可行性報告正式版

1、重慶山語科技發(fā)展有限公司重慶山語科技發(fā)展有限公司菊芋綜合加工項目可行性研究報告中國市場調(diào)查研究中心國家發(fā)改委產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟與技術(shù)經(jīng)濟研究所編號：CMRCKY08091854C0213重慶山語科技發(fā)展有限公司目 錄一、項目概況二、市場前景分析三、建設(shè)規(guī)模和產(chǎn)品方案四、技術(shù)支撐和公司發(fā)展模式五、項目實施進度安排六、項目投資預(yù)算及資金安排七、公司組織機構(gòu)及部門設(shè)置八、公司發(fā)展規(guī)劃九、相關(guān)附件資料：附件一 菊宇產(chǎn)品介紹和行業(yè)鏈附件二 功能保健食品菊糖的研究進展與發(fā)展前景附件三 菊粉水溶性膳食纖維的營養(yǎng)功能原理附件四 水土保持第一草菊芋附件五 重慶山語科技發(fā)展有限公司簡介附件六 重慶山語科技發(fā)展有限公司證件（

2、復(fù)印件）一、項目概況進入二十一世紀以來，隨著經(jīng)濟的發(fā)展、生活節(jié)奏的加快，人們越來越意識到健康的對人的重要性和對生命質(zhì)量的決定性，同時，各種重癥疾病的年輕化和難于治愈又引起人們的極大恐慌和擔憂，因此，人們開始思考以前傳統(tǒng)做法（病后吃藥找醫(yī)生）的弊端，進而更加關(guān)注科學的保健和康復(fù)方法，主動進行預(yù)防，通過提高機體的功能來提高身體的免疫力，從根本上來考慮問題。如今，有了一種能增強人體免疫能力，調(diào)劑機體平衡的、純天然的綠色健康營養(yǎng)品菊粉廣泛受到市場的追捧。菊芋俗稱洋姜，其塊莖富含菊糖，含量為菊芋濕重的15-18%，干重的80。菊糖(Lnulin)是-種生物多糖。利用菊芋生產(chǎn)的菊粉及低聚果糖具有超強增殖人

3、體雙歧桿菌的作用，是對人體有益的功能性物質(zhì)，它對于調(diào)節(jié)機體平衡、恢復(fù)胃腸道功能、促進新陳代謝、預(yù)防高血糖、高血壓、高血脂等各種疾病、維護人體健康有著極為重要的作用，是21世紀人類健康最具有代表性的典型產(chǎn)品。菊粉作為一種天然功能性食用多糖，具有水溶性膳食纖維和生物活性前體的生理功能，因而已被廣泛應(yīng)用于低熱量、低糖、低脂食品中。另外，利用菊芋制備菊粉，再經(jīng)酶水解直接生產(chǎn)高純度果糖，具有工藝簡單、轉(zhuǎn)化率高、產(chǎn)物純等優(yōu)點。二、市場前景分析1、從行業(yè)前景方面目前市場上的保健品種類繁多，在美、英、法、德、澳大利亞以及臺灣都已生產(chǎn)含有菊糖及低聚果糖的食品。現(xiàn)已應(yīng)用于乳制品、乳酸菌飲料、固體飲料、糖果、餅干、

4、果凍和冷飲等多種食品，特別是保健食品和老年食品中，約有200多個品種。并可作為填充劑，品質(zhì)改良劑，風味掩蓋劑和脂肪替代品應(yīng)用于食品中，產(chǎn)品銷售前景廣闊。2、從產(chǎn)業(yè)鏈方面菊粉產(chǎn)業(yè)具有強大產(chǎn)業(yè)聯(lián)動性，包括制糖，食品藥品，酶制劑，糖料作物種植，新材料，風沙治理，水土保持等行業(yè)和領(lǐng)域，能產(chǎn)生廣泛的社會效益、生態(tài)效益和經(jīng)濟效益。菊粉作物塊莖可開發(fā)菊粉、低聚果糖等新型功能食品添加劑和原料，菊粉產(chǎn)品組合寬，產(chǎn)業(yè)化切入點多，投資風險低，在西北地區(qū)還具防風治沙，在重慶市區(qū)縣有坡地水土保持等生態(tài)建設(shè)功效。功能食品和添加劑的強勁發(fā)展可直接推動菊粉果糖發(fā)展，菊粉酶作為新成員可給酶制劑行業(yè)增添空前的活力。尤其是長期單一

5、糖料作物結(jié)構(gòu)（甘蔗-甜菜）急需調(diào)整，菊芋種植簡單、菊粉含量高是首選替代作物，目前山東、西北部分地區(qū)改種菊芋每畝收入超過千元，比種甜菜每畝增收500多元，增加1倍以上，有利于解決農(nóng)民增收、農(nóng)業(yè)增效和增加農(nóng)產(chǎn)品競爭力，即“三農(nóng)”問題，采取措施積極推廣本成果技術(shù)，并從源頭推動全國菊粉產(chǎn)業(yè)發(fā)展是我們共同的目標3、從我國現(xiàn)狀方面目前世界上菊粉及以其為原料生產(chǎn)的低聚果糖超過10萬噸，進口菊粉的售價約為4萬元/噸。我國菊粉及低聚果糖開發(fā)相對較晚，目前國內(nèi)低聚果糖的年生產(chǎn)能力約為30005000噸，據(jù)推算，我國目前低聚糖的市場容量約為13萬噸/年，預(yù)計2008年國內(nèi)市場將達到8萬噸。目前國內(nèi)鮮菊芋價格約為10

6、00元/噸，加工成菊粉后，售價為4萬元以上，菊粉再深加工成菊糖后，市場零售價格為3550萬元/噸，形成了以鮮菊芋（原材料）菊粉（粗加工產(chǎn)品）菊糖（深加工產(chǎn)品之一）的完整產(chǎn)業(yè)鏈，市場前景廣闊。4、我司優(yōu)勢方面重慶山語科技發(fā)展有限公司是我國較早從事菊粉科研和開發(fā)的企業(yè)，目前，為了更快、更好地發(fā)展這一產(chǎn)業(yè)，山語科技發(fā)展有限公司不斷尋求合作伙伴。在品種培育及原材料供應(yīng)上，他們分別與甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古等原料加工廠家緊密合作，共同整合國內(nèi)資源。目前，國內(nèi)已有太子奶、貝因美等多家奶制品廠與山語公司合作。他們一面致力于開發(fā)東南亞市場，一面與世界上從事菊芋生產(chǎn)加工的前“三強”企業(yè)加強互訪交流，并在去年底與其中的

7、比利時COSUCRA公司簽訂了全面合作意向書，雙方同意將在技術(shù)方面進行資訊資源的共享及利用，共同開發(fā)國際市場。三、建設(shè)規(guī)模和產(chǎn)品方案（一）種植基地方面：1.一期工程建設(shè)種植基地1.5萬畝，年產(chǎn)鮮菊芋1.5萬噸，實現(xiàn)產(chǎn)值1500萬元。2.二期工程新建設(shè)種植基地1萬畝，總面積達到2.5萬畝，年產(chǎn)鮮菊芋2.5萬噸，實現(xiàn)產(chǎn)值2500萬元。3.三期工程新建設(shè)種植基地1.5萬畝，總面積到達4萬畝，年產(chǎn)值鮮菊芋4萬畝，實現(xiàn)產(chǎn)值4000萬元。（二）加工生產(chǎn)線加工生產(chǎn)線配合種植基地建設(shè)，分為以下三個步驟。1、一期工程投資1.5億元，擬建一條菊粉生產(chǎn)能力為1500噸生產(chǎn)線，實現(xiàn)菊粉產(chǎn)值6000萬元。菊糖及低聚果糖

8、產(chǎn)品生產(chǎn)能力1000噸加工生產(chǎn)線，實現(xiàn)菊糖產(chǎn)值3億元，銷售收入3.5億元。2、二期工程在一期工程的基礎(chǔ)上追加投資1億元，擴建一條菊芋綜合深加工生產(chǎn)線，實現(xiàn)菊糖產(chǎn)值4.5億元，銷售收入5.2億元。3、三期工程投資1.2億元，再擴建一條菊芋綜合深加工生產(chǎn)線，實現(xiàn)菊糖產(chǎn)值8億元，銷售收入10億元。四、技術(shù)支撐和公司發(fā)展模式重慶山語科技發(fā)展有限責任公司與西南大學食品科學研究院，投入大量人力財力致力于菊芋種子的培育研究與規(guī)模種植推廣工作，并在深加工方面進行研究并與國內(nèi)科研院校進行聯(lián)合科研攻關(guān)。經(jīng)檢測，產(chǎn)品送檢完全符合食品加工企業(yè)衛(wèi)生標準，達到了國際標準。為了進一步發(fā)展，企業(yè)配備有國際一流的微生物實驗室，

9、并實現(xiàn)了對生產(chǎn)過程質(zhì)量管理的全程監(jiān)督。重慶山語科技發(fā)展有限公司創(chuàng)新型的運用公司加農(nóng)戶的經(jīng)營方式，即通過龍頭企業(yè)發(fā)動指導(dǎo)農(nóng)民種植菊芋，然后，運用高科技手段深加工，進而實現(xiàn)種植加工品牌銷售，運用龍頭企業(yè)“公司加農(nóng)戶”集團化模式實現(xiàn)生態(tài)經(jīng)濟的良性循環(huán)和滾動發(fā)展。菊芋為多年生作物，耐瘠薄和干旱，種植技術(shù)簡單，全國均有零星種植，國內(nèi)畝產(chǎn)塊莖1000公斤2000公斤左右。五、項目實施進度計劃及機器設(shè)備配置1、2009年6月項目啟動2、2009年12月一期工程建成投產(chǎn)。目前已擁有成熟的工業(yè)化生產(chǎn)菊粉與其它深加工產(chǎn)品的工藝生產(chǎn)技術(shù)，可提供全套工藝、設(shè)計、生產(chǎn)、分析及下游產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)。主要設(shè)備為：清洗、脫皮及切

10、片設(shè)備、提取脫色罐、壓濾機、貯罐、真空濃縮罐、噴霧干燥設(shè)備、空壓機、種子罐、發(fā)酵罐、離心機、空氣凈化裝置等。六、項目投資預(yù)算及資金安排一期工程總投資為15000萬元，其中固定投資11000萬元，流動資金4000萬元，主要設(shè)備250臺.套，首期廠區(qū)占地面積150畝，總建筑面積12000余平方米。公司資金來源分為以下幾部分：自有資金5000萬元，爭取項目資金或貼皂息貸款金額6000萬元。七、公司組織機構(gòu)及部門設(shè)置公司將設(shè)立董事會、總經(jīng)理、行政人力資源部、產(chǎn)品開發(fā)部、種植推廣部、市場銷售部、質(zhì)檢部、技術(shù)指導(dǎo)部等部門。八、公司發(fā)展規(guī)劃1近期發(fā)展規(guī)劃公司將利用三年時間，初步完成產(chǎn)業(yè)鏈的打造，實現(xiàn)菊芋種植

11、面積1.5萬畝，形成年產(chǎn)值3.5億元，完成一期工程建設(shè)。2四年期發(fā)展規(guī)劃完成二期工程建設(shè)，初步形成品牌效應(yīng)，產(chǎn)品走向國際市場，實現(xiàn)菊芋種植面積2.5萬畝，實現(xiàn)年產(chǎn)值5.2億元。3.六年期發(fā)展規(guī)劃完成三期工程建設(shè)，形成國內(nèi)龍頭產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)品打開國際市場和國內(nèi)市場，形成品牌效應(yīng)，實現(xiàn)年產(chǎn)值10億元。附件一菊芋項目產(chǎn)品及其整個產(chǎn)業(yè)鏈的介紹菊芋在我國民間俗稱菊姜、鬼子姜，種植成本低，每畝約60元，是種樹成本的1/10、種草的1/5。它耐貧瘠、干旱，能夠在荒漠中良好地生長，而地下塊莖所富含的菊糖等果糖多聚物，可加工成菊芋粉和高聚果糖，這兩種功能保健食品在發(fā)達國家非常受重視。歐洲許多國家菊糖行業(yè)已形成規(guī)模種植

12、加工，并將其作為食品配料、食品添加劑、保健品及醫(yī)藥品的原料。如果對畝產(chǎn)1500千克的菊芋大面積種植，不但能防風固沙，還可創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟效益。菊芋糖漿的提取被評為1999年中國農(nóng)業(yè)科學院重點課題，1998年獲得國家發(fā)專利。果糖的高甜度和低熱值性能成為甜味劑和低熱值功能飲食品原料新寵，其產(chǎn)量僅次于蔗糖尤其是高果糖漿(HFS)還有更為優(yōu)越的物理化學性能，使其在食品飲料工業(yè)中獨領(lǐng)風騷，應(yīng)用前景廣闊。一、項目工藝方面的優(yōu)勢和特點本項目一步法工藝比多步法工藝具有多方面優(yōu)勢：一步法工藝只有一步菊粉酶催化反應(yīng)，生產(chǎn)工序簡化，成本大大降低，產(chǎn)物得率?90%；菊芋種植成本明顯低于禾本科糧食作物，增加一步法產(chǎn)品與原

13、料價格優(yōu)勢。菊粉酶是一步法生產(chǎn)高果糖漿的唯一重要酶種。將為加快我國菊粉生產(chǎn)技術(shù)水平的延伸，發(fā)揮明顯的促進和示范作用。項目采用的納濾技術(shù)和反滲透技術(shù)工藝路線在國內(nèi)、行業(yè)內(nèi)屬技術(shù)創(chuàng)新，相關(guān)技術(shù)的推廣將有效提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，進而促進這一新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和壯大；該項目依托的技術(shù)成果在菊粉糖漿工業(yè)化提取工藝方面有重要突破，通過該項目實施，這一成果將有望在行業(yè)內(nèi)推廣，從而有效提升我國菊粉生產(chǎn)工藝技術(shù)水平的延伸；該項目在菊粉糖漿工業(yè)化提取生產(chǎn)線成套配置方面有創(chuàng)新，生產(chǎn)成本和能源消耗得以控制和降低；通過該項目的實施和示范帶動，可使行業(yè)技術(shù)裝備方案得到進一步優(yōu)化，生產(chǎn)效率得以有效提高；該項目的實施有

14、效提升了地方特色資源菊芋深加工生產(chǎn)的技術(shù)術(shù)含量和創(chuàng)收能力，有效促進菊芋深加工產(chǎn)業(yè)鏈的延伸。項目的研發(fā)思路對加快和提升我國特色植物資源開發(fā)和環(huán)境保護相結(jié)合具有重大意義。目前，項目完成的工作和技術(shù)創(chuàng)新點為：（1）定向篩選到一株菊粉酶高產(chǎn)克魯威酵母菌株，菌株發(fā)酵液產(chǎn)酶水平289U/mL，比同類菌產(chǎn)酶水平高6.8倍；（2）從出發(fā)菌株克隆的菊粉外切酶基因全長1599bp，該基因序列已經(jīng)注冊國際新基因序列號Genbank，該基因編碼533個氨基酸，酶分子量MW59.2kD；（3）構(gòu)建了高表達外切菊粉酶的分泌表達載體和基因工程畢赤酵母，產(chǎn)酶水平達到600U/mL；（4）建立了菊粉外切酶生產(chǎn)方法，采用高密度細

15、胞發(fā)酵和底物誘導(dǎo)相結(jié)合的新措施，有效提高了產(chǎn)酶水平；（5）首次發(fā)現(xiàn)外加Mg2+可提高菊粉酶酶活性11.28%；（6）通過中試，確立了一步酶法生產(chǎn)菊粉果糖技術(shù)路線和工藝參數(shù)，酶解菊粉率大于95%，產(chǎn)物果糖含量大于90%，產(chǎn)酶酵母細胞營養(yǎng)價值高，可作高值兼用酵母。全套技術(shù)已于2002年通過農(nóng)業(yè)部成果鑒定（鑒定證書號：農(nóng)科果鑒字2002第040號），2003年獲本領(lǐng)域第一個授權(quán)發(fā)明專利（授權(quán)專利號：ZL 98 1 20697.2），項目產(chǎn)品2002年獲國家重點新產(chǎn)品證書。二、市場前景發(fā)展優(yōu)勢歐洲國家、日本研究較為深入，我國始于90年代，目前均停留于實驗室階段，限制因子在于：產(chǎn)酶菌株菊粉酶產(chǎn)量低，生產(chǎn)

16、成本高，本項目攻關(guān)研究取得了突破性進展，篩選到一株菊粉酶高產(chǎn)菌株，采用特殊發(fā)酵方法和產(chǎn)酶誘導(dǎo)調(diào)控措施，最高菊粉酶產(chǎn)量達到288.78U/ml，比8090年代最高產(chǎn)量高出7.0倍，使高果糖漿中產(chǎn)酶成本相應(yīng)降低7倍。徹底解決了過去一步法生產(chǎn)高果糖漿工藝產(chǎn)業(yè)化的限制因子。此外，該項技術(shù)所產(chǎn)菊粉酶具有更為優(yōu)秀的酶學性質(zhì)，更為經(jīng)濟高效的水解菊芋汁的能力。該項技術(shù)另外一重要特點是產(chǎn)酶菌體生物量高，菌體濕重達到40%，干重達12%；產(chǎn)酶酵母所含營養(yǎng)物質(zhì)豐富，真蛋白含量43.10，必需氨基酸，B族維生素和重要微量元素含量均較高，具有開發(fā)為食用，藥用和飼用酵母的潛力。在本項目工藝的條件下，高果糖漿和高值兼用酵母

17、生產(chǎn)可以一舉兩得。三、產(chǎn)品效益優(yōu)勢 從產(chǎn)品效益來講，HFS一步法生產(chǎn)項目具有強大的產(chǎn)業(yè)(制糖，食品藥品，酶制劑生產(chǎn)，糖料作物種植等行業(yè))聯(lián)動性，關(guān)于HFS推廣應(yīng)用規(guī)模，效益等預(yù)測分析令人鼓舞，首先，國內(nèi)外功能食品與食品添加劑和低熱值食品的強勁發(fā)展給高果糖漿的發(fā)展帶來了難得機遇；其次，目前國內(nèi)許多發(fā)酵廠，果葡萄漿廠和糖廠處于停產(chǎn)或半停產(chǎn)狀態(tài)，該項目是這類企業(yè)首選的新項目，幾乎不需要新增固定資產(chǎn)投資，原有設(shè)備和技術(shù)均可直接利用；第三，菊芋為多年生作物，耐瘠薄和干旱，種植技術(shù)簡單，全國均有零星種植，國內(nèi)畝產(chǎn)塊莖1000公斤2000公斤左右。因此，該項目的發(fā)展還將帶動種植業(yè)，尤其是糖料作物種植業(yè)結(jié)構(gòu)的

18、調(diào)整第四，菊粉酶作為酶制劑行業(yè)的新成員，可以由專業(yè)酶制廠生產(chǎn)，豐富商品酶制劑的品種，給酶制劑行業(yè)帶來新的活力。計劃到2006年推廣生產(chǎn)HFS達到60萬噸，相應(yīng)實現(xiàn)產(chǎn)值和利潤分別為72億元和36億元，帶動菊芋種植業(yè)產(chǎn)值為27.72億元。到2015年，HFS總產(chǎn)達到750萬噸，與美國現(xiàn)有產(chǎn)量相當，相應(yīng)實現(xiàn)產(chǎn)值和利潤分別為900億元和450億元，帶動菊芋種植業(yè)產(chǎn)值為346.50億元。四、行業(yè)技術(shù)優(yōu)勢從技術(shù)優(yōu)勢來講，：最高菊粉酶產(chǎn)量達到288.78U/ml，比8090年代最高產(chǎn)量高出7.0倍，使高果糖漿中產(chǎn)酶成本相應(yīng)降低7倍。該菊粉酶具有更為經(jīng)濟高效的水解菊芋汁的能力，酶液與菊芋汁體積比例為1：150

19、200，50度下作用46h，底物降解率和果糖得率均達95%左右。該項技術(shù)另外一個重要特點是產(chǎn)酶菌體生物量高，菌體濕重達到40%，干重達12%；所含營養(yǎng)物質(zhì)豐富，真蛋白含量43.10%，必需氨基酸，B族維生素和重要微量元素含量均較高，具有開發(fā)為食用，藥用和飼用酵母的潛力，可作為該項目第二主要產(chǎn)品同時生產(chǎn)，并提出了相應(yīng)的生產(chǎn)工藝，該工藝已經(jīng)經(jīng)過實驗室小試與工廠中試。在本項目全套工藝條件下，高果糖漿和高值兼用酵母生產(chǎn)可以一舉兩得。五、行業(yè)社會效應(yīng)優(yōu)勢菊粉產(chǎn)業(yè)具有強大產(chǎn)業(yè)聯(lián)動性，包括制糖，食品藥品，酶制劑，糖料作物種植，新材料，風沙治理，水土保持等行業(yè)和領(lǐng)域，能產(chǎn)生廣泛的社會效益、生態(tài)效益和經(jīng)濟效益。

20、菊粉作物塊莖可開發(fā)菊粉、低聚果糖等新型功能食品添加劑和原料，菊粉產(chǎn)品組合寬，產(chǎn)業(yè)化切入點多，投資風險低，在西北地區(qū)還具防風治沙生態(tài)建設(shè)功效。功能食品和添加劑的強勁發(fā)展可直接推動菊粉果糖發(fā)展，菊粉酶作為新成員可給酶制劑行業(yè)增添空前的活力。尤其是長期單一糖料作物結(jié)構(gòu)（甘蔗-甜菜）急需調(diào)整，菊芋種植簡單、菊粉含量高是首選替代作物，目前山東、西北部分地區(qū)改種菊芋每畝收入超過千元，比種甜菜每畝增收500多元，增加1倍以上，有利于解決農(nóng)民增收、農(nóng)業(yè)增效和增加農(nóng)產(chǎn)品競爭力，即“三農(nóng)”問題，采取措施積極推廣本成果技術(shù)，并從源頭推動全國菊粉產(chǎn)業(yè)發(fā)展是我們共同的目標 六、行業(yè)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈此外，為了進一步開發(fā)菊粉的應(yīng)

21、用領(lǐng)域，他們對嬰兒食品、乳制品、保健品等方面進行深入的研究，計劃推出菊粉軟飲料終端產(chǎn)品菊糖茶，使“山語菊粉”的產(chǎn)品走上國際化、多元化、全方位的經(jīng)營之路。食品標簽的配料表上，具有十分廣闊的開發(fā)前景菊粉系列產(chǎn)品圖片菊粉生產(chǎn)線：生產(chǎn)基地附件二功能保健食品菊糖的研究進展與發(fā)展前景摘 要：菊糖是一種可以從菊芋中提取的天然的果聚糖，它可以作為膳食纖維添加食品中并對人體有特殊的保健作用。本文主要介紹了菊糖的物理性質(zhì)，生理功能，提取方式，以及在食品中的開發(fā)與應(yīng)用。作為一種新興的食品配料，菊糖具有安全無毒并能顯著改善食品風味品質(zhì)及促進人體健康的特點，具有廣闊的市場前景。關(guān)鍵詞：菊糖；膳食纖維；脂肪替代品；益生素

22、菊糖（Inulin）又稱為菊粉，它是一種生物多糖。由D-呋喃果糖分子以-（2，1）糖苷鍵連接生成，每個菊糖分子末尾以-（1，2）糖苷鍵連接一個葡萄糖殘基，聚合度通常為260，平均聚合度為101。菊糖在自然界中廣泛存在于一些微生物和真菌體內(nèi)。但是主要還是存在于植物的體內(nèi)，如菊芋、菊苣、婆羅門參、大麗花塊莖等，其中菊芋是菊糖生產(chǎn)的主要原料來源。不同植物來源、收獲季節(jié)、氣候、土壤以及生產(chǎn)加工過程等因素對菊粉的平均分子量和聚合度都有影響1。菊芋俗稱洋姜、鬼子姜，原產(chǎn)于北美洲，為多年生草本植物，我國各地普遍栽培。其塊莖富含菊糖，總菊糖含量一般為1417，還含有氨基酸、維生素等，既可作蔬菜，也可制作淀粉和

23、酒精。其質(zhì)地白細脆嫩，無異味，可腌制成醬菜或制成洋姜脯。利用現(xiàn)代生物技術(shù)進行深加工精制成菊芋粉，是當今保健食品的全新多功能配料2。一、菊糖的理化特性1.菊糖的物理性質(zhì)純化學分析級的菊糖為球狀放射性結(jié)晶，平均分子量介于56006300d之間，視分子聚合度而異3。從菊芋中提取的天然菊糖是由不同聚合度的低聚糖組成的混合物，為白色無定形，易吸濕的粉末。其比重為1.35，相對分子質(zhì)量約為1600，與水的結(jié)合能力約為21。菊粉在水中易分散，吸濕性強，易于結(jié)塊。由于含有少量單、雙糖，故菊粉微帶甜味。在菊粉中加入淀粉或砂糖可改善其分散性4。在溶液中菊糖可以降低水的冰點，提高水的沸點。2.菊糖的膠凝性菊糖凝膠屬

24、于典型的粒子凝膠結(jié)構(gòu)，具有和奶油極其相似的外觀和口感。它與親水膠體接觸后有良好的流動性和粘度，能改善食品組織狀態(tài)，成為應(yīng)用于低能量食品生產(chǎn)的有效脂肪替代品。菊糖在水中的溶解度隨溫度發(fā)生變化。在10時溶解度為6，90時約為35。當菊糖濃度增加時，粘度逐漸增大。當濃度到1130時，粘度增加逐漸變稠但未出現(xiàn)凝膠。當菊糖濃度達到30時，菊糖與水結(jié)合開始形成凝膠，在這樣的濃度下冷卻3060min就會形成凝膠。隨著菊糖濃度的增加，凝膠形成的時間加快。當溶液中菊糖濃度達到4045時幾乎立刻形成凝膠。其凝膠像奶油般柔軟，與脂肪相似，可以取代油脂作為代用脂用于低脂食品的生產(chǎn)。當濃度繼續(xù)增加到50時，凝膠將十分堅

25、實，但是仍覺有脂肪似感覺。其中各影響因子中，濃度是影響凝膠強度的重要因子。除了菊糖濃度外，以下因素對凝膠性質(zhì)也是有影響的：菊糖粒子大小可能影響凝膠強度。若采用速融化的產(chǎn)品，形成同樣強度的凝膠所需濃度將比標準化噴霧干燥所得的產(chǎn)品低。菊糖的固體含量、溫度影響及制備方法會影響凝膠性質(zhì)。鏈的長度。菊糖形成凝膠的最低濃度與其聚合度(DP)有關(guān)，聚合度越大則形成凝膠所需菊糖濃度越低。單體及二聚物的含量對粘度也有影響，單體含量增加則粘度降低。若加入其他親水膠體，一價及二價陽離子，菊糖凝膠的功能可能會受到影響6。菊糖溶液在pH較低(3.0以下)，溫度很高的情況下保持一定時間可能發(fā)生水解，在凝膠狀態(tài)下，若缺乏自

26、由水，即使在酸性或高溫的條件下菊粉也十分穩(wěn)定。溫度低于10，pH處于3.07.5之間，菊粉不發(fā)生水解。因此凝膠狀態(tài)的菊糖即使在酸性環(huán)境或者高溫下，如果沒有可利用的水將仍是穩(wěn)定的。3.菊糖的生理特性菊糖難以被人體消化。菊糖在口腔、胃、小腸中均不會發(fā)生消化分解，只能在結(jié)腸中被雙歧桿菌等部分發(fā)酵分解產(chǎn)生少量熱量。菊糖及低聚果糖的熱值一般在2.0kcal/g，與果糖的能量比值為1440，是一個大多數(shù)人可以接受的數(shù)值，由于其熱值低，所以可以作為糖尿病患者的甜味劑7。（1）菊糖可以降血脂實驗表明，菊粉可降低血漿（清）中甘油三酯和膽固醇水平，對于脂肪過多的人和患非依賴性糖尿病者也有此作用，但對正常人是否有這

27、種作用還需要進一步證明。目前多數(shù)認為菊糖與果寡糖具有降低血脂、血糖和改善能量代謝的作用。證據(jù)顯示，降脂的主要原因為菊糖抑制肝臟中脂肪酸和膽固醇的合成。肝臟是合成甘油三酯和膽固醇的主要器官，血漿（清）中VLDL、LDL、HDL能準確反映甘油三酯和膽固醇的體內(nèi)代謝狀況。菊糖能減少動物肝臟合成分泌VLDL，降低血漿中VLDL水平，使肝臟合成甘油三酯能力下降。這可能是通過丙酸抑制肝臟中脂肪合成酶的基因表達，從而降低酶活性，減少肝臟中甘油三酯合成。菊糖能降脂主要是由于肝臟合成甘油三酯和膽固醇能力的下降，其在腸內(nèi)被分解產(chǎn)生的丙酸在調(diào)節(jié)中可能起著重要作用7。（2）菊糖有益生素的作用在消化道上端不能被消化，以

28、完整的形式到達大腸，然后選擇性地吸收一種或幾種有益菌生長和活動，并抑制有害菌生長，從而有益于宿主健康的一類物質(zhì)被稱為是益生素。菊糖具有這種作用。它在大腸中發(fā)酵的過程實際是微生物分泌菊粉酶消化菊糖的過程。菊糖可顯著促進人大腸中雙歧桿菌、乳酸桿菌等生長，使梭菌、大腸桿菌、擬桿菌等數(shù)量減少。但也有研究表明，雙歧桿菌增殖程度主要與人大腸中初始雙歧桿菌數(shù)量有關(guān)，與菊糖用量相關(guān)不大。當人大腸中初始雙歧桿菌數(shù)量減少時，菊糖增殖效果明顯。當初始雙歧桿菌數(shù)量多時，菊糖增殖效果不明顯。要獲得長期增殖效果則需要長期維持一定的菊糖水平6。（3） 菊糖可以促進金屬離子的吸收和一般膳食纖維不同，菊糖攝入后可以促進鈣、鎂等

29、金屬離子的吸收。其機理為：菊糖能夠促進雙歧桿菌等的生長，其產(chǎn)生的短鏈脂肪酸降低了腸道內(nèi)部的pH值，增加了金屬離子溶解度并促進了被動擴散使更多金屬離子進入腸細胞。菊糖分解的產(chǎn)物短鏈脂肪酸也有利于金屬離子的吸收，其產(chǎn)物還可刺激結(jié)腸粘膜生長，從而增大吸收面積。攝入一定量的菊糖能促進礦質(zhì)元素尤其是磷酸鈣的吸收量，促進鈣在骨骼的吸收和沉淀，防治骨質(zhì)疏松。（4） 菊糖可以改善腸道環(huán)境雙歧桿菌是人體腸道內(nèi)典型的有益菌，對保持腸道內(nèi)菌群平衡和人體正常的代謝過程起著十分重要的作用。菊糖可以順利到達大腸被雙歧桿菌利用，產(chǎn)生的有機酸可使腸道pH下降，抑制沙門氏菌等腐敗菌的生長，改善腸道環(huán)境，減少腸道內(nèi)腐敗物質(zhì)的產(chǎn)生

30、。能改變大便性狀，對便秘、腹瀉均有明顯作用，而且能增強腸胃蠕動，提高腸胃功能，增加消化和食欲，提高機體免疫功能9。二、菊糖的提取菊芋的根可制菊糖（菊粉）及低聚糖。新鮮菊芋經(jīng)前處理粉碎后，加入1倍的水，加熱至80100，保持20min，進行壓濾或離心分離，濾液脫色，濃縮干燥后可制得菊粉。其生產(chǎn)工藝流程如下：鮮菊芋根洗凈脫皮切片或切絲熱水浸提脫鹽脫色過濾減壓濃縮噴霧干燥菊粉。低聚果糖前處理同菊粉生產(chǎn)工藝，先將菊芋清洗、切丁、熱處理，過濾后制得菊粉清液，再用菊粉酶完全水解菊粉，制得低聚果糖。其生產(chǎn)工藝流程為10：菊粉清液菊粉酶部分水解（或完全水解）滅酶脫色離交脫鹽濃縮調(diào)配低聚果糖。 三、菊糖在食品中

31、的應(yīng)用菊糖在許多國家與地區(qū)被認為是食品和營養(yǎng)的增補劑而廣泛運用于食品工業(yè)中。國外證明，菊糖攝入量在4070g/d時無不良反應(yīng)，比較保守的觀點也認為菊糖的攝入量在40gd都是安全的。在食品配料中菊糖可以和脂肪與巧克力替換使用以增加食品的粘性，提高其水結(jié)合能力，并使口感滑膩類似冰淇淋。所以菊糖可以作為冰淇淋和其他類似產(chǎn)品的脂肪替代品。菊糖所含的膳食纖維，使加入菊粉后的牛奶、酸奶和乳品飲料等低脂食物具有與全脂產(chǎn)品相同的口感與更高的營養(yǎng)價值和更佳的口味11。菊粉還可以用來制作仿制奶酪。在國外，菊粉已被成功地混合在仿制奶酪中以代替脂肪。國外有研究指出，其使用水平為3.44g100g奶酪，或每100g奶酪

32、中加入13.75g的25（ww）的膠體或水溶液。在此水平下，菊粉將直接替代63的總脂肪，而不會產(chǎn)生任何明顯的熔化特性的影響。由于力求使用方便和加工（溫度）控制上的原因，推薦增加使用熱（80）的菊粉溶液而不是冷的菊粉膠體。盡管菊粉的可溶性未受到影響，來自實際研究的證據(jù)卻顯示在較高濃度菊粉存在時，仿制奶酪的硬度在溫度上升到55時開始增加，這將會對產(chǎn)品有效性產(chǎn)生影響。但是，增加的硬度也可能會被增加的水分含量所抵消一部分12。由菊糖提取的菊糖糖漿具有一定的粘度，熱量低，可用于制造人造黃油、咖啡伴侶和沙拉醬等，從而減少熱量攝取，有利人體健康。在日本、歐美等國家把菊糖作為一種主要的功能性新糖源應(yīng)用于保健食

33、品、糖果、巧克力、乳制品冰淇淋系列產(chǎn)品和烘烤食品中，作為糖業(yè)生產(chǎn)的第三類糖源進行開發(fā)13。菊芋汁作為一種配料多以濃縮汁使用，其結(jié)合了菊糖的益生素作用與乳酸菌等益生菌作用，非常適合在飲料中使用。一般不會影響食品的感觀品質(zhì)，還可以使飲料味濃且適于飲用14。有時由于添加的菊糖量較大（10以上），導(dǎo)致菊糖甜味過高而不能用于低脂人造奶油及黃油等無糖產(chǎn)品中時，就需要采用純菊粉。經(jīng)過特殊工藝處理后所得的純菊粉，已被去除所有單、雙糖及大部分低聚糖，完全沒有甜味。只需普通菊粉的一半用量，就能達到一般油脂替代品的相同功效，且對酸水解的敏感度較低。由于其無甜味，可運用于干酪和涂抹食品中，也可作為纖維素運用于不含糖的

34、食品中。其高度的耐酸性，為在作料和其他含酸性較高的產(chǎn)品中的運用提供了可能1。四、展望菊糖作為一種新興的食品配料，具有安全無毒并能顯著改善食品風味品質(zhì)及促進人體健康的特點，在國外已由Suiker Unie公司與Orafti兩家公司開發(fā)生產(chǎn)。由于其來源為天然的洋姜，菊糖已經(jīng)被FDA批準進入美國市場，并且在日本、歐洲、美國、臺灣等地被認為是食品和營養(yǎng)的增補劑而非食品添加劑，廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)中，有些國家已將其標注在附件三 菊粉水溶性膳食纖維的營養(yǎng)功能原理一、菊粉：水溶性膳食纖維的物化特性： 從膳食纖維的化學組成來看,其分子鏈中各種單糖分子的結(jié)構(gòu)并無獨特之處,但由這些并不獨特的單糖分子結(jié)合起來的大分子

35、結(jié)構(gòu),卻賦予膳食纖維一些獨特的物化特性,從而直接影響膳食纖維的生理功能.1.高持水力膳食纖維化學結(jié)構(gòu)中含有很多親水基團,具有很強的持水力.不同品種膳食纖維其化學組成,結(jié)構(gòu)及物理特性不同,持水力也不同.膳食纖維的持水性可以增加人體排便的體積與速度,減輕直腸內(nèi)壓力,同時也減輕了泌尿系統(tǒng)的壓力,從而緩解了諸如膀胱炎,膀胱結(jié)石和腎結(jié)石這類泌尿系統(tǒng)疾病的癥狀,并能使毒物迅速排出體外.2.吸附作用膳食纖維分子表面帶有很多活性基團,可以吸附螯合膽固醇,膽汁酸以及腸道內(nèi)的有毒物質(zhì)(內(nèi)源性毒素),化學藥品和有毒醫(yī)藥品(外源性毒素)等有機化合物.膳食纖維的這種吸附整合的作用,與其生理功能密切相關(guān).其中研究最多的是

36、膳食纖維與膽汁酸的吸附作用,它被認為是膳食纖維降血脂功能的機理之一.腸腔內(nèi),膳食纖維與膽汁酸的作用可能是靜電力,氫鍵或者疏水鍵間的相互作用,其中氫鍵結(jié)合可能是主要的作用形式.3.對陽離子有結(jié)合和交換能力膳食纖維化學結(jié)構(gòu)中所包含的羧基,羥基和氨基等側(cè)鏈基團,可產(chǎn)生類似弱酸性陽離子交換樹脂的作用,可與陽離子,尤其是有機陽離子進行可逆的交換,從而影響消化道的pH,滲透壓及氧化還原電位等,并出現(xiàn)一個更緩沖的環(huán)境以利于消化吸收.4.無能量填充劑膳食纖維體積較大,遇水膨脹后體積更大,易引起飽腹感.同時,由于膳食纖維還會影響可利用碳水化合物等成分在腸內(nèi)的消化吸收,使人不易產(chǎn)生饑餓感.所以,膳食纖維對預(yù)防肥胖

37、癥十分有利.5.發(fā)酵作用膳食纖維雖不能被人體消化道內(nèi)的酶所降解,但卻能被大腸內(nèi)的微生物所發(fā)酵降解,產(chǎn)生乙酸,丙酸和丁酸等短鏈脂肪酸,使大腸內(nèi)pH降低,從而影響微生物菌群的生長和增殖,誘導(dǎo)產(chǎn)生大量的好氣有益菌,抑制厭氣腐敗菌.不同種類的膳食纖維降解的程度不同,果膠等水溶性纖維素幾乎可被完全酵解,纖維素等水不溶性纖維則不易為微生物所作用.同一來源的膳食纖維,顆粒小者較顆粒大者更易降解,而單獨攝入的膳食纖維較包含于食物基質(zhì)中的更易被降解.膳食纖維的發(fā)酵作用由于好氣菌群產(chǎn)生的致癌物質(zhì)較厭氣菌群少,即使產(chǎn)生也能很快隨膳食纖維排出體外,這是膳食纖維能預(yù)防結(jié)腸癌的一個重要原因.另外,由于菌落細胞是糞便的一個

38、重要組成部分,因此膳食纖維的發(fā)酵作用也會影響糞便的排泄量.6.溶解性與粘性膳食纖維的溶解性,粘性對其生理功能有重要影響,水溶性纖維更易被腸道內(nèi)的細菌所發(fā)酵,粘性纖維有利于延緩和降低消化道中其他食物成分的消化吸收.在胃腸道中,這些膳食纖維可使其中的內(nèi)容物粘度增加,增加非攪動層(unstirred layer)厚度,降低胃排空率,延緩和降低葡萄糖,膽汁酸和膽固醇等物質(zhì)的吸收.二、水溶性膳食纖維的的生理功能關(guān)于 膳食纖維的生理功能,美國Graham早在1839年和英國的Allinson在1889年就已提出,Allinson認為假如食物中完全不含膳食纖維或麩皮,不但易引起便秘,而且還會引起痔瘡,靜脈血

39、管曲張和迷走神經(jīng)痛等疾病.1923年Kellogg博士論述了小麥麩皮的醫(yī)療功能,可是這些早期的研究工作當時均未得到人們的重視.直到20世紀60年代,在大量的研究事實與流行病調(diào)查結(jié)果基礎(chǔ)上,膳食纖維的重要生理功能才為人們所了解,并逐漸得到公認,現(xiàn)在它已被列入繼蛋白質(zhì),碳水化合物,脂肪,維生素,礦物元素和水之后的第七營養(yǎng)素.(一)調(diào)整腸胃功能(整腸作用)膳食纖維能使食物在消化道內(nèi)的通過時間縮短,一般在大腸內(nèi)的滯留時間約占總時間的97%,食物纖維能使物料在大腸內(nèi)的移運速度縮短40%,并使腸內(nèi)菌群發(fā)生變化,增加有益菌,減少有害菌,從而預(yù)防便秘,靜脈瘤,痔瘡和大腸癌等,并預(yù)防其它合并癥狀.1.防止便秘膳

40、食纖維使食糜在腸內(nèi)通過的時間縮短,大腸內(nèi)容物(糞便)的量相對增加,有助于大腸的蠕動,增加排便次數(shù),此外,膳食纖維在腸腔中被細菌產(chǎn)生的酶所酵解,先分解成單糖而后又生成短鏈脂肪酸.短鏈脂肪酸被當作能量利用后在腸腔內(nèi)產(chǎn)生二氧化碳并使酸度增加,糞便量增加以及加速腸內(nèi)容物在結(jié)腸內(nèi)的轉(zhuǎn)移而使糞便易于排出,從而達到預(yù)防便秘的作用.2.改善腸內(nèi)菌群和輔助抑制腫瘤作用 膳食纖維能改善腸內(nèi)的菌群,使雙歧桿菌等有益菌活化,繁殖,并因而產(chǎn)生有機酸,使大腸內(nèi)酸性化,從而抑制腸內(nèi)有害菌的繁殖,并吸收掉有害菌所產(chǎn)生的二甲基聯(lián)氨等致癌物質(zhì).糞便中可能會有種或多種致癌物,由于膳食纖維能促使它們隨糞便一起排出,縮短了糞便在腸道內(nèi)

41、的停留時間,減少了致癌物與腸壁的接觸,并降低致癌物的濃度.此外,膳食纖維尚能清除腸道內(nèi)的膽汁酸,從而減少癌變的危險性.已知膳食纖維能顯著降低大腸癌,結(jié)腸癌,乳腺癌,胃癌,食管癌等癌癥的發(fā)生.3.緩和由有害物質(zhì)所導(dǎo)致的中毒和腹瀉 當腸內(nèi)有中毒菌和其所產(chǎn)生的各種有毒物質(zhì)時,小腸腔內(nèi)的移動速度亢進,營養(yǎng)成分的消化,吸收降低,并引起食物中毒性腹瀉.而當有膳食纖維存在時可緩和中毒程度,延緩在小腸內(nèi)的通過時間,提高消化道酶的活性和對營養(yǎng)成分正常的消化吸收.4.膳食纖維在消化道中可防止小的糞石形成,減少此類物質(zhì)在闌尾內(nèi)的蓄積,從而減少細菌侵襲闌尾的機會,避免闌尾炎的發(fā)生. (二)調(diào)節(jié)血糖值 膳食纖維中的可溶性纖維,能抑制餐后血糖值的上升,其原因是延緩和抑制對糖類的消化吸收,并改善末梢組織對胰島素的感受性,降低對胰島素的要求.水溶性膳食纖維隨著凝膠的形成,阻止了糖類的擴散,推遲了在腸內(nèi)的吸收,因而抑制了糖類吸收后血糖的上升和血胰島素升高的反應(yīng).此外,膳食纖維能改變消化道激素的分泌,如胰汁的分泌減少,從而抑制了糖類的消化吸收,并減少小腸內(nèi)糖類與腸壁的接觸,從而延遲血糖值的上升