低聚異麥芽糖研究的展望

關(guān)于低聚異麥芽糖研究的展望第一頁，共二十六頁，2022年，8月28日2主要內(nèi)容1、低聚異麥芽糖的研究背景2、低聚異麥芽糖的簡介3、低聚異麥芽糖的國內(nèi)外研究進展4、低聚異麥芽糖研究的展望第二頁，共二十六頁，2022年，8月28日31、低聚異麥芽糖的研究背景

腸道疾病和高血糖已經(jīng)成為現(xiàn)代困擾人們的重大問題之一。腸道健康是人體健康的保障，而維持腸道健康的是腸道內(nèi)微生物的數(shù)量及其微環(huán)境的影響。而雙歧桿菌，也是我們常說的雙歧因子，對人體的健康有著重要的意義。第三頁，共二十六頁，2022年，8月28日41、低聚異麥芽糖的研究背景（1）低聚異麥芽糖作為一種雙歧因子，有效促進益生菌屬的增殖，抑制腸道有害菌的滋生及腐敗物質(zhì)生成，從而維持腸道微生態(tài)趨于健康狀態(tài)。(2)對體內(nèi)的酶，不敏感；不會血糖升高，有糖的甜味。現(xiàn)代高血糖人群品嘗甜味的首選的一種功能性糖。第四頁，共二十六頁，2022年，8月28日51、低聚異麥芽糖的研究背景除了以上兩個主要的生理功能之外，低聚異麥芽糖在其他領(lǐng)域也有著廣泛的應用，比如釀酒，飼料加工，飲料，糖果，醫(yī)藥和保健品等。第五頁，共二十六頁，2022年，8月28日61、低聚異麥芽糖的研究背景良好的特性，廣泛應用，產(chǎn)量和銷量也逐年增加；我國生產(chǎn)中屬于剛起步的狀態(tài)，無論生產(chǎn)技術(shù)水平還是管理水平都還有待完善，所以使得更多的人投入到了低聚異麥芽糖的研究工作當中。第六頁，共二十六頁，2022年，8月28日72、低聚異麥芽糖的簡介2.1低聚異麥芽糖的結(jié)構(gòu)2.2低聚異麥芽糖的功能2.3低聚異麥芽糖的生產(chǎn)2.4低聚異麥芽糖的應用第七頁，共二十六頁，2022年，8月28日82.1低聚異麥芽糖的結(jié)構(gòu)低聚異麥芽糖：（Isomaltooligosaccharides，簡稱IMO)，又稱分枝低聚糖、異麥芽低聚糖、異麥芽寡糖，是指葡萄糖以α-1,6糖苷鍵結(jié)合而成的單糖數(shù)在2～6不等的一類低聚糖。它主要包括：異麥芽糖、異麥芽三糖、潘糖和異麥芽四糖。根據(jù)國標規(guī)定，異麥芽糖、潘糖、異麥芽三糖為IMO中的有效成分，俗稱有效三糖，并且以此三種糖成分的含量多少作為重要指標劃定該產(chǎn)品的品質(zhì)。（IMO-500IMO-900）第八頁，共二十六頁，2022年，8月28日9圖2.1異麥芽糖、潘糖、異麥芽三糖與麥芽糖分子結(jié)構(gòu)簡圖第九頁，共二十六頁，2022年，8月28日10目前市面上主要的低聚異麥芽糖產(chǎn)品根據(jù)有效三糖和總糖含量的多少有IMO-500和IMO-900兩種規(guī)格。IMO-500糖漿型產(chǎn)品，IMO-900（除葡萄糖）后精致的糖粉產(chǎn)品。第十頁，共二十六頁，2022年，8月28日112.2低聚異麥芽糖的功能IMO為非消化性低聚糖,主要生理功能：（1）促進雙歧桿菌生長（2）低血糖吸收（3）防止便秘、下痢和胃腸障礙。（4）能預防齲齒的發(fā)生。（防產(chǎn)酸）第十一頁，共二十六頁，2022年，8月28日122.3低聚異麥芽糖的生產(chǎn)采用耐高溫α一淀粉酶、真菌α一淀粉酶、β一淀粉酶液化淀粉以規(guī)?；a(chǎn)；關(guān)鍵酶(α一葡萄糖轉(zhuǎn)苷酶)，能切開α一1，4糖苷鍵，游離葡萄糖殘基轉(zhuǎn)移到另一個葡萄糖分子或麥芽糖、麥芽三糖等分子中的C一1，6位上，形成異麥芽糖、異麥芽三糖、異麥芽四糖和潘糖等。第十二頁，共二十六頁，2022年，8月28日13圖2.3低聚異麥芽糖生產(chǎn)的傳統(tǒng)流程第十三頁，共二十六頁，2022年，8月28日142.4低聚異麥芽糖的應用低聚異麥芽糖在食品、醫(yī)藥和飼料添加劑等行業(yè)中都有廣泛的應用：（1）在釀酒行業(yè)中的應用：甜度特性替代蔗糖作為酒類的糖源。利用其不發(fā)酵性,可加入發(fā)酵酒中陳釀,制成營養(yǎng)甜酒保健品。（2）在醫(yī)藥保健中的應用：腸道保健品（IMO糖粉）無糖制品,糖尿病人食用食品具有抗齲齒、低熱值、整腸功能的口香糖等產(chǎn)品。第十四頁，共二十六頁，2022年，8月28日152.4低聚異麥芽糖的應用（3）飼料行業(yè)中的應用：替代抗生素的寡糖類新型飼料添加劑。增加有益菌并抑制有害菌；提高飼料利用率；增強動物免疫功能；增加種用畜禽的生殖性能；提升品質(zhì)。（4）乳酸菌飲料中的應用：優(yōu)越的保健功效為廣大乳飲料生產(chǎn)企業(yè)提供了很好的選擇，帶來了新的希望。(活性菌飲料；非活性菌飲料)第十五頁，共二十六頁，2022年，8月28日163、低聚異麥芽糖的國內(nèi)外研究進展目前，生產(chǎn)工藝的研究較多，理論相對成熟，工業(yè)化生產(chǎn)應用較廣。在工業(yè)化生產(chǎn)以淀粉原料制得的高濃度葡萄糖漿為底物，通過α－淀粉酶、α－葡萄糖苷酶催化反應而得。國內(nèi)外經(jīng)一步發(fā)酵生產(chǎn)出的低聚異麥芽糖產(chǎn)品含量50%，而經(jīng)二次處理后含量90%的比較少。

第十六頁，共二十六頁，2022年，8月28日173、低聚異麥芽糖的國內(nèi)外研究進展目前低聚異麥芽糖的制備方法主要有三種：（1）利用糖化酶的逆合作用，糖化酶在高濃度的葡萄糖溶液中發(fā)生逆合作用，將葡萄糖縮合為異麥芽糖、麥芽糖等低聚糖，但異麥芽糖含量不高，且產(chǎn)物復雜，生產(chǎn)周期長，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。（2）利用麥芽糖在α－葡萄糖苷酶的作用下水解，生成兩分子葡萄糖；游離出的葡萄糖殘基再被α－葡萄糖苷酶轉(zhuǎn)移到另一葡萄糖分子上，通過α-1,6糖苷鍵連接而成異麥芽糖，若受體為麥芽糖則生成潘糖。（3）利用蔗糖和麥芽糖混合液在葡聚糖蔗糖基酶，D－果糖－2－葡萄糖轉(zhuǎn)移酶（EC2.4.1.5）的作用下發(fā)生轉(zhuǎn)化反應。蔗糖發(fā)生水解，而溶液中的麥芽糖與作為水解產(chǎn)物之一的葡萄糖的受體發(fā)生反應。第十七頁，共二十六頁，2022年，8月28日183、低聚異麥芽糖的國內(nèi)外研究進展自1996年以來，中國功能性低聚糖市場取得了迅猛的發(fā)展，在生產(chǎn)成本方面具有較大的優(yōu)勢。由于在高附加值產(chǎn)品生產(chǎn)以及售后服務方面的不足，中國低聚糖行業(yè)仍然處于全球產(chǎn)業(yè)價值鏈的低端。數(shù)據(jù)顯示，目前中國是全球主要的功能性低聚糖生產(chǎn)基地和新興的消費市場。2008年中國功能性低聚糖生產(chǎn)占到全球總量的30%左右。目前中國大約有70個功能性低聚糖制造商2010年行業(yè)總產(chǎn)能達到30萬噸左右，行業(yè)總產(chǎn)量只有大約12萬噸，行業(yè)銷售額達到3.5億美金。低聚異麥芽糖，低聚果糖，低聚木糖，大豆低聚糖，低聚麥芽糖是中國主要功能性低聚糖產(chǎn)品。2010年總產(chǎn)量超過了11萬噸。中國低聚糖行業(yè)整合步伐將加快，龍頭企業(yè)將加快產(chǎn)業(yè)鏈整合，增加高附加值功能性低聚糖產(chǎn)量。第十八頁，共二十六頁，2022年，8月28日193、低聚異麥芽糖的國內(nèi)外研究進展國際上的功能性低聚糖，目前日本市場上功能性低聚糖，主要有低聚異麥芽糖(1lO00t)、低聚半乳糖(6000t)、低聚果糖(4500t)、低聚木糖、低聚乳果糖、等十多個品種，約3萬多t，年銷售額130億日元(約合人民幣l7．5億元)。歐洲國家如比利時、法國、荷蘭，也有多年開發(fā)低聚糖的歷史，主要利用其不消化性，作為脂肪代替品，以及膳食纖維用于低熱量食品。主要品種有低聚果糖和低聚半乳糖。低聚糖被歐盟批準為食物配料，而不是食品添加劑。其他地區(qū)，如加拿大、澳大利亞、新西蘭、以色列亦批準使用于食品，并允許在食品標簽上注明有雙歧桿菌增殖作用。第十九頁，共二十六頁，2022年，8月28日203、低聚異麥芽糖的國內(nèi)外研究進展存在的不足：（1）缺乏核心技術(shù)，從而受制于人：α－葡萄糖苷酶依賴于進口（日本及美國）,國內(nèi)雖有自主開發(fā),小試結(jié)果也較好,但未形成商品化生產(chǎn),短時期內(nèi)難以與國外酶制劑生產(chǎn)商競爭。（2）宣傳沒做到位，應用開發(fā)少：國內(nèi)問世已有10年,但消費者了解其生理保健功能的還為數(shù)甚少。對產(chǎn)品的應用研究和開發(fā)也很少,幾乎都集中于幾家保健營養(yǎng)液生產(chǎn)廠家,出現(xiàn)千軍萬馬走獨木橋這一誤區(qū)。

第二十頁，共二十六頁，2022年，8月28日214、低聚異麥芽糖研究的展望作為一類新的生理活性物質(zhì)，IMO在疾病診斷與防治、營養(yǎng)與保健、調(diào)節(jié)人類微生態(tài)平衡及抵御疾病等方面的應用的潛力很大。IMO作為一種綠色、安全、環(huán)保型添加劑，不僅在動物體內(nèi)無殘留且具有耐熱、耐酸性，同活菌制劑、酶制劑相比，低聚糖具有更大優(yōu)勢，不存在加工等過程中失活問題。因此，其在動物生產(chǎn)中具有廣闊前景,值得深入研究和推廣應用。第二十一頁，共二十六頁，2022年，8月28日224、低聚異麥芽糖研究的展望(1)從進展來看，社會反映了低聚異麥芽糖的生產(chǎn)方法漸趨成熟，生產(chǎn)產(chǎn)量逐年提高，銷量也穩(wěn)定提高，應用發(fā)展更加廣泛。從社會反映來看，市場的需求大，生產(chǎn)量小于需求，因此低聚異麥芽糖具有巨大的社會經(jīng)濟價值。現(xiàn)在國內(nèi)外，一般采用酶法生產(chǎn)低聚異麥芽糖，而國內(nèi)α-葡萄糖苷酶的產(chǎn)量和質(zhì)量遠不能滿足低聚異麥芽糖的生產(chǎn)要求。目前我國的低聚異麥芽糖產(chǎn)業(yè)嚴重依賴于從日本進口的α-葡萄糖苷酶酶制劑，為了打破這種技術(shù)壟斷，實現(xiàn)該領(lǐng)域的技術(shù)自主化，低聚異麥芽糖的首要出路為掌握低聚異麥芽糖生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵酶——α-葡萄糖苷酶，只有掌握核心技術(shù)，降生產(chǎn)成本，才能更好的發(fā)展自主產(chǎn)業(yè)，才不至于受制于人。第二十二頁，共二十六頁，2022年，8月28日234、低聚異麥芽糖研究的展望（2）我國學者在微生物發(fā)酵法生產(chǎn)低聚異麥芽糖方面進行了一系列的研究和探索。微生物發(fā)酵法可直接將發(fā)酵底物直接轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物的優(yōu)點，具有傳統(tǒng)酶法無可比擬的優(yōu)勢。取得了一定的研究成果，但是目前仍然存在一些突出的問題有待解決。第二十三頁，共二十六頁，2022年，8月28日244、低聚異麥芽糖研究的展望（3）解決α-葡萄糖苷酶價格居高不下的又一思路是利用固定化技術(shù)將酶轉(zhuǎn)化為固定化酶。固定化技術(shù)從上世紀70年代正式在工業(yè)中應用，現(xiàn)在已發(fā)展成為一個相當成熟的技術(shù)。在α-葡萄糖苷酶的價格居高不下的情況下，假如能提高重復利用α-葡萄糖苷酶的次數(shù)，一樣能降低成本，從而使產(chǎn)業(yè)立于不敗之地。固定化技術(shù)正好解決了這一問題。固定化酶與游離酶的對比：游離酶具有容易失活、回收困難以及產(chǎn)品分離復雜等缺點，而固定化酶具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、不易失活、收回重復利用簡單、產(chǎn)品易于分離的優(yōu)點。所以由此可看出固定化技術(shù)也是成為降低低聚異麥芽糖生產(chǎn)成本