我国功能性低聚糖市场步入快速发展时期
http://www.cction.com 2013-01-06 09:47 中企顾问网
本文导读：在我国，由于功能糖行业的技术飞速进步，收率和质量明显提高，物料消耗下降，企业集约化规模化经营，功能性低聚糖产品成本大幅下降，其市场逐步扩大，成为功能性食品重要的添加剂，特别是在乳品业、保健品业、饮料业、无糖功能食品业等。
功能性低聚糖首先由日本传入我国，近年来在国家大力扶持和推广下，其被列入了国家轻工行业标准QB/T2492-2000。其中的许多产品被国家公众营养与发展中心推荐为“营养健康倡导产品”。中企顾问网发布的《2012-2016年中国低聚糖投资分析与发展趋势研究报告》内容显示：中国目前功能性低聚糖的产能约12万吨，实际产能只有7万吨左右，国内市场需求量在6万吨左右，世界需求量却高达135万吨。国内市场上的功能性聚合糖主要以低聚木糖、低聚果糖、低聚异麦芽糖为主，占到低聚糖市场份额的70%左右。近几年来，无论国际还是国内食品市场，功能性低聚糖作为食品添加剂的重要组成部分，它的应用日益广泛。随着功能食品、功能饮料、功能乳品的快速发展，功能性低聚糖的市场容量也在急剧扩张。同时功能性低聚糖还应用于保健食品、医药、饲料等方面。以日本为例，目前日本年需求低聚糖10万多吨，其功能食品所占的比例达到普通食品的30%甚至以上。在我国，由于功能糖行业的技术飞速进步，收率和质量明显提高，物料消耗下降，企业集约化规模化经营，功能性低聚糖产品成本大幅下降，其市场逐步扩大，成为功能性食品重要的添加剂，特别是在乳品业、保健品业、饮料业、无糖功能食品业等。加之消费者生活水平的提高和对功能性低聚糖的认识，近三年内，作为国内市场主要产品的低聚木糖、低聚果糖、低聚异麦芽糖将以30%的速率逐年增长，市场前景极为广阔。
1、不同的低聚糖具有不同的理化特性
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。将低聚果糖、低聚半乳糖和常用的低聚木糖、低聚异麦芽糖的差异总结如下。
1)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a -1,2-糖普键与1-3个分子的果糖结合而成的低聚糖，主要是由蔗果三糖(1-kestose，简称GFZ)、蔗果四糖(nystose，简称GF3)和蔗果五糖(1-F- (3 -fructofranosyl nystose，简称GF4)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。
2)低聚半乳糖(GOS)
低聚半乳糖是含有半乳糖的低聚糖，是Glu- a-1,4( (3 -Gal-1,6)n形式的低聚糖，是以乳糖浆为原料，利用a一半乳糖普酶的转半乳糖基活性转化而来的。GOS作为食品配料成分的特点:GOS微甜，其甜度仅有蔗糖30%-60% o GOS在储存过程中性质稳定，在1600C和pH7条件下处理l Omin不被降解，在120℃和pH 3条件下处理10min以及在100℃和pH2条件下处理10min也不被降解。GOS在日本已经被广泛地被用作甜味剂、食品原料、糖的替代品。同时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。
3)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、低孙度和低膨胀性。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。通常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，葡萄糖转普酶的葡萄糖转普反应再将其转化成IMO的混合物。低聚异麦芽糖被认为是性价比较好的益生元。据估计，低聚异麦芽糖的世界总产量已超过巧万吨。在日本，低聚异麦芽糖是其所有低聚糖中产销量最大的品种，产量超过1万吨;在我国，低聚异麦芽糖也是产销量最大的品种，其产能达到5万吨以上，代表企业是山东保龄宝，该公司低聚异麦芽糖市场占有率近70%.
4)低聚木糖
低聚木糖是由2一7个木糖聚合而成，是由玉米芯、甘蔗渣、棉子壳等富含木聚糖(半纤维素之一种)的植物原料，用高压热爆、热膨以及辐射或用碱液处理后，将木聚糖抽提出，再用黑曲霉、清霉、木霉等不含木糖酶的微生物酶(木聚糖酶)水解而得到的含各种低聚木糖的混合物，再经活性炭脱色，离交除杂后浓缩或干燥而成。低聚木糖分子是木糖分子间以β-1，4键相连的低聚糖，它主要的组成有木二糖、木三糖和木四糖。低聚木糖区别于其他低聚糖具有四大特性:1)高选择性增殖双歧杆菌;2)很难为人体消化酶系统所分解;3)酸、热稳定性好;4)有效摄入量少等，适合于与所有食品、保健品、医药等产品配伍。在我国，山东龙力生物科技股份有限公司是低聚木糖最大的生产厂家，统计显示，2009年低聚木糖全球市场容量约在1.5万吨左右，且增长速度较快，而全球低聚木糖产能仅为5000余吨，市场缺口很大。
2、低聚果糖市场规模有望快速增长
低聚果糖具有重要的生理作用
低聚果糖是蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖及其混合物的总称，是一种优良的水溶性膳食纤维。低聚果糖完全符合膳食纤维定义:1.分子间始终以卜糖普键相连，不被人体的消化液消化;2、低聚果糖几乎不被人体小肠吸收;3、低聚果糖具有多种生理功能，包括润肠通便、调节控制血糖浓度、降血脂。
低聚果糖被广泛认为是无糖型、低热值、高纤维食品配料。体内测量的低聚果糖热值仅为 2.276kJ/g，热值极低。低聚果糖的水分活性与蔗糖相当，同时，低聚果糖具有良好的溶解性、非着色性、赋形性、耐碱性、杭老化性等优点由于低聚果糖的独特的理化性质，决定了其具有优越的生理功能。经各国学者专家多年来对低聚果糖的深入研究，以及对动物和人体的大量实验证实，低聚果糖对改善肠道功能、防治便秘和腹泻、降低血脂、提高人体免疫力等功效显著。
我国低聚果糖的生产以蔗糖为主要原料
天然低聚果糖在自然界中广泛存在，如马铃蓦、洋葱、大蒜、津鲜、小麦、大麦、黑麦和香蕉等植物或水果中含量都较高，而菊粉中的低聚果糖的含量最高，约占92%。但用工艺提取天然低聚果糖较为困难，且难以批量生产，目前商品低聚果糖主要是利用生物酶工程技术生产。美国IFT(美国食品科技学会)和日本医学院等研究机构应用现代科学研究手段反复测试认为，以果糖基转酶转化而成的低聚果糖分子结构和保健功能，与天然存在于果蔬等植物中的完全相同。
低聚果糖最早由日本明治制糖研制成功并工业化生产，按使用原料不同，可分为二大类，即菊芋法和蔗糖酶法，相对应的工艺方法是:
1)用菊芋作原料水浸提取菊粉，经酶解生产低聚果糖(菊首浸提法)。此法的关键在于菊粉酶的提取。目前国外研究较多的是酵母、黑曲霉及少数几种细菌，而国内研究较多的是青酶、黑曲霉和枯草芽袍杆菌。菊首浸提法生产低聚果糖，具有着多方面优势:菊糖来源丰富，价格便宜，且可以干法保存，便于全年生产;产物中单糖、双糖含量低，后处理容易进行;菊芋生产条件粗放，耐贫，易管理，产量高，可充分利用薄地大规模种植，节省宝贵的土地资源。此外，该方法工艺简单、转化率高、副产物少。目前，法国Leroux、比利时RT公司的子公司Orafii都是用部分水解菊芋的菊粉而得。而我国较少采用此种方法。
2)用蔗糖作原料酶法生产低聚果糖(蔗糖酶法)。此法一般在菊首资源较少的地区主要采用的方法。如目前全球低聚果糖的生产大户之一法国和日本合资的BMI公司即是采用此法;国内企业如公司产品、“天原甘露”“奥立高”、“维尔康”“维德力”及“富力得”等，也都是采用此法。用这种方法生产低聚果糖的缺点是:其反应副产物一一葡萄糖是酶的抑制剂，反应进行不彻底，混台物中含有大量葡萄糖和蔗糖，低聚果糖只占总量的55% -60%，工艺复杂、生产成本高等。
按照酶是否固定化，酶法又可分为间歇式生产和连续式生产两种方法。间歇式生产，是直接将a一果糖转移酶或a一吠喃果糖普酶加入50%一60%蔗糖溶液中，在一定温度和pH下催化产生低聚果糖。其特点是工艺设备简单，但酶无法重复利用，自动化程度低，产量也较低，因而生产成本较高。连续式生产是目前国际上开发较多的固定化酶法。该法因固定化酶具有很好的操作稳成性，能反复，利用率高，可实现生产工艺连续化、自动化，生方成本降低，应用前景广阔。
1、不同的低聚糖具有不同的理化特性
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。将低聚果糖、低聚半乳糖和常用的低聚木糖、低聚异麦芽糖的差异总结如下。
1)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a -1,2-糖普键与1-3个分子的果糖结合而成的低聚糖，主要是由蔗果三糖(1-kestose，简称GFZ)、蔗果四糖(nystose，简称GF3)和蔗果五糖(1-F- (3 -fructofranosyl nystose，简称GF4)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。
2)低聚半乳糖(GOS)
低聚半乳糖是含有半乳糖的低聚糖，是Glu- a-1,4( (3 -Gal-1,6)n形式的低聚糖，是以乳糖浆为原料，利用a一半乳糖普酶的转半乳糖基活性转化而来的。GOS作为食品配料成分的特点:GOS微甜，其甜度仅有蔗糖30%-60% o GOS在储存过程中性质稳定，在1600C和pH7条件下处理l Omin不被降解，在120℃和pH 3条件下处理10min以及在100℃和pH2条件下处理10min也不被降解。GOS在日本已经被广泛地被用作甜味剂、食品原料、糖的替代品。同时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。
3)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、低孙度和低膨胀性。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。通常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，葡萄糖转普酶的葡萄糖转普反应再将其转化成IMO的混合物。低聚异麦芽糖被认为是性价比较好的益生元。据估计，低聚异麦芽糖的世界总产量已超过巧万吨。在日本，低聚异麦芽糖是其所有低聚糖中产销量最大的品种，产量超过1万吨;在我国，低聚异麦芽糖也是产销量最大的品种，其产能达到5万吨以上，代表企业是山东保龄宝，该公司低聚异麦芽糖市场占有率近70%.
4)低聚木糖
低聚木糖是由2一7个木糖聚合而成，是由玉米芯、甘蔗渣、棉子壳等富含木聚糖(半纤维素之一种)的植物原料，用高压热爆、热膨以及辐射或用碱液处理后，将木聚糖抽提出，再用黑曲霉、清霉、木霉等不含木糖酶的微生物酶(木聚糖酶)水解而得到的含各种低聚木糖的混合物，再经活性炭脱色，离交除杂后浓缩或干燥而成。低聚木糖分子是木糖分子间以β-1，4键相连的低聚糖，它主要的组成有木二糖、木三糖和木四糖。低聚木糖区别于其他低聚糖具有四大特性:1)高选择性增殖双歧杆菌;2)很难为人体消化酶系统所分解;3)酸、热稳定性好;4)有效摄入量少等，适合于与所有食品、保健品、医药等产品配伍。在我国，山东龙力生物科技股份有限公司是低聚木糖最大的生产厂家，统计显示，2009年低聚木糖全球市场容量约在1.5万吨左右，且增长速度较快，而全球低聚木糖产能仅为5000余吨，市场缺口很大。
2、低聚果糖市场规模有望快速增长
低聚果糖具有重要的生理作用
低聚果糖是蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖及其混合物的总称，是一种优良的水溶性膳食纤维。低聚果糖完全符合膳食纤维定义:1.分子间始终以卜糖普键相连，不被人体的消化液消化;2、低聚果糖几乎不被人体小肠吸收;3、低聚果糖具有多种生理功能，包括润肠通便、调节控制血糖浓度、降血脂。
低聚果糖被广泛认为是无糖型、低热值、高纤维食品配料。体内测量的低聚果糖热值仅为 2.276kJ/g，热值极低。低聚果糖的水分活性与蔗糖相当，同时，低聚果糖具有良好的溶解性、非着色性、赋形性、耐碱性、杭老化性等优点由于低聚果糖的独特的理化性质，决定了其具有优越的生理功能。经各国学者专家多年来对低聚果糖的深入研究，以及对动物和人体的大量实验证实，低聚果糖对改善肠道功能、防治便秘和腹泻、降低血脂、提高人体免疫力等功效显著。
我国低聚果糖的生产以蔗糖为主要原料
天然低聚果糖在自然界中广泛存在，如马铃蓦、洋葱、大蒜、津鲜、小麦、大麦、黑麦和香蕉等植物或水果中含量都较高，而菊粉中的低聚果糖的含量最高，约占92%。但用工艺提取天然低聚果糖较为困难，且难以批量生产，目前商品低聚果糖主要是利用生物酶工程技术生产。美国IFT(美国食品科技学会)和日本医学院等研究机构应用现代科学研究手段反复测试认为，以果糖基转酶转化而成的低聚果糖分子结构和保健功能，与天然存在于果蔬等植物中的完全相同。
低聚果糖最早由日本明治制糖研制成功并工业化生产，按使用原料不同，可分为二大类，即菊芋法和蔗糖酶法，相对应的工艺方法是:
1)用菊芋作原料水浸提取菊粉，经酶解生产低聚果糖(菊首浸提法)。此法的关键在于菊粉酶的提取。目前国外研究较多的是酵母、黑曲霉及少数几种细菌，而国内研究较多的是青酶、黑曲霉和枯草芽袍杆菌。菊首浸提法生产低聚果糖，具有着多方面优势:菊糖来源丰富，价格便宜，且可以干法保存，便于全年生产;产物中单糖、双糖含量低，后处理容易进行;菊芋生产条件粗放，耐贫，易管理，产量高，可充分利用薄地大规模种植，节省宝贵的土地资源。此外，该方法工艺简单、转化率高、副产物少。目前，法国Leroux、比利时RT公司的子公司Orafii都是用部分水解菊芋的菊粉而得。而我国较少采用此种方法。
2)用蔗糖作原料酶法生产低聚果糖(蔗糖酶法)。此法一般在菊首资源较少的地区主要采用的方法。如目前全球低聚果糖的生产大户之一法国和日本合资的BMI公司即是采用此法;国内企业如公司产品、“天原甘露”“奥立高”、“维尔康”“维德力”及“富力得”等，也都是采用此法。用这种方法生产低聚果糖的缺点是:其反应副产物一一葡萄糖是酶的抑制剂，反应进行不彻底，混台物中含有大量葡萄糖和蔗糖，低聚果糖只占总量的55% -60%，工艺复杂、生产成本高等。
按照酶是否固定化，酶法又可分为间歇式生产和连续式生产两种方法。间歇式生产，是直接将a一果糖转移酶或a一吠喃果糖普酶加入50%一60%蔗糖溶液中，在一定温度和pH下催化产生低聚果糖。其特点是工艺设备简单，但酶无法重复利用，自动化程度低，产量也较低，因而生产成本较高。连续式生产是目前国际上开发较多的固定化酶法。该法因固定化酶具有很好的操作稳成性，能反复，利用率高，可实现生产工艺连续化、自动化，生方成本降低，应用前景广阔。
