L-阿拉伯糖的生理功能及应用发展

□ 刘立存 山东龙力生物科技股份有限公司

食糖是现代人生活中不可或缺的碳水化合物来源之一，其中蔗糖是主要代表。蔗糖的使用由来已久，尤其是儿童对蔗糖甜味的特有味感依赖性是难以替代的。如何既保持人们熟悉的蔗糖味道，又能避免其给身体带来的负面作用，曾一度成为困扰食品行业的问题。

近年来科学家和营养学家就功能糖（醇）的低糖、营养等健康新概念展开了大量研究，其中针对L-阿拉伯糖（L-Arabinose）在肠道内对糖类代谢的作用也做了大量的临床试验。临床试验表明：L-阿拉伯糖对蔗糖的代谢转化具有阻断作用，使其在减肥、控制糖尿病等方面的应用前景看好。目前，美国食品药品监督管理局（FDA）已批准其列入食品添加剂目录，美国临床分泌协会批准其列入抗肥胖症治疗使用食品、营养制品和非处方产品目录，美国医疗协会将其列入抗肥胖剂的营养补充剂或非处方药；日本厚生省特定保健用食品清单中则将L-阿拉伯糖列入调节血糖专用特殊保健食品添加剂。2008年，我国卫生部第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。此外，L-阿拉伯糖还在生物试验、生物工程、香精香料等方面有较多应用。

定义及物理性质

L-阿拉伯糖是一种戊醛糖，广泛存在于植物中，通常与其他单糖结合，以杂多糖的形式存在于胶、半纤维素、果胶酸、细菌多糖及某些糖苷中。在许多松柏科（如红杉）树的心材中含有游离状态的L-阿拉伯糖。

L-阿拉伯糖为白色晶体，无气味，相对密度1.625,易溶于水，溶于乙醇，不溶于醚、甲醇和丙酮。L-阿拉伯糖有类似蔗糖的甜味，但甜度只有其一半左右，溶解度低于砂糖；酸、热稳定。

L-阿拉伯糖的质量标准见表1.

生产工艺及技术发展现状

日本在L-阿拉伯糖工业生产领域的技术及应用研究处于全球领先地位，但这些工艺均受水解产物浓度低的影响，后续分离、纯化较为困难，产量受限，成本居高不下。

近几年，L-阿拉伯糖的生产技术进步较快，采用连续色谱分离床分离技术可以得到组分较高的L-阿拉伯糖，但是若单一生产这一种产品，原料利用率仍然较低，环保压力较大，难以实现降低成本的目标。山东龙力生物科技股份有限公司顺应市场需求，开发木糖与L-阿拉伯糖联产项目，该工艺有效的解决了成本和环保问题，采用连续色谱分离床分离半纤维素水解液，分别得到含量较高的木糖和阿拉伯糖两组馏份。该技术的应用提高了两种产品的纯度，可得到晶体产品，同时有利于提高产品的结晶收率和产品总收率，成为生产L-阿拉伯糖的趋势所在。另一方面，木糖和阿拉伯糖联产产生的废渣还可以进一步生产纤维乙醇，这使产品的生产成本更低并可解决废渣的环保问题。

生理功能

L-阿拉伯糖在食品和药品方面的使用功能主要有两点，一是能抑制水解双糖的酶，即抑制因摄入蔗糖（在小肠蔗糖酶的作用下分解成葡萄糖和果糖而被吸收）而导致的血糖升高，简称抑制双糖水解的降糖作用；二是因L-阿拉伯糖对双糖水解酶的抑制作用，使在小肠里没被分解的蔗糖在大肠里被微生物分解产生出大量的有机酸，这种有机酸对肝脏合成脂肪有抑制作用，再加上L-阿拉伯糖在小肠里对蔗糖吸收的抑制作用，从而减少体内新脂肪的产生。

抑制蔗糖的代谢与吸收

L-阿拉伯糖最具代表性的生理作用是有选择性地影响小肠中的蔗糖酶，从而抑制蔗糖的吸收。实验结果表明：L-阿拉伯糖对猪小肠蔗糖酶有明显的抑制作用，当添加量为蔗糖的1%~5%时，蔗糖酶的抑制率为50%~60%.在商品中的实验证明：以0.525g/kg BW剂量的L-阿拉伯糖（含量≥99.0%）灌胃正常大鼠45天，结果表明L-阿拉伯糖能显着改善正常大鼠的糖耐量，大鼠的血清甘油三酯显着降低，血清高密度脂蛋白胆固醇显着增高；以人体推荐量的5、15和30倍剂量L-阿拉伯糖灌胃高糖高脂饲料喂养的肥胖模型大鼠45天，结果显示各剂量L-阿拉伯糖均能显着改善肥胖模型大鼠的糖耐量。

控制血糖升高，抑制脂肪生成

L-阿拉伯糖作为一种低热量的糖，可以抑制因摄入蔗糖而导致的血糖升高，同时可以抑制肥胖，预防并治疗与高血糖相关的疾病。

预防便秘，促进双歧杆菌生长

日本的研究结果显示：有便秘倾向的女性将添加了3%L-阿拉伯糖的蔗糖加入红茶等饮品中连续服用，每周的排便次数有明显增加。据日本三和淀粉株式会社试验证明，摄入添加5%L-阿拉伯糖的蔗糖还可以有效促进双歧杆菌的生长。

对骨骼肌成分的影响

2005年日本的一项研究证明了L-阿拉伯糖对能量消耗和肌纤维成分的影响：通过对肥胖大鼠分别喂饲含20%的蔗糖膳食（C组）和添加1.5%L-阿拉伯糖的20%的蔗糖膳食（A组）21星期。C组大鼠的腹部脂肪组织重量和细胞大小显着增长，而A组大鼠的脂肪重量和细胞大小明显受到抑制。L-阿拉伯糖可以明显抑制给予葡萄糖2小时后的血糖上升。用呼吸商来评估时，A组大鼠脂肪消耗上升了12.8%,腹直肌的Ⅰ型纤维数量明显增加。像其他骨骼肌一样，腹直肌也是由I型和Ⅱ型肌纤维组成。这些结果表明，L-阿拉伯糖有改变骨骼肌纤维成分的功效，通过支配糖酵解到糖氧化来影响腹部脂肪组织的增长。这种肌纤维比例的改变可能有改善Ⅱ型糖尿病的作用。

主要应用领域

结晶阿拉伯糖作为一种无热量的甜味剂和新兴的功能糖产品，能够促进基因表达和修复，加强机体营养，增强免疫力，调节生理机能，还具有健肌美容、延缓衰老、消除疲劳、改善记忆等功效，并且对癌症、高血压、高血脂等均有辅助疗效。其应用领域非常广泛，主要有：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）；药品（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）；药物中间体（合成核苷类似物等抗病毒药物，作为治疗白血病、癌症的化疗药物合成的中间体）；香精香料合成的中间体；有机合成、化学试剂等。

市场发展前景

随着糖尿病人和肥胖症病人越来越多，国内外对相关产品的需求日益明显。由于具有抑制蔗糖水解和抑制脂肪形成的独特功能，L-阿拉伯糖在糖尿病人群、肥胖人群食品、保健品中的市场空间巨大。仅以国内肥胖人群（6000万人）为例，如每人每年食用100g,市场需求量可达6000吨，市场前景非常可观。

随着新工艺、新技术的不断进步，特别是木糖-阿拉伯糖联产这种工艺的推广，可以大大降低L-阿拉伯糖的成本，另一方面，龙力等功能糖生产企业进军阿拉伯糖市场，必将会带来更新的生产工艺和更低的成本，这为阿拉伯糖提供了广阔的发展空间。