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:1006-2513（2008）03-0045-05
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 )是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2001年39.2億美元增長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,1994年5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。可應用于乳品、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%一4%、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
2000年11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。可用于替代食糖和脂肪。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。可廣泛在低熱量食品、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雙博士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
2．1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
|
2．2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37℃3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100萬-1000萬。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時(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9500萬)；
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%達6000多萬人，兒童肥胖率8.1%；超重和肥胖病人合計2.6億人；
血脂異常患病率l8.6%達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2001年12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，特別在實現規模化經營中，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。
參考文獻:
[1]趙謀明,等.[調味品]。化學工業出版社，2001
[2]劉玉田,等[肉類食品新工藝與新配方]。山東科學技術出版社，2002
[3]鄭友軍,等[調味品生產工藝與配方]。中國輕工業出版社，2000
[4]劉明明,等[香辛料在烹飪中的普及使用探析]。肉類工業,2003,（1）：1
[5]林濤.[雞精的生產工藝]。食品工業，1998，（5）：21
[6]林金鶯，賴建平。[顆粒雞精的制作]。中國調味品，2002，（5）：8-10
[7]胡國呂，廖國洪。[雞精的生產技術]。中國調味品，2002，（9）：10-11
[8]巖井和夫，中谷延二。[香辛料成分食品機能]。東京：光生館。1989：126
[9]日本香辛料協會。[香氣百科]。東京：朝倉書店1991
[10]夏云譯。[香科科學]。中國輕工業出版社。1987，1
[11]林進能，等［天然食用香料生產與應用］。中國輕工業出版社，1991
[12]凌關庭，等。[食品添加劑手冊].化學工業出版社，1989
[13]陳樹生，等。[微膠囊技術在調味品中的應用]。食品研究與開發，1995.3：15
[14]肖崇厚。[中藥提取鑒定原理]。上海科學技術出版社，1981.3
-------摘自《中國食品添加劑》 |
