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a-低聚半乳糖(a-GOS)可以不被消化吸收直接到达肠道,为双歧杆菌所利用,是双歧杆菌的有效增殖因子。研究表明,a-GOS同时还具有抑制病原菌、防止便秘、腹泻、保护肝功能、降低血清胆固醇、降低血压、降低血脂、增强免疫功能、促进营养和钙离子的吸收、预防和治疗乳糖消化不良、改善脂肪代谢、防癌抗癌作用等等多种生理功能,是一种功能性低聚糖。其卓越的生理功能,已引起世界各国的广泛关注,将被广泛用于食品、医药、保健品、啤酒及白酒等诸多领域,具有广阔的开发应用前景。本文从天然产物来源提取和酶法合成两个角度来研究a-GOS的制备方法,并对可溶性低聚糖的分离纯化及检测方法进行研究,建立了一套可溶性低聚糖含量的有效分析方法。第一、本研究选用高效液相色谱法(HPLC法,色谱柱采用Sugar-D)分析十个豆类品种中可溶性糖的组成,方法简便、快速,分离效果好,基线稳定,重现性好。经过HPLC分析可知,不同豆类种子中低聚糖种类和含量不同,属于α-GOS的可溶性糖主要包括蔗糖、麦芽糖,棉子糖、水苏糖和一种未知糖,这种未知糖在蚕豆和绿豆中含量较高,利用柱层析技术从蚕豆中分离纯化该糖,并采用核磁共振氢谱(1H-NMR)和电喷雾飞行时间质谱(ESE-TOF-MS)表征了未知糖的结构(毛蕊花糖)。十个豆类品种之间α-GOS和蔗糖含量差别明显,分别在4.10%～9.81%和0.24%～8.03%之间。棉子糖、水苏糖和毛蕊花糖的含量分别占总α-GOS含量的0.41～2.18%,0.25～4.67%和0.38～3.32%。鹰嘴豆糖醇只存在于鹰嘴豆中且是最主要的低聚糖,大概占总α-GOS含量的51%。与大豆相比,豇豆、红豆、绿豆和鹰嘴豆中α-GOS的含量较高,而蔗糖的含量较低,可以很好的解决大豆低聚糖中因蔗糖含量较高而限制应用范围的问题,也为进一步开发利用鹰嘴豆提供依据和参考。第二、以半乳糖作为底物,由来源于黑曲霉(Aspergillus niger)的α-低聚半乳糖苷酶来催化合成反应,通过HPLC法检测各种反应产物。HPLC法无法确定的未知产物通过进一步的分离纯化后,进行13C-NMR和ESI-TOF-MS分析确定其结构组成。结果表明α-低聚半乳糖苷酶DS能有效的催化半乳糖合成4种α-GOS,其中2种互为同分异构体的α-低聚半乳二糖(包括α-1,6低聚半乳二糖(Gala-(1→6)-Gal,简写为α-(1→6)Gal2)和α-1,3低聚半乳二糖(Gala-(1→3)-Gal,简写为α-(1→3)Gal2)),2种为互为同分异构体的α-低聚半乳三糖(其中一种为Gala-(1→6)-Gala-(1→6)-Gal,缩写为α-(1→6)Gal3;另一种可能为Gala-(1→3)-Gala-(1→6)-Gal或Gala-(1→3)-Gala-(1→3)-Gal,缩写为α-(1→3)Gal3)。为了进一步提高产物的产率,我们分别对影响α-GOS合成的各个因素的水平(即底物浓度、pH、温度、酶用量)进行了优化。结果表明,酶合成反应的最优条件为以90%半乳糖作为底物,pH4.5,反应温度为60℃,酶的用量为30UM/g半乳糖。在此条件下,总的α-GOS的产率为28%,其中,α-Gal2约占79%,α-Gal3约占21%。第三、本研究应用FISH技术和HPLC技术,分别以肠道内的主要菌群及总菌群和其代谢发酵产物短链脂肪酸(SCFAs)作为研究对象,对酶法合成的α-GOS的肠道益生功能进行评价。通过FISH法对供试者粪便样品中肠道菌群在给定条件下的空间与时间分布进行定性与定量分析表明,α-(1→6)Gal3和α-GOS昆合物对肠道内主要益生菌双歧杆菌和乳酸菌有明显的增殖作用,同时对梭状菌和拟杆菌有较明显的抑制作用,均可开发成相应的功能性低聚糖产品。HPLC法结果表明结肠中某些厌氧菌,如双歧杆菌、乳酸杆菌、类杆菌等发酵进入结肠的糖类,产生SCFAs,通过SCFAs的组成与含量进行定性与定量的分析测定,进一步印证了α-GOS优良的生理功能,为进一步开发利用α-GOS提供了理论依据和技术参考。