益生元在奶粉中的应用
庞明利 杨海军
保龄宝生物股份有限公司 山东禹城，251200
摘要：中国食品已经进入功能化时代，益生元被用在了各种功能性食品中，并已成为功能性配方奶粉的主要成份之一。本文介绍了我国奶粉行业的市场现状和低聚糖类益生元的生理功能，对各类人群对不同种类奶粉的需求以及各种奶粉添加益生元的情况进行了简要的概述和分析。
关键词：奶粉；低聚糖；益生元
奶类产品营养丰富而全面，增加奶类消费是提高人民营养水平、增强国民体质的重要举措。益生元能促进双歧杆菌增值，优化菌群平衡，净化肠道，促进肠蠕动，防止和解除便秘及腹泻，抑制体内有害菌的繁殖和有毒腐败物质的产生。益生元能与适用于各个年龄段的各种形态（液态、粉状、冷冻状等）存在的乳品良好配伍使用，成为功能配方奶粉中添加的主要功能成份之一。
1 奶粉市场现状
1.1外资品牌与国产品牌奶粉的竞争
我国奶粉行业的竞争激烈，奶粉市场长期被洋品牌所占据，尤其是中高端市场，国产品牌受到很大的威胁。奶粉品质问题备受消费者及业界人士关注。各外资品牌凭借着雄厚资金、专业制造和多年的奶粉行业运作经验，在中国市场宰获颇丰。他们主要采用医务推广为主，专业杂志及电视媒体为辅的营销模式，以大城市为中心辐射周边地区，攻城掠地，销量连年攀升。在中低端婴儿奶粉市场，以伊利、完达山为首的本土奶业品牌，凭借低成本奶源等资源优势，不甘示弱。
1.2配方奶粉是市场竞争热点
配方奶粉作为市场竞争的重点受到厂家及消费者的热捧，添加低聚异麦芽糖、低聚半乳糖和低聚果糖等益生元能帮助婴幼儿稳定菌落、完善肠道功能，添加DHA、 AA、胆碱等能促进婴幼儿脑部发育，这些营养元素成为各大外资品牌和国内一些大品牌争夺市场的不二法宝。糖酒快讯市场研究中心认为，奶粉生产企业细分配方奶粉品种是为了迎合市场需求，配方奶粉的普及必然会使普通奶粉越来越少，乳品市场的竞争已经呈现出多元化的特质。市场细分成为不可逆转的趋势。随着消费者对产品质量、功能要求的进一步提高，根据不同年龄、性别、体质，加入了益生元、铁、锌、钙、硫磺酸以及DHA等成分的配方奶粉将成为市场宠儿。
我国高端奶粉及婴幼儿奶粉市场潜力被国内外厂商看好。中国高档婴儿奶粉市场销量每年以两位数的速度增长，中国已成为仅次于美国的世界第二大配方奶粉市场。不仅世界级乳品巨头在觊觎中国这个大市场，以蒙牛、伊利等为代表的国内乳企也愈发重视并着手开垦婴幼儿奶粉这块肥沃土地。各大企业纷纷在婴幼儿奶粉领域发力，争抢市场份额，更多中高端婴幼儿奶粉出现在市面上。
1.3婴幼儿与中老年人是奶粉的主要消费人群
图1 不同年龄段消费人群
市场消费者问卷调查结果显示喝奶人群中选择奶粉的消费者呈两级分化趋势，多集中于婴幼儿和中老年人（见图1）。这两个人群的肠道微生物群都不够稳定，肠道防御系统对病毒和细菌的抵抗力较差，肠道健康十分关键，此时益生元就成了必要选择，益生元成为婴幼儿奶粉和中老年奶粉中添加的主要功能成份之一。
2 益生元的生理功能
益生元的物质，是指那些“人体不消化或难消化的成份，这些成份可选择性刺激结肠生理活性细菌的生长和活性，从而对宿主产生健康效应”。也称之为双歧因子。 有益生元功能的物质主要是一些非（或难）消化性低聚糖，如低聚异麦芽糖、低聚半乳糖、低聚木糖、低聚果糖等等，此外还有多糖，植物及中草药提取物，蛋白质水解物，多元醇等。其中非消化性功能性低聚糖是使用最广泛的益生元。
2.1促进双歧杆菌生长、调整肠道微生态平衡
由于人们对抗生素的服用、各种原因的腹泻、日常生活的压力或其他药物的服用都会破坏肠道微生态的平衡，益生元通过对特定菌群的选择性刺激可以帮助恢复肠道微生态的平衡。这种刺激可以是直接的（特定菌群利用益生元形成生长优势）或是间接的（一些细菌生长释放的物质有益于其它菌群的生长）。
体外试验结果表明，双歧杆菌对各种低聚糖几乎都可加以利用，而一些有害细菌对大多数益生元几乎都不能利用或很难利用。受试人每天服食低聚异麦芽糖
2.2降低肠道 pH，预防便秘
低聚异麦芽糖、低聚木糖和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。一些肠道疾病如节段性会肠炎和 IBS （急性肠道综合症）的特征都是有过高的肠 pH 值。降低 pH 从而可以降低（并非治愈）这些疾病的发生，对于这类疾病的预防具有重要意义。很多益生元可以被大肠中菌群发酵，通过发酵可以产生气体增加了大肠体积、增加肠道中消化物的持水量、刺激肠道蠕动，从而缩短了消化物在肠中的逗留时间，大大缓解因为消化物在肠道滞留时间过长引起的便秘。
2.3改善脂质代谢，降低血脂和胆固醇
吃低聚糖对调节血糖、血压、降低血清胆固醇，提高 HDL/LDL比例有一定效果。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，随大便排出体外。双歧杆菌和低聚糖本身也可吸附胆固醇而随大便排出，从而可有效调节血脂。此外低聚糖被双歧杆菌发酵生成的丙酸，可抑制胆固醇生成有关酶类的活性而抑制了胆固醇的合成。虽然这一机制还待从人体实验得到证实。
2.4促进钙、镁、锌、铁等矿物元素的吸收
吃功能性低聚糖可以促进钙、镁、锌、铁等矿物元素的吸收，对于促进儿童生长防治老年骨质丢失已有不少研究证实。
2.5提高免疫力，抑制、预防肿瘤
肠道菌群与癌症有密切复杂的关系，影响肠道菌群平衡的因素很多，包括饮食结构、生活习惯、免疫力、病原菌感染、精神压力等各种因素，其中与饮食结构的关系最为密切。临床研究发现结肠癌患者肠道中双歧杆菌数量低下，双歧杆菌量少可能同发癌有关，食用双歧杆菌和益生元对结肠癌的预防有一定作用。体外实验看出双歧杆菌（长双歧、短双歧杆菌）可促进结肠粘膜潘氏盘生产免疫球蛋白 IgA，分泌型 IgA具有抗感染、抗食物过敏和吸收致癌物的功能。
食用低聚糖类益生元可以调节肠道细菌的酶活性，通过促进肠道双歧杆菌增殖，可有效降低致病菌产生的致癌酶的活性。低聚糖也能同一定的毒素、病毒和细菌表面结合而作为一种免疫佐剂，可减缓对抗原的吸收，增强抗原的效价和人体体液免疫力，并且低聚糖本身也是一种抗原，可刺激机体的免疫力。
3低聚糖类益生元在奶粉中的应用
3.1奶粉中添加低聚糖类益生元的方法
与普通奶粉的生产工艺相比，功能配方奶粉的生产工艺多了两道工序，即配料工序和均质工序，其他工序基本相同。热稳定性原料如脱盐乳清粉、低聚糖、白砂糖、精炼植物油、微量元素及部分维生素（VA，VD）一般在配料时加入，然后进行均质、杀菌、浓缩、喷雾干燥以及包装等。
3.2益生元在婴幼儿奶粉中的应用
婴幼儿在出生6个月后，先天免疫力逐渐减退，后天获得性免疫力又尚显不足，给病毒和细菌可乘之机。肠道是最大的免疫器官，婴儿肠道内的微生物群和防御系统正处于繁殖和建立之中，其尚未发育成熟的肠道内的细菌菌群，影响肠道防御系统的建立。婴幼儿抵抗力的强弱，肠道健康是关键，此时益生元就成了必要选择，因为益生元能通过改变肠道菌群和降低pH值，稳定菌落、完善肠道功能。益生元为婴幼儿创造良好的肠道环境，各类营养素在此环境下更易被吸收，从而帮助营养素更好地发挥对婴幼儿的健康作用。
益生元能促进体内维生素B类的合成，促进蛋白质、脂肪、微量元素等营养素的吸收，促进奶粉中添加成分DHA/ARA等益智成分的良好吸收。所以益生元是婴儿智力发育的必需品。在益智婴幼儿配方奶粉中，是一种必要的功能性基础配料。益生元可以促进DHA、维生素A、牛磺酸、维生素C、E及叶黄素等对婴儿视力发育必须的营养素的吸收。国外已开发出很多功能性维生素片的产品，其中特别添加了益生元，帮助各种维生素吸收。低聚糖益生元还有膳食纤维的功能，促进肠道蠕动，增加粪便水分含量，可有效预防婴幼儿的便秘或上火症状的出现。
所以益生元同糖、蛋白质、脂肪等基本营养素一样，可从多个角度促进婴幼儿健康发育。对于婴幼儿配方奶粉，益生元既是改善肠道菌群、提升免疫力的主要成分，又是促进营养吸收、促进智力/视力发育，和预防便秘的重要成分。益生元现在已经成为是婴幼儿配方奶粉的基本成份之一。相关调查结果显示：城市父母给孩子选择婴幼儿奶粉的主要考虑因素是奶粉的营养性丰富性（见图2），添加益生元的婴幼儿功能性配方奶粉在市场上具有极大的销售优势，成为各大外资品牌和国内一些大品牌争夺市场的利器。
图2 城市父母给孩子选择奶粉的主要考虑因素
3.3益生元在其他人群奶粉中的应用
孕妇奶粉是针对孕妇的生理特点，为促进胎儿的正常发育，满足孕妇和胎儿所需营养特别配制的奶粉。孕妇奶粉在国外已有相当长的历史，进入国内也有将近十年的时间。目前，北京市场上销售的孕妇奶粉品种较多，价格相差悬殊，包装形式、规格各有千秋。专家认为，要提高全民族的素质就必须从提高胎儿的素质开始，而要提高胎儿的素质，就要从加强孕妇营养开始。中国人过去一向不够重视奶制品的营养，现在认识有所提高，但对孕妇奶粉的重视还不够。孕妇奶粉是保证孕妇营养全面、均衡的一个重要因素，能满足孕妇及胎儿特殊的营养需求。中国人应该改变观念，加强营养投资，科学地摄取营养。
孕产妇的优质营养是保证母体健康、母乳充分、胎儿及初生婴儿正常生长发育的关键。添加益生元的孕妇奶粉保障供给孕妇自身和胎儿骨骼元素和身体营养素，尤其是钙、镁的吸收更为重要，同时要预防流产，具有调节孕妇血压作用。在孕妇奶粉中添加益生元能改善妈妈的肠胃功能，有助于营养物质的消化吸收，减少便秘，能预防孕期脂肪和热量摄入过高，体重增加过多，出现产后肥胖，帮助妈妈保持身材。怀孕前：调整身体状态以符合怀孕的需求。怀孕期：提供优质的营养来源，促进母体健康。哺乳期：良好的营养对母乳的数量和质量很重要。
儿童和青少年阶段，包括从断奶到生理完全成熟这个时期．学龄前期生长速度放慢，食欲降低。然而．整个学龄前这段年岁，骨髂和牙齿继续发育，需要蛋白质、钙、磷和维生素D的基本供应。丰富的蛋白质、维生素、矿物质对这时期生长快速的软组织的生长和血液供给的发育和维持也是必需的。青少年对营养素需要量的增加，主要是青春期(终止于具有性生殖能力的性发育时期)发育的激增所决定的。青春期发育的激增以身材增长为特征，其增长的速度只有发育中的胎儿和生命第一年的婴儿能与之相比．甚至超过胎儿和婴儿的增长速度。
这个阶段处于身体快速成长和发育的年龄，是一生中造就骨骼质量的重要时间，是补钙最重要的阶段，饮用添加益生元的奶粉，获得充足的钙、蛋白质、脂肪、维生素（A, 叶酸）和镁、锌，防止龋齿和铅中毒等，调节肠道健康。
专家指出，和婴儿奶粉、孕妇奶粉一样，中老年奶粉也是针对特定人群设计的营养配方奶粉。
中年妇女市场，对于这个年纪的女性来说，他们仍旧希望保持年轻时候的风姿，特别注重产品的保养功效，另外由于年长女性大都缺乏铁和多种维他命等重要元素。所以奶粉必须强调脱脂、并具有补铁和维他命等重要元素、提高免疫力的功效。在奶粉中添加益生元起到了促进钙、镁和铁等矿物质和维生素的吸收，调节肠道健康、保持体型等作用。
对于老年人来说，健康是他们最渴望的宝藏，由于上年纪，身体上就会出现许许多多的问题，针对中老年群体在消化功能降低、胃肠消化功能降低、钙的流失、代谢和免疫功能的降低的生理特点和需求，中老年奶粉更关注钙、益生元、缮食纤维等多种维生素的补充，健康骨骼的同时，维护消化系统健康，维持肠道的健康。中老年奶粉强调以健康益生元来维持身体机能，提供营养素，降低慢性病、骨折和癌变等风险，防止听力丧失，降血脂、降血压和降低胆固醇。添加益生元的奶粉口味更好，使食欲较差的老年人容易接受它。
4、结论
中国奶粉市场存在激烈，配方奶粉作为市场竞争的重点受到厂家及消费者的热捧，在奶粉中添加低聚异麦芽糖等益生元成为各大外资品牌和国内一些大品牌争夺市场的不二法宝。
益生元能促进人体内有益的双歧杆菌有强大的增殖作用，优化菌群平衡，净化肠道，促进肠蠕动，防止和解除便秘及腹泻，抑制体内有害菌的繁殖和有毒腐败物质的产生，提高免疫力，抑制、预防肿瘤。此外作为益生元的低聚糖，可增加大便持水性和容量，从而易于排出，还可吸附肠道中阴离子，胆汁酸而有效降低血脂和胆固醇。对分泌体内多种毒素的产气荚膜梭状芽胞杆菌有明显抑制作用，促进老年人对钙质的吸收，是驻防老年人骨质疏松的有较营养补剂，还可阻断蔗糖被变异链球菌分解，抑制蛀牙。
总之，益生元在奶粉中的应用已经越来越广泛，针对不同年龄段人群的特殊要求，奶粉中可以添加不同种类的益生元或者益生元组合，满足不同人群的需求，达到改善生活、保持健康的效果。
参考文献：
[1] 胡学智，功能性低聚糖，营养健康新观察，2002；3：3-6
[2]胡学智等译．益生元开发与应用．化学工业出版社（2007）
[3]周景欣，袁杰利．几种益生元制剂对肠道菌群作用效果的研究．大连医科大学硕士学位论文，2007
[4]顾清，杨溢，江国虹．异麦芽低聚糖对肠道菌群的调节作用[J]．卫生研究，2003，32（1）：54-56
[5]郑建仙．功能性低聚糖[M]．化学工业出版社
[6] 我国全面启动公众营养改善OLIGO项目，中国轻工业信息网 ，
[7]Kaneko T, Kohmoto T. Effects of Isomaltooligosaccharides Intake on Defecation and Intestinal Environment in Healthy Volunteers[J].Journal of home economics of Japan,1993,44(4):245-254
[8]Kaneko T. Effects of Isomaltooligosaccharides with Different Degrees of Polymerization on Human Fecal Bifidobacteria[J].Biosci.Biotech.Biochem.,1994,58(12):2288-2290
[9]Shu Y T，Effect of High-content Isomaltooligosaccharides on the Growth of Bifidobacteria[J] .Thesis for Master of Science Department of Bioengineering ,
[10]Rycroft C.E, M.R. Jones, G.R.Gibson. A comparative in vitro evaluation of the fermentation properties of prebiotic oligosaccharides[J].Journal of Applied Microbiology, 2001, 91, 878-887
[11]Claire L.V, Gibson G.R. and Rastall R.A. Carbohydrate preference, acid tolerance and bile tolerance in five strains of Bifidobacterium[J]. Journal of Applied Microbiology , 2006 ,(100) :846–853
[12]Oku T, Nakamura S. Comparison of digestibility and breath hydrogen gas excretion of Fructooligosaccharide, galactosyl-sucrose, and isomalto-oligosaccharide in healthy human subjects. Eur J Clin Nutr.2003,9;57(9):1150-6
[13] 欧洲食品安全局 EFSA， Opinion of the Scientific Panel on Dietetic Products, Nutrition and Allergies on a request from the Commission relating the safety and suitability for particular nutrtional use by infants of fructooligosaccharides in infant formulae and follow-on formulae, The EFSA Journal (2004) 31, 1-11。
