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L-阿拉伯糖的研究进展及应用现状

2011-3-10 14:28:00

 

L-阿拉伯糖的研究进展及应用现状
 
邱泼, 丁继程, 白福来
(济南圣泉唐和唐生物科技有限公司,山东济南 250204
摘要:L-阿拉伯糖在抑制蔗糖的代谢与吸收,降低血清甘油三酯、提高高密度脂蛋白胆固醇,改善肠道微生态、增殖肠道有益菌,改变骨骼肌比例、改善胰岛素抵抗,稳定血压,减少脂肪堆积等方面具有独特的功能特点。介绍了L-阿拉伯糖的研究进展和应用现状,并对其研究开发进行展望。
关键词:L-阿拉伯糖;血压;血糖双岐杆菌;胰岛素
Research Progress and Applications Status of L-Arabinose
Qiu Po, Ding Ji-cheng, Bai Fu-lai
(Healtang Biotech Co.,LtdJinan 250204Shandong, China)
Abstract: L-arabinose have the unique functional characteristics in inhibiting the metabolization and absorption of the sucrose; Reducing the triglyceride in blood serum; Increasing high-density lipoprotein; Improving the intestinal microflora; Proliferating the effective microbial flora in intestinal; Altering the proportion of skeletal muscle and the insulin resistance; Stabling the blood pressure and reducing the fat accumulation. This Article mainly introduce the research progress and applications status of L-arabinose, and also give some outlook for the application of L-arabinose in future .
 
Key words: L-arabinose blood glucoseblood pressurebifidobacteriuminsulin
 
阿拉伯糖是一种戊醛糖,含有5原子并且带有醛基单糖,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(CAS87-72-9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。
1 L-阿拉伯糖功能特性的研究
1.1 抑制蔗糖酶活性,提高糖耐量
L-阿拉伯糖对肠内蔗糖酶活性具有特异且强烈的抑制性。长期饲喂L-阿拉伯糖能有效提高动物机体的糖耐量。这是因为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,可控制服用蔗糖之后的血糖水平。
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%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456,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(AUC6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。
1.2 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]
1.3 降低血清甘油三酯,提高高密度脂蛋白胆固醇
Fujii 等人32.5%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%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6L-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。
韩伟等人10L-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。
1.4 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歧杆菌,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。
Fujii4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1.52.8倍。
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pH4.6-5.2之间,明显低于不加L-阿拉伯糖组的大鼠盲肠pH7.5-7.9)。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411
1.5 降低动物内脏器官脂肪积累,减缓体重增长
何丽等人6L-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/kgBW175 mg/kgBW)则没有表现降低体脂/体重比的效果。
Fujii等人用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
韩伟等人101.11 g/d1.24g/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体重]分别为1.441.49,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12L-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。
1.6 降血压,抑制血压升高。
儿玉俊明等人13通过动物实验发现,木糖与阿糖在摩尔比为10.95~1.2时,可起到降血压、抑制血压升高的作用。
2 L阿拉伯糖的应用-
2.1 阿拉伯糖在医药中的应用L-
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;如一种木糖和L-阿拉伯糖(31)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。
L-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--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L-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*糖浆、片剂等不同剂型中。
2.2 L-阿拉伯糖在食品中的应用现状
2.2.1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产品,其主要成分都是以蔗糖和一定比例的L-阿拉伯糖为主,在超市货架上代替白糖销售,主要针对家庭消费或直接在厨房使用。
2.2.2针对三高一超人群的功能糖产品
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难消化糊精中添加7.5L-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。
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。
2.2.3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 L-阿拉伯糖。
2.2.4功能性胶囊
比如三元联防普拉斯减肥胶囊,主要成分是钾、L-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;同时添加了维生素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。
2.2.5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。L-阿拉伯糖在糖果巧克力行业的应用将受到了极大地关注,除本身所具有的保健功能之外,也能帮助解决巧克力“起霜”和糖果“发烊”和“返砂”等问题17)(18,是下一步重点开发的新糖源之一。
2.2.6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L-阿拉伯糖能够抑制人体对蔗糖的吸收,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19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。
2.3 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(20。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。
3 阿拉伯糖的展望L-
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、斯洛伐克和西班牙等少数国家。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,“三高一超”及亚健康人群大幅增加,对具有独特健康保健功能的L-阿拉伯糖产品的需求量也将急剧增长。所以,在最近几年,我国的 L-阿拉伯糖行业发展迅猛加速,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,发展前景十分看好。
 
参考文献:
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评论
123.232.114.* (2011-11-17)   
好产品 市场潜力巨大。 2012年会很火!
123.233.35.* (2011-4-8)   
好东西值得推崇。但是还是需要与大企业合作的。
116.231.42.* (2011-3-29)   
唐和唐公司是够牛的。