低聚半乳糖的机会：技术和法规将促进益生元市场增长
时间：2017-02-16
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关键词： 益生 乳糖 法规
低聚半乳糖(Galacto-oligosaccharide，简称GOS)，是一种低分子量水溶性膳食纤维，也是母乳中的天然组分之一。它黏度低，有较强的保湿性，不结合矿物质，口感清爽，热值较低，甜度仅为蔗糖的20%~40%，对酸和热都有很强的稳定性，在180℃或pH为3的条件下也不会发生分解，且着色性高，水分保持能力强，无不良质构和风味，亦不被人体消化酶所消化，具有良好的双歧杆菌增殖活性。因此，GOS是一种重要的益生元，也是一种非常优质的食品添加剂。
益生元GOS
虽然关于益生元的定义和分类仍在不断修改完善，但这并不妨碍益生元在中国乃至全球市场的火爆，特别是菊粉、FOS、GOS这类天然来源的益生元产品。作为益生元家族成员，GOS也是一种具有天然属性的功能性低聚糖，因其独有的生理功能及理化性质，已成为研究热点。
(1)调节肠道菌群平衡，提高机体免疫力；
(2)增加超氧化物歧化酶(SOD)活性和含量，抗衰老；
(3)生成大量短链脂肪酸，刺激肠道蠕动，增加粪便湿度，防止便秘；
(4)改善乳糖不耐症；
(5)降低人体血压；
(6)减少吲哚及甲酸等有毒发酵产物及有害酶的产生，同时生成B族维生素、烟酸和叶酸，有益于健康。
除此之外,摄入GOS还能改善脂质代谢，降低血清胆固醇浓度；改善矿物质元素吸收，促进肠道对钙、镁和钾的吸收，降低对钠的吸收；同时GOS还具有低龋齿性及难消化性，是一种低能量糖，不会导致肥胖。
乳制品应用为主，营养品领域也欲显身手
GOS因其具有许多其它糖类不可比拟的优点，作为益生元成分主要应用于乳制品、焙烤食品、糖果加工及功能性食品等多个领域。
（1）应用于乳制品
目前，国际上允许在婴幼儿1段奶粉中添加的益生元只有低聚果糖和低聚半乳糖。这从侧面说明了低聚半乳糖功能性和安全性是最好的。在我国，低聚半乳糖最主要的应用领域就是婴幼儿配方奶粉，作为婴幼儿成长过程中必需的营养强化剂，允许使用在婴儿配方食品、较大婴儿和幼儿配方食品以及婴幼儿谷类辅助食品中，总量不超过64.5g/kg。
（2）应用于营养保健品中
营养保健品领域属于低聚半乳糖拓展的应用领域。日本是全世界低聚糖最发达的国家，其中低聚半乳糖的产量居世界第二位，GOS是日本益生元产品的主要形式，作为功能性食品具有很高的认知度。据日媒体报道，2017年2月3日，日本协同乳液推出了一款名为“Milk de 氢”乳饮料，可在肠内高效率产生氢气的乳饮料，氢气在体内可起到有效清除活性氧等作用。该产品含有低聚半乳糖、麦芽糖醇、葡甘露聚糖等有效成分，研究结果发现在90%以上人群的肠道菌群中氢气浓度增加。
（3）应用于食品配料
GOS还可作为功能性甜味剂，应用在食品配料领域。如在乳酸发酵食品中，可提高乳酸菌数量，缩短发酵周期；用在焙烤食品中，可改善其风味、质地及色泽，且在高温加热过程中，其营养价值不会流失，又因其低能量非消化性，可以减少肥胖病的发生；添加到冰淇淋中,防止乳糖结晶析出，调高产品质量，延长货架期等。
GOS可由不同来源的β-半乳糖苷酶生产
自然界中天然GOS的含量非常少，提取分离较难；天然多糖转化产品得率低，产物成分复杂，难以得到纯品。目前GOS最主要的来源是酶法合成，主要以高浓度乳糖或乳清为原料，通过β-半乳糖苷酶（乳糖酶）将半乳糖从乳糖转移到糖的受体上而生成的。而其中影响低聚半乳糖功效性的决定性因素，就是工艺中用于催化水解的酶制剂的来源。β-半乳糖苷酶来源的不同，相应的低聚半乳糖的功效也会有所不同。我国目前批准使用的β-半乳糖苷酶，主要来源包括脆壁克鲁维酵母、黑曲酶、米曲霉、乳克鲁维酵母、巴斯德毕赤酵母以及两岐双歧杆菌。
来自不同微生物的β-半乳糖苷酶转换特定糖苷键的速率常数会不同，因而可以预料，从益生菌生物酶生产的这些合成混合物，当再由结肠菌群发酵时将会对那些特定益生菌具有选择性。
GOS作为一种新型的功能性食品添加剂，因其独有的生理功能及卓越的物化性质，现已引起全世界的广泛重视。GOS的国内外生产商都在不断研发新的产品，拓展应用领域。例如我国新金山公司的超高纯度的低聚半乳糖，是一种可帮助糖尿病患者及乳糖不耐症者解决肠道问题，及抑制人体肠内有害菌生长繁殖的全球性创新产品，实验证明其对调节糖尿病患者的空腹血糖值有明显的效果。这些高纯度的低聚糖除了应用在乳制品、保健食品等领域，未来在特医食品以及绿色饲料上会有使用，以取代抗生素。
克拉萨多生物科技的必米诺GOS，是通过由两歧双歧杆菌 NCIMB 41171中的半乳糖基转移酶，对外源性乳糖进行转半乳糖苷来生产的GOS混合物。在免疫系统功能方面有显著的作用。
法规的适应性
我国卫生部2007年确认根据《中华人民共和国食品卫生法》和《食品添加剂卫生管理办法》的规定批准低聚半乳糖为新的食品添加剂，可用于婴幼儿配方食品，较大婴儿和幼儿配方食品，总量不超过64.5g/kg； 2008年卫生部批准来源于乳糖的低聚半乳糖为新资源食品，使用范围为：婴幼儿食品、乳制品、饮料、培烤食品、糖果，推荐摄入量≤15g/d；2016年卫计委批准经米曲霉(Aspergillus oryzae)生产的β—半乳糖苷酶制得的低聚半乳糖为食品营养强化剂新品种，用于婴幼儿配方食品和婴幼儿谷类辅助食品；随着GOS关注和研究的不断加深，2017年1月18日，乳清滤出液来源的低聚半乳糖拟申请食品添加剂新品种。
美国GOS作为GRAS 物质，用于乳制品、功能性食品及食品配料；
欧盟可与低聚果糖混合，添加于婴儿配方奶粉和较大婴儿配方奶粉中，最大添加量为8g/L (2006/141/EC)；
澳/新认为低聚半乳糖不是新资源食品，但可以添加在婴幼儿配方奶粉中，最大添加量为290mg/100kJ，在婴幼儿食品中菊粉和低聚半乳糖单独的量或总和均不应超过0.8g/100g (standard 2.9.2)，在幼儿辅食中菊粉和低聚半乳糖单独的量或总和均不应超过1.6g/份（standard 2.9.3)。
随着GOS开发研究的不断深入，加之我国原材料的丰富，消费市场的无限潜力，相信不久的将来，GOS在我国益生元市场必将掀起强劲的发展势头，并带来巨大的生态效益及经济效益。
益生元GOS
虽然关于益生元的定义和分类仍在不断修改完善，但这并不妨碍益生元在中国乃至全球市场的火爆，特别是菊粉、FOS、GOS这类天然来源的益生元产品。作为益生元家族成员，GOS也是一种具有天然属性的功能性低聚糖，因其独有的生理功能及理化性质，已成为研究热点。
(1)调节肠道菌群平衡，提高机体免疫力；
(2)增加超氧化物歧化酶(SOD)活性和含量，抗衰老；
(3)生成大量短链脂肪酸，刺激肠道蠕动，增加粪便湿度，防止便秘；
(4)改善乳糖不耐症；
(5)降低人体血压；
(6)减少吲哚及甲酸等有毒发酵产物及有害酶的产生，同时生成B族维生素、烟酸和叶酸，有益于健康。
除此之外,摄入GOS还能改善脂质代谢，降低血清胆固醇浓度；改善矿物质元素吸收，促进肠道对钙、镁和钾的吸收，降低对钠的吸收；同时GOS还具有低龋齿性及难消化性，是一种低能量糖，不会导致肥胖。
乳制品应用为主，营养品领域也欲显身手
GOS因其具有许多其它糖类不可比拟的优点，作为益生元成分主要应用于乳制品、焙烤食品、糖果加工及功能性食品等多个领域。
（1）应用于乳制品
目前，国际上允许在婴幼儿1段奶粉中添加的益生元只有低聚果糖和低聚半乳糖。这从侧面说明了低聚半乳糖功能性和安全性是最好的。在我国，低聚半乳糖最主要的应用领域就是婴幼儿配方奶粉，作为婴幼儿成长过程中必需的营养强化剂，允许使用在婴儿配方食品、较大婴儿和幼儿配方食品以及婴幼儿谷类辅助食品中，总量不超过64.5g/kg。
（2）应用于营养保健品中
营养保健品领域属于低聚半乳糖拓展的应用领域。日本是全世界低聚糖最发达的国家，其中低聚半乳糖的产量居世界第二位，GOS是日本益生元产品的主要形式，作为功能性食品具有很高的认知度。据日媒体报道，2017年2月3日，日本协同乳液推出了一款名为“Milk de 氢”乳饮料，可在肠内高效率产生氢气的乳饮料，氢气在体内可起到有效清除活性氧等作用。该产品含有低聚半乳糖、麦芽糖醇、葡甘露聚糖等有效成分，研究结果发现在90%以上人群的肠道菌群中氢气浓度增加。
（3）应用于食品配料
GOS还可作为功能性甜味剂，应用在食品配料领域。如在乳酸发酵食品中，可提高乳酸菌数量，缩短发酵周期；用在焙烤食品中，可改善其风味、质地及色泽，且在高温加热过程中，其营养价值不会流失，又因其低能量非消化性，可以减少肥胖病的发生；添加到冰淇淋中,防止乳糖结晶析出，调高产品质量，延长货架期等。
GOS可由不同来源的β-半乳糖苷酶生产
自然界中天然GOS的含量非常少，提取分离较难；天然多糖转化产品得率低，产物成分复杂，难以得到纯品。目前GOS最主要的来源是酶法合成，主要以高浓度乳糖或乳清为原料，通过β-半乳糖苷酶（乳糖酶）将半乳糖从乳糖转移到糖的受体上而生成的。而其中影响低聚半乳糖功效性的决定性因素，就是工艺中用于催化水解的酶制剂的来源。β-半乳糖苷酶来源的不同，相应的低聚半乳糖的功效也会有所不同。我国目前批准使用的β-半乳糖苷酶，主要来源包括脆壁克鲁维酵母、黑曲酶、米曲霉、乳克鲁维酵母、巴斯德毕赤酵母以及两岐双歧杆菌。
来自不同微生物的β-半乳糖苷酶转换特定糖苷键的速率常数会不同，因而可以预料，从益生菌生物酶生产的这些合成混合物，当再由结肠菌群发酵时将会对那些特定益生菌具有选择性。
克拉萨多生物科技的必米诺GOS，是通过由两歧双歧杆菌 NCIMB 41171中的半乳糖基转移酶，对外源性乳糖进行转半乳糖苷来生产的GOS混合物。在免疫系统功能方面有显著的作用。
法规的适应性
我国卫生部2007年确认根据《中华人民共和国食品卫生法》和《食品添加剂卫生管理办法》的规定批准低聚半乳糖为新的食品添加剂，可用于婴幼儿配方食品，较大婴儿和幼儿配方食品，总量不超过64.5g/kg； 2008年卫生部批准来源于乳糖的低聚半乳糖为新资源食品，使用范围为：婴幼儿食品、乳制品、饮料、培烤食品、糖果，推荐摄入量≤15g/d；2016年卫计委批准经米曲霉(Aspergillus oryzae)生产的β—半乳糖苷酶制得的低聚半乳糖为食品营养强化剂新品种，用于婴幼儿配方食品和婴幼儿谷类辅助食品；随着GOS关注和研究的不断加深，2017年1月18日，乳清滤出液来源的低聚半乳糖拟申请食品添加剂新品种。
美国GOS作为GRAS 物质，用于乳制品、功能性食品及食品配料；
欧盟可与低聚果糖混合，添加于婴儿配方奶粉和较大婴儿配方奶粉中，最大添加量为8g/L (2006/141/EC)；
澳/新认为低聚半乳糖不是新资源食品，但可以添加在婴幼儿配方奶粉中，最大添加量为290mg/100kJ，在婴幼儿食品中菊粉和低聚半乳糖单独的量或总和均不应超过0.8g/100g (standard 2.9.2)，在幼儿辅食中菊粉和低聚半乳糖单独的量或总和均不应超过1.6g/份（standard 2.9.3)。
随着GOS开发研究的不断深入，加之我国原材料的丰富，消费市场的无限潜力，相信不久的将来，GOS在我国益生元市场必将掀起强劲的发展势头，并带来巨大的生态效益及经济效益。
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