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      功能性低聚糖發展動向及前景
         發布時間:2013-08-23    |    瀏覽次數:次 

            功能性低聚糖發展動向及前景

      尤新

      (中國食品添加劑和配料協會,北京100020)

          摘要:低聚糖是指由2-10個單糖組成的糖類。在小腸中不被吸收,進入大腸后,能促進體內雙岐桿菌的增殖。由于它具水溶性、有糖的屬性和好的口感。適合制取高血脂超體重糖尿病人的無熱量食品的甜味料,所以是當今國內外著力開發和推廣的功能性配料。本文介紹了國內外低聚糖的發展狀況、主要功能和今后我國低聚糖的發展前景,僅供參考。

      關健詞:低聚糖:功能;發展前景;

      中圖分類號:TS202.1.文獻標識碼:A 文章編號:1006-2513200803-0045-05

       

      Function and prospect on oligosaccharide

      YOU Xin

      (China Food Additives & Ingredients Association,Beijing 100020)

      Abstract: oligosaccharides are composed with 2-8monosaccharides,Its properties are so much include light sweet,low caloric,promte calcium absoption as well as a soluble fiberes,especially oligosaccharide are benefit for body health,the improvement of digestive health and promte lincrease bifidobacteria , oligosaccharides can be founde in natural fruit and vegetables.This paper reviewed on oligosaccharides industry updates in recent year,health fouction and development prospect.

      Key words: oligosaccharide;function;prospect

          低聚糖是指由2-10個單糖組成的糖類,由于其聚合度低,所以稱作低聚糖。而功能性低聚糖,指的是不為人體酶解。在小腸中不被吸收的低聚糖,亦即不消化性的低聚糖。但低聚糖.進入大腸后,能促進體內雙岐桿菌的增殖,即通常

      所說的雙岐因子。1999年國家公布的功能性低聚糖通用技術規則行業標準中,規定的功能性低聚糖定義為:

          (1)功能性低聚糖(founctional oligosaccharide  )2-10個相同或不同的單糖以糖苷鍵聚合而成。

          (2)具有糖類某些共同的特性,可直接代替糖料,作為甜食品配料,但不被人體胃酸、胃酶降解。不在小腸吸收,可到達大腸部位。

          3)具有促進人休雙岐桿菌的增殖等生理功能。

      1.世界功能性低聚糖發展狀況

      1.1日本

      國際上功能性低聚糖,以日本開發得較早,品種也最多,大部分用酶法合成,天然提取物居少數。低聚果糖1983年進入市場,低聚異麥芽糖1985年進入市場。低聚半乳糖1988年進入市場。近年又有海藻糖、黑曲毒低聚糖相繼上市。目前日本市場上功能性低聚糖消費,主要有低聚異麥芽糖11000噸、低聚半乳糖6500噸、低聚果糖4500噸、低聚本糖600噸、低聚乳果糖2000噸、乳酮糖糖、大豆低聚糖1000噸、棉籽糖、黑曲霉低聚糖、帕拉金糖等十多個品種,約3萬多噸,年銷售額130億日元(約合人比幣17.5億元)。日本厚生省自1991年開始設立特定保健用食品,包括調整腸道功能、降血脂、降壓、防齲齒、預防

      骨質疏松等功能。

      2003年日本特定專用保健食品FOSHU市場達到54億美元,比200139.2億美元增長37.6%。其中低聚糖用于改善腸道功能的34.56億美元,占64%、控制體重11.2%、調節血糖4.9%,防齲14.2%,骨健康2.1%,調節血壓1.6%、調節膽固醉2%。其終端產品為各種飲料53 %、小食品13.1%、肉魚蛋白食品4.5%、湯類4.8%、谷物食物5.8%、糖片5%等。

      1.2歐洲

       歐洲國家如比利時、法國、荷蘭,也有多年開發低聚糖的歷史。主要品種有低聚果糖和低聚半乳糖。低聚果糖生產原料為菊苣,從中提取菊粉(是一種高聚合度的果聚糖,平均聚合度7~60,主要為可溶性膳食纖維),然后酶法降解為低聚果糖。歐洲開發低聚糖、主要利用其不消化性,作為脂肪代替品,以及膳食纖維用于低熱量食品。

      在荷蘭、比利時、瑞典、英國均有大學和研究機構開展低聚糖的研究。比利時的FYOS,19945月進人市場,是一種飲料,其配料為低聚果糖、脫脂乳糖、水、蔗糖、果汁、香精。  

      荷蘭Broculo公司用乳糖經P-半乳糖酶加工制得了低聚半乳糖?蓱糜谌槠、嬰兒食品,也可用于糖果,飲料。其商品低聚半乳糖漿的成分是:半乳低聚糖58%—65%、乳糖21%-28% 、葡萄糖20%-23%、半乳糖1%4%、總固體75%。

      低聚果糖已被歐盟批準為食物配料,其它國家和地區如加拿大、澳大利亞、新西蘭、以色列亦批準使用。并允許在食品標鑒上注明有雙歧桿菌增值作用。

      1.3美國

      200011月,美閏FDA正式批準關國CTC營養品公司申報的低聚果糖FOS作為公認安全(GRAS)食品配料,從而FOS可以全面進人美國食品、飲料市場?捎糜谔娲程呛椭。Life-way公司推出加有FOS的酸奶克非爾,稱作超級骨器健康飲品。

      Cagill推出的oLiggOfiber是一種菊粉制劑。

      1.4我國低聚糖

      我國低聚糖的研究,始于20世紀80年代。但形成工業規模和商品化,則到九五期間。1996年,由中科院微生物所和山東保齡寶合作,在禹城,建成年產2000噸的低聚異麥芽糖工廠。蔗糖酶法生產低聚果糖生產企業,1997年由無錫江南大學和云南天元合作,于昆明第一家投產。由于功能性低聚糖具有水溶性、不消化性,不僅是調整腸道功能的雙岐因子,且有一定甜度黏度等某些糖類的屬性,作為食品配料易為食品加工企業和消費者接受?蓮V泛在低熱量食品、減肥食品中應用。另外高純度(95%)低聚糖可用于糖尿病人食品和防齲齒食品。此外功能性低聚糖在飼料、醫藥、植保等方面,還有不少有可能開發的市場。至今各種低聚糖生產能力,約有5萬噸,實際年產4萬噸。主要品種有低聚異麥芽糖、低聚果糖、低聚木糖、低聚甘露糖、大豆低聚糖、水蘇糖等。但實際年產以萬噸計的企業,有低聚異麥芽糖。年產以千噸計為低聚果糖、水蘇糖。其他品種的年產量很有限。目前功能性低聚糖,己在國內各種飲料、食品中作為配料廣泛使用。在保健食品中,我國衛生部批準的改善腸道潤腸通便功能的保健食品中,使用的低聚糖有:低聚果糖、低聚異麥芽糖、低聚甘露糖、大豆低聚糖等。

      由國家食品工業標準化委員會發降制品技術委員會審定,低聚糖作為功能性發酵制品列人標準化體系表并于2000年后,經國家發改委先后下達了低聚糖通用技術標準和低聚異麥芽糖、低聚果糖國家行業標準。

      衛生部食品監督檢驗所經過生理化和臨床試驗,確認低聚異麥芽糖作為具有雙歧桿菌增殖作用。國內較早進入功能食品市場的有,低聚異麥芽糖的樂百氏健康快樂酸奶、寶靈寶酸奶、兒童寶潤喉糖、娃哈哈AD鈣奶等。

      云南夭元所產低聚果糖漿被批準為保健食品,其功效成分為低聚果糖,保健功效為調節腸道菌群、潤腸通便、免疫調節、調節血脂。

      低聚果糖較早進入功能食品市場的有娃哈哈博士AD鈣奶,山西汾酒廠在傳統竹葉青酒中加低聚果糖,強化了保健功能。上述兩個產品均被衛生部批準為保健食品。

      2低聚糖的功能

      21不消化性糖類

      低聚糖是一種不消化性糖類,不被胃酸胃酶分解,有一定甜度,人體攝入后基本上不增加血糖、血脂。進人腸部,在大腸中被雙歧桿菌利用,而不能被有害菌利用,稱作雙歧因子,可廣泛使用于各類食品作為功能性食品配料。市場上較常見品種如:                                                 

      品名

      原料

      相對甜度

      有效成分%

      低聚異麥芽糖

      低聚果糖

      低聚半乳糖

      低聚木糖

      淀粉

      蔗糖

      乳糖

      玉米芯等

      0.4~0.5

      0.6

      0.25~0.4

      0.4

      90以上

      90以上

      50以上

      50以上

       

      22提高免疫力

      有利于人體腸內雙歧桿菌的增加,同時可抑制腸內有害菌及腐敗物質的形成,增加體內維生素的量,提高機體免疫力。

      用低聚異麥芽糖漿調制成2%的培養液,接入活化的嬰兒雙歧桿菌,厭氧培養373天。培養結果表明,培養液剛接種時透光100%,活菌數3.9×105,在低聚異麥芽糖漿營養液中,透光度降到4.5 ,活菌數達2×109了。實驗說明,即使低聚異麥芽糖漿中總糖的40%還是葡萄糖和麥芽糖,功能成分只占50%以上。但已明顯對雙歧桿菌有較好的增殖效果。

      服用低聚果糖,可促進腸道菌群中雙歧桿菌、腸桿菌等有益菌的數良顯著性增加(12倍以上),產氣夾膜梭菌等有害菌的數量極其顯著性減少(30倍以上),試驗證明,試驗低聚果糖漿類似水溶纖維,能促進小腸蠕動,加快糞便排泄。清除腸內有害物,預防和減輕便秘。

      在人體腸內糞便中約l/3乃為各種菌類。乳酸菌、雙歧桿菌屬有益菌。大腸桿菌和糞桿菌既有害也有益,屬于中性。金黃葡萄球菌和干酪桿菌為有害菌。人們攝取食物,在口腔部位,細菌總量在食物中達100-1000萬。到達胃部。在胃酸的作用下,僅剩下l萬。到達十二指腸,在膽酸作用下。降到2000以下。進入小腸,由于胃酸被中和,膽汁被吸收,菌量開始上升,大腸桿菌和乳酸菌大量繁殖。進人大腸,在無氧狀態下,厭氧菌、雙歧桿菌等大量繁殖,總量達100億以上。

      雙歧桿菌的功能主要是防止有害菌感染。抑制腸內腐敗、合成維生素R3促進腸蠕動、防治腹瀉、增強免疫等。臨床試驗證明。飲食含有B.Breve雙歧桿菌的食物,5周糞便中大腸桿菌和糞桿菌明顯下降,尿中氨和Indican明顯減少。

      雙歧桿菌在人類出生時,每克糞便中達130億以上,離乳期l00億,成長期經穩定一段時間然后慢慢趨于減少,到老年期明顯下降。而大腸桿菌在出生時也在l30億,成年期有下降趨勢,降到5000萬,但到老年期又上升。

      母乳中因含有低半乳聚糖,所以嬰兒的雙歧桿菌多。1978年發現低聚半乳糖對雙歧桿菌的增殖作用。低聚半乳糖的攝入量,按每人2.5~3g,連續服用,雙歧菌能增殖一倍。通常的用量是10g。服用3周后,膽汁酸和二次膽汁酸濃度下降,糞便變軟。二次膽汁酸對形成腸癌有促進作用。

      不消化性糖在大腸中經雙歧菌利用酵解,產生有機酸和氛二通過人休呼吸排氣中所含氫的分析,可以確認是否是不消化性糖。一般在20ppm(指濃度)才能稱不消化性塘。以低聚半乳糖經20人試驗,對其呼出氣體進行分析,結果1h后氫濃度達20ppm,3.5h后達70ppm,8h后降為40ppm。

      2.3促進鈣吸收作用

      歐州Orafti經多年研究證實,低聚果糖不僅能促進鈣吸收,而且能提高骨密度,減輕骨質疏松的危險。

      日本對低聚半乳糖對促進鈣吸收作用,經過大鼠試驗結果指出,大鼠大腿骨鈣吸收率從148增于156,鈣保留量每天從21.6mg增至24mg。這可能和雙歧菌發酵低聚糖,產生乙酸、丁酸、丙酸有關。

      2.4防止齲止

      高純低聚糖不被造成齲齒的鏈球菌利用,不被口腔酶液分解,因而能防止齲齒。

      2. 5調整腸道功能

      低聚糖有調整腸道功能,潤腸通便,能有效緩解老人的便秘。每天服用50-型低聚異麥芽糖15-20g,經常服用,對習慣性便秘者,有明顯效果。但也不宜一次攝人過多,否則會導致腹瀉。日本市場銷售的低聚糖食品標簽,均注明不宜攝入過量。

       有些低聚糖如低聚麥芽糖包括麥芽氣糖到麥芽七糖,它們只是在物理性能仁如耐寒、低黏度、抗變性方面比麥芽糖好,能生產性能各異的甜食,但它們易消化,不具備對雙歧桿菌的增殖功能。

      3發展低聚糖的必要性和優越性

      隨著我國經濟的發展和人民生活水平的提高,全國居民的健康狀況有了明顯改善。但由于飲食結構不合理,如脂肪攝人量過多等原因,各種常見病、多發病的患病率增加。

      據全國居民的健康狀況調查報告指出:

      高血壓患病率18.8% ,總人數1.6億多( 1996年為9500);

      糖尿病患病率2.6%,大城市達6.4%,全國患病人數2000多萬,另有近2000萬空腹血糖受損;糖尿病協會報告為4000-5000萬人;

       成人超重率22.8%,總人數2億人,大城市超重患病率達30%,全國肥胖率7.1%6000多萬人,兒童肥胖率8.1%;超重和肥胖病人合計2.6億人;

      血脂異;疾÷l8.6%1.6億人(1996年為9000多萬),特別應注意的是中年和老年患病率相近,有年輕化低齡化趨向。

      以上高血壓、高血脂、肥胖病、超體重、脂肪肝等疾病,均和高血脂有一定關系。

      如何通過改善飲食結構,采用功能食品的形式來控制人體的血脂水平,以預防和控制冠心病的發生和發展,這是全世界醫藥、食品、營養界關注的熱點。功能食品包括各種營養食品、保健食品、膳食補充劑,特別是一些以普通食品和飲料為載體、添加具有防病抗病功能的因子的功能食品,是當今國內外食品工業新的增長點。日本市場各種功能食品289種,其中較多為調整腸道功能的低聚糖類61種、食物纖維類50種、乳酸菌類55種、降血壓的22種、調節血糖的14種、防齲齒的13種。從1997年銷售額1315億日元,至200112月年銷售額達4120億日元。

      發達國家針對三高癥的普遍性,如美國成人超體重占60%,所以十分強調低熱量、低脂肪食品的開發。國際市場最廣泛的無糖(sugar free)甜食品,就是以食糖替代品糖醇為主生產的。什么叫食糖替代品糖醇,糖醇不是糖,但是用糖加工還原成的醇,因而具有某些糖的屬性,如外觀和性能均和食糖有不少相似之處。糖醇外形是自色粉狀或結晶,漿狀產品也和糖漿相似;有一定的甜度和熱量,所以作為食糖替代品,是一種背養性甜味劑。

      食糖替代品糖醇,可像平日吃糖一樣消費,糖尿病人過去得病前怎么吃糖,現在就怎樣地吃糖醇,不影響血糖值,作為甜食品原料,能1:1地代替食糖,制取相似的糖果、糕點和飲料。和原來川食糖制甜食品的加工工藝,基本上可不作什么改變。這和高倍甜味劑(糖精,甜蜜素,阿斯巴甜等)不同。例如糖精甜度300~500倍,阿斯巴甜甜度200倍。這些高倍甜味劑對食品加工主要是提供甜味。.不提供熱量和營養,也不提供體積。

      國際糖醉消費較為廣泛的糖醇,有山梨醇、麥芽糖醇、木糖醇、赤鮮醇、月一露醉、乳糖醇、異麥芽酮糖醇等。.消費量170萬噸。

      國際食品法典委員會CAC1997年批準麥芽糖醇、山梨成醇、木糖醇、乳糖醇為可按生產需要無須限量食品的食品添加劑,JECFA將糖醇批準為ADI位無須規定的食品添加劑。

      另外,在國際上針對高血脂、超體重者較早流行的功能食品配料是膳食纖維。包括不溶性的燕麥纖維、蘋果纖維、大豆纖維,以及水溶性的聚葡萄糖、改性糊精、經過堿溶酸沉的玉米皮纖維等。大量使用在低熱量無熱量的焙烤食品,糖果、冰淇淋、飲料中。雖然國際上至今對膳食纖維的定義有一些爭議,但對纖維素主要功能聲稱均是一致的,即纖維素是不被腸道上部消化吸收的非淀粉物質,基本上無熱量,但也并非隋性物質,纖維素能促進腸道有益菌的繁殖,抑制有害菌滋長,還能促進腸道蠕動、排便,有利提高人體免疫力,改善健康。纖維素被稱為第七營養素,值得引起大家注意的是其功能和低聚糖類。

      低聚糖的優越性在于低聚糖既有食糖替代品-糖醇的功能,具有一定甜度和某些糖類的屬性;又有纖維素促進腸道有益菌的繁殖抑制有害菌滋長的功能,完全適合高血脂和超體重人群功能食品的要求,且在價格上比糖醇和膳食纖維具有竟爭優勢。

      4今后工作

      開發滿足不同人群需要的特殊營養食品是我國21世紀食品工業的發展重點,所以,開發新型低聚糖具有廣闊的前景。但在我國,畢竟起步較晚,還有不少需要完善和進一步開展的工作。

      4.1加強宣傳推廣工作

      通過各種宣傳渠道。恰如其分地以科普的形式。宣傳低聚糖的功能。讓廣大食品界和消費者更多地了解什么是功能性低聚糖。功能性低聚糖作食品配料有哪些技術含量,含功能性低聚糖的食品對人體健康有哪些功效。不斷提高食品界和消費者的認知度,促使功能性低聚糖市場的逐漸擴大。

      4.2加強應用研究開發

      繼續拓展在食品、飼料行業的應用研究。特別要開發一日三餐功能低聚糖的應用技術。如面食制品、谷物早餐、調味料、副食等。在飼料工業中應研制針對性強的品種。取點突破仔豬、仔雞用的配方,以擴大功能性低聚糖在飼料中的比

      例。例如日本1999年消費低聚果糖4500噸,其中3000噸用于食品,1500噸用于飼料,占33%。相比之下,我國的功能性低聚糖絕大部分用于少量食品。在飼料中使用,只能說是起步階段,市場潛力十分巨大。此外.要通過新酶種和產品的修飾改性,研究開發特殊功能的新品種。還應開展低聚糖在醫藥、植保等方面新領域的應用研究。只有應用領域擴大了,市場也隨之擴大。

      4. 3繼續提高技術和管理水平,降低產品成本

      目前國產批量生產的功能性低聚糖品種,低聚異麥芽糖和低聚果糖,分別以來源廣泛的淀粉和蔗糖為原料,經酶法轉化而得。所耗用的酶在成本中占有很大比例。特別是低聚異麥芽糖的轉苷酶,目前尚依賴進口,所以研究酶的固相化結合膜法分離。實現轉化過程連續化并使轉苷酶能多次重復利用,是當前的技術難點。應組織力量早日突破。在凈化分離技術方而,要推廣樹脂吸附脫色代替活性碳。以及采用微濾裝置,過濾糖漿。以便進一步提高產品的純度和衛生指標。應注意綜合利用降低財務費用,特別在實現規;洜I中,要降低固定資產的投入。才能為不斷降低生產成本創造條件。只有高質量和低成本的新產品,才有強的競爭力。

       

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                                         -------摘自《中國食品添加劑》

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