功能性低聚糖及其市場前景

功效性低聚糖產(chǎn)業(yè)發(fā)展及市場應(yīng)用低聚糖是指由2～10個單糖構(gòu)成的糖類，由于其聚合度低，因此稱作低聚糖。而功效性低聚糖，指的是不為人體酶解，在小腸中不被吸取的低聚糖，即不消化性的低聚糖。但低聚糖，進入大腸后，能增進體內(nèi)雙歧桿菌的增殖，即普通所說的雙歧因子。1999年國家公布的“功效性低聚糖通用技術(shù)規(guī)則行業(yè)原則”中，規(guī)定的功效性低聚糖定義為：(1)功效性低聚糖是由2～10個相似或不同的單糖，以糖苷鍵聚合而成。(2)含有糖類某些共同的特性，可直接替代糖料，作為甜食品配料，但不被人體胃酸、胃酶降解。不在小腸吸取，可達成大腸部位。(3)含有增進人體雙歧桿菌的增殖等生理功效。功效性低聚糖在自然界廣泛存在，和人類食物有關(guān)的如：香蕉、大麥、洋蔥、洋姜中含有低聚果糖；竹筍中含有低聚木糖；大豆中含有水蘇糖和棉籽糖；淀粉糖化液中含有低聚異麥芽糖?，F(xiàn)在，市場上出現(xiàn)的重要功效性低聚糖有：低聚木糖、低聚果糖、低聚異麥芽糖、低聚半乳糖等。一、低聚糖的功效1、增進雙歧桿菌生長，調(diào)節(jié)腸道菌群平衡普通大腸中因缺少大腸細菌可運用的碳源，一旦有碳水化合物進入就會對腸道菌群代謝產(chǎn)生重要影響。大腸菌群運用低聚糖的能力是不同的，體外實驗成果表明：雙歧桿菌對多個低聚糖幾乎都能夠加以運用，而某些有害細菌對大多數(shù)益生元幾乎都不能運用或很難運用。2、增進鈣吸取作用歐州Orafti經(jīng)數(shù)年研究證明,功效性低聚糖不僅能增進鈣吸取,并且能提高骨密度，減輕骨質(zhì)疏松的危險。早川幸男的《低聚糖新知識》中提到，服用2%低聚木糖水溶液后來，大鼠的鈣吸取能夠提高23%，而鈣的運用率能夠提高21%。3、提高免疫力有助于人體腸內(nèi)雙歧桿菌的增加,同時可克制腸內(nèi)有害菌及腐敗物質(zhì)的形成,增加體內(nèi)維生素的量,提高機體免疫力。4、避免齲齒高純度低聚糖不被造成齲齒的鏈球菌運用，不被口腔酶液分解，因而能避免齲齒。5、難消化性糖類低聚糖是一種難消化性糖類,不被人體消化酶系分解,有一定甜度,人體攝入后基本上不增加血糖、血脂。進入大腸后,在結(jié)腸部位被雙歧桿菌運用,而不能被有害菌運用,稱作雙歧因子,可廣泛使用于各類食品作為功效性食品配料。二、現(xiàn)在市場重要功效糖介紹1、基本信息項目低聚木糖低聚果糖低聚異麥芽糖低聚半乳糖簡寫XOSFOSIMOGOS批文新資源食品食品添加劑、營養(yǎng)強化劑擬新資源食品新資源食品、營養(yǎng)強化劑原料樺木、玉米芯、秸稈等菊芋、菊苣、蔗糖淀粉乳糖生產(chǎn)辦法酶法轉(zhuǎn)化酶法轉(zhuǎn)化酶法轉(zhuǎn)化酶法轉(zhuǎn)化單體木糖果糖、蔗糖葡萄糖葡萄糖、半乳糖連接鍵β-1,4β-1,2α-1,6β-1,6重要成分木二糖,木三糖,木四糖蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖潘糖、異麥芽三糖、異麥芽四糖半乳糖基乳糖、半乳糖基半乳糖、半乳糖基葡萄糖甜度40-50%30%-60%42%-52%20%-40%甜味性質(zhì)甜爽，略有特殊氣味較蔗糖稍遜甜厚甜爽粘度低于低聚異麥芽糖高于蔗糖，低于低聚半乳糖與蔗糖相近最高熱量幾乎為零1.5Kcal/g—1.7Kcal/g著色性易著色較蔗糖稍遜易著色不易著色注：甜度以20℃條件下的蔗糖甜度作為100%；“—”從表中能夠看出，低聚木糖是唯一以五碳糖為單位的功效性低聚糖，其也是人體難消化性糖，其在機體內(nèi)產(chǎn)生熱量值極低，不會影響血糖濃度。低聚半乳糖的構(gòu)成單元為葡萄糖和半乳糖，低聚果糖的構(gòu)成單元為果糖和蔗糖，低聚異麥芽糖的構(gòu)成單元為葡萄糖。另外，其粘度排序為：低聚半乳糖>低聚果糖>低聚異麥芽糖>低聚木糖；熱量排序為：低聚半乳糖>低聚果糖>低聚木糖。2、攝入量介紹項目低聚木糖低聚果糖低聚異麥芽糖低聚半乳糖有效攝入量0.7-1.4g5-10g15-20g8-1不腹瀉最大攝入量7.5g18g90g18g/d最小有效劑量0.7g3g10g2-3g/d從表中能夠看出：低聚木糖是有效攝入量最少的益生元物質(zhì)，有報道顯示，人體持續(xù)三周攝入低聚木糖0.7g/d，雙歧桿菌的比例由8.5%提高到20.2%；如果換用其它的低聚糖類要達成這一效果，低聚果糖需日攝取8g，低聚異麥芽糖需日攝取15g。Suntory公司研究發(fā)現(xiàn)，每天服用0.7g低聚木糖可使腸內(nèi)雙歧桿菌有效增殖，增加糞便含水量，甚至每天服用量低至0.4g亦有效果；根據(jù)山東龍力公司在上海六家醫(yī)院做的臨床研究表明，每天服用低聚木糖1.4克兩周，對于便秘患者的有效率能夠達成88%；每天服用低聚木糖0.7克兩周，對于腹瀉患者的有效率能夠達成92%。普通狀況下，低聚果糖之有效量為3g，低聚半乳糖為2-3g，低聚異麥芽糖為10g。3、酸熱穩(wěn)定性介紹種類酸熱穩(wěn)定性低聚木糖pH=2.5-8，125℃，1hpH3-4室溫儲存3年，保存率達97%低聚果糖當(dāng)pH5-7時，穩(wěn)定，150℃也不分解pH<4時，熱穩(wěn)定性大幅下降低聚異麥芽糖pH=4-6,80℃低聚半乳糖耐熱：180℃，濃度耐酸：20-120℃，PH3現(xiàn)在，為了保障產(chǎn)品的有效保質(zhì)期，各類食品的加工都避免不了滅菌的過程，而現(xiàn)階段在食品飲料領(lǐng)域，其滅菌過程多采用加熱滅菌的辦法；而在人類的食物生產(chǎn)中，其焙烤食品占有一定的比例。因此，在這些加工過程中對于所添加的其它輔料或添加劑就有著對應(yīng)的耐熱性規(guī)定。另外，酸性飲料是市場飲料的一大部分，多個輔料因子添加其中，必須要保障它的完整性。由表中能夠看出，低聚木糖的酸穩(wěn)定性范疇最廣，其儲存穩(wěn)定性也相稱好。而低聚果糖和低聚異麥芽糖在其酸性介質(zhì)中，穩(wěn)定性大幅下降。因此，低聚木糖在使用時并不需要緊張低聚木糖加工或貯藏過程中可能造成有效成分的分解現(xiàn)象，使用起來十分方便，并且能夠廣泛用于多個食品體系中。4

、人體消化酶降解率介紹功效性低聚糖的重要功效在于其對結(jié)腸菌群的調(diào)節(jié)作用，通過對結(jié)腸有益菌群，特別是雙歧桿菌的選擇性刺激增殖或激活代謝功效作用，從而起到增強機體健康的作用。作為結(jié)腸性功效因子，決定性條件在于其在胃腸道上部既不被水解，又不能被宿主吸取。由上圖可知：低聚木糖的人體消化酶降解率在0.4%下列，而低聚果糖，低聚異麥芽糖超出了10%,是其低聚木糖的30倍左右。低聚木糖與其它功效性低聚糖相比較，有著結(jié)腸達成率高的優(yōu)勢。三、典型功效性低聚糖生產(chǎn)及工藝發(fā)展1、低聚木糖低聚木糖重要是以尚有木聚糖的玉米芯、樺木、農(nóng)作物秸稈為重要原料，運用內(nèi)切性高溫酶糖化以及膜集成分離提純技術(shù)進行產(chǎn)業(yè)化的，隨著酶工業(yè)及膜工業(yè)的發(fā)展，低聚木糖的生產(chǎn)工藝不停的革新。其最初于1989年在日本Suntory公司實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。我國在"九五"期間立項開展對低聚木糖工業(yè)化生產(chǎn)研究。山東龍力生物科技股份有限公司與中國農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)合研制開發(fā)低聚木糖的工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)，在國內(nèi)獨家采用直接蒸汽高壓瞬時汽爆裂解預(yù)解決技術(shù)，提高了木聚糖溶出率和木聚糖酶使用效率，避免了酸降解帶來的高單糖和高腐蝕問題；采用膜集成技術(shù)有效提高了產(chǎn)品總回收率，實現(xiàn)了水資源的綜合運用，減少了給排水量，有助于產(chǎn)品附加值和減少污水解決負(fù)擔(dān)；回收蒸發(fā)冷凝水用于調(diào)漿工序，節(jié)省了工藝用水；所用高活性鏈霉菌sp.E-86菌株從根本上解決了我國“八五”、“九五”課題研究中所用菌株活力不高，不適合工業(yè)化生產(chǎn)的問題。其技術(shù)申請了國內(nèi)和韓國國際專利并授權(quán)，專利號：01131171.1和10-0653748，該技術(shù)項目于4月通過教育部組織的國家科技成果鑒定，彌補了國內(nèi)空白。，被衛(wèi)生部同意為新資源食品。同期，江蘇康維生物有限公司與南京林業(yè)大學(xué)聯(lián)合開發(fā)飼料級低聚木糖，于7月獲得國家農(nóng)業(yè)部頒發(fā)的飼料和飼料添加劑新產(chǎn)品證書。，龍力低聚木糖再度獲得國家農(nóng)業(yè)部頒發(fā)的飼料和飼料添加劑新產(chǎn)品證書，，低聚木糖被國家公眾營養(yǎng)與發(fā)展中心同意推薦為“營養(yǎng)健康倡導(dǎo)產(chǎn)品。隨著公眾對營養(yǎng)健康和功效性聚合糖的關(guān)注，以及低聚木糖工業(yè)技術(shù)的不停革新和市場需求的不停擴大，其生產(chǎn)公司在國內(nèi)發(fā)展到6家左右。為了規(guī)范行業(yè)發(fā)展，引導(dǎo)有序競爭，中國輕工業(yè)聯(lián)合會以中輕聯(lián)綜［］119號文"有關(guān)印發(fā)《輕工業(yè)制訂、修訂國標(biāo)、待業(yè)原則項目計劃》的告知"中，低聚木糖被列為行業(yè)原則制訂計劃。由山東龍力生物科技股份有限公司為主起草單位，在參考了日本suntory公司公司原則和我國其它低聚糖行業(yè)原則的基礎(chǔ)上，形成了低聚木糖行業(yè)原則QBT2984-，于由國家發(fā)展和改革委員會公布實施。，由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所聯(lián)合山東龍力生物科技股份有限公司及其它有關(guān)單位起草的飼料添加劑低聚木糖國標(biāo)GBT23747-公布實施。低聚木糖重要生產(chǎn)公司有日本三得利公司、山東龍力生物科技股份有限公司、山東豐原中科生態(tài)有限公司、江蘇康維有限公司等?？偰戤a(chǎn)量5000余噸，據(jù)統(tǒng)計，低聚木糖的市場容量在1.5萬噸左右。隨著工藝的不停革新，市場上的低聚木糖出現(xiàn)了不同規(guī)格的產(chǎn)品。重要涉及：95%低聚木糖粉劑、70%低聚木糖粉劑、35%低聚木糖粉劑、20%低聚木糖粉劑、95%低聚木糖糖漿、70%低聚木糖糖漿。日本三得利的產(chǎn)品規(guī)格和山東龍力生物科技股份有限公司產(chǎn)品規(guī)格相稱，但是豐源中科產(chǎn)品以70%和35%的為主，江蘇康維的產(chǎn)品以飼料級低聚木糖為主。2、低聚果糖低聚果糖的生產(chǎn)原料重要以蔗糖和菊粉為主，兩種原料生產(chǎn)的低聚果糖的重要成分存在這一定的差別。其中，以蔗糖為原料的低聚果糖以蔗果低聚糖為主，以菊粉為重要原料的低聚果糖以果果低聚糖為主。其雜糖（蔗糖、果糖）可通過色譜分離獲取高純度產(chǎn)品。其中以蔗糖問重要原料生產(chǎn)低聚果糖的國際公司有：日本明治制果(MeijiSeikaKaisha)是日本生產(chǎn)低聚果糖的最大公司,產(chǎn)品的商品名為“Meioligo”，，其市場占有量達成3000噸。Meiji還與法國的BesninSac合資生產(chǎn)低聚果糖,商品名為“Ac-tilight”。另外,CheilFoodsandChemicals(韓國)公司。以菊粉為重要原料進行生產(chǎn)低聚果糖的重要國際公司有ORAFTI公司的菊粉產(chǎn)品為“Rafliline”,是含有>50個果糖基的多聚糖。比利時的Cosucra公司也生產(chǎn)類似產(chǎn)品,商品名為“Fibruline”。在我國，80年代初含低聚果糖的食品開始投放市場。現(xiàn)在，國內(nèi)低聚果糖生產(chǎn)公司約8家，總產(chǎn)能1.5萬噸左右。其中，廣東江門量子高科生物有限公司是現(xiàn)在國內(nèi)低聚果糖產(chǎn)能最大的公司，其年生產(chǎn)能力達成1萬噸，其FOS市場份額占到約67%；云南天元健康食品有限責(zé)任公司年產(chǎn)能3000噸；張家港梁豐1000噸。3、低聚異麥芽糖低聚異麥芽糖是以淀粉為原料生產(chǎn)的。低聚異麥芽糖是α-D-葡萄糖基以α-(1→6)糖苷鍵結(jié)合,是雙歧桿菌的增殖因子。在低聚異麥芽糖的混合物中含有以葡萄糖基α-(1→6)糖苷鍵結(jié)合的低聚糖,又含葡萄基以α-(1→4)糖苷鍵結(jié)合的低聚糖,如潘糖。低聚異麥芽糖的酶法合成反映分兩步,第一步是由α-淀粉酶將淀粉液化,第二步由β-淀粉酶將酶化的淀粉水解成麥芽糖,再以α-葡萄苷酶將其轉(zhuǎn)化成低聚異麥芽糖。在日本，低聚異麥芽糖是其全部低聚糖中產(chǎn)銷量最大的品種，產(chǎn)量超出1萬噸；在我國，低聚異麥芽糖也是產(chǎn)銷量最大的品種，其產(chǎn)能達成5萬噸以上，代表公司是山東保齡寶生物技術(shù)股份有限公司，該公司低聚異麥芽糖年和年實際銷量分別為2.7萬噸和3.2萬噸，市場占有率近70%。4、低聚半乳糖現(xiàn)在世界上重要生產(chǎn)公司有日本的YaKnitHosha、Nissin制糖公司、SnowBrand奶制品公司。其是以高濃度乳糖做底物,在含有半乳糖基轉(zhuǎn)移活性的半乳糖苷酶的作用下,首先將乳糖水解成半乳糖和葡萄糖,然后再將半乳糖轉(zhuǎn)移到乳糖基上,制得的低聚半乳糖是在乳糖中的半乳糖基一側(cè)結(jié)合1-4個分子的半乳糖的混合物。四、功效性低聚糖的市場發(fā)展功效性低聚糖作為新生理活性物質(zhì),在疾病診療與防治、營養(yǎng)與保鍵、植物生長及抗病、畜牧養(yǎng)殖等方面的應(yīng)用倍受關(guān)注,在國際上已經(jīng)成為一種運用基因工程、蛋白質(zhì)工程、糖工程等當(dāng)代生物技術(shù)手段,并涉及醫(yī)學(xué)、化學(xué)、工程等學(xué)科，應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、飲料、飼料、農(nóng)業(yè)各領(lǐng)域的重要產(chǎn)業(yè)。根據(jù)多個功效性低聚糖的性質(zhì)不同，每種低聚糖有著其特殊的應(yīng)用領(lǐng)用。例如：低聚木糖為例，依賴于其廣泛的pH值，其應(yīng)用領(lǐng)域非常的廣泛，其特殊的應(yīng)用領(lǐng)域在于那些偏酸性的產(chǎn)品?，F(xiàn)在，市場上存在這類產(chǎn)品有：龍力牌低聚木糖營養(yǎng)醋、頤年養(yǎng)生醋等。低聚果糖（以菊芋為原料）和低聚半乳糖已經(jīng)審批為營養(yǎng)強化劑，其能夠在多個嬰幼兒食品中添加。據(jù)悉，低聚木糖營養(yǎng)強化劑（嬰幼兒食品中應(yīng)用）的申報材料也已經(jīng)上報衛(wèi)生部。另外，飼料行業(yè)中現(xiàn)在以低聚木糖為主，低聚果糖也有少量的添加。功效性低聚糖下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是其市場發(fā)展的強大動力1、保健品市場的發(fā)展20世紀(jì)90年代以來，全球居民的健康消費逐年攀升，對營養(yǎng)保健品的需求十分旺盛。保健食品的銷售額每年以13%的速度增加。保健品行業(yè)總產(chǎn)值達成1000億元左右。1～8月份，我國保健品累計進出口額達1.3億美元，同比上升7%。其中，出口額5536萬美元，同比增加了2.5%；進口額7718萬美元，同比增加了10.5%。其重要出口地區(qū)仍是日本和美國，占出口的61%左右，其中美國對我國保健品進口增加較快；中國經(jīng)濟增加的速度超越了世界上全部國家，但中國消費者平均用于保健品方面的耗費，只占其總支出的0.07%，而歐美國家消費者平均用于保健品方面的耗費，占其總支出的25%，相差甚遠，這充足闡明中國保健食品市場的發(fā)展?jié)摿薮蟆Ｖ袊?jīng)濟高速發(fā)展，百姓生活日益富裕，中國將緊隨世界性保健需求強勢增加的步伐，使保健品行業(yè)充滿商機和誘惑。截至，我國審批保健食品9613個，保健食品生產(chǎn)公司1600余家，中國將來保健產(chǎn)業(yè)年銷售將達成7000～8000億，成為綠色GDP產(chǎn)業(yè)。現(xiàn)在全球有70%的成人處在亞健康狀態(tài)，這為保健產(chǎn)品提供了很大的商業(yè)空間。現(xiàn)在，市場上流通的添加功效性低聚糖的產(chǎn)品種類有：潤腸通便類、排毒養(yǎng)顏類、增進微量元素吸取類、減肥類、提高免疫力類等產(chǎn)品，這類產(chǎn)品占保健食品的40%左右。2、乳品市場的發(fā)展是乳制品公司進行市場擴張的重要一年。“三鹿”嬰幼兒配方奶粉事件打破了乳制品行業(yè)原有的市場格局。各大乳制品公司在扎實發(fā)展基礎(chǔ)，加強質(zhì)量建設(shè)的同時，主動拓展市場，努力提高市場份額。例如，伊利嬰幼兒奶粉和成人奶粉的市場份額分別上升至13%和21%，獲得了不俗的業(yè)績；光明乳業(yè)、蒙牛乳業(yè)、南山集團等國內(nèi)大型乳制品公司也實現(xiàn)了高增加、高收入的經(jīng)營目的。，我國奶類產(chǎn)品生產(chǎn)量達4000萬噸，收入1456.76億元。在將來五年內(nèi),隨著人均收入的增加,人們對牛奶的消費需求也會增加,全球乳品的需求將增加3%。像中國和印度這樣的發(fā)展中國家有重要的發(fā)展?jié)摿?將會占全球牛奶消費增加量的50%。歐盟、新西蘭、美國的乳品出口占全球乳品出口市場的三分之二。將功效性低聚糖添加至乳品中，能夠賦予產(chǎn)品調(diào)節(jié)腸道菌群構(gòu)造及平衡、選擇性增殖雙歧桿菌，進而防止便秘、腹瀉，提交機體免疫力，緩和乳糖不耐等特性，從而增加產(chǎn)品的賣點。3、飼料行業(yè)的發(fā)展我國飼料工業(yè)已發(fā)展成為我國工業(yè)體系中重要的支柱產(chǎn)業(yè)之一,已躍居世界第二大生產(chǎn)大國。隨著全球畜牧養(yǎng)殖技術(shù)的不停提高，受市場發(fā)展需求的拉動，-我國飼料行業(yè)將獲得長足發(fā)展。到，世界營養(yǎng)不良的人口將削減二分之一，其間，肉制品將會以每年2％的速度增加，特別是加緊豬肉和禽肉增加。這將增進世界添加劑，特別是蛋氨酸和賴氨酸需求量的增加。預(yù)計飼料需求量21723萬噸，其中豬飼料8549萬噸，占39.35％；肉禽飼料1195萬噸，占5.50％；蛋禽飼料5203萬噸，占23.95％；反芻動物飼料1671萬噸，占7.69％；奶類消耗1566萬噸