功能食品配料——低聚木糖的功能及其應用研究

2024年3月29日發(作者：元景安)

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功能食品配料——低聚木糖的功能及其應用

研究

作者：寧俊 楊海軍

來源：《食品安全導刊》2018年第04期

益生元被譽為人體腸道的“健康衛士”，低聚木糖則是益生元家族中功效性能最為顯著的成

員之一，具有調節腸道菌群、增強免疫力、促進營養物質吸收、促進機體細胞健康、輔助降血

脂、保護肝臟等功能；而且其在保健食品、乳品、特膳食品和藥品，以及其他眾多領域都有著

廣泛的應用。

低聚木糖（XOS）被譽為“超強益生元”物質，它能有效促進人體內有益菌的增殖，并且對

有害菌有明顯的抑制作用，最終可促使機體內微生態菌群達成平衡。有益菌在生長繁殖過程中

產生的短鏈脂肪酸和免疫因子能夠促進機體免疫系統的健康，并且有預防癌癥的效果；同時，

短鏈脂肪酸的產生能夠刺激機體腸道蠕動，并提高結腸滲透壓，提高機體糞便的水分，改善或

防止便秘。科學實驗證明，每天攝入0.7～1.4g低聚木糖就能夠起到良好的整腸作用，甚至在

0.4g/d的用量時，也能起到增殖有益菌的作用。作為良好的益生元因子，低聚木糖的功效及應

用研究闡述如下。

低聚木糖的功能研究

調節腸道菌群

2009年，丹尼斯克健康營養研究中心用四根導管模擬人類大腸環境條件的半連續型厭氧

結腸模擬器，用于研究低聚木糖在48h內的發酵作用。結果表明，在低聚木糖處理下，雙歧桿

菌的數量增加，乳酸雙歧桿菌的增殖效果尤其明顯。

2013年北京聯合大學開展了一項研究，以BALB/c小鼠為試驗對象，連續給予高劑量

（1.0g/kg·bw）、低劑量（0.5g/kg·bw）的低聚木糖。14d后，測定小鼠糞便中雙歧桿菌、乳桿

菌、腸桿菌、腸球菌的含量。與對照組相比，連續給予低聚木糖14d后，低、高劑量組小鼠糞

便內乳桿菌、雙歧桿菌及B/E值均顯著增加（P

2014年加州大學洛杉磯分校發表的研究報告評價了低聚木糖對腸道菌群的優化功效。研

究中將32名健康成年受試者隨機分為3組進行雙盲實驗，受試者每天接受1.4克XOS、2.8克

XOS或安慰劑。這項研究包括2周的磨合期、8周的干預期和2周洗脫期。相對于安慰劑組，

兩個低聚木糖組的雙歧桿菌數量都有所增加。在第4周時，雙歧桿菌的數量在基線上增加了

21%，第8周時高劑量組（2.8g/天）增加了17%。

增強免疫力

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Hua Han Chen等研究發現0.1～100μg/ mL的XOS誘導巨噬細胞系RAW264.7中腫瘤壞死

因子α（TNF-α）、IL-1β、IL-6和NO的數量增加。另外，受脂多糖刺激的細胞中XOS

（0.1～100μg/mL）給藥前、后的劑量效應是抑制TNF-α、IL-1β、IL-6和NO的數量，IL-10的

數量被誘導增加，但沒有細胞毒性作用。通過XOS給藥的前列腺素E2（PGE2）的數量沒有

明顯增加。

將低聚木糖、聚葡萄糖酸鈣、麗珠腸樂（合生元）及生理鹽水通過灌胃給樣，進行小鼠紅

細胞免疫粘附實驗。其給樣劑量為80mg/kg，連續給樣7天。結果發現，作為益生元物質的低

聚木糖能夠增強紅細胞免疫復合物花環和腫瘤紅細胞花環的形成率，顯著提高機體的免疫能

力。這些數據說明XOS能夠有效抑制脂多糖引發的炎癥反應，驗證了其免疫調節的作用

促進營養物質的吸收

低聚木糖能夠有效提高大鼠股骨的干重、長度及骨鈣的含量（增加大鼠對鈣的吸收并降低

大鼠體內鈣的流失）。對大鼠喂養低鈣飼料，同時用2%濃度的低聚木糖水溶液喂養3周，結

果大鼠股骨干重量增加11%～20%，股骨長度也有明顯的增加（P

巴基斯坦農業大學國家食品科學與技術研究所曾將低聚木糖添加到酸奶中，評價其對大鼠

吸收礦物質的影響。研究結果發現，在酸奶中添加3.5%的低聚木糖對大鼠的鈣吸收有著良好

的促進作用；喂養3周以后，大鼠對鈣的吸收率和保留率都有了明顯的增加；另外，添加

3.5%低聚木糖的酸奶使大鼠對鐵和鎂等礦物質的吸收和保留也有明顯的促進作用。

提供機體細胞健康的密碼

—— 糖質營養素

機體的新陳代謝是一個復雜的過程，機體要對外界或機體內的刺激做出反應，并完成相應

的調節必然要依靠細胞間的信號傳導。隨著人們對糖化學的深入研究，細胞間信號的傳遞密碼

終于被揭開，它們就是8種被稱為糖質營養素的單糖分子，包括甘露糖、巖藻糖、葡萄糖、半

乳糖、N-乙酰半乳糖胺、N-乙酰葡萄糖胺、N-乙酰神經胺酸、木糖。

低聚木糖中的木糖分子作為糖質營養素的一種，能夠直接與細胞表面的蛋白質結合構成糖

蛋白，進行細胞間資訊的交換。最終使得機體免疫系統正常化，提高機體的抗氧化功能，使機

體遠離過敏、炎癥、糖尿病、老年癡呆、癌癥等疾病。

輔助降低血糖水平

臺灣臺中榮軍總醫院和臺中靜宜大學關于低聚木糖對Ⅱ型糖尿病影響的聯合研究結果表

明：低聚木糖能夠顯著降低Ⅱ型糖尿病患者的血糖濃度。試驗中處理組糖尿病受試者在沒有改

變人體測量指標和營養攝入量的情況下，每天在膳食中補充低聚木糖，8周后，受試者的空腹

血糖濃度由第0周的167.9mg/dL降低至第8周的154.4mg/dL；糖化血紅蛋白也從8.2%降到

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7.9%；果糖胺的濃度由474.6μmol/L降低到343.8μmol/L，除此之外，受試者的血漿膽固醇和

甘油三酯、高密度脂蛋白膽固醇、載脂蛋白B的濃度也分別降低了13.9%、24.8%、5.1%、

17.0%，這些指標的變化與空白對照組有顯著的差異。然而整個試驗期間受試者的體質指數、

谷草轉氨酶、谷丙轉氨酶、血尿素氮和肌酐值的濃度卻沒有發生改變，體重也保持穩定。這表

明低聚木糖不僅能夠顯著降低糖尿病患者的血糖濃度，同時對患者的肝臟和腎臟功能沒有損

害，能夠很好地避免Ⅱ型糖尿病患者的肝腎損傷。

保護肝臟

14個慢性輕度肝硬化患者每人每天服用3.0g低聚木糖14天，進行氨代謝評估。試驗發現

低聚木糖可促使血氨含量降低（服用XOS之前其含量為230.01±773.59μL/dL，服用XOS之后

為146.1±32.2μL/dL）。這說明低聚木糖能夠通過降低結腸pH和提高糞便氮排泄進而影響血液

中氨的含量。其將成為治療肝性腦病（嚴重肝病引起的肝性昏迷）的一種新的選擇。

低聚木糖應用研究

近年來，隨著我國食品工業的迅猛發展，特別是具有營養保健作用的功能性食品——各種

營養食品、保健食品、膳食補充劑，推動了低聚木糖行業的進步。目前，低聚木糖的應用開發

進展很快，應用領域已涉及到食品、保健食品、醫藥等各個領域，尤其在功能食品中的應用十

分廣闊。

開創新型益生元調味料

調味品在人們的一日三餐不可缺少，將益生元用于鹽等調味品中，能夠實現“大眾食品功

能化，功能食品大眾化”的全民健康目標。這既滿足了人們對美味的追求，同時保證了人們的

健康需求。益生元低鹽固體調味料就是以食鹽為基本原料，添加了一定量的食用氯化鉀、適量

的益生元低聚木糖制成的調味料。

特膳食品以及醫藥輔助因子

我國于2005年10月1日正式執行的《預包裝特殊膳食用食品標簽通則》（國標 13432-

2004）將特膳食品定義為：“為滿足某些特殊人群的生理需要，或某些疾病患者的營養需求，

按特殊配方專門加工的食品”。

有鑒于低聚木糖的各種功效特性的研究，將其添加到適合于糖尿病、免疫力低下、腸道紊

亂等特殊人群中的食品或藥品中，可輔助其進行癥狀的控制和治療。

打造功能性保健食品

保健食品是指聲稱具有特定保健功能或者以補充維生素、礦物質為目的的食品。截止

2015年，我國獲得批準文號的保健食品有1.4萬余個，其中添加低聚木糖的約有40個，占比

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0.55%。其保健食品功效宣稱的27個種類中，添加低聚木糖的產品主要涉及到通便、增強免疫

力、調節腸道菌群等15個種類。其中通便類產品占比41.25%，增強免疫力類產品占比30%、

調節腸道菌群類產品占比27.5%、其他類產品占比22.5%（見圖1）。

營養乳品功能因子

目前，牛奶等乳制品已經成為人們日常飲食的一部分。隨著乳品由益生菌時代向功能化時

代的轉變，在乳品（無論是液體奶還是奶粉）中添加益生元已經成為一種時尚。其市場訴求點

包含調節腸道菌群、促進營養吸收、改善乳糖不耐，纖體通暢等方面；從功能宣稱上來看，這

類產品的健康聲稱包含了：低脂/無脂/脂肪減少、消化（功能性）、加強維生素/礦物質、低糖/

無糖/糖減少、高纖維/添加纖維、加鈣、不含添加劑/防腐劑、益生元、不過敏等。

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其他

低聚木糖玫瑰餅

鮮花餅是以云南特有的以食用玫瑰花入料的酥餅，是具有云南特色的云南經典點心代表。

據史料記載，鮮花餅早在300多年的清代由一位制餅師傅創造，由于鮮花餅具有花香沁心、甜

而不膩、養顏美容的特點，而廣為流傳。當前，在各類鮮花餅中較為盛行的當屬玫瑰餅。低聚

木糖能夠有效促進人體內有益菌的增殖，并且對有害菌有明顯的抑制作用，最終促使機體內微

生態菌群達成平衡。以玫瑰鮮花、低聚木糖、蜂蜜等健康佳品科學調配，焙烤而制的鮮花餅成

為美麗生活締造者。

低聚木糖在醋蛋液中的應用

醋蛋是中國人的偉大發明，早在1800年前，漢代“醫圣”張仲景所著《傷寒論》中就有醋

蛋藥方的記載，明代永樂年間，此方流行于宮廷。隨后，這道宮廷秘方傳至民間，又經過數道

改良，其保健價值也慢慢被開發，并成為集預防、治療、康復等功效為一體的食品。

益生元低聚木糖是人體腸道的環保衛士，它在自然界中廣泛存在。其甜度約為蔗糖的一

半，酸性條件下相當穩定；pH在2.5～8.0范圍內，加熱至100℃時基本不分解。低聚木糖這一

良好的益生因子與醋蛋相結合，開發適宜現代人快節奏生活方式的保健飲品將是一個不錯的選

擇。該類飲品以低聚木糖作為增殖腸道有益菌、抑制腸道有害菌、保持腸道菌群微生態平衡及

年輕化的源動力；附加醋蛋這一古老的藥膳配方，采用現代化工業生產技術，實現古方新用，

為人類的健康人生做出貢獻。

未來展望

目前，我國正處于一個經濟社會快速發展的時期。與此同時，生活壓力增大以及環境改變

也給我們的生活帶來了一些負面的影響，亞健康人群數量不斷的增加，這已經成為亟待解決的

問題。所以人們對通過改善飲食結構以及通過攝入功能食品的形式來改善健康狀況給予了厚

望，同時國際上對環境和健康的關注，對食品安全問題的日益重視，回歸大自然、崇尚綠色、

健康暢飲已成為新的消費潮流。低聚木糖以其特有的功能賦予產品低熱量、調整腸道菌群、雙

向調節便秘和腹瀉、促進鈣和鐵等微量元素吸收、提高免疫力等功效，增加產品的賣點，夯實

產品保健功能基礎，為企業贏得未來。

在人們追求天然、安全、高效的理念下，人們有理由相信——低聚木糖在各領域的應用將

越來越廣泛。