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功能性益生元和膳食纤维
膳食纤维益生元
双|益|膳|食|纤|维|饮
随着全球经济的迅速发展和人们生活水平的不断提高，人们的健康状况有了明显的改善。但由于生活环境周围空气和水资源等污染日益加剧、饮食结构的不合理，如脂肪摄入过多，膳食纤维严重不足等原因，高血压、高血脂、肥胖病、超体重、脂肪肝等疾病的患病率增加。面对各种恶性疾病发病率的逐年上升，人们在生活水平普遍提高的今天，更加关注自己的健康。功能性益生元和膳食纤维由于具有促进有益菌生长繁殖，纠正肠道微生态失衡的功效而被人们所熟知。近年来，由于益生元和膳食纤维在肠道健康中的显著作用，已经成为功能食品研发领域的宠儿，含有益生元和膳食纤维强化的食品、药品、保健品纷纷进入市场，以及产业的不断扩大也进一步促进了功能食品行业的不断发展。
益生元(Prebiotics)的概念是由GR．Gibson等(1995)提出，是指不易被消化的食品成分，通过选择性的刺激一种或几种细菌的生长与活性，而对寄主产生有益的影响，从而改善寄主健康的物质。益生元主要为一些低聚糖如低聚异麦芽糖、低聚果糖、低聚半乳糖等。由于益生元不能被人体分解、吸收和利用，通过消化道到达结肠后，有的能被结肠群分解和利用，而促进结肠菌群的生长，在改善肠道微生态、促进脂质、蛋白质与矿物类代谢方面具有重要意义。
1.1益生元的物化特性及生理功能
1.1.1物化特性
低聚糖类益生元大多具有良好水溶性，粘度低，口感清爽，甜度低。与蔗糖相比，低聚果糖的甜度约为蔗糖的40~60％，低聚异麦芽糖约为40％～５0％，低聚半乳糖为25％左右。益生元的酸稳定性和热稳定性较好，储存稳定性也很好，无不良质构和风味，可在食品和保健品领域中取代蔗糖使用。
1.1.2生理功能
益生元的生理功能，主要是通过促进肠道内有益菌繁殖、优化菌群平衡来实现和益生菌一样的功能。
（1）改善肠道菌群的功能
大肠是人体最大的细菌库，人体细菌的95%以上集中在大肠，含菌量可达1012cfu/g以上，代谢活动非常旺盛。人体试验表明，各种低聚糖都可以大幅度促进大肠中双歧杆菌之增殖，以低聚果糖为例，Mitsuoka(1987)就23名老年病人(50-90岁)进行试验，在每日膳食中添加低聚果糖NeosugarG15g，为期两周，每日收集粪便作细菌学试验，结果表明食用低聚果糖后，大便中双歧杆菌比试验前增加了10倍。
（2）低甜度、低热量
低聚果糖的甜度仅为蔗糖的1/3，在人体内不被α－淀粉酶、蔗糖转化酶和麦芽糖酶分解，不能作为能源被人体利用，不会使血糖值升高，因此非常适合于糖尿病患者及肥胖者食用。
（3）改善脂质代谢，降低血脂和胆固醇
动物和人体实验都表明，食用低聚果糖对血糖、血压、降低血清胆固醇，提高HDL/LDL比例有一定的效果。双歧杆菌可产生胆酸水解酶，将结合胆酸游离，而游离胆酸可抑制病原菌的生长，在pH6.0时，胆汁酸可同胆固醇结合而生成沉淀，随大便排除体外。双歧杆菌和低聚果糖本身也可吸收胆固醇而随大便排除，从而可有效调节血脂。此外低聚果糖被双歧杆菌发酵生成的丙酸，可抑制胆固醇的生成有关酶类的活性而抑制了胆固醇的合成。
（4）产生有机酸，降低肠道pH，抑制腐败，预防便秘
低聚果糖、低聚异麦芽糖、低聚乳糖等各种不消化或难消化低聚糖食后直达大肠，在结肠中被大肠菌群发酵作为能源而利用，双歧杆菌、乳酸菌等有益菌发酵这类碳水化合物，可产生有机酸，有机酸可降低肠道pH值，可有效抑制肠道腐败产物的生成，并促进肠道蠕动而促进排便。
（5）提高免疫力、抑制、预防肿瘤
大量的动物试验结果表明，双歧杆菌在肠道内大量繁殖能够起抗癌作用。这种抗癌作用归功于双歧杆菌的细胞、细胞壁成分和胞外分泌物使机体的免疫力提高。例如喂养定殖双歧杆菌单因子的无菌小鼠，要比未处理的无菌小鼠寿命长。低聚果糖具有整肠通便的功能，它能使肠道腐败菌受到抑制，腐败产物显著减少并及时排出，因而可减少大肠癌的发生。
（6）促进钙等矿物质元素的吸收
食用功能性益生元可以促进钙、镁、锌、铁等矿物元素的吸收，对于促进儿童生长及防治老年骨质丢失已有不少研究证实。用含10％低聚果糖的饲料喂养小鼠，试验表明低聚果糖可促进钙、铁、镁、锌的吸收，并可阻止因缺乏雌性激素而引起的骨质丢失，Niness(1999)报道对青少年志愿者所作试验结果表明少年日食低聚果糖15g，钙吸收增加26％，青年日食菊粉40g，钙吸收可增加58％。
1.2益生元的应用
益生元不仅具有防龋齿、促进肠道有益菌增殖等生理功能，而且具有一系列良好的理化性能，如甜味温和、耐酸热、低粘度、保湿性好、防止淀粉老化、低水分活度等，从而使其能广泛应用于保健品、饮料和食品中。概括起来，主要有以下几方面：
（1）餐桌甜味剂：小包装低聚异麦芽糖可直接加入冷热饮料和咖啡中，做为家庭保健糖可以用粉状或液体直接加入饮品和食品中。
（2）饮料：益生元性质稳定适宜添加在各种饮料中，既保持饮料特有的风格，又具有一定的保健功能。可添加至碳酸饮料、豆奶饮料、果蔬饮料、茶饮料、营养饮料等各类饮品中。
（3）乳制品：益生元在乳制品中已经有了非常广泛的应用，从常温奶到各个阶段的婴幼儿奶粉中都添加了不同的益生元，复合益生元组合低聚糖果与低聚半乳糖，应用到婴幼儿奶粉中可以协同提高婴儿的肠道健康，达能公司含有低聚果糖的Activia品牌酸奶，日本添加低聚异麦芽糖的EcoLife品牌乳酸菌饮等。
（4）焙烤食品：益生元具有很好的保湿性和抑菌性，作为甜味剂添加在糕点或点心的甜馅心中，既能提供柔和的甜味，又能延长产品的货架寿命。可加入各种面包、蛋糕、饼干、西点、月饼及各种饼馅中。
（5）糖果：低聚糖类益生元具有很好的耐热性，在熬糖温度下保持稳定，因此利用其做糖果时，工艺上无特殊要求。益生元中的低聚异麦芽糖加工特性同常规麦芽糖浆非常相近，也是目前性价比最高的益生元品类，其可以完全替代糖果及植脂末中的麦芽糖浆的应用，这样可显著降低糖果等传统食品中的含糖量，达到富含膳食纤维的宣称，符合当下消费趋势。
1.3在酒业中的应用
利用低聚果糖和低聚异麦芽糖的甜度特性，可替代蔗糖作为酒类的糖源。利用其不发酵性，加入黑米酒、黄酒、稠酒等发酵酒中陈酿，制成营养甜酒保健品。如特别添加了低聚果糖的汾酒竹叶青。
1.4其他领域中的应用
利用添加低聚异麦芽糖的饲料饲喂动物，可以通过改善其肠道内的微生态环境，改善其健康状况，在提高动物抗病能力的同时提高了饲料利用率和增重率。与通常使用的兽药类保健品相比，具有无残留、无污染、无毒副作用等好处。
