可行性报告正式版

1、重庆山语科技发展有限公司菊芋综合加工项目可行性研究报告中国市场调查研究中心国家发改委产业经济与技术经济研究所编号：CMRCKYC0213目 录一、项目概况二、市场前景分析三、建设规模和产品方案四、技术支撑和公司发展模式五、项目实施进度安排六、项目投资预算及资金安排七、公司组织机构及部门设置八、公司发展规划九、相关附件资料：附件一 菊宇产品介绍和行业链附件二 功能保健食品菊糖的研究进展与发展前景附件三 菊粉水溶性膳食纤维的营养功能原理附件四 水土保持第一草菊芋附件五 重庆山语科技发展有限公司简介附件六 重庆山语科技发展有限公司证件（复印件）一、项目概况进入二十一世纪以来，随着经济的发展、生活节奏

2、的加快，人们越来越意识到健康的对人的重要性和对生命质量的决定性，同时，各种重症疾病的年轻化和难于治愈又引起人们的极大恐慌和担忧，因此，人们开始思考以前传统做法（病后吃药找医生）的弊端，进而更加关注科学的保健和康复方法，主动进行预防，通过提高机体的功能来提高身体的免疫力，从根本上来考虑问题。如今，有了一种能增强人体免疫能力，调剂机体平衡的、纯天然的绿色健康营养品菊粉广泛受到市场的追捧。菊芋俗称洋姜，其块茎富含菊糖，含量为菊芋湿重的15-18%，干重的80。菊糖(Lnulin)是-种生物多糖。利用菊芋生产的菊粉及低聚果糖具有超强增殖人体双歧杆菌的作用，是对人体有益的功能性物质，它对于调节机体平衡、

3、恢复胃肠道功能、促进新陈代谢、预防高血糖、高血压、高血脂等各种疾病、维护人体健康有着极为重要的作用，是21世纪人类健康最具有代表性的典型产品。菊粉作为一种天然功能性食用多糖，具有水溶性膳食纤维和生物活性前体的生理功能，因而已被广泛应用于低热量、低糖、低脂食品中。另外，利用菊芋制备菊粉，再经酶水解直接生产高纯度果糖，具有工艺简单、转化率高、产物纯等优点。二、市场前景分析1、从行业前景方面目前市场上的保健品种类繁多，在美、英、法、德、澳大利亚以及台湾都已生产含有菊糖及低聚果糖的食品。现已应用于乳制品、乳酸菌饮料、固体饮料、糖果、饼干、果冻和冷饮等多种食品，特别是保健食品和老年食品中，约有200多个

4、品种。并可作为填充剂，品质改良剂，风味掩盖剂和脂肪替代品应用于食品中，产品销售前景广阔。2、从产业链方面菊粉产业具有强大产业联动性，包括制糖，食品药品，酶制剂，糖料作物种植，新材料，风沙治理，水土保持等行业和领域，能产生广泛的社会效益、生态效益和经济效益。菊粉作物块茎可开发菊粉、低聚果糖等新型功能食品添加剂和原料，菊粉产品组合宽，产业化切入点多，投资风险低，在西北地区还具防风治沙，在重庆市区县有坡地水土保持等生态建设功效。功能食品和添加剂的强劲发展可直接推动菊粉果糖发展，菊粉酶作为新成员可给酶制剂行业增添空前的活力。尤其是长期单一糖料作物结构（甘蔗-甜菜）急需调整，菊芋种植简单、菊粉含量高是首

5、选替代作物，目前山东、西北部分地区改种菊芋每亩收入超过千元，比种甜菜每亩增收500多元，增加1倍以上，有利于解决农民增收、农业增效和增加农产品竞争力，即“三农”问题，采取措施积极推广本成果技术，并从源头推动全国菊粉产业发展是我们共同的目标3、从我国现状方面目前世界上菊粉及以其为原料生产的低聚果糖超过10万吨，进口菊粉的售价约为4万元/吨。我国菊粉及低聚果糖开发相对较晚，目前国内低聚果糖的年生产能力约为30005000吨，据推算，我国目前低聚糖的市场容量约为13万吨/年，预计2008年国内市场将达到8万吨。目前国内鲜菊芋价格约为1000元/吨，加工成菊粉后，售价为4万元以上，菊粉再深加工成菊糖后

6、，市场零售价格为3550万元/吨，形成了以鲜菊芋（原材料）菊粉（粗加工产品）菊糖（深加工产品之一）的完整产业链，市场前景广阔。4、我司优势方面重庆山语科技发展有限公司是我国较早从事菊粉科研和开发的企业，目前，为了更快、更好地发展这一产业，山语科技发展有限公司不断寻求合作伙伴。在品种培育及原材料供应上，他们分别与甘肃、宁夏、内蒙古等原料加工厂家紧密合作，共同整合国内资源。目前，国内已有太子奶、贝因美等多家奶制品厂与山语公司合作。他们一面致力于开发东南亚市场，一面与世界上从事菊芋生产加工的前“三强”企业加强互访交流，并在去年底与其中的比利时COSUCRA公司签订了全面合作意向书，双方同意将在技术方

7、面进行资讯资源的共享及利用，共同开发国际市场。三、建设规模和产品方案（一）种植基地方面：1.一期工程建设种植基地1.5万亩，年产鲜菊芋1.5万吨，实现产值1500万元。2.二期工程新建设种植基地1万亩，总面积达到2.5万亩，年产鲜菊芋2.5万吨，实现产值2500万元。3.三期工程新建设种植基地1.5万亩，总面积到达4万亩，年产值鲜菊芋4万亩，实现产值4000万元。（二）加工生产线加工生产线配合种植基地建设，分为以下三个步骤。1、一期工程投资1.5亿元，拟建一条菊粉生产能力为1500吨生产线，实现菊粉产值6000万元。菊糖及低聚果糖产品生产能力1000吨加工生产线，实现菊糖产值3亿元，销售收入3

8、.5亿元。2、二期工程在一期工程的基础上追加投资1亿元，扩建一条菊芋综合深加工生产线，实现菊糖产值4.5亿元，销售收入5.2亿元。3、三期工程投资1.2亿元，再扩建一条菊芋综合深加工生产线，实现菊糖产值8亿元，销售收入10亿元。四、技术支撑和公司发展模式重庆山语科技发展有限责任公司与西南大学食品科学研究院，投入大量人力财力致力于菊芋种子的培育研究与规模种植推广工作，并在深加工方面进行研究并与国内科研院校进行联合科研攻关。经检测，产品送检完全符合食品加工企业卫生标准，达到了国际标准。为了进一步发展，企业配备有国际一流的微生物实验室，并实现了对生产过程质量管理的全程监督。重庆山语科技发展有限公司创

9、新型的运用公司加农户的经营方式，即通过龙头企业发动指导农民种植菊芋，然后，运用高科技手段深加工，进而实现种植加工品牌销售，运用龙头企业“公司加农户”集团化模式实现生态经济的良性循环和滚动发展。菊芋为多年生作物，耐瘠薄和干旱，种植技术简单，全国均有零星种植，国内亩产块茎1000公斤2000公斤左右。五、项目实施进度计划及机器设备配置1、2009年6月项目启动2、2009年12月一期工程建成投产。目前已拥有成熟的工业化生产菊粉与其它深加工产品的工艺生产技术，可提供全套工艺、设计、生产、分析及下游产品开发技术。主要设备为：清洗、脱皮及切片设备、提取脱色罐、压滤机、贮罐、真空浓缩罐、喷雾干燥设备、空压

10、机、种子罐、发酵罐、离心机、空气净化装置等。六、项目投资预算及资金安排一期工程总投资为15000万元，其中固定投资11000万元，流动资金4000万元，主要设备250台.套，首期厂区占地面积150亩，总建筑面积12000余平方米。公司资金来源分为以下几部分：自有资金5000万元，争取项目资金或贴皂息贷款金额6000万元。七、公司组织机构及部门设置公司将设立董事会、总经理、行政人力资源部、产品开发部、种植推广部、市场销售部、质检部、技术指导部等部门。八、公司发展规划1近期发展规划公司将利用三年时间，初步完成产业链的打造，实现菊芋种植面积1.5万亩，形成年产值3.5亿元，完成一期工程建设。2四年期

11、发展规划完成二期工程建设，初步形成品牌效应，产品走向国际市场，实现菊芋种植面积2.5万亩，实现年产值5.2亿元。3.六年期发展规划完成三期工程建设，形成国内龙头产业，产品打开国际市场和国内市场，形成品牌效应，实现年产值10亿元。附件一菊芋项目产品及其整个产业链的介绍菊芋在我国民间俗称菊姜、鬼子姜，种植成本低，每亩约60元，是种树成本的1/10、种草的1/5。它耐贫瘠、干旱，能够在荒漠中良好地生长，而地下块茎所富含的菊糖等果糖多聚物，可加工成菊芋粉和高聚果糖，这两种功能保健食品在发达国家非常受重视。欧洲许多国家菊糖行业已形成规模种植加工，并将其作为食品配料、食品添加剂、保健品及医药品的原料。如果

12、对亩产1500千克的菊芋大面积种植，不但能防风固沙，还可创造可观的经济效益。菊芋糖浆的提取被评为1999年中国农业科学院重点课题，1998年获得国家发专利。果糖的高甜度和低热值性能成为甜味剂和低热值功能饮食品原料新宠，其产量仅次于蔗糖尤其是高果糖浆(HFS)还有更为优越的物理化学性能，使其在食品饮料工业中独领风骚，应用前景广阔。一、项目工艺方面的优势和特点本项目一步法工艺比多步法工艺具有多方面优势：一步法工艺只有一步菊粉酶催化反应，生产工序简化，成本大大降低，产物得率?90%；菊芋种植成本明显低于禾本科粮食作物，增加一步法产品与原料价格优势。菊粉酶是一步法生产高果糖浆的唯一重要酶种。将为加快我

13、国菊粉生产技术水平的延伸，发挥明显的促进和示范作用。项目采用的纳滤技术和反渗透技术工艺路线在国内、行业内属技术创新，相关技术的推广将有效提高产品生产效率，降低生产成本，进而促进这一新兴产业的发展和壮大；该项目依托的技术成果在菊粉糖浆工业化提取工艺方面有重要突破，通过该项目实施，这一成果将有望在行业内推广，从而有效提升我国菊粉生产工艺技术水平的延伸；该项目在菊粉糖浆工业化提取生产线成套配置方面有创新，生产成本和能源消耗得以控制和降低；通过该项目的实施和示范带动，可使行业技术装备方案得到进一步优化，生产效率得以有效提高；该项目的实施有效提升了地方特色资源菊芋深加工生产的技术术含量和创收能力，有效促

14、进菊芋深加工产业链的延伸。项目的研发思路对加快和提升我国特色植物资源开发和环境保护相结合具有重大意义。目前，项目完成的工作和技术创新点为：（1）定向筛选到一株菊粉酶高产克鲁威酵母菌株，菌株发酵液产酶水平289U/mL，比同类菌产酶水平高6.8倍；（2）从出发菌株克隆的菊粉外切酶基因全长1599bp，该基因序列已经注册国际新基因序列号Genbank，该基因编码533个氨基酸，酶分子量MW59.2kD；（3）构建了高表达外切菊粉酶的分泌表达载体和基因工程毕赤酵母，产酶水平达到600U/mL；（4）建立了菊粉外切酶生产方法，采用高密度细胞发酵和底物诱导相结合的新措施，有效提高了产酶水平；（5）首次发

15、现外加Mg2+可提高菊粉酶酶活性11.28%；（6）通过中试，确立了一步酶法生产菊粉果糖技术路线和工艺参数，酶解菊粉率大于95%，产物果糖含量大于90%，产酶酵母细胞营养价值高，可作高值兼用酵母。全套技术已于2002年通过农业部成果鉴定（鉴定证书号：农科果鉴字2002第040号），2003年获本领域第一个授权发明专利（授权专利号：ZL 98 1 20697.2），项目产品2002年获国家重点新产品证书。二、市场前景发展优势欧洲国家、日本研究较为深入，我国始于90年代，目前均停留于实验室阶段，限制因子在于：产酶菌株菊粉酶产量低，生产成本高，本项目攻关研究取得了突破性进展，筛选到一株菊粉酶高产菌株

16、，采用特殊发酵方法和产酶诱导调控措施，最高菊粉酶产量达到288.78U/ml，比8090年代最高产量高出7.0倍，使高果糖浆中产酶成本相应降低7倍。彻底解决了过去一步法生产高果糖浆工艺产业化的限制因子。此外，该项技术所产菊粉酶具有更为优秀的酶学性质，更为经济高效的水解菊芋汁的能力。该项技术另外一重要特点是产酶菌体生物量高，菌体湿重达到40%，干重达12%；产酶酵母所含营养物质丰富，真蛋白含量43.10，必需氨基酸，B族维生素和重要微量元素含量均较高，具有开发为食用，药用和饲用酵母的潜力。在本项目工艺的条件下，高果糖浆和高值兼用酵母生产可以一举两得。三、产品效益优势 从产品效益来讲，HFS一步法

17、生产项目具有强大的产业(制糖，食品药品，酶制剂生产，糖料作物种植等行业)联动性，关于HFS推广应用规模，效益等预测分析令人鼓舞，首先，国内外功能食品与食品添加剂和低热值食品的强劲发展给高果糖浆的发展带来了难得机遇；其次，目前国内许多发酵厂，果葡萄浆厂和糖厂处于停产或半停产状态，该项目是这类企业首选的新项目，几乎不需要新增固定资产投资，原有设备和技术均可直接利用；第三，菊芋为多年生作物，耐瘠薄和干旱，种植技术简单，全国均有零星种植，国内亩产块茎1000公斤2000公斤左右。因此，该项目的发展还将带动种植业，尤其是糖料作物种植业结构的调整第四，菊粉酶作为酶制剂行业的新成员，可以由专业酶制厂生产，丰

18、富商品酶制剂的品种，给酶制剂行业带来新的活力。计划到2006年推广生产HFS达到60万吨，相应实现产值和利润分别为72亿元和36亿元，带动菊芋种植业产值为27.72亿元。到2015年，HFS总产达到750万吨，与美国现有产量相当，相应实现产值和利润分别为900亿元和450亿元，带动菊芋种植业产值为346.50亿元。四、行业技术优势从技术优势来讲，：最高菊粉酶产量达到288.78U/ml，比8090年代最高产量高出7.0倍，使高果糖浆中产酶成本相应降低7倍。该菊粉酶具有更为经济高效的水解菊芋汁的能力，酶液与菊芋汁体积比例为1：150200，50度下作用46h，底物降解率和果糖得率均达95%左右。

19、该项技术另外一个重要特点是产酶菌体生物量高，菌体湿重达到40%，干重达12%；所含营养物质丰富，真蛋白含量43.10%，必需氨基酸，B族维生素和重要微量元素含量均较高，具有开发为食用，药用和饲用酵母的潜力，可作为该项目第二主要产品同时生产，并提出了相应的生产工艺，该工艺已经经过实验室小试与工厂中试。在本项目全套工艺条件下，高果糖浆和高值兼用酵母生产可以一举两得。五、行业社会效应优势菊粉产业具有强大产业联动性，包括制糖，食品药品，酶制剂，糖料作物种植，新材料，风沙治理，水土保持等行业和领域，能产生广泛的社会效益、生态效益和经济效益。菊粉作物块茎可开发菊粉、低聚果糖等新型功能食品添加剂和原料，菊粉

20、产品组合宽，产业化切入点多，投资风险低，在西北地区还具防风治沙生态建设功效。功能食品和添加剂的强劲发展可直接推动菊粉果糖发展，菊粉酶作为新成员可给酶制剂行业增添空前的活力。尤其是长期单一糖料作物结构（甘蔗-甜菜）急需调整，菊芋种植简单、菊粉含量高是首选替代作物，目前山东、西北部分地区改种菊芋每亩收入超过千元，比种甜菜每亩增收500多元，增加1倍以上，有利于解决农民增收、农业增效和增加农产品竞争力，即“三农”问题，采取措施积极推广本成果技术，并从源头推动全国菊粉产业发展是我们共同的目标 六、行业相关产业链此外，为了进一步开发菊粉的应用领域，他们对婴儿食品、乳制品、保健品等方面进行深入的研究，计划

21、推出菊粉软饮料终端产品菊糖茶，使“山语菊粉”的产品走上国际化、多元化、全方位的经营之路。食品标签的配料表上，具有十分广阔的开发前景菊粉系列产品图片菊粉生产线：生产基地附件二功能保健食品菊糖的研究进展与发展前景摘 要：菊糖是一种可以从菊芋中提取的天然的果聚糖，它可以作为膳食纤维添加食品中并对人体有特殊的保健作用。本文主要介绍了菊糖的物理性质，生理功能，提取方式，以及在食品中的开发与应用。作为一种新兴的食品配料，菊糖具有安全无毒并能显著改善食品风味品质及促进人体健康的特点，具有广阔的市场前景。关键词：菊糖；膳食纤维；脂肪替代品；益生素菊糖（Inulin）又称为菊粉，它是一种生物多糖。由D-呋喃果糖

22、分子以-（2，1）糖苷键连接生成，每个菊糖分子末尾以-（1，2）糖苷键连接一个葡萄糖残基，聚合度通常为260，平均聚合度为101。菊糖在自然界中广泛存在于一些微生物和真菌体内。但是主要还是存在于植物的体内，如菊芋、菊苣、婆罗门参、大丽花块茎等，其中菊芋是菊糖生产的主要原料来源。不同植物来源、收获季节、气候、土壤以及生产加工过程等因素对菊粉的平均分子量和聚合度都有影响1。菊芋俗称洋姜、鬼子姜，原产于北美洲，为多年生草本植物，我国各地普遍栽培。其块茎富含菊糖，总菊糖含量一般为1417，还含有氨基酸、维生素等，既可作蔬菜，也可制作淀粉和酒精。其质地白细脆嫩，无异味，可腌制成酱菜或制成洋姜脯。利用现代

23、生物技术进行深加工精制成菊芋粉，是当今保健食品的全新多功能配料2。一、菊糖的理化特性1.菊糖的物理性质纯化学分析级的菊糖为球状放射性结晶，平均分子量介于56006300d之间，视分子聚合度而异3。从菊芋中提取的天然菊糖是由不同聚合度的低聚糖组成的混合物，为白色无定形，易吸湿的粉末。其比重为1.35，相对分子质量约为1600，与水的结合能力约为21。菊粉在水中易分散，吸湿性强，易于结块。由于含有少量单、双糖，故菊粉微带甜味。在菊粉中加入淀粉或砂糖可改善其分散性4。在溶液中菊糖可以降低水的冰点，提高水的沸点。2.菊糖的胶凝性菊糖凝胶属于典型的粒子凝胶结构，具有和奶油极其相似的外观和口感。它与亲水胶

24、体接触后有良好的流动性和粘度，能改善食品组织状态，成为应用于低能量食品生产的有效脂肪替代品。菊糖在水中的溶解度随温度发生变化。在10时溶解度为6，90时约为35。当菊糖浓度增加时，粘度逐渐增大。当浓度到1130时，粘度增加逐渐变稠但未出现凝胶。当菊糖浓度达到30时，菊糖与水结合开始形成凝胶，在这样的浓度下冷却3060min就会形成凝胶。随着菊糖浓度的增加，凝胶形成的时间加快。当溶液中菊糖浓度达到4045时几乎立刻形成凝胶。其凝胶像奶油般柔软，与脂肪相似，可以取代油脂作为代用脂用于低脂食品的生产。当浓度继续增加到50时，凝胶将十分坚实，但是仍觉有脂肪似感觉。其中各影响因子中，浓度是影响凝胶强度的

25、重要因子。除了菊糖浓度外，以下因素对凝胶性质也是有影响的：菊糖粒子大小可能影响凝胶强度。若采用速融化的产品，形成同样强度的凝胶所需浓度将比标准化喷雾干燥所得的产品低。菊糖的固体含量、温度影响及制备方法会影响凝胶性质。链的长度。菊糖形成凝胶的最低浓度与其聚合度(DP)有关，聚合度越大则形成凝胶所需菊糖浓度越低。单体及二聚物的含量对粘度也有影响，单体含量增加则粘度降低。若加入其他亲水胶体，一价及二价阳离子，菊糖凝胶的功能可能会受到影响6。菊糖溶液在pH较低(3.0以下)，温度很高的情况下保持一定时间可能发生水解，在凝胶状态下，若缺乏自由水，即使在酸性或高温的条件下菊粉也十分稳定。温度低于10，pH

26、处于3.07.5之间，菊粉不发生水解。因此凝胶状态的菊糖即使在酸性环境或者高温下，如果没有可利用的水将仍是稳定的。3.菊糖的生理特性菊糖难以被人体消化。菊糖在口腔、胃、小肠中均不会发生消化分解，只能在结肠中被双歧杆菌等部分发酵分解产生少量热量。菊糖及低聚果糖的热值一般在2.0kcal/g，与果糖的能量比值为1440，是一个大多数人可以接受的数值，由于其热值低，所以可以作为糖尿病患者的甜味剂7。（1）菊糖可以降血脂实验表明，菊粉可降低血浆（清）中甘油三酯和胆固醇水平，对于脂肪过多的人和患非依赖性糖尿病者也有此作用，但对正常人是否有这种作用还需要进一步证明。目前多数认为菊糖与果寡糖具有降低血脂、血

27、糖和改善能量代谢的作用。证据显示，降脂的主要原因为菊糖抑制肝脏中脂肪酸和胆固醇的合成。肝脏是合成甘油三酯和胆固醇的主要器官，血浆（清）中VLDL、LDL、HDL能准确反映甘油三酯和胆固醇的体内代谢状况。菊糖能减少动物肝脏合成分泌VLDL，降低血浆中VLDL水平，使肝脏合成甘油三酯能力下降。这可能是通过丙酸抑制肝脏中脂肪合成酶的基因表达，从而降低酶活性，减少肝脏中甘油三酯合成。菊糖能降脂主要是由于肝脏合成甘油三酯和胆固醇能力的下降，其在肠内被分解产生的丙酸在调节中可能起着重要作用7。（2）菊糖有益生素的作用在消化道上端不能被消化，以完整的形式到达大肠，然后选择性地吸收一种或几种有益菌生长和活动，

28、并抑制有害菌生长，从而有益于宿主健康的一类物质被称为是益生素。菊糖具有这种作用。它在大肠中发酵的过程实际是微生物分泌菊粉酶消化菊糖的过程。菊糖可显著促进人大肠中双歧杆菌、乳酸杆菌等生长，使梭菌、大肠杆菌、拟杆菌等数量减少。但也有研究表明，双歧杆菌增殖程度主要与人大肠中初始双歧杆菌数量有关，与菊糖用量相关不大。当人大肠中初始双歧杆菌数量减少时，菊糖增殖效果明显。当初始双歧杆菌数量多时，菊糖增殖效果不明显。要获得长期增殖效果则需要长期维持一定的菊糖水平6。（3） 菊糖可以促进金属离子的吸收和一般膳食纤维不同，菊糖摄入后可以促进钙、镁等金属离子的吸收。其机理为：菊糖能够促进双歧杆菌等的生长，其产生的

29、短链脂肪酸降低了肠道内部的pH值，增加了金属离子溶解度并促进了被动扩散使更多金属离子进入肠细胞。菊糖分解的产物短链脂肪酸也有利于金属离子的吸收，其产物还可刺激结肠粘膜生长，从而增大吸收面积。摄入一定量的菊糖能促进矿质元素尤其是磷酸钙的吸收量，促进钙在骨骼的吸收和沉淀，防治骨质疏松。（4） 菊糖可以改善肠道环境双歧杆菌是人体肠道内典型的有益菌，对保持肠道内菌群平衡和人体正常的代谢过程起着十分重要的作用。菊糖可以顺利到达大肠被双歧杆菌利用，产生的有机酸可使肠道pH下降，抑制沙门氏菌等腐败菌的生长，改善肠道环境，减少肠道内腐败物质的产生。能改变大便性状，对便秘、腹泻均有明显作用，而且能增强肠胃蠕动，

30、提高肠胃功能，增加消化和食欲，提高机体免疫功能9。二、菊糖的提取菊芋的根可制菊糖（菊粉）及低聚糖。新鲜菊芋经前处理粉碎后，加入1倍的水，加热至80100，保持20min，进行压滤或离心分离，滤液脱色，浓缩干燥后可制得菊粉。其生产工艺流程如下：鲜菊芋根洗净脱皮切片或切丝热水浸提脱盐脱色过滤减压浓缩喷雾干燥菊粉。低聚果糖前处理同菊粉生产工艺，先将菊芋清洗、切丁、热处理，过滤后制得菊粉清液，再用菊粉酶完全水解菊粉，制得低聚果糖。其生产工艺流程为10：菊粉清液菊粉酶部分水解（或完全水解）灭酶脱色离交脱盐浓缩调配低聚果糖。 三、菊糖在食品中的应用菊糖在许多国家与地区被认为是食品和营养的增补剂而广泛运用于

31、食品工业中。国外证明，菊糖摄入量在4070g/d时无不良反应，比较保守的观点也认为菊糖的摄入量在40gd都是安全的。在食品配料中菊糖可以和脂肪与巧克力替换使用以增加食品的粘性，提高其水结合能力，并使口感滑腻类似冰淇淋。所以菊糖可以作为冰淇淋和其他类似产品的脂肪替代品。菊糖所含的膳食纤维，使加入菊粉后的牛奶、酸奶和乳品饮料等低脂食物具有与全脂产品相同的口感与更高的营养价值和更佳的口味11。菊粉还可以用来制作仿制奶酪。在国外，菊粉已被成功地混合在仿制奶酪中以代替脂肪。国外有研究指出，其使用水平为3.44g100g奶酪，或每100g奶酪中加入13.75g的25（ww）的胶体或水溶液。在此水平下，菊粉

32、将直接替代63的总脂肪，而不会产生任何明显的熔化特性的影响。由于力求使用方便和加工（温度）控制上的原因，推荐增加使用热（80）的菊粉溶液而不是冷的菊粉胶体。尽管菊粉的可溶性未受到影响，来自实际研究的证据却显示在较高浓度菊粉存在时，仿制奶酪的硬度在温度上升到55时开始增加，这将会对产品有效性产生影响。但是，增加的硬度也可能会被增加的水分含量所抵消一部分12。由菊糖提取的菊糖糖浆具有一定的粘度，热量低，可用于制造人造黄油、咖啡伴侣和沙拉酱等，从而减少热量摄取，有利人体健康。在日本、欧美等国家把菊糖作为一种主要的功能性新糖源应用于保健食品、糖果、巧克力、乳制品冰淇淋系列产品和烘烤食品中，作为糖业生产

33、的第三类糖源进行开发13。菊芋汁作为一种配料多以浓缩汁使用，其结合了菊糖的益生素作用与乳酸菌等益生菌作用，非常适合在饮料中使用。一般不会影响食品的感观品质，还可以使饮料味浓且适于饮用14。有时由于添加的菊糖量较大（10以上），导致菊糖甜味过高而不能用于低脂人造奶油及黄油等无糖产品中时，就需要采用纯菊粉。经过特殊工艺处理后所得的纯菊粉，已被去除所有单、双糖及大部分低聚糖，完全没有甜味。只需普通菊粉的一半用量，就能达到一般油脂替代品的相同功效，且对酸水解的敏感度较低。由于其无甜味，可运用于干酪和涂抹食品中，也可作为纤维素运用于不含糖的食品中。其高度的耐酸性，为在作料和其他含酸性较高的产品中的运用提

34、供了可能1。四、展望菊糖作为一种新兴的食品配料，具有安全无毒并能显著改善食品风味品质及促进人体健康的特点，在国外已由Suiker Unie公司与Orafti两家公司开发生产。由于其来源为天然的洋姜，菊糖已经被FDA批准进入美国市场，并且在日本、欧洲、美国、台湾等地被认为是食品和营养的增补剂而非食品添加剂，广泛应用于食品工业中，有些国家已将其标注在附件三 菊粉水溶性膳食纤维的营养功能原理一、菊粉：水溶性膳食纤维的物化特性： 从膳食纤维的化学组成来看,其分子链中各种单糖分子的结构并无独特之处,但由这些并不独特的单糖分子结合起来的大分子结构,却赋予膳食纤维一些独特的物化特性,从而直接影响膳食纤维的生

35、理功能.1.高持水力膳食纤维化学结构中含有很多亲水基团,具有很强的持水力.不同品种膳食纤维其化学组成,结构及物理特性不同,持水力也不同.膳食纤维的持水性可以增加人体排便的体积与速度,减轻直肠内压力,同时也减轻了泌尿系统的压力,从而缓解了诸如膀胱炎,膀胱结石和肾结石这类泌尿系统疾病的症状,并能使毒物迅速排出体外.2.吸附作用膳食纤维分子表面带有很多活性基团,可以吸附螯合胆固醇,胆汁酸以及肠道内的有毒物质(内源性毒素),化学药品和有毒医药品(外源性毒素)等有机化合物.膳食纤维的这种吸附整合的作用,与其生理功能密切相关.其中研究最多的是膳食纤维与胆汁酸的吸附作用,它被认为是膳食纤维降血脂功能的机理之

36、一.肠腔内,膳食纤维与胆汁酸的作用可能是静电力,氢键或者疏水键间的相互作用,其中氢键结合可能是主要的作用形式.3.对阳离子有结合和交换能力膳食纤维化学结构中所包含的羧基,羟基和氨基等侧链基团,可产生类似弱酸性阳离子交换树脂的作用,可与阳离子,尤其是有机阳离子进行可逆的交换,从而影响消化道的pH,渗透压及氧化还原电位等,并出现一个更缓冲的环境以利于消化吸收.4.无能量填充剂膳食纤维体积较大,遇水膨胀后体积更大,易引起饱腹感.同时,由于膳食纤维还会影响可利用碳水化合物等成分在肠内的消化吸收,使人不易产生饥饿感.所以,膳食纤维对预防肥胖症十分有利.5.发酵作用膳食纤维虽不能被人体消化道内的酶所降解,

37、但却能被大肠内的微生物所发酵降解,产生乙酸,丙酸和丁酸等短链脂肪酸,使大肠内pH降低,从而影响微生物菌群的生长和增殖,诱导产生大量的好气有益菌,抑制厌气腐败菌.不同种类的膳食纤维降解的程度不同,果胶等水溶性纤维素几乎可被完全酵解,纤维素等水不溶性纤维则不易为微生物所作用.同一来源的膳食纤维,颗粒小者较颗粒大者更易降解,而单独摄入的膳食纤维较包含于食物基质中的更易被降解.膳食纤维的发酵作用由于好气菌群产生的致癌物质较厌气菌群少,即使产生也能很快随膳食纤维排出体外,这是膳食纤维能预防结肠癌的一个重要原因.另外,由于菌落细胞是粪便的一个重要组成部分,因此膳食纤维的发酵作用也会影响粪便的排泄量.6.溶

38、解性与粘性膳食纤维的溶解性,粘性对其生理功能有重要影响,水溶性纤维更易被肠道内的细菌所发酵,粘性纤维有利于延缓和降低消化道中其他食物成分的消化吸收.在胃肠道中,这些膳食纤维可使其中的内容物粘度增加,增加非搅动层(unstirred layer)厚度,降低胃排空率,延缓和降低葡萄糖,胆汁酸和胆固醇等物质的吸收.二、水溶性膳食纤维的的生理功能关于 膳食纤维的生理功能,美国Graham早在1839年和英国的Allinson在1889年就已提出,Allinson认为假如食物中完全不含膳食纤维或麸皮,不但易引起便秘,而且还会引起痔疮,静脉血管曲张和迷走神经痛等疾病.1923年Kellogg博士论述了小麦

39、麸皮的医疗功能,可是这些早期的研究工作当时均未得到人们的重视.直到20世纪60年代,在大量的研究事实与流行病调查结果基础上,膳食纤维的重要生理功能才为人们所了解,并逐渐得到公认,现在它已被列入继蛋白质,碳水化合物,脂肪,维生素,矿物元素和水之后的第七营养素.(一)调整肠胃功能(整肠作用)膳食纤维能使食物在消化道内的通过时间缩短,一般在大肠内的滞留时间约占总时间的97%,食物纤维能使物料在大肠内的移运速度缩短40%,并使肠内菌群发生变化,增加有益菌,减少有害菌,从而预防便秘,静脉瘤,痔疮和大肠癌等,并预防其它合并症状.1.防止便秘膳食纤维使食糜在肠内通过的时间缩短,大肠内容物(粪便)的量相对增加

40、,有助于大肠的蠕动,增加排便次数,此外,膳食纤维在肠腔中被细菌产生的酶所酵解,先分解成单糖而后又生成短链脂肪酸.短链脂肪酸被当作能量利用后在肠腔内产生二氧化碳并使酸度增加,粪便量增加以及加速肠内容物在结肠内的转移而使粪便易于排出,从而达到预防便秘的作用.2.改善肠内菌群和辅助抑制肿瘤作用 膳食纤维能改善肠内的菌群,使双歧杆菌等有益菌活化,繁殖,并因而产生有机酸,使大肠内酸性化,从而抑制肠内有害菌的繁殖,并吸收掉有害菌所产生的二甲基联氨等致癌物质.粪便中可能会有种或多种致癌物,由于膳食纤维能促使它们随粪便一起排出,缩短了粪便在肠道内的停留时间,减少了致癌物与肠壁的接触,并降低致癌物的浓度.此外,

41、膳食纤维尚能清除肠道内的胆汁酸,从而减少癌变的危险性.已知膳食纤维能显著降低大肠癌,结肠癌,乳腺癌,胃癌,食管癌等癌症的发生.3.缓和由有害物质所导致的中毒和腹泻 当肠内有中毒菌和其所产生的各种有毒物质时,小肠腔内的移动速度亢进,营养成分的消化,吸收降低,并引起食物中毒性腹泻.而当有膳食纤维存在时可缓和中毒程度,延缓在小肠内的通过时间,提高消化道酶的活性和对营养成分正常的消化吸收.4.膳食纤维在消化道中可防止小的粪石形成,减少此类物质在阑尾内的蓄积,从而减少细菌侵袭阑尾的机会,避免阑尾炎的发生. (二)调节血糖值 膳食纤维中的可溶性纤维,能抑制餐后血糖值的上升,其原因是延缓和抑制对糖类的消化吸收,并改善末梢组织对胰岛素的感受性,降低对胰岛素的要求.水溶性膳食纤维随着凝胶的形成,阻止了糖类的扩散,推迟了在肠内的吸收,因而抑制了糖类吸收后血糖的上升和血胰岛素升高的反应.此外,膳食纤维能改变消化道激素的分泌,如胰汁的分泌减少,从而抑制了糖类的消化吸收,并减少小肠内糖类与肠壁的接触,从而延迟血糖值的