“唐和唐”L-阿拉伯糖在国民生活中的重要意义

发布时间:2010-10-26   新闻来源:公司信息部   浏览次数:

“唐和唐”L-阿拉伯糖在国民生活中的重要意义

一、背景介绍

1、L-阿拉伯糖的由来
  人类文明几千年来,从刀耕火种开始,直至近代,限于生产力水平低下,对于粮食加工无法达到精工细作的目的;从而人们最初的饮食习惯一直保持粗粮为主,大量摄入了粗纤维类食品;而我们的先辈们,却很少患上诸如所谓的富贵病:高血糖、高血脂、高血压和超重等;众所周知,这种因为物质匮乏而形成的饮食习惯,符合营养学目前刚刚兴起的一个热点话题:膳食纤维素!但是仅仅膳食纤维素就能够阻止如今猖獗的“三高一超”疾病吗?殊不知,无论是麸皮玉米皮或者水果还是半纤维素,随着它们被摄入到体内,除了有明显的整肠作用之外,还有着一个神奇的物质被在我们体内极少量的被利用了,并发挥出巨大的作用,这种神奇的物质就是:L-阿拉伯糖!时至今日,科学的发展,尤其是生物科技的突飞猛进,使我们可以从容不迫的从纤维或木质素中提取出这种昔日吞食大量的粗粮或水果纤维才获得的一丁点儿L-阿拉伯糖,而且纯度已经可以达到99.9%!也许夸张地说,过去我们需要吃100公斤玉米或苹果才能获得的L-阿拉伯糖,目前却可以仅仅用一个小汤匙就可以容纳,并很轻松的送入口中,进入我们的身体,发挥它神奇而又振奋人心的功效。

2、何为L-阿拉伯糖

  究竟什么是L-阿拉伯糖?让我们从最基本的甜味剂说起。甜味剂是指能赋于食品甜味的一种调味剂,而功能性甜味剂是指具有特殊生理功能或特殊用途的食品甜味剂,也可理解为可代替或者配合蔗糖应用在功能性食品中的甜味。它包含两层含义:一是最基本的,对健康无不良影响的,它解决了多吃蔗糖无益于身体健康的问题;二是更高层次的,对人体健康起有益的调节或促进的作用。
L-阿拉伯糖除了基本无热量不升高血糖水平从而糖尿病患者可以放心食用之外,还能抑制蔗糖在人体消化降解和吸收,把普通的蔗糖变成了肠道内有益的双歧杆菌增殖因子!另外,摄入L-阿拉伯糖可以显著提高高密度脂蛋白水平,成为血液的清道夫。

  功能性甜味剂以其特殊的生理功能,既能满足人们对甜食的偏爱,又不会引起副作用,并对糖尿病、肝病患者有一定的辅助治疗作用。功能甜味剂将是21世纪发展的方向。它对发展食品工业,提高人们的健康水平,丰富人们的物质生活起着重要的作用。

  近年来国际生理学家和营养学家就L-阿拉伯糖在肠道内对糖类代谢的作用做了一系列深入研究,发现L-阿拉伯糖对蔗糖的代谢转化具有显著阻断作用,使得它在减肥、控制糖尿病等方面的应用前景看好。美国医疗协会将L-阿拉伯糖列入抗肥胖剂的营养补充剂或非处方药。日本政府十分注重全民保健,故在阿拉伯糖的功能食品应用方面位于国际领先地位,日本厚生省的特定保健用食品清单中将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5月中华人民共和国卫生部第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”。

下面我们来具体了解一下L阿拉伯糖。

二、理化特性

  阿拉伯糖是一种戊醛糖,含有5个碳原子并且带有醛基的单糖,常见的有β-D-阿拉伯糖(CAS号:10323-20-3,比旋光度:-175°→-108°)和β-L-阿拉伯糖(CAS号:87-72-9,比旋光度:+190.5°→+104.5°)两种立体异构体。
  D-阿拉伯糖通常由人工合成而得,在自然界很少见,偶见于某些大肠杆菌或结核杆菌的细胞内。自然界的阿拉伯糖主要为L型,不过它很少以单糖形式存在,而主要以杂多糖形式存在于半纤维素、果胶酸及某些糖苷中。
  L-阿拉伯糖为白色结晶性粉末,无气味,分子量150.13,熔点159-160℃,相对密度1.625,甜度为蔗糖的50%左右,易溶于水,但溶解度稍低于蔗糖,不溶于乙醇和乙醚,对热和酸的稳定性高。 化学结构式如下图:

三、L-阿拉伯糖的功能特性

1、抑制蔗糖酶活性,提高糖耐量。
2、改变骨骼肌比例,改善胰岛素抵抗。
3、降低血清甘油三酯,提高高密度脂蛋白胆固醇升高。
4、改善肠道微生态,增值肠道有益菌。
5、降低动物内脏器官脂肪指数,减少肝脏脂肪积累。
6、降血压,抑制血压升高。

1、抑制蔗糖酶活性,提高糖耐量。

  L-阿拉伯糖对肠内蔗糖酶具有特异且强烈的抑制活性,可有效抑制服用蔗糖之后的血糖水平。长期饲喂L-阿拉伯糖能有效提高动物机体的糖耐量。
  L-阿拉伯糖与蔗糖酶的亲和力比蔗糖对蔗糖酶的亲和力高4-5倍,因而进入肠道的L-阿拉伯糖对肠蔗糖酶催化有强烈的抑制作用。
  Sanai等人(1)研究L-阿拉伯糖对14C标记蔗糖在大鼠胃肠内的消化与吸收,以及对血糖水平的影响。结果表明,阿糖剂量升高,呼气中14CO2水平降低,大量未消化的14C标记蔗糖及其代谢物存在于加饲L-阿拉伯糖的大鼠盲肠内,服用蔗糖引起的血糖升高受到显著抑制。
  40个大于40岁的健康志愿者分成四组(n=10),服用含有30g蔗糖,同时含相当于蔗糖重量0%、2%、3%和4%L-阿拉伯糖的果冻。测定30分钟后的血糖值证实,添加3%、4% L-阿拉伯糖组的血糖升高水平受到显著抑制。给Ⅱ型糖尿病人(n=10)服食加有3%(对蔗糖)L-阿拉伯糖的含蔗糖果冻,结果因蔗糖引起的血糖升高受到显著抑制。这表明无论对正常人或糖尿病人,L-阿拉伯糖都能有效抑制蔗糖引起的高血糖症(2)。 
  周克夫用L-阿拉伯糖150 mg /只、250mg/只的剂量饲喂小鼠30天,可显著降低受试小鼠的空腹血糖,统计学检测差异显著(3)。
  在一些实验中,L-阿拉伯糖不表现有降低动物空腹血糖活性(4,5,6),但这些实验中对照组与实验组的空腹血糖值差异本来不大。这从一个侧面说明,L-阿拉伯糖对动物正常调控血糖水平的机制不产生负面影响。
  无论普通饲料喂养的正常大鼠,或高糖高脂饲料喂养的肥胖大鼠,不同剂量L-阿拉伯糖灌胃40天之后均显著提高了糖耐量(OGTT),所有剂量组的血糖曲线下面积(AUC)(6)均小于模型对照组,且差异均有统计学意义。用小鼠所做的实验也证实(3),低剂量的L-阿拉伯糖在降低空腹血糖方面的作用虽不明显,但它增强糖耐量的作用却与高剂量组一样显著。

2、改变骨骼肌比例,改善胰岛素抵抗。

  SEKIME等人的研究表明[7],长期服用L-阿拉伯糖的糖尿病大鼠,I型肌肉纤维的数量增加,II型肌肉纤维的数量下降,NIDDM(非胰岛素依赖性糖尿病)的并发症轻微改善;KIKUZAWA等人的研究也表明[8],服用L-阿拉伯糖的大鼠,由I型和II型纤维组成的骨直肌中,I型纤维的数量显著增加。I型肌肉纤维的增加可以提高机体组织对胰岛素的敏感性,进而改善胰岛素抵抗[9]。

3、降低血清甘油三酯,提高高密度脂蛋白胆固醇升高。

  Fujii 等人(3)用2.5%L-阿拉伯糖的饲料饲喂大鼠30天,肝脏总脂(61.8mg/g肝脏)比对照(93.9 mg/g肝脏)下降35%;血清甘油三脂(41.0mg/100ml)也比对照(64.1 mg/100ml)低35%,差异均有统计学意义。不过,实验组与对照组之间的总固醇水平则没有统计学意义的差异。Osaki等人(5)在含蔗糖的饲料中加入0.5%、1%的L-阿拉伯糖,可显著抑制由蔗糖引起的大鼠肝脏和血清甘油三脂水平升高。
  何丽等(6)用L-阿拉伯糖525mg/kgBW的剂量饲喂大鼠,与普通饲料组相比,实验组血清甘油三酯水平显著降低,高密度脂蛋白胆固醇升高。L-阿拉伯糖其它低剂量组均不表现降低大鼠血脂水平的明显活性。
  吴汉洲等人(10)用L-阿拉伯糖1.24g/d的剂量饲喂兔子,其甘油三酯、总胆固醇水平显著低于对照。

4、改善肠道微生态,增值肠道有益菌。

  L-阿拉伯糖对肠道的良好酸化效果。肠道酸性环境有利于双岐杆菌,乳酸菌等肠道有益菌群的生长,促进机体对钙吸收,增强机体排出有毒物的能力,抑制有害微生物增殖。
  Schutte等人(11)用套管法连续测定饲喂葡萄糖,L-阿拉伯糖的猪回肠流中挥发性脂肪酸生成情况。以葡萄糖100g/kg饲料饲喂,猪回肠流总挥发性脂肪酸的生成速率为985mg/12h,改用L-阿拉伯糖50g/kg饲料,回肠流总挥发性脂肪酸生成速率增至1,233 mg/12h,再将L-阿拉伯糖用量增至100g/kg饲料,回肠流总挥发性脂肪酸生成速率提高到1,567 mg/12h。然后改回饲喂葡萄糖100g/kg饲料,回肠流总挥发性脂肪酸生成速率又降至987mg/12h,即恢复到饲喂L-阿拉伯糖之前的速率水平。
  Fujii(4)用含有1%、2.5%L-阿拉伯糖的饲料饲喂大鼠30天,盲肠内总挥发性有机酸分别达到15.4 mg/盲肠,28.5 mg/盲肠,是对照(10.40 mg/盲肠)的1.5、2.8倍。
  按0.5%、1%用量将L-阿拉伯糖加入含有蔗糖的饲料饲喂大鼠70天,大鼠盲肠pH在4.6―5.2之间,明显低于不加L-阿拉伯糖组的大鼠盲肠pH(7.5—7.9)。如果基础饲料中不加蔗糖,则单纯加入L-阿拉伯糖对盲肠的酸化效果明显要差一些(5)。 
  对比分析动物肠道有机酸成分变化证实,饲喂L-阿拉伯糖促使动物肠道增加的有机酸主要有乙酸,丙酸,乳酸,琥珀酸和苹果酸(4,11)。

5、降低动物内脏器官脂肪积累,减缓体重增长。

  何丽等人(6)用L-阿拉伯糖525mg/kgBW剂量饲喂大鼠6周,体脂/体重比为2.87%,较对照组(3.35%)明显降低,差异有统计学意义。两个组低剂量(87mg/kgBW、175 mg/kgBW)则没有表现降低体脂/体重比的效果。
  Fujii等人用含2.5%L-阿拉伯糖、10%蔗糖的饲料饲喂大鼠30天,大鼠附睪周围,腹膜脂肪重量分别为1.1%、0.9%,比对照组(1.3%、1.4%)的脂肪重量大幅度下降,且有统计学意义(4)。低剂量组(L-阿拉伯糖1%)则不表现降低脂肪重量的效果。
  Osaki等人用含5%L-阿拉伯糖的普通饲料饲喂大鼠70天,虽未见体重减轻,但附睪周围脂肪重量比对照减少30%,统计学差异显著。降低L-阿拉伯糖用量则无减少脂肪重量的效果(5)。
  吴汉洲等人(10)按1.11 g/d、1.24g/d L-阿拉伯糖的剂量饲喂兔子90天,脂肪指数[(生殖器周围脂肪+肾脏周围脂肪)/100克体重]分别为1.44、1.49,而对照组脂肪指数高达2.48。实验组比与对照组的脂肪指数降幅达40%,且差异有统计学意义。
  杜辉堂等人(12)将L-阿拉伯糖通过口服的方法配合高糖高脂饲料喂SPF 级昆明雄性小鼠,结果表明:L-阿拉伯糖对小鼠的体重增长有剂量依存关系,小剂量(0.5g/kg) 即可产生作用,添加量达到一定的浓度后(1.0g/kg),其抑制小鼠体重增长速率有明显效果( P < 0.05)。说明L-阿拉伯糖能有效减缓肥胖小鼠的体重增长速率。

6、降血压,抑制血压升高。

儿玉俊明等人(13)木糖与阿糖在一定比例下具有降血压作用;通过动物实验发现,少量服用木糖与阿糖摩尔比等于1:0.95~1.2时的药物,可起到降血压、抑制血压升高的作用。

四、L-阿拉伯糖的应用

1、L-阿拉伯糖在医药中的应用

  L-阿拉伯糖用于治疗糖尿病、肠胃病和高血压的相关研究已有报道和专利,比如一种糖尿病治疗药物的活性成分就是有L-阿拉伯糖和蔗糖组成(14);如另一种木糖和L-阿拉伯糖(3:1)混合物的颗粒剂的专利,宣称用于治疗肠胃疾病。随着临床实验数据的积累,L-阿拉伯糖在治疗糖尿病、肠胃病和高血压方面将会发挥更大的作用。

  阿拉伯糖是一种重要的合成医药的中间体,能够用来合成阿糖胞苷、阿糖腺苷、D-核糖、L-核糖、去氧核糖等。也可合成核苷类抗病毒药物,例如抗乙肝病毒和抗Ep-stein-Barr病毒活性试剂1-(2-氟-5甲基-β-L-阿拉伯呋喃糖)-尿嘧啶(L-FMAU),抗乙肝新药Telbivudine(核苷类似物,美国Idenix公司)。中科院长春所也研发一种含有阿拉伯糖和半乳糖的治疗肝癌的药物(15)。

  L-阿拉伯糖由于其结构稳定,耐热性好、无热量、具有类似蔗糖的甜味等特点,可以用来作为医药赋形剂和填充剂。例如用于止咳糖浆、片剂等不同剂型中。

  随着技术的进步,L-阿拉伯糖在医药产业中的应用会越来越广泛,作为一种重要中间体,将是开发抗病毒类新药的重要原料,为促进药物发展提升人类的健康提供物质基础。

2、L-阿拉伯糖在食品中的应用

(1)作为甜味剂直接部分替代蔗糖。

  日本推出健康糖,唐和唐推出的健康白糖,雀巢公司的伴侣方糖等都是为蔗糖和一定比例的L-阿拉伯糖的作为蔗糖的代替品在超市货架上销售供家庭主妇在厨房使用。
 

(2)针对“三高”人群的功能糖产品。

  日本UNITIKA公司开发了商品名“阿拉伯糖N”的产品,其成分组成主要是由100克难消化糊精中添加7.5克阿拉伯糖组成。其功能是能够显著的抑致血糖升高,其功效比单独摄取L-阿拉伯糖或者难消化糊精相比有数十倍增长。其原理是L-阿拉伯糖强烈抑制了蔗糖酶的作用后,难消化性糊精又进一步作用抑制淀粉酶、葡萄糖淀粉酶等活性,继续阻碍了小肠对碳水化合物的吸收。从而达到降糖的作用。

  唐和唐公司推出的大福降糖是在L-阿拉伯糖的基础上,配伍富铬酵母、苦瓜提取物、玉竹提取物等植物精华,具有显著地降糖降脂效果,市场反馈良好。

(3)功能速溶饮料。

  持田会社开发了在日本减肥食品中销量最好的速溶减肥茶(百可丽娜),包括乌龙茶、红茶、原味等多种口味,在日本非常流行。UNITIKA公司开发了含有纤维素的速溶饮料(阿拉伯尼斯特),可以添加在水、茶、果汁中饮用,主要成分为每包(6.2g)中含有3.6g纤维和0.3g阿拉伯糖。

(4)功能性胶囊。

  比如三元联防普拉斯减肥胶囊,主要成分是钾、阿拉伯糖、糊精等,通过三联复合作用控制糖分、水分、盐分的吸收达到减肥的效果。并且添加了维生素C,叶酸,维生素B群等营养强化元素,与其它减肥产品相比,更注重弥补对减肥过程中可能出现的人体能量不足和微量元素摄入不足,减少减肥对身体造成的伤害。

(5)在糖果巧克力中的应用。

  功能糖果具有包装轻便、易于携带、休闲消费易于接受、剂量易控不会过量的特点。邱泼等人(16)开发了L-阿拉伯糖巧克力,不但能抑制人体血糖的升高,而且具有更加香醇的口感,同时还能改善产品质量,延长货架期。

(6)在焙烤食品中的应用。

  L-阿拉伯糖分子结构相对稳定,能够在高温下不被分解,因此可以用于焙烤食品中,软曲奇是一种为美国人喜爱的饼干,但是含糖量很高,容易造成肥胖,因此在此类饼干中添加阿拉伯糖能够抑制蔗糖的吸收从而使人们减少对高糖饼干造成肥胖的恐惧。同样,在高热量食品中比如蛋糕、蛋黄派等烘焙食品中添加一定量的L-阿拉伯糖能够降低单位能量密度来吸引更多的消费者。白福玉等人(17)研究了L-阿拉伯糖对戚风蛋糕的感官有一定的改善作用,且对血糖正常人群餐后血糖的升高有较强的抑制作用。

3、在其他领域中的应用

  除了在食品和医药行业中的应用,L-阿拉伯糖还可用于香料合成,化工行业,生化试剂等。研究发现L-阿拉伯糖的反应型香精能够产生柔和、丰富的香气,赋予使用香精的终端产品的香味更接近自然和饱满。此外,L-阿拉伯糖还可以用来生产L-阿拉伯糖醇,L-阿拉伯糖醇是一种应用非常广泛的稀有糖醇,在医药、化工等各行业具有广泛应用。

总之,L-阿拉伯糖的具体应用领域为:
(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)药物或药物合成的中间体;: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)香精香料合成的理想中间体;
(4)有机合成、化学试剂。

4、济南圣泉唐和唐生物科技有限公司的应用研究

  唐和唐公司联合中科院、国家疾控中心、中国中医科学院、山东大学、天津科技大学等机构高校,同时成立济南阿糖功能糖应用技术研究所对L-阿拉伯糖进行全面、综合、深入的研究,研究方向包括基础研究、功能研究以及在食品、保健品、医药、饲料等领域的应用研究,并成功开发出L-阿拉伯糖糖果、巧克力、饮料、面包、月饼、冰淇淋等食品。研究成果包括已经推出降糖降脂、减肥瘦身、调理肠胃、增强体质等系列产品,申报发明专利十几篇,并发表大量应用文章。

五、L-阿拉伯糖的市场分析

  2008年之前,L-阿拉伯糖的生产公司主要集中在日本、英国、德国、斯洛伐克、西班牙和中国等少数国家,其中日本 Sanwa Cornstarch Co.,Ltd 公司(日本三和淀粉)是全球最大的生产厂家,基本垄断着 L-阿拉伯糖的市场,但最近几年,我国的 L-阿拉伯糖的开发研究迅猛加速,以济南圣泉唐和唐生物科技有限公司为代表的优秀企业出现,起点高,产能大,低炭环保,彰显国内L-阿拉伯糖行业独特的优势和充足的后劲。

  自2002年以来,随着L-阿拉伯糖在食品添加剂、保健品、医药、有机合成等领域应用的不断推广,L-阿拉伯糖的产量和需求量迅速增长。2008年,全球L-阿拉伯糖的产量达1500吨,是2002年的4.0倍,平均年增长率为26%。随着L-阿拉伯糖生产技术的改进,产品成本和售价的降低,未来几年市场需求量将会以40%的速度递增,预计2011年全球市场需求量将达到3500吨,2013年将达到5000吨以上。

  我国L-阿拉伯糖的开发研究虽然比较晚,但随着人们生活水平的提高,对健康、功能产品需求量的增强,对具有独特功能的L-阿拉伯糖产品的需求量也将急剧增长,预计2011年我国对L-阿拉伯糖产品的需求量将达到2000吨以上,2013年将达到3000吨以上,发展前景十分看好。

参考文献:
1、 Sanai K, Seri K, Inoue S., Inhibition of sucrose digestion and absorption by L-arabinose in rats. J. Jpn. Soc. Nutr. Food Sci.1997, (50):133-137.
2、 Inoue S, Sanai K, Seri K. L-arabinose on blood glucose level after ingestion of  sucrose-containing food in human. J. Jpn. Soc. Nutr. Food Sci.2000, 53 (6):243--247.
3、 周克夫,韩伟,张忠英,等. L-阿拉伯糖对高糖高脂喂养小鼠体质量及耐糖量的影响. 厦门大学学报(自然科学版).2008, 47(6):772—776.
4、 Fujii M, Hatozoe M, Hou D X, Effect of L-arabinose on serum neutral lipid, weights of fat pads and and cecum, and organic acids in cecum in rats. Appl.Glycosci. 2000, 47(3-4): 355-361.
5、 Osaki S, Kimura T, Sugimoto T, et al. L-Arabinose Feeding Prevents Increases Due to Dietary Sucrose in Lipogenic Enzymes and Triacylglycerol Levels in Rats1. The Journal of Nutrition. 2001, 131(2): 796–799.
6、 何丽,满青青,仇芝林,等. L-阿拉伯糖对正常及高糖高脂喂养大鼠生长及糖脂代谢的影响.中国食品卫生杂志. 2009, 20(5):406-409.
7、 SEKIME, AYAKOOTA MINORI, FUNAKOSHI AKIHIRO, et al.  EFFECTS OF LONG-TERM FEEDING OF L-ARABINOSE IN GENETICALLY OBESE DIABETIC RATS[J].  Digestion & Absorption, 2004, 26(2): 21-25
8、 KIKUZAWA AYUMI, TANAKA NORIKO, ICHIKAWA MINEKO, et al. Effects of L-Arabinose on Skeletal Muscle Fiber Composition[J].  Journal of Japanese Society of Nutrition and Food Science, 2005, 58(2): 51-57
9、 蒙碧辉, 舒昌达.  糖尿病骨骼肌病变[J].  国外医学内分泌学分册, 2002, 22(5): 336-338
10、 吴汉洲,韩伟,谢予朋,等. L-阿拉伯糖抑制兔子因喂养高糖高脂饲料引起的体内脂肪堆积.
11、 Schutte J B, Jone De J. Weerden E. J. Nutritional implications of L-arabinose in pigs. British Journul of Nutrition. 1992, (68): 195-207.
12、 桂堂辉,何成新,李赐玉. L-阿拉伯糖对降低高糖高脂喂养小鼠体重增长速率的影响[J]. 广西植物.2010.3(2) :280 – 283
13、 儿玉俊明. 降血压和抑制血压升高药剂及其制造方法[P].日本专利:平3-255029,1991-11-13
14、 藤井信.糖尿病治疗药物[P].中国专利:01818856.7,2007-10-3
15、 刘志强,宋凤瑞,王淑敏,等.治疗肝癌的虎眼万年青多糖药物[P].中国专利:1739548A,2005-9-9
16、 邱泼等. L-阿拉伯糖巧克力的开发与研究[J].食品研究与开发.2010.5:106-108
17、 白福玉等. L-阿拉伯糖在戚风蛋糕中的应用[J].食品加工.2010.2:48-50


  济南圣泉唐和唐生物科技有限公司
鲁ICP备05044467

公司地址:山东省济南市舜华路2000号舜泰广场8号楼东12B 邮编:250100 生产基地:山东省章丘市圣泉科技园 邮编:250204
电话:0531-83506666(国际业务) 0531-62323856 (国内业务)