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“益生原”在食品行业的应用及发展趋势

   2007-05-12 中国食品网佚名5250
    有助于消化道健康的食品饮料不断的引起市场的重视,例如结合了益生原和益生菌的酸奶等共生(symbiotic dairy)乳制品。一旦要在乳制品中补充益生菌,有一类食品配料我们也可以考虑作为其完美的补充,这就是益生原。

  益生原,如聚葡萄糖(polydextrose)、菊粉、金合欢树胶(Acacia gum)和其它纤维来源,含有直达结肠也不被代谢的碳水化合物。大肠中双歧杆菌的生长依靠这类碳水化合物作为能量来源,也就是术语所说的双生(bifidogenic)。

  双歧杆菌释放出乳酸、乙酸和其它短链脂肪酸,创造了一个抑制病原菌,如梭状芽胞菌属(Clostridium)和肠球菌(Enterococcus),的酸性环境。大多数这些纤维含有非常高含量的可溶性纤维,这对双歧杆菌非常重要;其中一个重要的例子便是聚葡萄糖。

  益生原是那些能改善肠道内有限数量的菌种(也就是益生菌)的生长或活动的一类物质。被归入益生原类的配料有一些化学相似点,但又具备极其不同的发酵机制和应用优势。现在主要有三类益生原产品,包括短链蔗果低聚糖(scFOS),菊粉和低聚果糖。这些都是目前研究最详细的益生原配料,也是市场上仅有的、主要宣传支持肠道内有益微生态菌群生长的产品。

  形形色色的益生原

  要理解益生原在改善健康方面的作用,我们必须首先了解益生原的不同类型、它们的起源、结构和功能。这都是支持配方人员选择的基本理论。

  聚葡萄糖是一种含90%纤维的、作为益生原在整个结肠内发挥作用的、降低能量的配料。目前,添加纤维到乳制品中多见于低糖或降低能量的产品。由于口味平和、能取代蔗糖、并仍然提供平滑的质地和圆润的口感,聚葡萄糖在乳制品中的应用有很多优势。

  金合欢树胶(Acacia gum)也是一种膳食纤维来源,通常指刺槐胶体或阿拉伯胶体。除了提供可溶性纤维的出色来源,金合欢树胶能作为稳定剂、乳化剂和胶凝剂。由于其低黏性和没有味道,这种配料在添加到乳制品如酸奶、牛奶和以乳制品为基础的饮料中时,没有特殊的配方或加工要求。通过从不同来源和地区选择、从而消除由于不同植株之间的天然差异,金合欢树胶的功能性和一致性能得以增强。

  金合欢树胶有一些优于其它相似配料的优点,它升糖指数低,不具有其它无糖配料如糖醇的致泻作用。未来以金合欢树胶强化乳制品时,还可能有额外的优点。据一项临床研究显示,金合欢树胶可以增进钙的吸收,这对乳制品尤其重要的优点。据报道在欧洲,将金合欢树胶作为益生原,结合益生菌以运用在酸奶中,提供营养益处和光滑的质感和口味,已经非常普遍。随着未来针对不同性别和年龄的消费群的乳制品更多的被开发,金合欢树胶会更好的开发以满足不同人群的营养需求。

  短链蔗果低聚糖(scFOS)是另一类能提高50%钙吸收的益生原纤维。据报道,这类配料的益处包括增强免疫系统和肠道功能,零生糖指数,冷水可溶性,没有黏度,低热量,类似脂肪的特性,和没有美德拉褐变的热稳定性。国外还有公司开发一种将短链蔗果低聚糖与植物衍生而得的海矿物质结合的产品,以产生一种独特的益生原矿物质配方。

  标签“短链蔗果低聚糖(fructooligosaccharides)”或FOS,已经几乎被普遍用于描述益生原类。但是,这个标示并不完全正确,一个常见的误解已经发生,这主要是因为三类益生原之间的差别并没有被完全理解。短链蔗果低聚糖(scFOS)是一类特定的、以葡萄糖为末端的果糖链、最长为5个单位的固定混合物,含95%的纯活性益生原。它由甘蔗通过天然发酵处理衍生而得。

  低聚果糖,一种混合短链蔗果低聚糖,是菊粉的酶水解产物。它由混合的葡萄糖和果糖为末端的链组成,长度从2到7个单位不等。菊粉并非短链蔗果低聚糖,因为它的大多数链长超过了10个单位。

  在益生原中,短链蔗果低聚糖被众多的科学研究支持着其对健康的益处。短链蔗果低聚糖最初在日本发现和生产,它是一类利用天然存在的物质、为特殊健康需要而设计的食品(FOSHU)配料。在日本和欧洲,短链蔗果低聚糖在几乎每个食品类别的上百种产品中都有应用。短链蔗果低聚糖甜度中等,大概是蔗糖甜度的30%,提供甜味屏蔽和促进特点,每克1.5卡热量。短链蔗果低聚糖在提高益生肠道菌群的生长方面很有效果,对消化健康和调节有积极作用,改善矿物质的吸收,促进免疫功能和改善整体健康。

  葡萄糖末端和短链长度对发酵机制和配料功能非常重要。一种益生原的化学结构和相对链长将决定益生菌利用它的容易程度。作为一类益生原,短链蔗果低聚糖95%的活性成分支持广泛的各类双歧杆菌和乳酸杆菌菌株,而且在活机体内并不支持病原菌的生长。

  菊粉主要是一长链、以葡萄糖为末端的聚多糖混合物,它具有益生原效果,同时也是一种具有吸引力的脂肪模拟剂和膨胀剂。菊粉经常被误认为蔗果低聚糖,但它由于持水、替代脂肪和增加很低热量的能力而备受赞赏。它同样由于没有味道的特性而广受欢迎。菊粉在多种植物中被发现和提取,在商业上由菊苣根制取。菊粉典型的由大约10%低聚果糖组成,其长链多聚糖结构赋予持水能力,使它能应用在广泛的不同产品中:膨胀剂增加了处理功能并有助于消费者满足日常的纤维需要。

  由于其发酵特性、刺激益生肠道微生态益生菌群的生长和潜在的健康益处,菊粉也同样被科学界研究。它占主导的长链结构确保了结肠内长期的发酵时间。另一类在所有发酵乳制品中出现的纤维来源便是菊粉。乳制品是运用菊粉的理想的食品系统,因为它有助于增进钙吸收,并能在低脂乳制品应用中模拟脂肪的口感。菊粉没有味道和颜色,几乎不产生黏性,并能提高营养价值而不影响感官质量。

  由于其功能和营养特性,菊粉使得乳制品的生产不会增加脂肪热量,改善了整体营养价值而不会牺牲食用品质。含菊粉的强化牛奶具备所有益生原纤维的益处并提高了钙的吸收,并赋予了不含脂肪的产品全脂的口感。饮用型酸奶能利用菊粉以改善口感,添加益生原纤维,并有助于提高钙的吸收。发酵型牛奶能利用菊粉作为益生菌培育物的选择性食物来源。

  低聚果糖是原生菊粉的甜味水解产物,在市场上以一种寡糖存在。它主要由连结果糖单位、具有一些葡萄糖末端的链组成。这些游离的果糖链已经科学证实具有益生原特性;与菊粉不同的是,它赋予了低聚果糖在受热条件下大量褐变的能力。

  低聚果糖具有与菊粉和短链蔗果低聚糖不同的发酵机制,以作为益生原配料著称。低聚果糖被比菊粉多得多的广泛的各类益生菌所发酵。它也能与菊粉混合,以降低非葡萄糖终端链数量。低聚果糖的甜度是蔗糖的30%-60%,在食品配方中每克含1.5卡热量。

  益生原纤维在改善健康中的作用

  作为一类配料,益生原已显示能通过支持肠道益生菌的多种方式来增强健康。益生菌,主要是双歧杆菌和乳酸杆菌,能通过它们与肠道直接的相互作用和它们的代谢产物,对健康发挥不同的作用。例如,短链脂肪酸(SCFAs)就是这些肠道微生态菌群的益生原发酵产物,对人体健康和保健非常重要。

  益生菌及其短链脂肪酸限制了没有益处的微生物类,包括腐败和致病菌及酵母的生长和活动。益生菌排除有害或益处更少的菌类的作用被称为竞争性排除(competitive ex-clusion),它基本上指有益菌限制有害菌。由益生菌株产生的短链脂肪酸促使肠道环境对有害菌株很少有利。此外,结肠内食品和空间有限,因此提供一有益菌喜好的食品来源有助于保证它们的竞争性优势。

  特别是短链脂肪酸,对肠道完整性和功能,免疫系统调节,钙吸收和胆固醇的维持都非常关键。实际上,结肠所需要的多数能量直接由短链脂肪酸提供。如果结肠没有足够的短链脂肪酸来提供能量需求,完整性和功能性就会下降。各种“饥饿肠(starved bowel)”失调,如那些肠道易激综合征(Irritable Bowel Syndrome IBS),通常被认为与短链脂肪酸产生的不充分和肠道菌群失调相联系。关于短链脂肪酸的重要一点在于,它们完全由肠道内益生原纤维经过益生菌发酵提供。因此,通过提供有效的益生原支持,来提供益生菌充分营养的关键特性已经清楚。

  趋势&问题

  目前的趋势表明,人们希望通过饮食来维持健康,消费者正选择能提供健康益处的食品,而大多数人会选择强化食品。那些传达健康信息,同时聚焦天然、具备口味和便捷的食品将继续吸引消费者。另一个食品消费的重要趋势是涉及巨大的年轻人市场部分。年轻人的饮食大多缺乏纤维、钙、水果、蔬菜和牛奶。因此在保证传统营养元素的强化的同时,利用新兴配料如益生原来提高健康的产品将会增加。同样还显示在小吃和糖果类部分,强化和改良产品将会增长。对于一般的功能性食品和特定的益生原市场,理解消费者不同的个体需要非常重要。新产品应用多种补充营养的方法来满足单个群体的需求。例如,解决女性相关健康问题的产品可以包括草药、大豆、益生菌和矿物质强化的一种混合物。许多这类产品都是直接面向更年期的妇女。骨骼健康也备受关注。以益生原配方骨骼健康食品在科学上非常合理,与乳制品和增补剂类结合能提供重要的协同作用。

  共生素(Synbiotic)产品,一类结合了益生菌和益生原以增进健康益处的产品,是目前乳制品领域的主流新趋势。共生素酸奶能保证增强健康益处,例如改善免疫功能和提高钙吸收,除了整体健康益处外。这些产品提供消费者美味、便捷的形式的健康益处方面也非常瞩目。

  另外一些结合益生原纤维的产品包括:克菲尔(Kefir)、酸奶和其它乳饮料、运动食品、功能性饮用水、营养条、减肥食品、豆乳、绿色食品、益生原增补剂、矿物质增补剂、医药食品和宠物食品。这些产品结合益生原纤维以获得不同的健康益处,包括增加矿物质和异黄酮吸收、增加纤维、保持肠道完整、免疫功能和胆固醇控制。

  由于其通过提高肠道菌群的适当平衡来提高健康的作用,益生原纤维在国际上被成功推销。益生原已出现在几乎每一类可以想象得到的产品中。未来,益生原纤维在营养保健业将占据重要的地位。越来越多的人们需要简单的健康方案,对健康有强烈意识的消费者首先认识到益生原的众多益处,更多的寻求和购买添加益生原的产品。益生原的增补对食品饮料生产商是非常有价值的工具,而确保他们产品中强化的益生原不但有效而且感官出色非常关键。

 
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