低聚異麥芽糖（isomaltooligosaccharide，簡稱IMO）是淀粉經α-淀粉酶和葡萄糖轉移酶作用生成的分支低聚糖，屬于淀粉糖的一種。自然界中低聚異麥芽糖極少以游離狀態存在，但作為支鏈淀粉或多糖的組成部分，在某些發酵食品如醬油、黃酒或酶法葡萄糖漿中有少量存在。商業化的低聚異麥芽糖主要是利用淀粉制備而得，生產過程中需要一種酶——α-葡萄糖苷酶（又名葡萄糖基轉移酶），它能切開麥芽糖和麥芽低聚糖分子結構中的α-1,6糖苷鍵。低聚異麥芽糖是一類含有一個或多個α-（1,6）糖苷的低聚葡萄糖，主要成分為異麥芽糖（IG?)、潘糖(P)、異麥芽三糖（IG?)、異麥芽四糖（IG?)及以上的低聚糖，為高濃度糖漿狀或粉末，味甜柔和，無異味。
低聚異麥芽糖是公認的具有益生元潛力的功能性食品成分，屬于非消化性低聚糖，難以被胃酶消化，所以含有低聚異麥芽糖能使產品具有濕潤、細膩柔軟的口感，能促進食物消化、吸收，維持腸道正常功能，改善胃腸道菌群，還有提高機體的免疫力和降血壓等功能。
歷史來源
低聚異麥芽糖的生產和應用最先源于日本，由日本林原商事、日本食品化工、日本昭和產業、日本資糧工業聯合研制開發成功，1985年由日本昭和產業率先推廣進入市場。中國對低聚異麥芽糖的開發研究始于20世紀90年代，1997年由山東保齡寶生物股份有限公司率先實現工業化生產，2010年該公司低聚異麥芽糖銷量達11萬噸。
結構及類型
低聚異麥芽糖是由α-D-(1,6)糖苷鍵、α-(1,4）糖苷[gān]鍵、少量的α-(1,3)鍵或α-(1,2)鍵連接的同源低聚糖。聚合度（Degreeof polymerization，DP）為2~10，其中聚合度<2為異麥芽糖，聚合度>3為潘糖、異潘糖、異麥芽三糖、黑曲霉糖、曲二糖、長鏈低聚異麥芽糖和環狀低聚麥芽糖，如下列圖所示。
低聚異麥芽糖有3種類型，第一種類型是由α-（1,6）寡聚葡聚糖通過α-（1,4）糖苷鍵連接到葡萄糖基上的線性鏈，被稱為“6-O-α-異麥芽寡糖基-D-麥芽糖(IMOMs)”，即麥芽糖基-低聚異麥芽糖(MIMOs)，主要包括異麥芽糖和潘糖，其中潘糖可作為三糖的代表，其同源物又被稱為PAN-型低聚糖；第二種類型是由線性α-（1,6）低聚糖組成，如異麥芽三糖(Isomaltotriosc，IMT)，通常被稱為IMT-型低聚糖；第三種類型是以前兩種類型為主鏈，葡萄糖的支鏈有α-（1,2）、α-（1,3）或α-（1,4）連接的線性結構，如曲二糖，黑曲霉糖。國內外學者對低聚異麥芽糖（IMO）所包含糖的種類，其說法略有出入。
理化性質
低聚異麥芽糖糖漿為無色或淺黃色，透明粘稠液體，甜味柔和，無異味，無正常視力可見雜質。糖粉為無定型粉末，甜味柔和，無異味，無正常視力可見雜質。甜度為蔗糖的45%~50%，熱量低，黏度高于同濃度的蔗糖，低于麥芽糖，具有良好的保濕性和較高的滲透壓。低聚異麥芽糖耐熱、耐酸性極佳。濃度50%糖漿在PH3、120℃之下長時間加熱不會分解，具有較強的穩定性和良好的加工性能。
制備方法
酶催化法
酶催化法的原料是谷物淀粉（如玉米、大米、小麥等），這些原料先經耐高溫α淀粉酶液化，再用真菌α-淀粉酶或β–淀粉酶糖化，同時用α-葡萄糖苷酶（又名葡萄糖基轉移酶，簡稱α-糖苷酶）糖化轉苷為低聚異麥芽糖，再經脫色、濃縮、干燥而成。這個方法是制作低聚異麥芽糖最常用的方法。該方法中的α-葡萄糖苷酶的基本作用方式是，通過切開麥芽糖或麥芽寡糖的α-（1,4）糖苷，并將游離的一個葡萄糖殘基以α-（1,6）糖苷鍵的形式連接到另一個葡萄糖或麥芽糖分子上，生成異麥芽（寡）糖和潘糖等。其工藝流程如下:
酶逆合作用法
酶逆合作用法是利用糖化酶的逆合作用，在高濃度葡萄糖溶液中將之逆合生成異麥芽糖、麥芽糖等低聚糖，但該方法所生產的低聚異麥芽糖存在產率低、產物復雜、生產周期長等缺點而難以工業化推廣。
益生菌乳酸發酵法
低聚異麥芽糖是一種酵母和乳酸菌難以利用的糖類，但其在發酵乳制品中不會妨礙正常乳酸菌發酵。益生菌乳酸發酵法是通過添加甜菜堿進行益生菌發酵，將葡萄糖和麥芽糖轉化成乳酸，從而生產出高純度的低聚異麥芽糖。利用發酵法可除去可發酵性糖從而提高功能性低聚糖的含量。
檢測方法
低聚異麥芽糖含量的檢測
低聚異麥芽糖的檢測方法主要有高效液相色譜法、氣相色譜法、離子色譜法等。高效液相色譜法受示差檢測器的影響，靈敏度較低；氣相色譜分離效果好，靈敏度高，但樣品前處理步驟復雜，一般需要對目標物進行硅烷化反應，離子色譜法測定糖具有樣品前處理簡單，無需衍生，且專一性強、靈敏度高的特點， 其用于測定糖類逐漸被關注。
低聚異麥芽糖中微量元素的檢測
低聚異麥芽糖含有豐富的微量元素，這些元素是組成人體內部組織的重要成分，還作為人體內酶系統活化劑和輔助因子，起到調節人體生理機能的作用。測定微量元素的方法很多，有分光光度計比色法、極譜法、電化學分析和原子發射光譜法、火焰原子吸收光譜法等。
火焰原子吸收光譜法是對低聚異麥芽糖中對具有特征譜線的吸光強度與樣品中待測元素濃度對比來進行定量分析的方法，這個方法是比較常用的方法。電感耦合等離子體質譜（ICP-MS）則通過離子傳輸透鏡使用動能歧視等方法消除分子離子干擾的原理來檢測低聚麥芽糖中的元素，這個方法具有樣品需求量少、多元素 同時分析、動態范圍寬、干擾少且易于消除、準確 度高、精密度好、操作簡單等特點；毛細管電泳分析法在未涂漬的石英毛細管中，以75mmol/L硼砂為運行電解質，在檢測波長分離電壓為15kV下對低聚異麥芽糖中α-萘胺衍生物的分析，這個方法具有快速、高效及運行費用低等特點。
生物學功能
維持腸道菌群穩態
低聚異麥芽糖作為一種低聚糖，其最主要功能即為被腸道益生菌代謝利用，抑制有害菌增殖。低聚異麥芽糖可以被雙歧桿菌、乳酸菌和擬桿菌等作為營養物質代謝，但大腸桿菌等病原菌對其難以利用，且由于低聚異麥芽糖的水分活度為0.75，而多種細菌及霉菌在水分活度低于0.8時均難以存活，因此低聚異麥芽糖可使雙歧桿菌等益生菌在動物腸道中占有優勢。
免疫調節作用
低聚異麥芽糖還可作為免疫調節因子調控機體免疫機能。補體C3和C4是參與動物機體防御功能及維持機體免疫平衡的重要糖蛋白，在抵抗病原菌感染及調控炎癥反應方面發揮關鍵作用。低聚異麥芽糖可通過與酵母細胞壁（一種糖類聚合物）的協同作用提高血清C3水平。研究發現，在保育豬、蛋雞及海三文魚中，低聚異麥芽糖可提高機體血漿 IgG、IgM 等免疫球蛋白水平，改善機體免疫機能，所以免疫球蛋白是介導體液免疫的主要抗體，抗體水平在一定程度上反映機體對疾病的抵抗能力。在青年泰和雞和海鮭魚中的研究發現，低聚異麥芽糖還可通過提高血漿白細胞及單核細胞等免疫細胞數量提高機體細胞免疫功能。
吸附病原菌
低聚異麥芽糖結構與病原菌在胞膜上的受體相似，可競爭性的與病原菌表面的類丁質結構結合，阻止病原菌黏附于腸上皮細胞。低聚異麥芽糖不能被消化道內源酶分解，因此與病原菌結合的低聚異麥芽糖通過腸道被排出體外，從而抑制病原菌在腸道的定殖。
其他作用
低聚異麥芽糖具有合成人體必需維生素，并促進礦物質吸收。低聚異麥芽糖使雙歧桿菌在動物腸道中占有優勢，而雙歧桿菌能夠產生B族維生素和煙酸、葉酸等人體必需的維生素。另外，低聚異麥芽糖能夠促進益生菌的增殖，促進其合成分泌短鏈脂肪酸，而腸道中短鏈脂肪酸的大量積累也能促進鈣、鐵、鎂等礦質元素的吸收。低聚異麥芽糖還能調節人體脂類物質代謝。另外，由于低聚異麥芽糖不能被齲病鏈球菌利用，所以產生酸少，牙齒不易被腐蝕；其與蔗糖并用能強烈抑制由蔗糖生成葡聚糖，代替蔗糖應用于食品中還可預防齲[qǔ]齒。低聚異麥芽糖中潘糖對阻礙齒垢形成效果極為明顯。
應用領域
低聚異麥芽糖具有促進人體腸道雙歧桿菌增殖、抗齲齒、有利于礦物元素吸收，強化機體耐力等良好的生理功能和低甜度、耐熱、耐酸、保濕性等優良的物化性質，且能防止面包類、甜點心等以淀粉為主體的食品因存放硬化，通過延緩淀粉老化延長食品的保存時間，從而在食品、醫藥、飼料工業上得到越來越廣泛的應用。
食品行業
在食品、飲料行業中，低聚異麥芽糖適合代替部分蔗糖，在飲料、乳制品、糖果糕點、冰飲、果酒、果醬、蜂蜜加工品、焙烤食品的生產中使用，可改善食品口感，降低甜度。在酒類中，低聚異麥芽糖利用其不發酵性，可以代替蔗糖作為酒類的糖源。
醫藥行業
在醫藥保健品中，低聚異麥芽糖可作為老年人和嬰幼兒的保健食品，還可作為保健飲料，保健藥液中雙歧桿菌的激活劑(培養劑)，利用低聚異麥芽糖粉和雙歧桿菌凍干粉，按科學配方生產具有整腸潤便功能的保健藥品和保健食品，以及各種無糖制品，糖尿病人食用的食品。
畜牧業
在飼料工業中，低聚異麥芽糖在養殖業中應用效果十分明顯，國外把它開發成飼料添加劑應用于飼料工業。在生豬養殖中，低聚異麥芽糖和益生菌的協同使用可以提高母豬的繁殖能力；在家禽養殖中，低聚異麥芽糖的使用可以顯著提高家禽的日增重，提高血清總蛋白、白蛋白及超氧化物歧化酶水平，促進蛋白質沉積，提高機體抗氧化能力。在水產動物生產中，低聚異麥芽糖可以提高機體存活率，降低餌料系數，降低糞便中氨氮含量，并通過提高機體白細胞、單核細胞、中性粒細胞及免疫球蛋白含量從而提高機體免疫力，如低聚異麥芽糖可以增強羅非魚抗應激、抗病及非特異性免疫能力。
安全事宜
毒理數據
低聚異麥芽糖對小鼠經口的LD??（半數致死量）為44g/kg體重以上，與低毒性的蔗糖(LD??為29.8g／kg體重)和麥芽糖(LD??26.7g／kg體重)相比較，它是極其安全的。
爭議
低聚異麥芽糖對亞洲人群的消化率和發酵性方面存在相互矛盾的證據。一般來說，所有抗消化的低聚糖，包括低聚異麥芽糖，在食用量超過允許范圍時都會產生不良反應。低聚異麥芽糖的最大允許劑量為1.5克/千克體重，高于任何其他糖替代品。據在歐盟推廣使用異山梨低聚糖（ EC103）的申請文件中報道，在服用10~30克低聚異麥芽糖可能會出現一些輕微癥狀，如脹氣、腹痛和腹脹，低聚異麥芽糖為1.5g/kg體重或更高的閾值（人體最高攝入低聚異麥芽糖）（分別為60kg和70kg的人分別為90g和105g）。
參考資料 >
Gastrointestinal Tolerance and Glycemic Response of Isomaltooligosaccharides in Healthy Adults.National Library of Medicine.2023-05-08
Digestion, absorption, fermentation, and metabolism of functional sugar substitutes and their available energy.Pure Appl. Chem.2023-05-08
Application for the Extension of Use of Isomalto-oligosaccharides(EC103) in the european union.europa eu.2023-05-08