水苏糖的功能及在饮料产品中的应用

◎ 陈 健

(上海福克西食品有限公司,上海 200120)

水苏糖是在唇形豆科植物中天然存在的功能性低聚糖，其是由1分子果糖、1分子葡萄糖和2分子半乳糖组成，水苏糖的主要功能键是葡萄糖基一侧的α-1,6糖苷键。水苏糖口感上与蔗糖类似，但甜度仅为蔗糖的22%，因为其吸收率低、不影响血糖水平，所以可用作蔗糖的良好替代来源。

水苏糖可以显著促进肠道中有益菌的增殖，被誉为“天然超级双歧因子”[1]。高鹏等[2]通过人体试食实验发现水苏糖的最小有效剂量为0.5 g·d-1、最大无作用剂量为10 g·d-1，研究发现水苏糖日推荐摄入量为0.5～3 g·d-1。郭美丽等[3]通过一系列毒理学实验证明连续90 d喂养大鼠水苏糖，并不会引起相关指标异常，也未发现明显毒性反应，为水苏糖在食品中的应用提供了可靠依据。水苏糖在较少的剂量下就可以发挥较好的保健功能，且味道纯正易溶于水，非常适合运用在功能性饮料行业。

1 水苏糖的理化性质

水苏糖的分子式是C24H42O21，分子量是666.59，分子结构如图1所示。纯净的水苏糖为白色粉末状，口感清爽，极易溶于水，不溶于乙醇等有机溶剂。真空状态下115 ℃失水，无水熔点是167～170 ℃[4]。水苏糖在酸性高温条件下稳定，口感清爽无异味，其理化性质完全符合饮料产品的生产工艺要求。

2 水苏糖的保健功能

2.1 防龋齿

龋齿是由口腔微生物中的变形链球菌发酵糖类物质后，产酸、繁殖并且腐蚀牙齿所形成的。因为变形链球菌无法分解水苏糖中的α-1,6糖苷键，所以无法利用水苏糖中的营养成分，不会引起龋齿。

2.2 增殖双歧杆菌，调节肠道菌群

水苏糖无法被胃肠消化液分解，可直接被肠道微生物利用，双歧杆菌在肠道中会优先分解利用非消化性的低聚糖，如果多种可利用低聚糖同时存在，则会优先消耗水苏糖[5]，因此水苏糖可以更加直接地作用于双歧杆菌。

黄晓春[6]发现仅单独使用水苏糖，就可以使双歧杆菌的数量以40倍的速度增长，且起效量仅为低聚果糖的1/5，舒国伟等[7]实验发现，与低聚木糖和低聚半乳糖相比，在MRS培养基中添加0.2%浓度（w/v）的水苏糖，可以有效降低培养基pH值并提高浊度值（OD600）。实验发现pH的降低和OD600的升高都是两歧双歧杆菌BB01大量增殖的表现。LI[8]通过水苏糖颗粒的人体试食实验发现，水苏糖能有效促进人体肠道中的有益菌生长、抑制有害菌生长，调节肠道内环境，提高肠道内微生态的稳定性。

2.3 润肠通便

白玉霞等[9]研究发现地黄水苏糖有明显润肠通便作用，水苏糖的分子结构中有很多羟基，可以很好地吸收肠道内的水分，增加粪便的含水量。席昭雁等[10]通过对便秘患者的临床观察发现水苏糖可以有效促进肠道有益菌的增殖、降低肠道pH值、促进肠道蠕动[11]。LI等[8]也有相关研究表明，水苏糖冲剂能增加便秘患者的排便次数，改善患者的肠道功能。余朝舟等[12]在水苏糖和魔芋葡苷聚糖复配剂对肠道的作用研究时发现，将其按照一定比例复配服用可以明显促进小鼠的小肠运动，缩短小鼠首便时间，增加小鼠6 h排便量，有良好的通便效果。这种功效一方面是由于魔芋葡苷聚糖有良好的吸水膨胀作用[13]，另一方面是因为水苏糖有增殖益生菌、促进肠蠕动等改善肠道功能的作用。

2.4 降血脂降血压

曹春凤等[14]通过对42例高脂血症患者的饮食干预，发现服用8周水苏糖胶囊的患者血液中低密度脂蛋白胆固醇和总胆固醇浓度都有所降低，且未发现不良反应。研究发现双歧杆菌分解水苏糖产生的有机酸会降低肠道pH值，这种连锁反应会抑制胆固醇的合成，研究还发现肠道中有的益生菌可以将胆固醇还原为类固醇物质排出体外，减少或干扰肠道对胆固醇的再吸收，从而降低人体血液胆固醇含量的水平，发挥改善脂质代谢紊乱的功能。

郑建仙等[15]还发现人体的心脏舒张压与粪便中的双歧杆菌占比率有明显的负相关。水苏糖可以有效增殖肠道内的双歧杆菌，帮助双歧杆菌在肠道众多菌种中建立优势，稳定血压。研究表明每天摄入10 g水苏糖，坚持6周后，患者的舒张压平均降低799.7 Pa[16]，说明水苏糖有降血压的作用。

2.5 提高免疫力

国外有研究证实α-糖苷键结构在配合基接收器交感反应的分子机制基础上参与免疫等过程，使水苏糖有预防病原体和调节免疫系统的功能[16]。人体内的免疫活性因子能活化免疫细胞，促进机体对外界病原体的抵抗。水苏糖在肠道被双歧杆菌分解生成甘露三糖、棉子糖等免疫因子，因此水苏糖对改善人体免疫力有很大帮助[17]。

陈超等[18]实验发现通过使患皮肤瘙痒症小鼠服用水苏糖可以减少小鼠瘙痒次数，还可以明显减低小鼠瘙痒持续时间。马莹莹等[19]还发现水苏糖可以抑制足肿胀和抗炎止痛，其可以使血清中的炎症因子含量和免疫器官脏器指数显著降低。李致富等[20]研究发现中药提取物水苏糖对应激性的肠功能紊乱有治疗作用，易中华等[21]发现在家禽饲料中添加少量水苏糖可以维持家禽的免疫功能，上述都说明了水苏糖有提高免疫力的功效。

2.6 护肝排毒

水苏糖可以促进肠道蠕动、增殖有益菌、减少毒素在肠道的停滞时间，加速有毒有害物质排出，为肝脏减轻负担。水苏糖通过对某些酶影响，降低肠道内有害酶的活性，减少肠道中甲基酚等产物。桂金秋等[22]实验发现水苏糖能降低肝硬化大鼠体内IL-6含量，改善肝硬化大鼠的肠道环境，降低血浆中的内毒素含量并缓解肝脏病理性损伤[23]。李瑞军等[24]还发现水苏糖对临床肝性脑病有良好的预防效果，在其对30例患者观察后发现，经水苏糖治疗后患者BAEPⅢ波、Ⅴ波潜伏期和VEP1000潜伏期比治疗前均有明显缩短，证明水苏糖可以有效治疗亚临床肝性脑病[25]。

水苏糖可以促进B族维生素合成，促进钙、铁、锌等元素的吸收，这几种物质联合可以减少铅的吸收[26]，另外水苏糖本身对铅有一定的螯合力，在促进其他物质吸收的同时还能抑制铅的吸收，加速有害金属排除[27]。

2.7 抗肿瘤

贾绍华等[28]通过体内外抗肿瘤活性筛选方法证明水苏糖（含量26.45%）对人体肝癌HepG-2细胞和人体胃癌SGC-7901细胞有明显抑制作用，也显著增强了环磷酰胺的抑癌作用（p＜0.05）。水苏糖可以抑制结肠癌细胞Caco-2的增殖，降低癌基因B细胞淋巴瘤/白血病-2基因表达，同时增加X蛋白和细胞色素C的表达，从而增加细胞凋亡蛋白酶caspase 3和caspase 9的表达，达到抗结肠癌的作用[29]。

3 水苏糖在饮料中的应用

水苏糖在食品中的应用极其广泛，日本最早开发一系列关于低聚糖的产品，主要以饮料产品为主，但与水苏糖相关的产品较少。水苏糖的生理活性如图2所示，其理化性质稳定，酸性条件下热稳定性良好，甜度适中且口感清爽，非常适合用于饮料产品中，可替代部分蔗糖。水苏糖相比其他功能性低聚糖有效用量更少，每天仅需0.5～3.0 g就能达到较好的保健效果。

目前市面上存在大量含水苏糖的粉状冲剂、少数口服液以及果味饮品，因其安全性高，绝大部分相关产品的适宜人群广泛，且都能达到促进有益菌生长增殖、改善肠道的功能。有部分功能性产品经过合理的成分配比，利用多种功能性低聚糖的协同作用提高低聚糖的利用率，使效果优于单一性低聚糖添加类产品。表1为国内部分厂商生产的水苏糖相关产品及可能存在的功效。

表1 国内厂商水苏糖相关产品表

4 结语

随着现代科技进步和人群认知水平的提高，人们的消费目光逐渐倾向于健康食品、功能食品等。欧洲部分发达国家多功能性糖的开发已经多达400～500种。我国功能性糖起步较晚，但对其的开发应用受到了国内广大学者的关注。水苏糖作为一种新兴的功能性低聚糖，因为其用量低、安全性高等特点，广泛应用于食品行业，诸多学者通过实验证明了水苏糖排毒、治疗肠道相关疾病等功效。因为个体的体质差异，单一功能性糖的效果会参差不齐，所以联合使用功能性低聚糖就成为当前企业广泛认同的食品中的高效成分，通过合适的搭配应用发挥最佳的效果。相信以水苏糖为代表的天然、高效、安全的功能性低聚糖产品将具有广阔的发展前景。