張金澤

膳食纖維是一類嶄新的食品配料和活性成分，GB/T 5009.88-2008標(biāo)準(zhǔn)中將膳食纖維定義為：植物的可食部分，不能被人體小腸消化吸收，對(duì)人體有健康意義，聚合度≥3的碳水化合物和木質(zhì)素，包括纖維素、半纖維素、果膠、菊粉等。科學(xué)研究業(yè)已證實(shí)，膳食纖維的缺乏與不足會(huì)引起高血脂、高血糖、腸癌、便秘等各種“文明病”。然而，由于膳食纖維化學(xué)成分的高度不專一性，并不是所有的膳食纖維都具備這些功效。對(duì)于不同品種的膳食纖維，由于其內(nèi)部化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)及物化特性的不同，在對(duì)機(jī)體健康的作用及影響方面也有差異。以水蘇糖等功能性低聚糖為代表的小分子水溶性膳食纖維類產(chǎn)品，因其功能明確、有效使用量低、易于定性定量等優(yōu)點(diǎn)，受到越來越多食品及保健品廠家的青睞。

水蘇糖的功能特點(diǎn)

水蘇糖是唇形科水蘇屬植物中天然存在的能顯著促進(jìn)人體腸道有益菌群增殖的功能性低聚糖，被譽(yù)為“天然超強(qiáng)雙歧因子”。水蘇糖甜味純正（甜度為蔗糖的22%），性質(zhì)穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)明確，分子式C24H42O21，分子量666.59，簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)表示為果糖-葡萄糖-半乳糖-半乳糖。一般每天食用0.5～3g就有促進(jìn)腸道內(nèi)雙歧桿菌和乳桿菌增殖的功效。水蘇糖以我國(guó)特有的傳統(tǒng)蔬菜草石蠶為原料提取分離得到，對(duì)比目前國(guó)內(nèi)以淀粉、蔗糖為原料，通過酶工程轉(zhuǎn)化而得到低聚異麥芽糖、低聚果糖等產(chǎn)品（有效使用量8～15g/d），水蘇糖具有純天然、使用量低、無副作用的突出優(yōu)勢(shì)，是一種具有天然屬性的水溶性膳食纖維。

水蘇糖的研究現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)生產(chǎn)水蘇糖的方法以物理提取工藝為主，采用的原料為毛葉地筍、澤蘭、草石蠶等，經(jīng)過浸提、澄清、活性炭脫色、離子交換脫鹽后噴霧干燥得到水蘇糖產(chǎn)品。因提純過程中使用不同原料及提取過程中水蘇糖發(fā)生分解，最終產(chǎn)品中水蘇糖含量一般為20%～70%，限制了其應(yīng)用領(lǐng)域。早在20世紀(jì)60年代國(guó)外就有關(guān)于水蘇糖酶法生物合成的研究，主要是應(yīng)用從植物中提取的半乳糖基轉(zhuǎn)移酶來合成棉籽糖族功能性低聚糖，包括棉籽糖、水蘇糖和毛蕊五糖，但因?yàn)橘Y源限制和成本問題一直未形成生產(chǎn)規(guī)模。

中國(guó)食品發(fā)酵工業(yè)研究院承擔(dān)的國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）“高純水蘇糖生物提取與工業(yè)色譜分離技術(shù)研究”項(xiàng)目，是從我國(guó)傳統(tǒng)特色蔬菜草石蠶中提取分離得到的水蘇糖，更符合人們對(duì)食品綠色、天然、安全的要求。對(duì)于純天然提取物普遍存在的提取率低、提取過程中功能性成分發(fā)生變化、功能性成分純度低等問題，該項(xiàng)目憑借微生物對(duì)不同糖類利用的特殊性，通過篩選特殊的微生物發(fā)酵菌株，馴化菌種對(duì)單糖、雙糖的優(yōu)先利用，控制發(fā)酵工藝條件，對(duì)純天然植物提取原液接種特定的菌種，通過微生物發(fā)酵、去除提取液中的單糖、雙糖等，保留功能性低聚糖的成分，相對(duì)富集提高水蘇糖在總糖中的比例，結(jié)合水蘇糖工業(yè)色譜分離技術(shù)，研究選擇適合的分離固定相、分離液的特性，優(yōu)化分離條件，達(dá)到提純分離的目的，最終產(chǎn)品水蘇糖含量可達(dá)90%以上，屬于國(guó)際先進(jìn)水平，實(shí)現(xiàn)了高純水蘇糖的規(guī)?；a(chǎn)。項(xiàng)目成果“水蘇糖P80型”產(chǎn)品于2013年9月5日通過科技部立項(xiàng)被列入“2013年度國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品計(jì)劃”，帶動(dòng)了水蘇糖的產(chǎn)業(yè)化升級(jí)和推廣應(yīng)用。

高純度水蘇糖的研究開發(fā)，由于其使用量小，不會(huì)改變食品的外觀、色澤、口味等，可把水蘇糖擴(kuò)大應(yīng)用到食品配料的各個(gè)領(lǐng)域，包括特殊膳食如糖尿病病人食品，防齲齒食品等，有望進(jìn)入醫(yī)藥領(lǐng)域；同時(shí)還可提高低聚糖產(chǎn)品的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，打破日本等國(guó)外商家壟斷低聚糖國(guó)際市場(chǎng)的局面。

水蘇糖的國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀

水蘇糖可以促進(jìn)雙歧桿菌、乳桿菌增殖，快速調(diào)節(jié)腸道菌群平衡，因此可以作為輔料添加入日常膳食中改善胃腸道健康。通過調(diào)節(jié)腸道菌群平衡，水蘇糖可以起到促進(jìn)鈣吸收、減少肝內(nèi)毒素、排除體內(nèi)鉛等重金屬的作用，因此也被用于制備具有特殊功能的保健品，包括補(bǔ)鈣產(chǎn)品、護(hù)肝產(chǎn)品及排鉛產(chǎn)品等。水蘇糖具有Gal-α-1，6-Gal結(jié)構(gòu)，國(guó)外有研究證實(shí)其α-Gal結(jié)構(gòu)在配合基接收器交感反應(yīng)的分子機(jī)制基礎(chǔ)上參與免疫、病原體和細(xì)胞之間的吸附等生物過程，使水蘇糖具有預(yù)防病原體感染、中和毒素和調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)的功能，因而可以應(yīng)用到醫(yī)藥領(lǐng)域。

隨著水蘇糖生產(chǎn)技術(shù)的成熟及應(yīng)用的推廣，其功能逐步得到市場(chǎng)的認(rèn)可，在保健品和食品領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。目前我國(guó)有關(guān)水蘇糖的專利共計(jì)153項(xiàng)，其中涉及水蘇糖生產(chǎn)技術(shù)的有29項(xiàng)，涉及水蘇糖檢測(cè)技術(shù)的2項(xiàng)，其余122項(xiàng)專利均為水蘇糖的應(yīng)用專利。應(yīng)用的產(chǎn)品包括乳飲料、酒類、茶飲料、保健品、護(hù)膚品等，產(chǎn)品功能涉及調(diào)節(jié)胃腸道、保肝護(hù)肝、改善骨健康、治療尿毒癥、增強(qiáng)免疫功能、治療糖尿病、抑制有害菌、保濕護(hù)膚等。

水蘇糖的市場(chǎng)化現(xiàn)狀

隨著消費(fèi)者對(duì)水蘇糖認(rèn)知度的逐漸提高，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)水蘇糖的企業(yè)也越來越多。如何在水蘇糖漸熱之時(shí)把握好水蘇糖的安全生產(chǎn)及正確宣傳，讓水蘇糖產(chǎn)業(yè)健康、穩(wěn)健、持續(xù)的發(fā)展，成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。

中國(guó)食品發(fā)酵工業(yè)研究院自1996年承擔(dān)輕工總會(huì)重點(diǎn)科研項(xiàng)目“功能性低聚糖——水蘇糖的研究與開發(fā)”開始至今，一直致力于水蘇糖生產(chǎn)開發(fā)技術(shù)的研究及市場(chǎng)規(guī)范化的推動(dòng)。2007年，研究院在河北省合作成立了承德京天食品科技有限公司，建立年產(chǎn)300噸的生產(chǎn)線；2010年10月，由研究院聯(lián)合承德京天食品科技有限公司向衛(wèi)生部申報(bào)的水蘇糖新資源食品行政許可獲得批準(zhǔn)，水蘇糖可以作為普通食品配料使用；2012年7月1日，由研究院和承德京天食品科技有限公司為起草單位的水蘇糖行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)開始正式實(shí)施；2012年11月，承德京天食品科技有限公司獲得水蘇糖食品生產(chǎn)許可證，并成為國(guó)內(nèi)首家獲準(zhǔn)按其他食品-2802（水蘇糖）進(jìn)行生產(chǎn)管理的水蘇糖制造商。

這一系列市場(chǎng)規(guī)范化舉措保證了水蘇糖產(chǎn)品使用的安全性，推動(dòng)了水蘇糖產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

膳食纖維產(chǎn)品的發(fā)展前景

膳食纖維的生理功效是明確而肯定的，隨著人們對(duì)膳食纖維功能性關(guān)注度的不斷提升，市場(chǎng)上出現(xiàn)了越來越多的添加膳食纖維的相關(guān)食品和飲料。目前膳食纖維類產(chǎn)品已被確定的功能包括低熱量、防治肥胖、降血糖、降血脂、調(diào)節(jié)腸道菌群、潤(rùn)腸通便等，具備這些功能且應(yīng)用較為廣泛的產(chǎn)品包括高聚合度的聚葡萄糖、日本松谷fibersol～2、法國(guó)羅蓋特FB～06等水溶性膳食纖維；中等聚合度的菊粉、多聚果糖，及水蘇糖、低聚果糖、低聚異麥芽糖等聚合度較低的功能性低聚糖類。高聚合度的水溶性膳食纖維有效使用量一般為25g/d，菊粉、低聚異麥芽糖、低聚果糖的有效使用量為8～15g/d，水蘇糖、低聚木糖的有效使用量為0.5～3g/d?？紤]到生產(chǎn)成本及產(chǎn)品形式等因素，市場(chǎng)上多數(shù)膳食纖維概念產(chǎn)品均不能達(dá)到有效添加量，甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其推薦量，使得最終產(chǎn)品不能達(dá)到應(yīng)具有的效果。因此，開發(fā)出高效、價(jià)優(yōu)的膳食纖維產(chǎn)品將成為今后努力的方向，以水蘇糖為代表的天然、安全、高效的小分子水溶性膳食纖維產(chǎn)品將具有廣闊的發(fā)展前景。endprint