功能性食品与功能性食品的互动关系研究

功能性食品与功能性食品的互动关系研究

1营养缺乏与营养结构失衡的双重挑战随着我国经济的不断发展和居民生活水平的提高，我国城镇居民的饮食和生活条件显著改善，生活方式不足，营养不足的问题继续恶化。但是同时,我国也面临着营养缺乏与营养结构失衡的双重挑战。特别是慢性病和亚健康呈上升趋势。健康问题已经逐渐凸显,成为一个社会性的课题,人民对健康的需求急剧上升,从基本的疾病预防到更好的“感觉”与“形象”。1.1老龄化时期中国的生命质量现状根据第六次全国人口普查资料显示,2010年我国60岁以上人口为1.766亿,占人口总数的13.26%。我国即是全球惟一一个老年人口过亿的国家,也是全球老龄化速度最快的国家,中国人均寿命已接近发达国家水平,达到了73.5岁。随着中国进入老龄化社会。但是,国际卫生组织衡量一个国家人口的生命质量,最主要的评判标准是健康年龄,而不是单纯的生理寿命的长短。中国目前的老龄人群普遍存在高血压、糖尿病等疾病,很多老年人的生命需要药物的支撑才能维持,老年人的生命质量有待进一步提高。1.2高血压、体重大、要比人体加重率低我国亚健康人群接近10亿,很多的居民无论是身体还是心理均处于一种非健康的状态。亚健康最容易导致肿瘤、心血管疾病、呼吸及消化系统疾病和代谢性疾病,这些疾病均有一个缓慢发展的过程,刚开始均表现为亚健康,如不采取控制手段很容易就会发展为真正的疾病。根据调查显示,我国血脂异常患病人数约1.6亿人,成人患病率为18.6%。目前,中国约有1.6亿多人患高血压。居民畜肉类及油脂消费过多,谷类食物消费偏低等导致了成人超重率达22.8%。,目前中国约有2亿人体重超重,6000多万人患肥胖症,成人超重率达22.8%,肥胖率为7.1%。与1992年相比,成人超重率上升了39%,肥胖率上升了97%。此外,由于生活习惯的问题,使得人民在日常生活中缺乏运动,人体免疫机能不断下降,再加上营养过剩,膳食不合理等因素的叠加,造成了中国居民肥胖、糖尿病、三高(高血糖、高血压、高血脂)等慢性疾病越来越多,已经在很大程度上制约了整个社会经济的发展。2解决小虾化产品时要选择功能性食品所谓功能食品是指对身体某种或多种机能有益处,有足够营养效果改善健康状况或能减少患病的食品成为功能食品。随着中国城市化的推进,中国的基础性健康问题已得到解决,消费者日益步入“身心健康”的阶段,人们最关注如疲劳、消化问题、感冒、超体重、免疫力低下、眼睛疲劳等内在健康问题,在解决以上问题时,更倾向与选择功能性食品或功能性饮料解决。以消化问题为例,消费者首选的是添加了低聚糖的酸奶/乳酸菌饮品来解决肠道问题。想控制体重就选择零卡或低卡路里的食品,改善眼睛疲劳饮用富含叶黄素的食品等,功能性食品已经逐渐成为人们解决内在问题的首选。著名经济学家,美国总统顾问保罗·皮尔泽曾经预言,健康(功能性食品)产业将引领世界经济,随着生物技术和分子生物学的发展,健康产业将成为继蒸汽机、电力、计算机和网络技术之后的“财富第五波”产业,国际国内两个市场需求旺盛,健康产业(功能性食品)已经成为战略新兴产业。据统计,全球范围内功能性食品的消费占到了整个食品消费的50%,欧美国家用于功能食品方面的支出是其整个家庭支出的25%,欧洲的功能食品有2000多种,并且每年还在以17%的速度增长,所以说功能食品市场是一个几千亿美元的庞大市场,随着财富第五波的发展,这种趋势将会更加明显。3人类的健康目标是展功能食品的发展离不开功能配料,功能配料又在很大程度上带动了功能食品的发展,使之在不同的功能领域不断延伸,为人类的健康贡献了重要的力量。功能性配料是指在功能食品中起到生理作用的有效成分即功能因子,目前比较广泛的功能因子包括益生元、益生菌、膳食纤维、矿物质、维生素、功能性糖醇、植物甾醇等。3.1影响肠道感染世界卫生组织的一份资料显示,全球70%左右的人患有不同程度的各种胃肠道疾病,如消化性溃疡、胃炎、克罗恩病、肠易激综合症等。究其原因,主要有三个方面:一是经常无节制地摄入高蛋白、高脂肪、高酸辣食品,增加胃肠道的消化压力,而抽烟喝酒的增加,直接刺激胃粘膜;二是工作生活压力逐渐增大,人们生活饮食的不规律性、思想负担重,这严重地影响了人的生理和心理机能,造成胃肠道内分泌紊乱,肠道内微生物菌群严重失调;三是随着年龄的增大,身体器官机能的逐步衰退,肠道内消化液的分泌量大大减少,pH值升高,肠道中的有益微生物如双歧杆菌、乳酸杆菌所占有的比例严重下降,而有害菌如埃希式大肠杆菌、产气夹膜梭菌、韦荣氏菌、假单孢菌等则大量繁殖,在大肠中分解食物残渣,产生氨、胺类、吲哚、亚硝胺、硫氢等有毒化合物,人体长期吸收会降低免疫力,促进衰老,以致引发各种疾病。3.1.1肠道菌群与宿主的关系中医道:“三分治,七分养”,对于预防胃肠道疾病,我们要更重于“养”。“养”除了需要我们日常当中经常运动锻炼身体,有规律的作息时间、保持愉快的心境外,还要注意饮食健康。中国历来就有“药食同源”的说法,现代的功能性食品正是继承和发展了这一传统,在科技发达的今天,发挥着越来越重的作用。功能性食品中很重要的一类就是调节人体肠胃功能,促进营养吸收,改善消化道微生态菌群的胃肠道功能性食品,其份额占到总的功能性食品中的42.7%左右。肠道菌群与其宿主相互作用影响的统一体称为肠道微生态。它们和人体有着密不可分的互利共生关系,直接影响着每个人的健康,对促进营养食物消化吸收、产生有益营养物质、抵御外来致病菌的侵入以及调节免疫机制等方面有着重要作用。肠道微生态的均衡状况与宿主的健康状态有着必然的联系,而机体提供一定的益生原,使肠道内有益菌因得到有效地增殖因子而迅速繁殖,争夺有限的生长基点,而有害菌因丧失生长繁殖的空间被排出体外,无法在宿主的机体内定植。益生元原就是这样一种物质可以通过选择性的刺激一种或少数种菌落中的细菌的生长与活性而对寄主产生有益的影响从而改善寄主健康的不可被消化的食品成分,主要是指各种寡糖类物质即功能性低聚糖。主要包括低聚异麦芽糖、低聚果糖、低聚半乳糖、低聚木糖等。成功的益生原应是在通过上消化道时,大部分不被消化而能被肠道菌群所发酵的。最重要的是它只是刺激有益菌群的生长,而不是有潜在致病性或腐败活性的有害细菌。在这种调节机制下,益生原可以产生多种功效:①减轻便秘;②降低肠道的pH值,抑制腐败菌的生长;③维持肠道内各菌群的平衡;④对宿主免疫系统的功效有促进的作用;⑤调节血脂,降低血清的胆固醇含量;⑥完善婴儿肠道内的菌落,促进婴儿健康。3.1.2低聚糖的生产在美国和欧洲市场,食品中添加的益生元主要有低聚果糖、低聚半乳糖和菊粉等,主要被应用于酸奶、谷物早餐、果汁、焙烤食品中,并且市场潜力巨大,每年都会有新的产品问世。日本是国际上比较早进行益生元开发和应用的国家,早在上世纪80年,就先后有低聚果糖、低聚异麦芽糖以及低聚半乳糖投入生产和应用,2006年日本的功能性低聚糖的需求量在10万吨以上,含有低聚糖的产品品类繁多,涵盖范围非常广泛。中国的益生元生产和应用要晚于欧美和日本,上世纪90年代,保龄宝生物股份有限公司开始工业化生产低聚异麦芽糖,开启了低聚糖在国内生产和应用的先河。目前国内批量应用的低聚糖主要包括低聚果糖、低聚异麦芽糖、低聚半乳糖以及低聚木糖等。比如伊利、蒙牛的乳饮料、脑白金、各种婴幼儿配方奶粉等。纵观国内外知名乳品企业基本上都在应用益生元,市场容量巨大,并且随着市场推广和应用技术的不断成熟,整体市场还将进一步扩容。3.2膳食纤维的应用膳食纤维是人体不可或缺的第七营养素,自20世纪60年代TROWELL首先提出“文明病”的特征,并提出膳食纤维在对抗文明病方面重要作用以来,膳食纤维的研究和应用开发便受到了世界各国的高度重视,食品界、营养学界以及临床医学界相继投入巨大精力进行研究。聚葡萄糖是一种优良的水溶性膳食纤维,具有低糖、低热、低血糖指数的的特点,并同时兼有膳食纤维和益生元的双重功效,由于其良好的作用和应用特性,近年来得到了迅速发展,在50多个国家被批准使用,广泛应用在食品、饮料、保健品中。3.2.1聚葡萄糖的功效3.2.1.1低热量。聚葡萄糖是由葡萄糖随即聚合的产物,分子结构复杂,很难被人体消化吸收,因此具有较低的热量,大量的动物和人体试验发现,聚葡萄糖的热量1Kcal/g左右。3.2.1.2调理肠道,防止便秘。由于聚葡萄糖具有很好的持水性,未消化的聚葡萄糖增加了肠道的蠕动和粪便的排除,同时在大肠内可以部分被双歧杆菌等有益菌发酵利用,产生大量的短链脂肪酸,降低肠道pH值,刺激肠道蠕动,增加粪便湿润度并保持一定的渗透压,从而双向调节肠道内环境,防止便秘发生。3.2.1.3调节肠道菌群平衡的益生元功效。很多研究表明,聚葡萄糖是有效的益生元,在摄入人体后,能够促进产道有益菌的增殖,并抑制有害菌的生长。3.2.1.4清除体内有害物质,降低肠道癌发生的风险,提高机体免疫力。聚葡萄糖能够抑制有毒物质在肠道内的吸收,并通过粪便的形式将其排除体外,降低有害物质在体内的积累。3.2.1.5促进矿物质吸收。很多实验研究表明,摄取诸如聚葡萄糖、低聚糖以及糖醇等非消化性类糖可以促进对钙的吸收。3.2.1.6改善脂质代谢,降低甘油三脂和胆固醇。聚葡萄糖添加到食品中可以起到降低甘油三酯和胆固醇的作用。3.2.1.7增加饱腹感,有助于体重控制,在全球范围内肥胖问题越来越严重的情况下,低热量的膳食成为了有效控制体重的重要手段。聚葡萄糖具有较低的热量值,能使人在摄入降低热量的情况下,达到增强饱腹感的作用,同时还可以抑制食欲,使人能够减少进食,并从人体带走多余的脂肪和能量,从而达到减少脂肪堆积,控制体重的效果。3.2.2聚葡萄糖在食品中使用的安全性通过大量的动物和人体试验,以及大范围在食品、饮料和保健品中的应用表明,聚葡萄糖具有高度的安全性,FDA和FAO/WHO均已批准聚葡萄糖作为安全的食品添加剂来使用。目前中国、日本、澳大利亚等45个国家已批准使用聚葡萄糖,日本厚生省已确认聚葡萄糖作为一种食品来食用。所以说聚葡萄糖在食品中应用是非常安全的,在人体能够承受的耐受量之内,不会对人体产生副作用。3.2.3采用聚葡萄糖功能食品3.2.3.污染小糖饮料的最佳配方作为一种优良的水溶性膳食纤维,聚葡萄糖是强化纤维饮料的理想纤维来源,它具有水溶性好,低pH值及加热条件下的稳定性高,在货架期内稳定,纤维无损失等优良特性,饮用添加水溶性膳食纤维的饮料,除了能使饮用者吸收各营养成分的同时,增强饱腹感,减少对热量物质的摄入量,长期饮用能显著助控减肥,并且在饮料中使用水溶性膳食纤维后,可使饮料中其它微粒均匀分布在溶液中,不易产生沉淀和分层现象,并且添加到饮料中后无不良口味、色泽和透明度均良好,可增强无糖或低糖饮料的口感。这些特性使其能广泛应用于饮料产品,包括固体饮料中,水溶性膳食纤维在欧美和日本等发达国家比较流行,如日本可口可乐公司生产的含膳食纤维矿泉水,盛行日本;日本的大塚制药(Otsuka)推出的Fibe-MINI纤维饮料,每瓶含有7克聚葡萄糖,并于1997年获得FOSHU认证,目前该产品依然畅销。日本的三得利公司(Suntory)开发了聚葡萄糖的新应用,用它和一种低聚糖成功开发了“Bikkle”酸乳饮料,创下了销售2亿瓶的记录。在国内娃哈哈的乳饮料思慕C,畅销乳饮料营养快线,旺旺益纤多等饮料中也添加了聚葡萄糖。3.2.3.添加聚葡萄糖水溶性膳食纤维目前广泛用于调节微生态平衡、润肠通便的保健食品。水溶性膳食纤维被服用后,促进肠道双歧杆菌、乳酸杆菌等有益菌,同时产生大量短链脂肪酸,如乙酸、醋酸、叶酸和乳酸,改变肠道pH值,改善有益菌群的繁殖环境,从而加快肠道蠕动,使粪便顺利排出。因此可以通过添加聚葡萄糖开发专门针对便秘人群的保健食品。因聚葡萄糖具有较低的热量值(1Kal/g),可用于生产低能量,瘦身、减肥的保健食品或功能性饮料,针对爱美人士或年轻女性。3.2.3.聚葡萄糖的添加在乳制品中脂肪的含量相对较高,降低乳制品的能量主要是通过减少配料中的脂肪含量来实现。在减少乳脂肪含量的同时,添加一定数量的脂肪替代品和填充物,以获得乳制品特有的质构、风味和口感。聚葡萄糖兼有代脂品和填充剂两种作用。它是一种低热量物质(1kc/g),约为蔗糖的1/4,脂肪的1/9,性质稳定,能够赋予乳制品类似油脂的细腻滑润口感,提供理想的光泽表面。在制作过程中聚葡萄糖热稳定性好在高温条件下不易分解而影响乳制品的质构,还可与其它物质如蛋白质发生作用,形成乳制品特有的风味。聚葡萄糖可以广泛的应用在发酵酸奶以及配方奶粉中。3.2.3.保健型膳食纤维冰激凌聚葡萄糖以其卓越的代糖、代脂肪功能以及多种生理功效而成为功能性冰激凌的一种应用趋势。聚葡萄糖具有优于其他纤维的口感,它不仅没有甜味且不结晶,其工艺性能也类似于糖和脂肪,可取代部分糖、脂肪而提供与其相近的爽滑细腻的口感。并可作为一种水溶性膳食纤维及优质填充剂,取代部分脂肪,将其用于研发品质优良、低热、低脂的保健型膳食纤维冰激凌,不仅不会影响冰激凌原有的特性,相反会使冰激凌感官评价和质量评价更美好,尤其是水溶性膳食纤维的功能性,更能让消费者吃到美味,吃出健康。冰激凌独特的营养功能和时尚开始备受消费者的关注,市场上新型的冰激凌产品也不断涌现,“和路雪”冰激凌产品包装在标注增加了纤维素、饱和脂肪,其品牌下各系列产品中都提供了清淡、低脂,添加功能糖醇的无糖品种;雀巢公司推出的“奇趣虫”等几款冰激凌都属于低糖产品;“光明”推出的国内首款植物蛋白冰激凌“雪趣庄园”,热量仅为奶制品的1/2。可以说,健康、低糖、低热量的聚葡萄糖为冰激凌行业带来了生机和希望,从而成为了我国冰激凌市场新的应用趋势。3.2.3.食品中的应用在焙烤食品中,热量低的配料一直是食品革新家们的首选。而影响这个选择的关键是配料的性质.如溶解度、粘性、保湿性、热量减低性,以及是否适合传统加工工艺等。改性聚葡萄糖符合以上一切需要。它不仅提供必要的固形物,而且能像油脂和糖类那样赋予产品适当的质地和口感。聚葡萄糖在焙烤食品中的应用比较广泛,西方膳食纤维食品的最大市场当属此类。丹麦自1998年就开始生产高膳食纤维面包,并逐渐增加其品种。近年来,其产品已远销意大利、西班牙和英国等。同样多功能聚葡萄糖还可以应用到生产饼干、蛋糕等焙烤食品,其中膳食纤维的用量一般为面粉用量的5%10%,若用量超10%,将使面包发酵速度减缓,因膳食纤维的吸水性较强,故配料时应适当增加水量。通常,添加膳食纤维提高了此类食品的保水性,增加了食品的柔软性和疏松性,防止储存期变硬,此类食品的口感呈中性,味道可口且产品的加工工艺及其外观弹性、色泽和筋力等基本不受影响。此外,聚葡萄糖还在糖果、肉制品等各种食品中具有广泛的应用,聚葡萄糖由于其卓越性能及方便、高效的营养特性成为像维生素一样的重要食品配料,我们相信在未来,随着聚葡萄糖生产工艺的进一步发展和人们对聚葡萄糖优良特性的深入认识。会有越来越多的食品中添加聚葡萄糖,而功能食品纤维化也会成为未来食品行业发展的一个必然趋势。3.3糖尿病高糖群体和食品的需求增加据资料统计,我国现有糖尿病人3000多万,世界卫生组织估计,至2025年中国糖尿病人将达5000万,中国有可能继印度之后成为世界第一糖尿病大国,这不仅因为中国人口基数最大,还因为中国经济发展快速,使生活迅速改善的国人肥胖者剧增,而中国肥胖症者“中心性肥胖”居多,生活陡变的中国“中心性肥胖人”成为糖尿病的“易感人群”。肥胖使得慢性非传染病得发生的风险增加,与心血管病、糖尿病、高血压、癌症以及代谢紊乱等有着非常密切的关系。此外,由于高糖食品的摄入增加,导致中国青少年儿童出现龋齿的问题也越来越严重,在这种情况下,消费者的消费意识逐渐开始转变,人们开始注重饮料中热量、脂肪以及糖的摄入,同时对功能和保健食品的需求也在增加。根据研究发现,消费者选择一种食品时最关注的首先就是热量,然后是脂肪。日益注重保健养生的消费者,需要一种天然、低热、口感好,并且能够代糖的甜味剂。赤藓糖醇的出现,迅速填补了这一空缺,成为了人们追捧的热点。3.3.1赤藓糖醇的代谢特征赤藓糖醇是一种天然的糖醇类填充型甜味剂,广泛存在于多种水果和发酵食品中,具有耐酸、耐碱、耐热性,非吸湿性以及口感清凉等优良特性。赤藓糖醇为小分子,在小肠易于吸收,大部分能进入血液中循环,仅有少量直接进入大肠中发酵。由于人体缺乏代谢赤藓糖醇的酶系,进入血液中的赤藓糖醇不能被消化降解,只能透过肾从尿液中排出,避免了其他糖醇进入大肠后由于量过大而产生腹胀、腹鸣和腹泻的副作用,适用于各类人群,尤其是糖尿病患者。这一独特的代谢特征,决定了赤藓糖醇低热值的特性。根据日本厚生省1991年8月修改了的“特殊营养食品难消化糖类的能量评价法”的测定结果,认定赤藓糖醇的热量是0kcal/g,并认定为唯一的零热量糖醇类甜味剂。此外,赤藓糖醇还具有天然、耐受量高、不会引起血糖与胰岛素水平大幅度波动、非龋齿等特点。3.3.2在国内饮料中的应用在美国人们消费赤藓糖醇主要来源于食物(主要为巧克力和白酒),人均消费量约为80mg/d,或1.3mg/kg·d。目前,赤藓糖醇在国内保健品行业应用最广泛,用量约占我国赤藓糖醇总产量的40%左右;其次是糖果行业,这部分所占比例约为35%;有25%应用在医药、化工、化妆品等其他行业;在焙烤食品中的应用不如国外发展的广泛。未来随着人们生活节奏的加快,具有低热保健功能的赤藓糖醇食品会越来越多,随着生产技术的进一步发展,其成本进一步下降,市场容量还会越来越大。3.3.3利用糖代谢糖醇生产的饮料赤藓糖醇应用领域十分广泛,特别是在食品工业中作为低热量甜味剂和高甜度甜味剂的稀释剂,广泛应用于糖果(包括巧克力食品)、乳类饮料、焙烤制品、软饮料等。糖果、巧克力类食品赤藓糖醇在糖果配方中可以替代砂糖,除可明显降低热量外,还可改善低热量糖果的消化耐受性。改善产品的风味、组织形态及贮存稳定性;在无糖糖果的制造中替代传统甜味剂,使热量降低约85%,用于巧克力中,可降低热量约30%;通过与高倍甜味剂混合使用,可以赋予食品类似砂糖的风味;高溶解热可制成有清凉感的糖果,易粉碎而不吸湿的特性,便于各种糖果的忌湿贮存;稳定性好,可以防止—般食品加工中出现褐变或分解现象,特别是硬糖生产时的高温熬煮下的褐变。赤藓糖醇的应用,解决了巧克力制造中大部分功能性甜味剂的吸湿性高造成的巧克力起霜现象,和其他甜味料并用制成的巧克力在食感、风味、口感等方面优于蔗糖制品,而热稳定性的特点应用在80℃以上的环境中制造巧克力,能大大缩短加工时间,有益改善巧克力产品风味。焙烤类食品赤藓糖醇熔点低、吸湿性低的特点应用于焙烤类食品,可防潮,延长食品的货架寿命。蔗糖、油脂对于形成焙烤食品特有的组织结构、口感和风味具有相当重要的作用,但高糖、高脂食品不符合现代人崇尚健康的理念,利用赤藓糖醇低能量值、甜味纯正及甜味协调作用替代蔗糖等,不仅有利健康,而且焙烤产品具有更好的结构紧密性和柔软性,且有着不同的口溶性,所以赤藓糖醇可广泛应用在烘焙食品上。卡夫在其奥利奥产品添加了赤藓糖醇,在降低热量的同时也让饼干具有了清凉的口感,收到了消费者的青睐。乳制品赤藓糖醇渗透压降低,抑制了乳酸发酵,控制酸味上升,可以延长产品的保质期及货架期,用脱脂乳10%,水90%进行乳酸发酵,pH调至4.2,乳酸菌8.8×108的发酵乳,添加10%的赤藓糖醇,10℃保持一个月后,pH为4.1,乳酸菌数为7.2×108,达到了酸味上升少,乳酸菌数下降也少的效果。而用蔗糖取得同样效果需添加20%以上,且甜度上升,适口效果也不如前者。在国外赤藓糖醇在发酵乳中的应用是非常广泛的。饮料类赤藓糖醇对饮料主要感官特征的影响体现在提高甜度、厚重感和滑润感,降低苦涩感,掩饰异味,改善饮料的整体风味,如赤藓糖醇应用于茶饮料中可以明显减少其后