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L-阿拉伯糖結構式示意圖
L-阿拉伯糖,又稱樹膠醛糖、果膠糖,是一種戊醛糖,甜度約為蔗糖的50%,因無法被消化酶消化而熱量為零。在自然界中L-阿拉伯糖很少以單糖形式存在,通常與其他單糖結合,以雜多糖的形式存在。
L-阿拉伯糖含量較高的植物組織有玉米皮、玉米棒芯、稻子、麥子等谷類以及甜菜、蘋果等植物細胞壁的半纖維素和果膠質中。
制備L-阿拉伯糖主要有天然提取和人工合成兩種方法。天然提取主要是將含有雜多糖的植物組織水解,糖苷鍵斷裂,L-阿拉伯糖會以單糖的形式釋放出來,之后經過分離純化獲取;人工合成則主要是通過核糖醇經異構酶轉換獲得。
?酸堿提取法
將甜菜等阿拉伯膠糖含量高的植物進行堿處理,得到天然的阿拉伯聚糖提取物,加入沉淀劑使之沉淀,過濾,超濾,除去雜質,濃縮提取物,酸水解純凈的阿拉伯聚糖提取物,得到L-阿拉伯糖溶液,超濾,中和至中性,結晶,得到純凈的L-阿拉伯糖晶體。
?酶發酵法
以玉米芯等阿拉伯糖含量高且難以提取的植物為原料,經纖維素酶、阿拉伯木聚糖酶水解,產生D-木糖和L-阿拉伯糖的水解液,向水解液中加入酵母,在pH值4.5,30℃的條件下發酵96h。D-木糖被發酵而L-阿拉伯糖基本沒有變化,留下的L-阿拉伯糖通過活性炭脫色,離子交換樹脂除雜質,結晶得到純的L-阿拉伯糖晶體?
?合成法
以核糖醇為原料,在醋酸桿菌催化作用下,反應生成L-核酮糖;L-核酮糖在L-阿拉伯糖異構酶的作用下反應生成鏈狀L-阿拉伯糖? 該方法成本較低,轉化率高達90%。
根據中華人民共和國衛生部 2008 年第 12 號文件公告,L-阿拉伯糖被批準為我國的新資源食品,使用范圍為“各類食品,但不包括嬰幼兒食品”。
目前L-阿拉伯糖存在一部輕工業標準QBT4321-2012,由于L-阿拉伯糖和D-木糖是立體異構體,所以L-阿拉伯糖同樣使用D-木糖的檢測標準(GBT23532-2009)檢測。
該方法可以概述為:樣品經過過濾后,經高效液相色譜分離測定,根據標準品保留時間對照定性,外標峰面積定量。
L-阿拉伯糖和D-木糖為立體異構體
動物試驗和部分人體試驗結果表明,L-阿拉伯糖進入人體后,可以在人和動物的腸道內對蔗糖的代謝轉化進行調節,通過抑制蔗糖酶來減少對蔗糖的吸收,從而防止血糖升高,對于餐后血糖水平的控制有一定的作用。
doi:10.1016/S0026-0495(96)90117-1
Metabolism的一項研究首次揭示L-阿拉伯糖可非競爭性抑制腸黏膜α-葡萄糖苷酶活性,這種非競爭性抑制相較于競爭性抑制(如阿卡波糖)的優勢在于:一方面L-阿拉伯糖可同時抑制多種α-葡萄糖苷酶活性,而不會出現阿卡波糖使用后容易出現胃腸不適的癥狀;另一方面,阿卡波糖只是延緩葡萄糖吸收而并不會減少吸收,L-阿拉伯糖可減少葡萄糖的吸收。
doi:10.3945/ajcn.111.014225
American Journal of Clinical Nutrition的一項研究顯示,在一項15名健康男性參加的隨機、雙盲、交叉的人體糖耐量、食欲和能量攝入的劑量效應研究中,在體外添加L- 阿拉伯糖可抑制蔗糖酶活性。
添加4%L-阿拉伯糖可使葡萄糖峰值降低11%,胰島素峰值降低33%,胰島素曲線下面積(AUC)減少23%,C-肽峰值降低23%,C-肽AUC減少9%,胰高血糖素樣肽-1(GLP-1)AUC增加53%,葡萄糖依賴性胰島素缺乏性多肽AUC降低28%,且無胃腸道不良反應。
doi:10.3402/fnr.v59.28886
Food & Nutrition Research的一項研究表明,通過灌胃給予L-阿拉伯糖6周,代謝綜合征大鼠的體重、收縮壓、舒張壓、空腹血糖、甘油三酯、總膽固醇、血清胰島素、TNF-α明顯降低,同時,顯著增加了肝臟CPT-1α和PDK4的mRNA表達,降低了肝臟ACCα的mRNA表達。
所以,L-阿拉伯糖對改善血脂異常、胰島素抵抗、脂肪肝等方面具有積極意義。
骨骼肌可分為紅肌纖維(Ⅰ型骨骼肌)和白肌纖維(Ⅱ型骨骼肌),紅肌纖維屬氧化型肌,毛細血管豐富,對胰島素敏感,在骨骼肌利用葡萄糖中發揮主要作用,同時人體吸收的大部分葡萄糖要靠骨骼肌來攝取和利用,在血糖調控中發揮重大作用。
糖尿病患者常見紅肌纖維減少白肌纖維增多,對胰島素敏感性下降,使骨骼肌對葡萄糖的儲存利用能力下降,血糖容易波動,并且體虛疲弱。
L-阿拉伯糖可以使紅肌纖維(Ⅰ型骨骼肌)增加而白肌纖維(Ⅱ型骨骼肌)減少,增加對胰島素的敏感性,促進葡萄糖的攝取利用,減少血糖波動,改善骨骼肌的胰島素抵抗狀態。
一項包含50名22~24歲大學生志愿者(男女各半)的人體試驗顯示:食用L-阿拉伯糖的組的平均體重持續下降,大約15d的時間下降0.4~0.5kg。6個月后平均體重降低了5.5kg,服用木糖醇的對照組平均體重沒有變化。
(參考來源:《L-阿拉伯糖對人體血糖水平及體重的影響》)