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1、益生元时代的到来摘要：系统地介绍了益生元时代的到来，对益生元的分类、选择和应用进行了 科学的阐述。并就不同益生元从理化特性、功效特性、加工特性、应用特性到 应用在产品中产品定义进行了科学的讲解，对大家更好应用益生元开发健康产 品有着非常重要的指导意义，并明确提出了关注生态文明、营养健康，首先从 关注肠道健康、身体健康、心理健康开始的益生元新时代。关键词：益生元；低聚异麦芽糖；低聚果糖；低聚半乳糖；低聚木糖；大豆低 聚糖；理化特性；肠道 年龄党的十七大明确提出“健康是人全面发展的基础，健康食品是确保全民健 康的根本。健康食品不但是指微量元素不流失的“安全食品”，更是指通过健康 配料来完善的健康食
2、品。随着社会经济的发展，生活节奏的加快，人们压力增 大，运动量减少，膳食营养过于精细造成营养不平衡，社会老龄化等健康问题 造成肥胖、高血压、心血管病、糖尿病日趋增多，国家公众营养中心推动的公 众营养改善OLIGO项目，就是针对我国国民大量存在微生态失衡的亚健康状 况，通过在食品、保健品及公众摄人的食物中添加益生元，激活有益菌、促进 微生态平衡，提高免疫力改善营养健康。在政策驱动、市场拉动、科技推动、 企业带动的良好环境下，市场上伊利、蒙牛、健力宝、稻香村、雅客、三鹿、 多美滋的产品中都能看到益生元的影子，添加低聚糖的产品已达31个产品类 别，加入低聚糖成为健康产品的标志，加入益生元的健康食品为
3、国人的健康带 来新的曙光。据有关单位调研消费者对低聚糖（双歧因子、益菌因子）的认知度高 达47%，明显高于法国的16%、德国9%、英国3%。低于日本的70%。因此， 在低聚糖食品高速发展的时期，对正确引导我国益生元时代的到来，科学了解、 正确应用低聚糖有着非常重要的意义。1益生元的概念与分类益生元：益生元最新定义：“益生元是一种可被选择性发酵且专一性地改变 肠道中对宿主健康有益菌群的组成和活性的配料（ingredient） ”（Gibson等，2004）。 许多低聚糖和多糖（包括膳食纤维）都被称作具有益生元功能，但事实上并不是所 有膳食碳水化合物都是益生元（Gibson等，2004）。对这种分
4、类应有一个科学标准， 即这种食物成分应能抵抗胃酸哺乳类酶的消化水解并不被消化道所吸收，以保 证大部分成分能进入大肠，而被肠道菌群所发酵，特别是要能选择性地刺激有 益健康的肠道细菌的生长和代谢活性。益生元是指功能性低聚糖类、多糖类、 一些天然植物提取物、蛋白质水解物、多元醇等，目前研究和市场上应用到产 品中的主要是指低聚糖类。大多数不被消化的低聚糖，如：低聚异麦芽糖、低 聚果糖、低聚半乳糖、低聚木糖、大豆低聚糖、水苏糖、棉子糖、甘露低聚糖、 低聚龙胆糖、低聚壳聚糖等，功能性低聚糖在肠道内既不能水解，也不能被消 化吸收；能选择性刺激肠道中有益菌的生长和繁殖，激活有益菌的代谢功能， 使肠道菌群向有利
5、于宿主健康方向转化。益生元的生理功能主要是通过促进肠 内人体有益菌的繁殖，增殖体内有益菌减少有害菌，优化菌群来平衡人体的健 康，低聚糖还具有膳食纤维的功能，可增加大便的持水性和容量，从而易于排 出，起到“肠内清道夫”的作用，对便秘、腹泻起到双向调节，还可吸附肠道 中阴离子、胆汁酸而有效降低血脂和胆固醇。2益生元的选择与应用在众多的益生元中如何根据产品的功效、加工特性、性价比来选择不同的低聚糖是一个科学的选择。下面我们就结合不同低聚糖的理化特性进行简要的概述。（表1）表1难消化低聚糖的摄取量。味觉和物理性质项目乳果糖低聚果糖大豆低低聚半、低聚木糖低聚异麦芽糖乳酮 糖水苏 糖低壳聚糖聚糖乳糖最小有
6、效剂量（g/d）23220.72日常摄 取量（g/d）2-35-1010100.7-1.45-1310310最大无 作用量 （g/d）361813.21890对酸热与蔗糖稳定性 相同和着色性较蔗糖与蔗糖稳定 稍逊相同很稳定 但易着 色稳定但 易着色色稳定 易着色甜味性 质接进蔗 糖接进蔗 糖甜爽甜爽甜爽绵甜味甜度（ 以蔗糖 作100 计）40-607020-404040-505030最大无作用量以体积60kg计。1耐热性、耐酸性分析1.1低聚异麦芽糖的耐热性、耐酸性低聚异麦芽糖对酸、热非常稳定。如图1 和图2分别显示了低聚异麦芽糖500、低聚异麦芽糖900和砂糖在酸性和加热条 件下的稳定性。上
7、图分别显示了低聚异麦芽糖在酸性条件下和加热条件下的稳定性，浓度 为50%的糖浆在pH3、120。C之下长时间加热也不会分解。应用到饮料、罐头 及高温处理或低pH食品、乳品中可保持其特性和功能。1. 2低聚果糖耐热性、耐酸性低聚果糖在中性或接近中性的环境中具有相当好的热稳定性。当它处于pH 低于4的酸性环境中时，则取决于温度，高温时易分解，而低温时则影响不大。 它的热稳定性和酸奶中的稳定性分别见图3和表2所示。图1酸性条件下加热时糖的稳定性图2加热条件下糖的稳定性图3低聚糖在不同pH时的热稳定性表2低聚果糖在酸奶中的稳定性贮藏天数/d2468101214pH4.033.953.954.03.91
8、3.933.93低聚果糖/%50.5851.2552.051.8551.7251.8651.51注：光明牌酸奶，贮藏温度4C通过以上两种用量最大的益生元比较的结果：每种低聚糖都有其相对优势 下的比较劣势，在应用中要根据加工工艺、口感、性价比、应用便利等来选择 不同的低聚糖。2. 1益生元水康师傅的矿物质水成为2007年水市场最大的受益者，抢占了很多其他水的 市场份额，而且由于水的利润太低，须推出功能水，对不同人群进行市场细分、 例如在国际市场上流行的：能量水、益生元水、纤维水等新产品，推出满足不 同的消费需求不同新概念的新产品，增加产品销售利润。2. 2新一代健康可乐2007年17月，果汁和果
9、汁饮料的增长速度为18.72%，已经超过碳酸饮 料的15.23%。碳酸饮料如何重塑健康形象是关键，娃哈哈的咖啡可乐就是一个 成功的典范，营养健康可乐，在可乐中加人低聚糖，而且继续保留二氧化碳给 人们带来的刺激、爽快的感觉，碳酸饮料加入维生素、矿物质、低聚糖将会改 变人们对碳酸饮料不健康的认识。2. 3益生元饼干油脂、蔗糖是制作饼干的主要原料，对于形成饼干特有的组织结构、口感 和风味具有相当重要的作用，是生产高品质饼干制品所不可缺少的原料。高油、 高糖必然会造成高能量，采用低聚糖替代部分蔗糖，可以生产出良好色泽和风 味的低能量一益生元饼干。满足了人们对健康的需求但是不牺牲美味的新健康 的要求。2
10、. 4益生元糖果功能性益生元糖果的开发，传统糖果是以蔗糖、淀粉糖浆或麦芽糖为主体， 配以乳制品、油脂、可可、香料、果仁、水果和添加剂等辅助材料而制成。未 来的糖果工业发展逐渐向低糖、低脂肪、美味、营养、健康方向发展。目前许 多功能成分都可以加入到糖果中，对此应根据产品对消费者的定向而进行选择， 常用的成分有维生素、益生元、矿物质、益生菌、糖醇和植物提取物。不管是已经市场化的产品还是正在开发的产品，益生元食品的种类包括以 下几种：乳制品：奶粉、液体奶、酸奶、奶片、奶食品；饮料和健康饮品：矿泉水、运动饮料、碳酸饮料、乳酸菌饮料、固体饮 料、风味饮料、果汁饮料、茶饮料；食品表面涂抹料；婴儿配方乳粉和
11、断乳后的食品；谷物食品；、焙烤食品：面包、蛋糕、饼干等；糖果巧克力、口香糖；开胃食品，汤；酱油和调味品；肉制品；干燥速食食品；罐装食品；动物饲料；宠物食品。再次，由于益生元作用的证实，其更多的应用领域可能变得更加清晰，那 么上面所列范围将会扩大。3益生元的产品定义3. 1低聚异麦芽糖(IMO)IMO 口味中等，生产成本相对便宜。IMO具有理想的物理化学性质、相对 较低的甜味、低黏度和低膨胀性。IMO已开发用于预防龋齿，作为糖尿病人砂 糖代替品或用于改善肠道菌群。在准益生元低聚糖中，低聚异麦芽糖(IMO)在食 品中的应用量为最大，在日本IMO的生产量估计是FOS或GOS的3倍 (Nakakuki
12、，2002)。这是用淀粉经过组合的固定化酶来制造的，淀粉酶水解液化 淀粉成为麦芽糖，葡萄糖转昔酶的葡萄糖转昔反应再将其转化成IMO的混合物。 所生成的IMO混合物中主要是聚合度(DP)为26倍的含有1，6 葡萄糖残基 和兼含a 一 1，6键和a1。4键的低聚糖，例如潘糖(Playne和Crittenden，2004)o产品定义：性价比较好的益生元。3. 2低聚果糖和菊粉低聚果糖(fructooligosaccharide，简称FOS)是低聚糖中的一类。低聚果糖 又称果寡糖或蔗果低聚糖，它广泛存在于自然界，是在蔗糖的果糖残基的C1位 置上通过口一 l，2 糖昔键与I3个分子的果糖结合而成的低聚糖
13、，主要是由 蔗果三糖(1 一 kestose，简称GF2)、蔗果四糖(nys 皿，简称GF3)和蔗果五糖 (1 一 F 一卢一 fructo franosyl nysto，简称GP4)组成的混合物。低聚果糖广 泛存在于自然界中，如梨、蜂蜜、啤酒、细菌、酵母、洋葱、香葱、燕麦等都 含有FOS。菊粉和低聚果糖是两种低聚糖。它们的结构和对肠道双歧杆菌的作用已经 得到了很好的阐明，它们被认为是重要的益生元之一。低聚果糖已经在几个国 家得到大量生产，并且已被添加到各种食品中，如饼干、饮料、早餐谷物食品、 面包和甜味剂。产品定义：口感较好的益生元。3. 3低聚半乳糖(GOS)低聚半乳糖是含有半乳糖的低聚糖
14、，是Glu-a-1，4 (B-Gal-1，6)n形式的 低聚糖，是以乳糖浆为原料，利用口一半乳糖昔酶的转半乳糖基活性转化而来 的。人体每天服用10g低聚半乳糖能显著降低呼吸氢。而在人体菌群伴随鼠中 喂饲50g/L或lOOg / L的TOS，呼吸氢的含量却是增加的。GOS作为食品配料成分的特点：GOS微甜，其甜度仅有蔗糖30%60%(Prapulla)。GOS在储存过程中性 质稳定，在1600C和pH7条件下处理10 rain不被降解，在120C和pH 3条件 下处理10min以及在100C和pH2条件下处理10min也不被降解。GOS在13本已经被广泛地被用作甜味剂、食品原料、糖的替代品。同时
15、已 经被作为配料应用于各类食品中，包括面包、运动饮料、果酱、发酵乳制品、 糖果和甜点中(Playne 和 Cfittenden，1996； Prapulla 等，2000； Playne 等，2003)。 在欧洲，COS被应用到婴儿食品中(Savino等，2003)。Nutricia公司将一种添加 有GOS、称为Omneo的产品推向了市场，而Milupa公司将Conformil推向 市场，产品中含有7 . 29 / LGOS和0 . 8g / L低聚果糖(Fructo 一.oligosaccharides，FOS)。产品定义：来自母乳的低聚糖。以上提到的碳水化合物具有最令人信服的数据证明其益生元效果，然而，其他几种低聚糖也正在积累其重要性（尤其是日本市场），包括以下几种。3. 4大豆低聚糖大豆中的主要低聚糖是棉子糖和水苏糖。目前已经进行了大豆低聚糖的人 体实验，以验证其益生元的功能。志愿者之间的效果有差异，但总的来说，大 豆低聚糖显示了一些益生元的功能。3.
