低聚果糖（fructooligosaccharides，FOS）属于低聚糖的一种，作为天然成分，存在于洋葱、大蒜、菊苣等食物中。年被科学家发现后被命名为蔗果三糖（kestose）族低聚糖。年被证实FOS可被双歧杆菌发酵。20世纪90年代后日本首次成功进行了FOS的工业化生产。随着肠道菌群对健康影响认识的加深，低聚糖的研究越来越引起科学家的兴趣。
一、结构和理化性质
1、化学结构
低聚果糖（FOS）又称寡果糖或蔗果低聚糖，是以蔗糖分子（葡萄糖-果糖）为单位，在果糖单体上通过β（2→1）糖苷键再连接1～3个果糖单体结合成的低聚糖，主要是由蔗果三糖（简称GF2）、蔗果四糖（简称GF3）和蔗果五糖（简称GF4）所组成的混合物。通常FOS聚合度DP＝2～9，而聚合度高的DP＝10～60个称为菊粉。
2、理化性质
低聚果糖干品为白色或微黄色粉末，易溶于水，呈现为无色或淡黄色、透明黏稠液体。FOS的甜度为蔗糖的30％～60％，味道较蔗糖清爽、纯净，且保水性高于蔗糖。FOS的热值很低，平均为7.8kJ／g，不到一般碳水化合物的一半。作为非还原糖，FOS不会产生美拉德反应。在pH＞3、加热至℃时，FOS性质都很稳定；处于pH＜3的酸性环境中时，低温下稳定，高温易分解。
二、、生物学作用
1、改善肠道菌群
3个补充FOS的人体干预试验表明，FOS能够被结肠中双歧杆菌、乳酸菌等利用发酵，从而显著刺激结肠益生菌的生产，改善肠道微生态环境。FOS被发酵产生的短链脂肪酸是其拥有润肠通便、增强肠道免疫、预防结肠炎等作用的重要物质基础。
2、缓解便秘
FOS属于小分子质量的水溶性膳食纤维，能吸收水分使粪便变稀；并且其被肠道菌群发酵产生的短链脂肪酸，降低了结肠pH值，可刺激结肠运动，从而促进了排便。Moore等人（）研究了FOS对健康婴儿胃肠道的影响。结果发现婴儿对添加3g／d低聚果糖的谷物饮食具有良好的耐受性，排便次数平均每日为1.99次，比添加麦芽糊精的对照组次数更多，粪便性状更柔软，且无腹泻（diarrhea）发生。我国张雯（）研究了14～20g／d的FOS对30例小儿便秘者的作用，改善便秘的有效率达到70％，与对照组有显著差异。
3、调节血脂作用
有人体试验的报道，FOS还具有辅助降血脂作用。该作用被认为是由于改善了肠道菌群的结果。中国曲丹（）、Genta等（）分别报道了FOS摄入一定时间后，可显著降低原发性高血压人群、2型糖尿病人和肥胖及绝经前妇女的总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇的水平。有文献报道菊粉型果聚糖对于甘油三酯循环的影响是一致的，食用菊粉型果聚糖可显著降低血清甘油三酯。
三、吸收和代谢
FOS几乎不能被蔗糖酶和麦芽糖酶分解，因此在人体胃和小肠内几乎不能被消化和吸收，而是直接进入到结肠内被肠道菌群发酵。所以有较低的能量值，也是膳食纤维的组成部分。FOS发酵后主要代谢产物有乳酸和挥发性的短链脂肪酸，包括丁酸、乙酸、丙酸等，还产生H2和CO2。部分短链脂肪酸被结肠上皮细胞摄取利用，其余的进入肝脏和外周组织，代谢产生CO2和水，经呼气、尿液、汗腺等排出体外。人体试验表明，当FOS摄入量≤15g／d时，几乎全部在结肠内发酵。因此当大于此摄入量时，将有部分通过粪便排出体外。
四、过量危害和毒性
人们很少观察到FOS对机体的毒副作用。人群调查（YamamotaandYonekubo，）和人体摄入剂量研究（HataandNakajima，；Brietetal．，）资料表明，婴儿每日可耐受4.2g的FOS；男性一次摄入量≤17g，女性一次摄入量≤14g时未发生腹泻；当摄入量达到每日40g时，受试者开始出现肠鸣音、胃肠气胀、腹部绞痛或腹泻。
五、特定建议值和可耐受最高摄入量
1、各国使用情况
美国FDA于年将FOS列入GRAS名单（一般认为安全物质），并分别制定了在乳制品、饮料、糖果糕点及肉制品等中的添加量，最高可达15.4％。欧盟给出的食谱中允许添加量的最高量为15％。日本则允许FOS用于保健食品中，含量则高达37.5％。我国则允许FOS用于婴幼儿和孕产妇奶粉中，总量不超过6.45％；已批准的保健食品中FOS的使用量范围为4～30g／d。
2、特定建议值
FOS的功能主要包括三个方面：改善肠道菌群、缓解便秘和降血脂功能。各研究对于低聚糖的剂量设计是多样的，由每日的1～25g。各国对FOS也只规定了允许的添加量，均没有给出推荐量。
3、可耐受最高摄入量
目前关于FOS的UL研究很少，无法提出FOS的最高安全用量：由于FOS基本不被人体肠道吸收，容易产生不耐受的肠道症状。有研究报道健康成人摄入量≤15g／d时不会发生任何不耐受症状。但尚未查到中长期的人群补充干预的文献数据支持。
动物的亚急性、生殖毒性、亚慢性、慢性毒理实验结果表明，FOS在达到每天每公斤体重mg时，没有发现致突变、致畸、致癌、生殖毒性和生长发育的异常。按照人体60kg体重、不确定数10计算，相当于人每日摄入16.0g的FOS。
六、主要食物来源
FOS尤其是高分子质量的菊粉自然存在于菊科、石蒜科、百合科、禾本科等植物的根、块茎和果实等部位。主要食物包括：黑麦、小麦、大麦、燕麦和洋葱、韭菜、芦笋、大蒜、菊苣、莴苣、洋姜、番茄等蔬菜，以及香蕉等水果。其中洋葱中FOS的含量最高，占干重的25％～40％。大蒜和菊苣中FOS的含量分别占其干重的25％～35％和15％～20％。下表总结了天然食物中各种FOS的总含量。
常见食物中总低聚果糖（FOS）的含量
