（山東保齡寶生物股份有限公司）

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類文明程度的提高，人們的飲食習(xí)慣發(fā)生了某些不合理的改變，特別是一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，高熱量、高脂肪、高血脂、心肌梗塞等所謂“現(xiàn)代文明病”的發(fā)病率大幅度上升，嚴(yán)重威脅著人類健康。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們對(duì)于食品中各種組分的性能、功用、人體需要量以及食品各組分之間的相互作用關(guān)系都有了較為深入的認(rèn)識(shí)。因而有可能通過營(yíng)養(yǎng)平衡的調(diào)整和功能性食品的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)預(yù)防和治療“現(xiàn)代文明病”的目的。功能性食品是改善公眾健康現(xiàn)狀的有效選擇之一。

功能性食品中，功能性乳制品占據(jù)重要地位。隨著時(shí)代潮流和消費(fèi)趨勢(shì)的改變，功能性乳制品研究開發(fā)前景十分廣闊，并將成為乳制品行業(yè)發(fā)展的亮點(diǎn)、重點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，其中高膳食纖維乳制品又是重中之重。膳食纖維具有降低血糖和膽固醇，減肥和預(yù)防腸癌、便秘、心血管等疾病等功能，在預(yù)防現(xiàn)代一些“富貴病”方面具有突出作用。聚葡萄糖作為最適合乳制品的膳食纖維，已被超過57 個(gè)國(guó)家和地區(qū)批準(zhǔn)應(yīng)用于食品中。在國(guó)外，聚葡萄糖作為一種常量元素添加到各種食品中，銷量不斷增加。我國(guó)對(duì)聚葡萄糖的研究起步較晚，但是也已經(jīng)在逐步使用聚葡萄糖。起初，聚葡萄糖在我國(guó)的保健品中應(yīng)用較多，現(xiàn)在在普通食品中的應(yīng)用也大大增加。由于聚葡萄糖特有的理化性質(zhì)以及低熱量、代糖、代脂的功能，被廣泛應(yīng)用于各種乳制品中。

1 公眾營(yíng)養(yǎng)健康現(xiàn)狀與功能食品

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)外公眾營(yíng)養(yǎng)健康現(xiàn)狀不容樂觀。在美國(guó)成人中超體重人群占60%，日本20 歲以上的人群中有23.0%的男性和8.9%的女性都患有代謝綜合征，中國(guó)糖尿病、高血壓和血脂異常等疾病的患病率也分別達(dá)到了2.6%、18.8%和18.6%，成人超重率達(dá)到22.8%。預(yù)計(jì)到2020年，中國(guó)男性和女性的肥胖率將達(dá)到35%左右，其中女性的肥胖率更高一些。

在眾多疾病中，由膳食起決定作用的占41%，主要包括糖尿病、營(yíng)養(yǎng)缺乏病、惡性腫瘤、心血管病以及其它腫瘤；受膳食影響的占其38%，主要包括消化疾病、營(yíng)養(yǎng)性內(nèi)分泌紊亂、呼吸疾病、口腔疾病等。人類社會(huì)進(jìn)入21世紀(jì)以來，社會(huì)高度發(fā)達(dá)，人們生活水平大幅提高，飲食日趨精細(xì)，膳食纖維的攝入量逐漸減少從而導(dǎo)致膳食結(jié)構(gòu)不合理。營(yíng)養(yǎng)學(xué)家調(diào)查表明，在我國(guó)，由于膳食結(jié)構(gòu)不合理而引起的高血壓、高血脂、高血糖、腸道疾病以及肥胖病呈上升趨勢(shì)。在國(guó)內(nèi)，超重人數(shù)達(dá)到2 億人，肥胖者有6 000 萬人，貧血患病率為20.1%，貧血人數(shù)達(dá)到2 億人，血脂異?；疾∪藬?shù)達(dá)1.6 億人，血糖異?；疾∪藬?shù)達(dá)4 000 多萬人，高血壓患病人數(shù)達(dá)1.6 億多人，其中18歲以上成人高血壓患病率上升了31%，超重率上升了39%，肥胖率上升了97%。

功能食品是改善公眾健康現(xiàn)狀的最佳選擇，近年來發(fā)展速度很快，開發(fā)功能性食品是21世紀(jì)中國(guó)食品工業(yè)的發(fā)展方向。功能食品主要包括各種營(yíng)養(yǎng)食品、保健食品、膳食補(bǔ)充劑，特別是一些以普通食品和飲料為載體，添加具有防病抗病功能的因子，主要包括纖維素、低聚糖、糖醇、多不飽和脂肪酸、礦物質(zhì)、乳酸菌類等[1]。功能性食品不僅能夠提供人體必需的營(yíng)養(yǎng)素，還能調(diào)節(jié)機(jī)體的生理功能。

2 功能性乳制品市場(chǎng)及發(fā)展趨勢(shì)

功能性乳制品是指除具有一般乳制品固有的化學(xué)成分和營(yíng)養(yǎng)作用外，還含有某些特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或功能性成分，兼具一種或多種特定生理保健功能的乳制品。近年來，隨著消費(fèi)者健康意識(shí)的增強(qiáng)，對(duì)于產(chǎn)品的功能性要求越來越多元化，對(duì)于功能性乳制品的需求也形成一種潮流。2005～2009年，全球功能性乳制品數(shù)量呈緩慢上升趨勢(shì)，最高達(dá)到乳制品的35%，其中益生元作為配料占據(jù)第四位。中國(guó)功能性乳制品的比例也在不斷增加，已占到乳制品總量的15%，功能配料中占首位的是益生菌，益生元占第六位。

2010年有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，全球功能性食品中占據(jù)數(shù)量第一的是乳制品，其中功能性乳品中占據(jù)前三位的功能性宣稱分別為幫助消化，提高免疫力，預(yù)防心血管疾病。這些均是功能性乳制品的主要發(fā)展方向。

目前，國(guó)內(nèi)功能性乳制品新產(chǎn)品開發(fā)主要集中在添加益生菌、各種維生素、益生元、鈣等功能性配料，而且低乳糖產(chǎn)品也已經(jīng)起步。中國(guó)功能性乳制品的比例已超過15%，但與全球35%左右的比例仍有很大差距，尚有很大的市場(chǎng)空間。

3 水溶性膳食纖維在乳制品中的應(yīng)用

3.1 膳食纖維的定義

營(yíng)養(yǎng)學(xué)家調(diào)查表明，我國(guó)居民由于攝取膳食纖維不足而引起的高血脂、肥胖癥、膽結(jié)石、脂肪肝、糖尿病及腸癌等疾病呈快速上升趨勢(shì)，因此人們應(yīng)注意飲食對(duì)自身健康的影響。膳食纖維在預(yù)防現(xiàn)代一些“富貴病”方面具有突出作用。

1953年，Hispsley率先提出了“膳食纖維”（Dietary fiber，DF）一詞，指植物性食品中不能被人類胃腸道消化酶消化，但能被大腸內(nèi)的某些微生物部分酵解或利用的非淀粉多糖類和木質(zhì)素的合稱。2001年3月，美國(guó)谷物化學(xué)家協(xié)會(huì)給膳食纖維的最新定義是：膳食纖維是植物的可食部分或類似的碳水化合物，其在人體的小腸中難以消化吸收，在大腸中會(huì)全部或部分發(fā)酵分解。膳食纖維包括多糖、低聚糖、木質(zhì)素及相關(guān)的植物物質(zhì)，具有通便、降低血中膽固醇、降低血糖等有益健康的生理功效。2008年5月，中國(guó)衛(wèi)生部《食品營(yíng)養(yǎng)標(biāo)簽管理規(guī)范》規(guī)定膳食纖維是指植物中天然存在的、提取的或合成的碳水化合物的聚合物，其聚合度DP≥3、不能被人體小腸消化吸收、對(duì)人體有健康意義的物質(zhì)。膳食纖維包括纖維素、半纖維素、果膠、菊粉及其它一些膳食纖維單體成分等[2]。

3.2 膳食纖維的分類

膳食纖維來源廣泛，存在于蔬菜、水果、粗糧、雜糧、瓊脂、果膠等物質(zhì)中，屬于不能被人體消化吸收的植物性非淀粉多糖類。這些多糖類是由1 800～3 000 個(gè)葡萄糖分子組成，由于人體內(nèi)缺乏分解消化纖維素的酶系統(tǒng)，所以它不能被人體消化吸收。膳食纖維主要可以分為：可溶性膳食纖維（SDF），包括果膠等親水膠體物質(zhì)和部分半纖維素；不溶性膳食纖維（IDF），包括纖維素、木質(zhì)素和部分半纖維素；功能性低聚糖和抗性淀粉。目前市場(chǎng)上主要的水溶性膳食纖維產(chǎn)品有：聚葡萄糖、菊粉、抗消化糊精、膠體類、功能性低聚糖以及其它。

3.3 水溶性膳食纖維的生理功能[3]

3.3.1 具有較強(qiáng)的吸水功能和膨脹功能

膳食纖維可吸收其自身質(zhì)量數(shù)倍甚至數(shù)十倍的水分，它在腸胃中吸水膨脹并形成高粘度的溶膠或凝膠，攝入后會(huì)使人產(chǎn)生飽腹感并抑制進(jìn)食，這對(duì)肥胖人群有較好的減肥功能。同時(shí)，膳食纖維會(huì)增加大便水分體積，刺激腸道蠕動(dòng)，加速排便速度，使糞便中的有害物質(zhì)，特別是致癌物質(zhì)及時(shí)排出體外，大大減少腸道癌和痔瘡等的發(fā)病概率。

3.3.2 調(diào)節(jié)血脂，促進(jìn)新陳代謝，降低甘油和膽固醇含量

膳食纖維可以控制脂肪酶的活性，導(dǎo)致食物脂肪消化受阻，使大量未消化的脂肪排出體外。聚葡萄糖是一種水溶性的膳食纖維，可以阻止和降低甘油三酯和膽固醇向腸細(xì)膜淋巴的運(yùn)輸作用，從而減少大鼠對(duì)甘油三酯和膽固醇的吸收。將聚葡萄糖添加到食品中同樣具有降低甘油三酯和膽固醇的作用。水溶性膳食纖維能幫助人體對(duì)礦物質(zhì)（如鈣、鐵、鎂等）元素的吸收，并且促進(jìn)體內(nèi)毒素的排泄。

3.3.3 具有與陽離子結(jié)合和交換的能力，能夠解毒和降血壓

膳食纖維化學(xué)結(jié)構(gòu)中包含一些羧基和羥基類側(cè)鏈基團(tuán)，呈現(xiàn)出弱酸性陽離子交換樹脂的作用，可與陽離子，尤其是有機(jī)陽離子進(jìn)行可逆交換。它能與腸道中的K+、Na+進(jìn)行交換，促使尿液和糞便中大量排出Na和K，從而降低血液中的Na+與K+的比值，產(chǎn)生降低血壓的作用；膳食纖維可與Cu、Pb等重金屬離子進(jìn)行交換，緩解重金屬中毒程度。

3.3.4 清除自由基和抗癌的作用

水溶性膳食纖維呈溶液狀態(tài)，主要促進(jìn)腸道雙歧桿菌、乳酸桿菌等有益菌的產(chǎn)生，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生大量的短鏈脂肪酸和抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)的丁酸，預(yù)防結(jié)腸癌。歐仕益通過實(shí)驗(yàn)證明，水溶性膳食纖維有清除自由基的功效。

3.4 膳食纖維在乳制品中的應(yīng)用

膳食纖維具有降低血糖、降低膽固醇、減肥和預(yù)防腸癌、便秘、心血管等疾病的功能，所以能夠廣泛地應(yīng)用到各種食品、保健品和醫(yī)藥制品中，應(yīng)用的主要目的是補(bǔ)充人體生理所需的膳食纖維，增加產(chǎn)品保健功能，改進(jìn)產(chǎn)品風(fēng)味，提高產(chǎn)品品質(zhì)和附加值等。

膳食纖維食品素有“生命綠洲”之稱，美國(guó)、日本膳食纖維食品銷售每年以10%的速度增長(zhǎng)。在乳制品中加入膳食纖維能同時(shí)滿足人們對(duì)蛋白質(zhì)、維生素A、脂肪等動(dòng)物性營(yíng)養(yǎng)成分的需求，進(jìn)一步提高乳制品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和應(yīng)用范圍。該類產(chǎn)品在歐美很受消費(fèi)者歡迎，如法國(guó)的AGLH公司的“Nactalia Ercrem”產(chǎn)品，其中含有約1.0%的水溶性膳食纖維。國(guó)內(nèi)膳食纖維在乳制品中的應(yīng)用也發(fā)展迅速，具有極大的市場(chǎng)潛力。如國(guó)內(nèi)的乳制品市場(chǎng)正從UHT純牛奶時(shí)代向高端功能性乳制品時(shí)代邁進(jìn)。隨著國(guó)人對(duì)膳食纖維重要性認(rèn)知的不斷提高，高膳食纖維食品將成為我國(guó)新的功能性健康食品潮流，高膳食纖維奶也將成為功能性乳制品的新亮點(diǎn)。水溶性膳食纖維在乳制品中應(yīng)用有如下作用：改善乳品口感，提高穩(wěn)定性，且不與其中任何成分發(fā)生對(duì)人體不利的理化反應(yīng)；長(zhǎng)期飲用含有水溶性膳食纖維的乳制品，能使腸道舒暢，并可降低膽固醇，調(diào)節(jié)血脂、血糖，特別適合中老年人、糖尿病人和肥胖者食用。

膳食纖維雖然有益于人體健康，但攝入過多也會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響，如影響人體對(duì)維生素和微量元素的吸收，因此營(yíng)養(yǎng)學(xué)家規(guī)定了膳食纖維的日攝入量。如英國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)家建議為25～30 g/天；美國(guó)FDA推薦為20～35 g/天；日本營(yíng)養(yǎng)學(xué)家建議為20～30 g/天；我國(guó)國(guó)家營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì) 2000 年提出，成年人膳食纖維適宜攝入量為30.2 g/天。

4 水溶性膳食纖維——聚葡萄糖在乳制品中的應(yīng)用研究

聚葡萄糖是一種水溶性膳食纖維，是由隨機(jī)交聯(lián)的葡萄糖組成的多糖，由葡萄糖和少量山梨醇、檸檬酸經(jīng)高溫熔融縮聚而成。聚葡萄糖是葡萄糖分子的聚合體，平均聚合度為12，以α-1-6鍵和α-1-4鍵為主。聚葡萄糖1981年面世，現(xiàn)在已是一種成熟產(chǎn)品，有56 個(gè)國(guó)家和地區(qū)允許使用能量值4.18 kJ/g的標(biāo)簽。由于聚葡萄糖已被確認(rèn)為安全無毒的食品添加劑所以被廣泛地應(yīng)用于乳制品中。

4.1 聚葡萄糖在酸奶應(yīng)用中的研究

隨著消費(fèi)者健康意識(shí)的增強(qiáng)，酸奶已不僅僅代表著營(yíng)養(yǎng)，而是變成了一種特別的、保護(hù)良好腸胃環(huán)境的飲品。酸奶已不再是僅僅強(qiáng)調(diào)其特有的菌種，消化、增強(qiáng)免疫力、防止糖尿病等功能性宣稱的產(chǎn)品也在不斷推出。

聚葡萄糖已被實(shí)驗(yàn)證明是很好的益生元，它的發(fā)酵可以使腸道內(nèi)容物pH值從7.24±0.45 降至6.44±0.35，可有效增殖乳酸菌及雙歧桿菌等益生菌。聚葡萄糖在低pH值下穩(wěn)定，用于酸奶生產(chǎn)，能提供清爽的口感和強(qiáng)化纖維；在低脂和無脂產(chǎn)品中能防止析水，賦予產(chǎn)品良好的質(zhì)構(gòu)和奶油口感。李紹波等[4]的研究表明，聚葡萄糖添加到酸奶中，不僅有助于酸奶發(fā)酵，減緩乳清析出或使酸奶不析出，還能夠改善產(chǎn)品的組織狀態(tài)，提高奶香味；當(dāng)聚葡萄糖添加量為3%時(shí)，能有效地維持和提高乳酸菌活性。

4.2 聚葡萄糖對(duì)酸奶飲品及活性乳酸菌的影響

聚葡萄糖用于乳飲料中，能直接強(qiáng)化纖維并且影響酸奶飲品的口感。LCAllgeyer等[5]針對(duì)益生菌和益生元對(duì)酸奶飲品的感官和微生物指標(biāo)特性的影響研究表明，添加低含量聚葡萄糖（2.5 g/240 mL）和高含量聚葡萄糖（5 g/240 mL）主要是對(duì)酸奶飲品的口感有影響，可以增加產(chǎn)品的甜度和粘度；樣品放置30 天后，與對(duì)照相比（沒有添加聚葡萄糖），添加聚葡萄糖的酸奶飲品中的菌種（Blactis Bb-12 和 Lb acidophilus LA-5）數(shù)量高1 個(gè)數(shù)量級(jí)。由此得出結(jié)論，聚葡萄糖的添加能較好地維持菌活力，延長(zhǎng)產(chǎn)品貨架期。此外，Mitchell 等證明，當(dāng)降低脂肪和糖時(shí)，聚葡萄糖可以給產(chǎn)品帶來令人滿意的口感和品質(zhì)。

4.3 聚葡萄糖在低脂冰淇淋中的應(yīng)用研究

冰淇淋作為一種傳統(tǒng)的冷凍飲品，深受廣大消費(fèi)者的喜愛。然而傳統(tǒng)的冰淇淋具有高脂、高糖的特點(diǎn)，現(xiàn)代人的飲食習(xí)慣日益向低脂低糖的方向發(fā)展，因此聚葡萄糖卓越的代糖、代脂功能以及多種生理功效成為功能性冰淇淋的一種應(yīng)用趨勢(shì)。在低脂冰淇淋中，添加聚葡萄糖并配合使用麥芽糊精后，可增加產(chǎn)品奶油感和乳脂狀，而對(duì)冰淇淋的產(chǎn)量、貨架期和價(jià)格等的影響都很小。

李海奇[6]的研究表明，用聚葡萄糖分別替代20%和40%蔗糖后，能夠提高冰淇淋的膨脹率，降低其抗融性，并且能夠使組織更加細(xì)膩；三種配方產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)相似，具有濃厚的乳香味，口感細(xì)膩。

[1]王鳳翼，錢方，盧明春，等. 功能性食品與功能性乳制品的開發(fā). 中國(guó)乳品工業(yè)，2000，28（1）：51-53.

[2]黃凱豐，杜明鳳. 膳食纖維研究進(jìn)展. 河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，13（5）：53- 55.

[3]張玉倩，趙乃峰，王成忠，等. 膳食纖維功能特性與改性的研究. 糧油加工，2010，35（5）：57-59.

[4]李紹波，盧文學(xué). 聚葡萄糖對(duì)酸奶品質(zhì)的影響.農(nóng)業(yè)研究與應(yīng)用，2011，132（1）：27-29.

[5]L C Allgeyer，M J Miller，S Y Lee. Sensory and microbiological quality of yogurt drinks with prebiotics and probiotics. J Dairy Sci，2010，93（10）：4471–4479.

[6]李海奇. 聚葡萄糖在冰淇淋中的應(yīng)用. 農(nóng)產(chǎn)品加工，2009（8）：15.