高，水苏糖将在越来越多的领域发挥它的价值。