一、前言
多年前即有利用調節腸內共生菌相以延長壽命之理論出現,但直到近十年來含活的益生菌 (probiotics) 產品才慢慢出現在市面上;益生菌在胃腸保健功效起因於乳酸菌的食品保健作用。該類產品能抑制體內害菌以維持人類或動物之健康,許多研究指出乳酸菌除調節及建立腸道內菌相外,可能還具有其他療效,如降低血中膽固醇、改善乳糖不耐症、促進免疫反應等。
益生菌為某一種或多種微生物當餵食人類或動物時可增進其腸內菌叢之品質,一般將其譯為益生菌。益生菌必須作用於其宿主,增進宿主之健康。目前最常用為益生菌之菌株以乳酸菌佔絕大部份,主要是因為人類食用醱酵乳品歷史悠久,乳酸菌因而一直被認為是安全的,而且乳酸菌也被認定是有益的腸內菌。
益生質 (Prebiotics)則是指不能消化的食物原料,會選擇性刺激腸道內一種或數種微生物的生長與活性,進而對宿主產生有益的效用以改善宿主的健康。寡糖(oligo)是一種低聚糖,屬於不易吸收、消化的營養素,能被乳糖分解酶分解為半乳糖及葡萄糖,且可促進乳酸菌或雙叉桿菌等棲息於腸內的有益菌發育。換句話說,寡糖就像是乳酸菌的食物,可幫助乳酸菌的生長,所以要保持體內的乳酸菌數量及活性,也應適量的補充寡糖。常見的益生質有低聚寡糖、低聚異麥芽糖、低聚木糖等。
當聯合Probiotics 及Prebiotics 兩個名詞的理論,便出現合生元 (Synbiotics)這個名詞,亦有學者稱之為conbiotics ,混合probiotics及prebiotics 形成synbiotics,其可對宿主有利影響,藉以改善具益性的活菌於胃腸道中的存活率及定殖率,並能選擇性刺激一種或數種具促進健康的菌株之活化代謝,而改善宿主的健康機能者 (Gibson and Reberforide, 1995),故須同時具有符合probiotics 及prebiotics 之條件的混合物才可稱為synbiotics。
依據衞生署通過『健康食品』認證公告之產品,目前共有188種產品。其中益生菌者共有38種,認證之功效有調整腸胃、免疫調節、調整血壓、調整過敏體質及牙齒保健;益生質共有5種,認證之功效為調整腸胃;而合生元共有4種,認證之功效為調整腸胃。
二、乳酸菌對人類健康的好處
依據國內外報告,乳酸菌對人類健康的好處已經確認之功效有:改善乳糖的吸收、減少嬰兒或成人的下痢、增強免疫能力與減少細菌酵素。極具潛力之功效有對病原菌產生競爭、降低膽固醇與抗腫瘤。而推測之功效則有合成葉酸及B 群維生素與促進礦物質吸收。將上述功效分述如下:
圖一 乳酸菌的功效
1. 緩和乳糖不耐症
因乳酸菌可產生乳糖分解酵素或菌體對乳品中乳糖的預先醱酵代謝、抑或乳品內菌體產生的乳糖分解酵素可維持活性到達腸內作用,故可改善患有先天性腸黏膜乳糖分解酵素缺乏症或因胃腸炎等腸疾導致的乳糖分解酵素活性不足者對乳品的食用性。
2. 抑制致病菌
研究顯示:雙歧桿菌及乳酸菌具抑制沙門氏菌、曲狀桿菌、大腸桿菌及痢疾桿菌等腸內致病菌的活性,以維持正常腸內菌相平衡。亦有類似報告指出乳酸菌可防禦致病菌在泌尿系統的定殖。乳酸菌之抑菌機制如下:
(1)競爭營養源及吸附定殖位置,以防致病菌感染進而減少有害及致癌物,緩和肝臟負擔。
(2)抑菌代謝物的產生,如有機酸(低pH 值)、過氧化氫、抑菌素及去結合性膽酸。
(3)刺激免疫系統,增加抗體或巨噬細胞等活性。
3. 改善營養價值及食物之消化性
乳酸菌的營養效能在於作為菌原,參與醱酵後大分子已初步被消化成小分子,故會降低產品的乳糖含量、提高游離胺基酸量及產生葉酸及維生素K 等,以供人體利用,可防止嬰兒酸中毒的代謝障礙。
4. 降膽固醇
試驗証實醱酵乳品中存在的有機酸可抑制膽固醇的合成。而有些臨床試驗發現乳酸菌可防止高血膽固醇症,結果發現攝取乳酸菌確有降低膽固醇的實效。Obradovic 等人於1996 年對17 位不需胰島素治療之糖尿病患者每天服用乳酸菌飲料三次,每次服用200 mL 共12 週,結果發現血清膽固醇下降1.5 mmol/L 或20 %。台大潘子明教授以由泡菜分離之乳酸菌 L. para. subsp. paracasei NTU 101 進行血脂調節評估,結果膽固醇下降了26.4%。
5. 抗癌性
乳酸菌之抗癌活性調節機制,可能是人糞便中某些菌體產生的酵素會使大腸內的致癌原轉成致癌物,因而提高腸癌的發生率。若此時食用乳酸菌或腸內有乳酸菌的存在則可減低這些有害酵素的活性。研究顯示乳酸菌可藉由其細胞壁上的性狀多醣或多醣成份強烈吸附腸內有害致突變代謝物,使其突變力因而失活。
6. 強化免疫系統
近幾年來,很多生體內或生體外試驗指出,乳酸菌會經由活化巨噬細胞及淋巴細胞而強化免疫球蛋白A 的濃度,並產生γ-干擾素以刺激免疫系統抑制腫瘤形成。
7. 降血壓
醱酵乳中的某些胜肽會抑制angiotensin convereing enzyme (ACE)而使血壓降低等,如可爾必思的降血壓醱酵乳,即含有VPP及ZPP,可有效抑制ACE活性,而使血壓降低。
8. 調整過敏體質:由於人體過敏症狀源於免疫力不佳,根據最新的研究顯示,益生菌可重建腸內好菌數目、改變腸黏膜細胞的結構,並影響體內免疫細胞功能,因此可強化腸內整體免疫機制,對於已有過敏症狀的患者,可減緩其過敏的發炎反應。
(1) 引起過敏的機制:由於免疫系統失衡,Th2型細胞分泌過多,產生過多IgE,釋放出組織胺,從而引起過敏反應。
(2) 目前抗過敏治療藥物主要是類固醇、抗組織胺等,而這些藥物的作用主要是抑制組織胺,也就是抑制過敏的症狀,但並非治療過敏的根源。並且,這些激素類藥物容易引起副作用,如體重增加、骨質疏鬆、排尿不順等等。
(3) 益生菌通過增加Th1型抗體蛋白,減少Th2型抗體蛋白,使免疫系統重新達到平衡,從而從根本上解決過敏問題。作為一種新型的治標治本的,並且無副作用的創新療法,益生菌補充劑是一個很好的替代手段。
三、益生菌
人類飲用醱酵乳品歷史非常悠久,所以,乳酸菌一直被認為是非常安全的菌種(GRAS, generally reyarded as safe),是最具代表性的腸內有益菌。
菌長約0.5-10μm,寬約0.2-1.0μm;球菌的直徑 約為0.3-1.2μm。可存於牛奶、起司、臭豆腐、泡菜、醃漬蔬菜、 酸奶油、乾的牛糞、人或鼠類的嘴巴和腸道中。
(一)乳酸菌之來源及種類
乳酸菌(Lactobacillus)是一種利用可發酵糖並產生大量乳酸的微生物通稱。而乳酸菌也是存在於人類體內的益生菌。通常分為乳酸桿菌屬 (Lactobacillus)、雙歧桿菌屬 (Bofidobacterium)、鏈球菌屬 (Streptococcus)、明串球菌屬 (Leuconostoc)、足球菌屬 (Pediococcus),其中對人體腸道較有益者為乳酸桿菌與雙歧桿菌。一般乳酸菌製造之乳酸分子具抗菌能力,並使發酵物酸化 (pH 3~4)。
乳酸菌可用於製造優酪乳、乳酪、德國酸菜、啤酒、葡萄酒、泡菜、醃漬食品和其他發酵食品,能夠將碳水化合物發酵成乳酸,因而得名。益生菌能夠幫助消化,有助人體腸臟的健康,因此被視為健康食品,常添加在優酪乳之內。
(二)乳酸菌的生活環境
乳酸菌對營養需求特別嚴苛,除了作為能源之糖類外,乳酸菌需要各種各樣的氨基酸、維生素、礦物質等,以維持其生長。乳酸菌是一種兼性嫌氣菌,比較喜歡在無氧狀態下生長,但也不會因為和氧氣接觸而死亡。
乳酸菌適合的生長溫度2~53℃,最佳的生長溫度30~40℃,Lactobacillus brevis在45℃以上不生長。乳酸菌會產生大量的酸,故適合生長於微酸的環境中,最適宜的pH 5.5~6.2,而有些乳酸菌甚至於pH 5.0以下也可以生長。
整體而言,在自然界中,只要有動植物活動的地方,就會有足夠的營養供乳酸菌生存。舉凡動植物的分泌物(如乳汁、樹液等),或其殘骸堆積處,都是適合乳酸菌生育的場所。也許在這些堆積物表面有其他好氣性微生物優勢生長,但其內部缺氧部分就是乳酸菌的天地。更具體的說,適合乳酸菌生長的場所和動物相關者有乳汁、消化道、陰道、糞便等,和植物相關的則有花蜜、樹液、植物殘骸、果實損傷部位等。
人類所產製的各種醱酵食品(如泡菜、醬油等)中,也有許多乳酸菌發揮積極的功能。這些乳酸菌對製品之風味品質影響甚大。
人體消化道中存在許多乳酸菌,其數目和種類會隨年齡而改變,如幼兒腸道中,雙歧桿菌較多,而老年人則以乳酸桿菌較多。雙歧桿菌是吃母乳嬰兒消化道的主要菌叢,可佔整個消化道菌叢的92%,而不吃母乳嬰兒只佔20%以下。雙歧桿菌在腸道中的數量隨年齡而變化,嬰兒出生後幾天菌數達到最高值,以後逐漸下降。
較重要的乳酸菌有:嗜乳酸桿菌 (又稱為A菌) (Lactobacillus acidophilus);雙叉乳桿菌 (又稱為雙叉桿菌、比菲德氏菌、B菌) (Lactobacillus bifidus);乳酸鏈球菌(Streptococcus lactis);鼠李糖乳酸桿菌 (T-CELL 1原生益菌屬此菌種)(Lactobacillus rhamnosus);保加利亞乳酸桿菌(Lactobacillus bulgaricus);酪蛋白乳酸桿菌(Lactobacillus casei);高加索乳酸桿菌(Lactobacillus causasicus)...等。
(三)常見的乳酸菌
目前市面上常見的乳酸菌如下:
- Lactobacillus acidophilus: 嗜乳酸桿菌 (A菌)
- Bifidobacterium bifidum:比菲德氏菌 (B菌)
- Lactobacillus casei:凱氏乳桿菌 (C菌)
- actobacillus reuteri:洛德乳桿菌 (R菌):可避免腸道感染造成的疾病與腹瀉、降低低密度脂蛋白、可提昇免疫力;改善兒童急性下痢的症狀及輪狀病毒造成的腸炎,改善老人便秘問題;嬰兒長期服用可以提升免疫力,減少感冒、發燒及腸胃感染的機率。 Bifidobacterium longum:長雙歧桿菌(龍根菌)
- Lactobacillus rhamnosus GG:菌乾酪乳桿菌 (LGG):出生前後服用益生菌LGG可以降低嬰兒異位性皮膚炎生的機率,並減低過敏性鼻炎發炎的症狀。
- Lactobacillus paracasei:副乳酪乳酸桿菌 (LP) (C菌衍生, LP33):可以有效的誘發脾臟細胞分泌高量的IL-12和 IL-10,進而調控人體的免疫系統、緩解人體過敏性鼻炎的症狀。
- Lactobacillus plantarum:胚芽乳桿菌:屬植物性乳酸菌,其頑強的特性,能夠通過胃酸膽鹽的考驗,活著到達腸道。細胞表層較為複雜多變,可能因此而可以表現較特殊,較強力的生理活性,例如強化免疫系統,吸附致癌毒物、對抗病毒病菌等。
- L. lactis:乳酸球菌
- L. helveticus:瑞士乳酸菌
四、益生質
(一)Prebiotics
定義:
Gibson(1995)提出的概念,通常是指具備不被宿主所消化的食物原料補充劑,prebiotics 具有可選擇性刺激宿主腸道內某些腸道內生菌生長或活化而增進人體健康的難消化性食物成份。Prebiotics 主要作用為結腸常駐有益菌的基質而被利用,其結果為宿主提供了所必需的營養成份。能量以及代謝產物,相對的有益菌亦提升了宿主的健康水平。
(二)Prebiotics
之條件:
Prebiotics
在腸胃道的前半部必須不能被水解或吸收;prebiotics 必須為腸道內共生菌株之一或一些菌株可利用的選擇性物質,可刺激生長或活化代謝,而不被其他菌所利用;prebiotics 必須能改變腸內菌相,使腸道菌相趨於健康的組成;prebiotics 必須能誘發對宿主健康有利的免疫系統反應。
(三)Prebiotics
之機能性:
Prebiotics
幾乎能100﹪通過上消化道,直達消化道的後段才被選擇性發酵,選擇性的刺激某些有利於宿主的菌株生長,使在腸道內成為優勢菌種,助使宿主更健康。
(四)目前所認定為prebiotics
之物質:綜合許多研究文獻, 可以促進腸內益菌如Bifidobacteria、Lactobacillus
或其他乳酸菌生長成份物質非常多,包括有低聚帕拉金糖 (palatinose)、人乳中含氮寡糖、胺基糖 (還原糖與胺基酸或的反應物,aminosugar)、異麥芽寡糖
(isomaltooligosaccharides)、異構乳糖(lactulose) 、乳果寡糖(lactosucrose)
、低聚木糖(xylooligosaccharide)、果寡糖
(fructooligosaccharides)、米糠麴分解物、馬鈴薯萃出物、麥芽萃出物、人參萃出物、酵母自解或萃出物、牛酪蛋白水解物、胃蛋白分解之牛奶、多酚類如sorbitol、mannitol、lactitol
及xylitol 、transgalactosylatedoligosaccharide
(TOS)、棉子糖 (raffinose)等。但上述所舉的例子中只有果寡糖、異麥芽寡糖、異構乳糖、低聚半乳糖有試驗證明其具有符合不被人體所消化吸收利用,且可選擇性的刺激益菌但不會促進Clostridium 及Bacterorides
生長的特點;其他上述他種可能之物質則因只針對其對益菌促進生長的效果方面進行試驗,而未同時測定對害菌的發酵生長效果或不符合不為前半段消化道吸收的特點,故無法稱其為prebiotics。
益生物質(Prebiotic)為飲食中某些不會被體內上消化道酵素所分解之物質,其可被腸道中微生物分解發酵產生短鏈脂肪酸,降低腸道中pH 值,有利腸道有益細菌之生長,促進腸道健康並可降低實驗動物結腸癌之發生,例如:某些多糖類、纖維及寡醣類。
近年來許多研究指出,有許多種不可消化性寡醣其具有益生物質的功用,如目前食品加工製造中最常被使用的果寡糖(Oligofrutose),其可增加動物體內腸道中的有益菌雙叉桿菌(Lactobacillus bifidus)、降低腸道有害菌(如Clostridium 之數目)。寡醣中的木寡糖可選擇性的被動物體內腸道中雙叉桿菌醱酵產生短鏈脂肪酸,降低腸道pH 值,促進動物體及人體腸道健康。其活化雙叉桿菌的效果優於其他寡醣,所需的劑量只為其他寡醣的十分之一。
另外,寡醣類亦具有降血脂之功效。學者以木寡糖進行動物及高血脂症患者人體試驗,發現可達降低血清三酸甘油脂脂及總膽固醇含量之功效。
圖四、合乎prebiotics 特性的食品原料所需的特性圖解。
Fig.4 Schematic represents of
the properties that allow classification of food ingredients as prebiotics.(Gibson, 1995)
(一)
經衞生署『健康食品』認證之益生質產品:
目前國內經衞生署『健康食品』認證之益生質產品,共有4種:
1. 奧利多碳酸飲料(衛署健食字第A00012號)
(1) 保健功效之相關成分含量:(異麥芽寡糖+半乳糖寡糖)及高果糖糖漿
(2) 認證功效:有助於改善腸內細菌菌相,增加腸Bifidus菌菌數。
2. 台糖果寡醣(衛署健食字第A00098號)
(1) 保健功效之相關成分:果寡醣
(2) 認證功效:經動物實驗證實有助於增加腸內益生菌;幫助維持消化道機能、改變 細菌叢生態、調整體質使排便順暢。
3. 紅金健康金庫蕃茄汁(衛署健食字第A00113號)
(1) 保健功效之相關成分:異麥芽寡醣
(2) 認證功效:經人體實驗證實,有助於 (1) 增加腸內益生菌 (2) 改善腸內細 菌菌相。
4. 健康好蒡保健牛蒡精華素(衛署健食字第A00139號)
(1) 保健功效之相關成分:牛蒡(總多酚Total polyphenols:7~13mg/g;氯原酸Chlorogenic acid:0.027~0.042mg/g)。
(2) 認證功效:經動物實驗結果證實,有助於胃黏膜之保護作用。
而牛蒡中含果寡醣、菊糖inulin(菊苣纖維)等成分。
五、益生質的介紹
醣類依組成分子的多寡,可分為單醣、雙醣、寡醣和多醣類,常見的葡萄糖、果糖屬於單醣類,蔗糖、麥芽糖屬於雙醣類,澱粉、纖維素為常見的多醣類,至於寡醣是由2至10個單醣分子聚合而成,包括果寡醣、麥芽寡醣、異麥芽寡醣、半乳糖寡醣…等。寡糖不能被人體消化吸收,所以熱量較低,甜度為蔗糖的30﹪~70﹪。
寡醣的好處,如下:
1. 好菌好營養
寡醣可以提供腸道有益菌所需養分,使比菲德氏等有益菌長的好,進而抑制住有害菌,達到人體腸內的健康,而能增強抵抗力。
2. 改善便秘、預防癌症
寡醣有類似水溶性膳食纖維的功能,能促進腸蠕動,因而減少便秘及大腸癌的發生率,且能改善血脂肪。
3. 改善腹瀉
在臨床上對於長期腹瀉的患者,特別是因長期服用抗生素,使腸道有益菌叢被破壞所導致的腹瀉,將寡醣與乳酸菌一起使用,因能恢復腸道有益菌叢,而能改善其症狀。
4. 吃甜甜不蛀牙
寡醣因分子較大,細菌不容易分解利用,所以雖有甜味,但卻不引起蛀牙。
5. 低熱量甜味劑
因為寡糖是難消化性,攝取後血糖值不會增高,也不刺激胰島素的分泌。
寡糖在小腸幾乎不消化,大部分是在大腸經腸內細菌發酵,成為有機酸之後才被吸收因此屬於低熱量,一克約1.5大卡,對於糖尿病患及怕胖又想吃甜者可適量攝取。
6. 越多越好嗎?
因為寡糖是難消化性,吃太多易引起腹脹、腹瀉等不適,一天建議約14~28公克較適當,而且依目前的製造技術仍無法達到百分之百的純度,所以仍含有葡萄糖等醣類在當中,依純度不同熱量也不同,建議適量攝取。
從日常飲食中攝取寡糖
在自然界中如:大蒜、洋蔥、牛蒡、蘆筍、大豆、麥類、等食物裡含有寡糖,因此可從這些天然食物攝取到寡糖,所以鼓勵民眾可多吃這類食物。
商業上製造寡糖的方式則是利用酵素工學技術,以植物或微生物的醣轉移酵素和水解酵素,將多醣或雙醣進行酵素生化合成以得到寡糖。消費者可在各大超市、藥房買到寡糖產品。
目前市面上有許多產品添加了寡醣,需注意產品本身仍含有蛋白質、脂肪、醣類的熱量,特別是飲料類仍需適量攝取,也可選擇純度較高的寡醣,自行添加於牛奶、果汁、夏日冰品中。
寡糖種類: 目前已上市的寡糖種類有七種:
1. 果寡糖
2. 大豆寡糖
3. 半乳糖寡糖
4. 乳果寡糖
5. 異麥芽寡糖
6. 木寡糖
7. 菊糖(inulin)(菊苣纖維)
以下介紹常見的益生質寡糖,分述如下:
(一)果寡醣(Oligofrutose)(fructooligosacch aride)
果寡醣普遍存在於高等植物中,日常食用之蔬菜和水果常含有此一成分,尤其是洋蔥、牛蒡、蘆筍和麥類中含量最高。
果寡醣是蔗指蔗糖分子的果糖殘基上經由β-(1-2)-醣苷鍵連結1-3個果糖而成(G-F-Fn,n=1-3)。功能: 為雙歧乳酸桿菌之增殖因子,難消化低熱量甜味劑,屬水溶性膳食纖維,促進腸胃功能,以及抗齵齒。
目前果寡糖多採用適度酵素水解菊芋粉來獲得。
有以蔗糖為原料,採用β-D-呋喃果糖苷酶(β-D-fructofuranosidase)的轉果糖基作用,該酶多由微生物米麴黴和黑麴黴生產得來。
果寡糖的黏度、保濕性、吸濕性、甜味特性及在中性條件下的熱安定性與蔗糖相似,甜度較蔗糖低(約為蔗糖的60%)。
(二)大豆寡糖(Soy
Oligosaccharides)
大豆寡糖是製備大豆濃縮蛋白 (Soy
Protein Concentrate, SPC)或是大豆分離蛋白(Soy Protein Isolate, SPI)過程的副產物。
日本學者發現人類的健康情形,深受腸道中微生物菌相的影響,藉由攝食含寡糖的食品,可改變細菌叢生態,對人體有益的腸道細菌如Lactobacilli及Bifidobacteria的菌量,也可藉由代謝寡糖而滋長,其代謝所產生的氣體,除了使排便順暢外,間接也使得消化道的一些功能,如消除腸道毒素和致癌物質、增加礦物質的吸收、推進維生素B的合成等,都能夠維持正常運作,因此寡糖又被稱作是機能性寡糖(Nakakuki,
2005)。
大豆寡糖糖漿中三個主要成分化學結構的相互關係,值得注意的是棉籽糖(Raffinose)及水蘇糖(Stachyose)的頭端都是α-1,6的鍵結。
圖五、大豆寡糖組成分構造 (LeBlanc et al.,
2004)
(三)半乳糖寡糖
以牛奶、大豆、甜菜為原料。半乳果寡糖是在高濃度的乳糖液中作用而產生的物質,甜度約為砂糖的40%。其中以甜菜為原料的寡糖,甜度可降至砂糖的20%左右。
(四)乳果寡糖
以砂糖(蔗糖)為原料。乳果寡糖是由砂糖中酵素所產生的物質,純粹的乳果低糖大約只有砂糖甜度的30%,一般市面上多為砂糖與乳果寡糖的混合產品,甜度則為砂糖的70%。
(五)異麥芽寡糖(Isomaltooligosacchairde)
『異麥芽寡糖』簡稱(IMO),以食用澱粉為原料,利用生物科技,採用α-葡萄糖轉移酵素移轉工程,研發產製的機能性寡糖。經食用後直接被棲息於大腸內的有益菌如雙叉桿菌與乳酸菌攝食利用而增殖,其代謝所產生的乳酸及醋酸,可降低腸道pH值及促進腸道蠕動,抑制有害菌的增生,減少有害菌代謝所產生的有毒廢物,以做好體內環保,活化人體機能之功效。
異麥芽寡糖甜味醇美,可用來替代砂糖添加於食品及飲料中,是一種低熱量性質的新糖類。
1. 異麥芽寡糖對人體的益處:
(1) 整腸防癌-因雙叉桿菌代謝所產生的乳酸及醋酸可促進腸內腸道蠕動以改善便秘,並可抑制腸內有害菌之增殖,因有害菌代謝所產生的氨、硫化氫、苯等物質會增加血液中毒性,而加重肝臟、腎臟負荷極致癌物質產生,故多食用具有整腸防癌之功效。
(2) 降低血液膽固醇-因雙叉桿菌可抑制體內膽固醇合成或促進膽固醇酸排泄,以降低血液中的膽固醇。
(3) 合成多種維他命-雙叉桿菌已被證實能在腸內產生維生素B1、B6、B12、菸鹼酸,以補充由日常食物中所攝取之不足。
(4) 低熱量-異麥芽寡糖中之寡糖幾乎不被唾液、胃液、小腸液所分 解而轉換熱能,經食用後直接送到大腸供雙叉桿菌利用,是一種難消化的低熱量甜味劑。
(5) 抗蛀牙性-異麥芽寡糖不易被蛀牙病原菌發酵利用,所以較不會誘發齲齒。
2. 異麥芽寡糖使用方法及建議使用量:
(1) 一般可使用於沖泡牛奶、煮綠豆、紅豆湯、調理果汁及飲料時適量添加。
(2) 建議使用量:成人每日食用量13〜35公克。兒童每日食用量5〜15公克。
(六)木聚糖(木寡糖)
木聚糖(xylooligosaccharide)
由2-7個木糖以β-(1-4)-醣苷鍵連結成。其穩定性佳,耐酸、熱等。
功能為雙歧乳酸桿菌之增殖因子,改善腸道菌群,促進鈣吸收、抗齵齒以及代謝不需胰島素。
木聚糖具有穩定的耐酸性,十分適用於酸性飲料及發酵食品中。
玉米芯、甘蔗渣、稻桿、稻殼、落花生這些纖維廢棄物,只有少數作成肥料,大多數都是採掩埋或焚化方式處理,非但對環境造成重大衝擊,就資源或國土利用更是一大浪費。隨著生產木寡糖技術的開發,這些木聚糖含量較高的纖維性原料,利用木聚糖酶(xylanase)將其中的木聚糖水解成聚合度較低的木寡糖,最後將木寡糖純化。找到了新的定位,環境污染隨之減少、一項新興的綠色產業也將隨之起飛,人類對於「吃糖還能維持健康」的夢想亦有了著落。
(七)菊糖(inulin)(菊苣纖維)
菊糖(inulin)是一種來自菊芋的萃取物,由8~9個果糖聚合而成的多醣類,在末端以β-(1→2)的方式鍵結成為異果寡糖,人類並沒有分解此結構的酵素,這種異果寡糖無法被人體消化吸收,是屬於水溶性膳食纖維的一種。
但這種對人體無營養價值的膳食纖維,在腸道中卻被有益菌視為營養來源而大快朵頤,因為有益菌可以分解、利用異果寡糖,作為其生長的營養來源。
進而繁延更多的有益菌,抑制了壞菌的生長,維持腸道的健康環境。再加上菊糖低熱量的特性,添加在幼童的營養補充品中,除了可以對腸胃道有所助益外,也可以避免因為攝取過多的蔗糖造成的肥胖,讓幼童在成長過程中,更有效的吸收及利用營養。
菊糖inulin(菊苣纖維)由菊苣根部所萃取出來,因此也可稱為菊苣纖維,屬於可溶於水中的膳食纖維膳食纖維可促進腸道蠕動,讓排便順暢,並增加飽足感具降低血脂及調節腸胃道菌相等生理功效。
菊苣所特有的天然Oligo寡糖,內含豐富的Bifidus菌,不容易在胃部被分解破壞,所以可以完整的到達腸道,幫助腸道蠕動。
菊糖是一種天然存在於超過三萬多種植物及蔬菜中的多醣體。菊苣纖維是由菊苣(一種植物)球莖中萃取出來的菊糖,屬於水溶性膳食纖維,無法在胃或小腸被分解或消化,可完整進入大腸做為益菌的養分。大腸內有許多不同的菌種,菊糖具選擇性地刺激某些益菌的生長(如,Bifidus
bacteria),做為益菌的養分及生長基質,藉由平衡大腸內菌叢生態以達到促進身體健康的功能。
菊苣纖維的甜度是蔗糖的10%,與代糖合用有加成效果,可修飾代糖而提供較圓潤自然的味道。用於取代脂肪,或改良低脂或低糖、低熱量產品的口感及滑順感效果極佳。
由於在消化系統中不被分解消化,因此不會使血糖上升也不會影響胰島素分泌,當然也就具備了糖尿病可食及低熱量的特色。
各類食品原料中,如奶粉、優酪乳等都可以見到「菊糖」這個成分,菊糖和一般糖類有何不同?
所謂菊糖(Inulin)廣泛地存在於多種蔬果(如香蕉、蕃茄、洋蔥)中的果寡糖(Fructo-oligosaccharides)成分,在歐美地區被當作是食品原料而使用於各類食品中。
由於菊糖(inulin)本身是一種來自菊芋的萃取物,由8~9個果糖聚合而成的多醣類,在末端以β-(1→2)的方式鍵結成為異果寡糖。但是人類並沒有分解此結構的酵素,使得異果寡糖無法被人體消化吸收,屬於水溶性膳食纖維的一種。
既然無法被人體消化吸收,對人體而言就屬於無營養價值的膳食纖維,那麼為什麼還要食用菊糖呢?
1. 菊糖有助於繁衍更多的有益菌
這是因為人體有益菌需要菊糖當作營養來源!有益菌可以分解、利用異寡糖,作為其生長的營養來源,進而繁殖更多的有益菌,抑制壞菌的生長,維持腸道的健康環境。
2. 再加上菊糖低熱量的特性
添加在幼童的營養補充品中,除了可以對腸胃道有 所助益外,也可以避免因為攝取過多的蔗糖造成肥胖。
3. 攝取量
目前美國尚未制定菊糖與果寡糖類產品之每日容許攝取量(ADI),一般每日之攝取量為1-4克,而歐洲國家則約3-11克。
在慢性毒性試驗中,研究人員長時間(104週)高劑量(2.17g/kg bw/day)給予動物攝取,並無發現對動物體生長發育或繁殖造成影響,也無致癌、致突變性及基因毒性,因此安全性極高。
不過,研究人員以提醒,人體過量攝取菊糖時(20g/day以上),會引起腸胃脹氣等不適,故建議菊糖或果寡糖每日攝取量應在20公克以下,避免引起腸胃不適或腹瀉。
六、補充寡醣是否會比直接補充益生菌來得好呢?
寡糖是腸道內益生菌的食物,益生菌靠著寡糖繁殖生存。不論是來自優酪乳或活菌補充劑的外來益生菌,最多只能在腸道內生存3至5天,若沒有持續給予益生菌一個良好的生存環境或營養來源的話,會很快被代謝掉。因此,補充寡糖當作益生菌的營養來源,會比直接補充益生菌來得好。
寡糖每日的有效用量(詳如表一所示)。其中以木寡糖最少,依次為半乳寡糖、大豆寡糖、乳果寡糖、果寡糖,最多的是異麥芽寡糖。
依價格由高至低順序如下:(詳如表二所示)
木寡糖>蜜三糖>乳酮糖>大豆寡糖>乳果寡糖>半乳寡糖>果寡糖>黑麴黴寡糖>龍膽寡糖>異麥芽寡糖
故由價格上,木寡糖及蜜三糖最高,而大豆寡糖及乳果寡糖居中位,再來是果寡糖及半乳寡糖,而異麥芽寡糖的價格最低。
表一 2005年日本寡糖產量及價格
七、乳酸菌未來產品的發展趨勢
由近年來乳酸菌的研究、科技的不斷更新與發展以及消費者的需求來看,未來乳酸菌產品研究發展的趨勢可歸納為下列數點:
1. 篩選具特異性的新菌株,如針對不同腸胃消化道區域需要不同的菌株,或者特別 對某些疾病有功效的菌株,例如肇因於幽門螺旋桿菌(Helicobacter pylori) 的胃潰瘍、輪狀病毒痢疾(rotavirus diarrhoea)、胃炎(gastritis)及抗過敏等疾病。
2. 目前乳酸菌菌株多數使用於乳品,未來嬰兒配方、幼兒食品、發酵果汁、發酵豆製品、穀類食品以及特定醫療食品等,將是添加乳酸菌的新機能食品。
3. 功能性寡糖與益生菌結合為合生元 (Synbiotics):寡糖(oligo)是一種低聚糖,屬於不易吸收、消化的營養素,能被乳糖分解酶分解為半乳糖及葡萄糖,且可促進乳酸菌或雙叉桿菌等棲息於腸內的有益菌發育。換句話說,寡糖就像是乳酸菌的食物,可幫助乳酸菌的生長,所以要保持體內的乳酸菌數量及活性,也應適量的補充寡糖。
4. 與農業、醫界及科學界等異業結合:如乳酸菌可當促進植物生長的生長促進劑、可增加飼養禽畜(如豬、牛、雞等)或水產養殖動物抗病能力的含乳酸菌飼料等。目前醫界及科學界正試圖以它來做為攜帶疫苗或其他抗原分子的載體,除安全性高,再加上可藉此降低生產疫苗所需的成本外,爾後人類也可以避免「捱針」之苦了。
參考文獻
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