功能发酵制品的国内外现状和产业发展趋势

作者:admin    文章来源:本站原创    点击数:13222    更新时间:2010-7-7 【字体:

在健康产品中夺得重要地位

——功能发酵制品的国内外现状和产业发展趋势

白钢(南开大学药学院院长、教授

功能制品是指具有增强机体防御功能、调节生理功能、预防疾病、促进健康、延年益寿等相关生理功能,适宜特定人群食用的天然或经加工的制品。功能制品以其特殊的保健功能,备受中老年、妇女、少年和亚健康等特定人群的青睐,逐渐成为本世纪食品加工业发展的主流。

然而,基于生物技术特别是发酵技术生产的“功能发酵制品”,因其安全高效规模化等优势,日益受到追捧,目前已在国内外健康产品及原料开发过程中占据重要的位置,发展势头看好。

全球功能制品产业大规模兴起

近年来,功能制品产业在全球大规模兴起,产业规模不断扩大。其中,发展最快的国家和地区主要有美国、日本及欧洲,占全球功能制品销售总额的90%以上。

美国是世界上最重要,也是最具活力的功能制品市场之一。2001年,功能制品市场总量已达到1825亿美元,占全球功能制品市场销售总量的38%,占全美食品份额的23%2006年,销售额达到156亿美元,估计2009年达到250亿美元。

欧洲是世界第二大功能制品市场,2001年销售额为154亿美元,占到全世界销量的32%2003年为40亿~80亿美元,2006年提高到150亿美元。目前,欧洲功能制品市场份额仅占全部食品和饮料市场的1%以下。在欧洲,德国、法国和英国拥有最大的功能制品市场。德国2001年功能制品市场销售额为559亿美元,排名第一,约占到整个欧洲功能制品市场的40%,全球市场的12%

日本是世界第三大功能制品市场,2001年功能制品市场的销售量达118亿美元,占全球市场的份额为25%2003年为117亿美元,2006年为114亿美元,2008年达200亿美元。

美国的功能制品生产企业约4000家,可供应的产品约1万多种,包括天然有机食品、膳食补充剂以及形形色色的功能制品。从来源分析,植物来源的功能制品约占70%的市场份额;从产品形态上看,美国市场上主要的功能制品有三类:奶制品、烧烤食品和饮料;从功能上可分为维生素、矿物元素、氨基酸、油类补充剂、益生菌、助消化剂、天然激素、绿色食品、生物类黄酮、分泌腺、抗氧化剂、蜂产品以及其他营养物质等13大类。

日本和欧洲市场上占统治地位的功能制品是肠道健康类产品,特别是益生菌类。2005年全球有379种益生菌类产品投放市场。功能性饮料是另外一种重要的功能制品,2004年,欧洲功能性饮料市场占全部软饮料市场的7%左右,2008年提高到8%2009年功能性饮料的销售可能达到51亿美元。

随着生活水平的提高以及饮食结构的不合理,肥胖病比例逐年上升,控制体重类功能制品市场也逐年扩大。2007年,全球无糖产品的销售额已经突破360亿元,年增长速度超过10%2006年美国市场有500多种控制体重的饮料,减肥糖果占糖果市场的38%

国内外功能制品的市场均存在不均衡现象,表现为少数功能产品在本国功能制品市场具有统治性地位。美国消费者主要偏重于降低患病风险的功能制品,产品功能主要集中在降低肥胖、糖尿病、癌症等疾病的风险。此外,增强免疫、延缓衰老及增进胃肠功能等也受到关注。而在欧盟一些国家和地区,降低患病风险的功能制品市场占有率也很高,主要是降低心血管疾病风险、降低癌症、肥胖、骨质疏松风险以及提高免疫等方面。在日本,提供能量的功能制品市场份额最高,其次是改善胃肠道和强健骨骼等类的产品。在我国,增强免疫力、缓解疲劳和辅助降血脂这三类功能制品是市场上份额最高的品类,占到功能制品市场份额的60%以上。

我国功能发酵制品开发应重点关注五大领域

我国功能发酵制品逐年增长,市场需求强劲,但科研与市场开发相对滞后。今后应借助先进的研究手段,加大科研力度,加速新产品的开发,未来产品开发应重点关注五大领域:抗氧化剂、功能多糖制品、功能性糖醇与低聚糖、活性多肽与氨基酸、降酯类产品。

2001年我国功能制品的销售量仅占全球功能制品市场的3%2006年销售额达到59亿美元,目前不超过100亿美元。我国功能制品生产企业约5000多家,可供应的产品约3000多种,从功能上主要为增强免疫力、缓解体力疲劳、辅助降血脂等27类。从来源分析,植物来源的功能制品约占73%的市场份额。

在我国,利用生物技术生产的“功能发酵制品”主要包括膳食纤维、活性多糖、功能性寡糖、多元醇、活性肽与氨基酸、维生素、不饱和脂肪酸、类胡萝卜素、酵母和乳酸菌制品、小球藻和红曲等。而在已批准的功能制品中,多数属于第二代和第三代产品,属于第四代产品的很少(注①)。因此,如何加快对功能因子的深层次研究与开发,缩短与国际先进水平的差距,加速现有产品的更新换代显得十分紧迫。

目前,基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程以及蛋白质工程等现代生物技术已经应用于食品加工领域,形成了新的食品生物技术产业。而传统的功能制品加工工艺往往难以满足研制开发第四代功能发酵制品的技术要求,特别是规模化的生产,因此迫切需要采用新兴发酵工程技术来缓解目前存在的问题。借鉴发达国家开发功能制品方面的成功经验,加强对有效成分明确、质量可控、符合国内外市场需求的功能发酵制品的研发,推进适合我国的功能发酵制品的产业化进程,今后应重点关注以下五大领域:

一.抗氧化产品

抗氧化剂的使用目前仍然居各项功能制品之首。早年使用较多的是一些抗氧化的维生素和矿物质,近年来以白藜芦醇、辅酶Q10、番茄红素、SOD等为代表的天然抗氧化剂已显示出良好的市场增长潜力。

据相关机构不完全统计,从2005年起,美国市场上标示含抗氧化剂的新上市产品呈现强劲的增长态势,从2003年的96种发展到2005年的292种,此后开始成倍增长,2008年上市新品已达到763种之多。另一份统计显示,在目前的抗氧剂的最大销售市场美国和日本,2007年含有抗氧化剂的食品和饮料的销售已达20亿美元,而且呈现年年递增的趋势。

二.功能多糖制品

多糖是生命活动的能量贮藏者和提供者,是新陈代谢的物质基础之一。多糖可以改变水的液流性质,使水成胶,因而在食品、医药、化妆品、纺织和石油等工业中有着广泛的用途。

微生物发酵生产的活性多糖以其安全、无毒、理化性质独特等优良特性,越来越受到人们关注。能发酵生产多糖类的微生物包括细菌和真菌,其中大多数多糖类是作为菌体荚膜和黏液层而生成的,也有的微生物能分泌多糖类于培养液中。由微生物发酵生产的多糖类主要有细菌多糖和真菌多糖。在细菌多糖中,最具代表性的是黄原胶;在真菌多糖中,最具代表性的是灵芝多糖和香菇多糖。灵芝多糖能促进细胞分裂繁殖,强化人体免疫系统,刺激人体产生免疫,抑制肿瘤生长,提高人体对疾病的抵抗力。因而灵芝多糖是一种理想的保健食品配料,被用来生产各种饮料、口服液等类产品,从而进入市场。

三.功能性糖醇与低聚糖

功能性糖醇一般是指赤藓糖醇、木糖醇、异麦芽酮糖醇、麦芽糖醇、甘露醇、乳糖醇、山梨醇等。作为低卡糖和甜味剂,这些糖醇进入血液后,不需胰岛素就能透入细胞,而且代谢速度快,不会引起血糖升高,是最适合于糖尿病患者食用的营养型食糖替代品,可用于制作减肥食品和糖尿病食品。

针对高血脂、超体重者,在国际上较早流行的功能制品配料是膳食纤维。膳食纤维基本无热量,但能促进肠道有益菌的繁殖,抑制有害菌滋长,还能促进肠道蠕动、排便,有利于提高人体免疫力,被称为第七营养素。然而低聚糖的优越性在于,低聚糖(如:低聚果糖、低聚木糖等)既有食糖替代品——糖醇的功能(具有一定甜度和某些糖类的属性),又有纤维素促进肠道有益菌的繁殖、抑制有害菌滋长的功能,完全适合高血脂和超体重人群的需求。另外,微生物发酵生产的含氮的一类低聚寡糖,作为良好的糖苷酶抑制剂,能够减缓糖类物质的消化吸收,满足肥胖症以及糖尿病人的低糖食品要求。

四.活性多肽与氨基酸

蛋白质经酶解后可产生多种具有生物活性的多肽,生物活性肽具有调节神经、激素和免疫系统功能,抗血栓、抗高血压、抗胆固醇、抗细菌病毒、抗癌、抗氧化、清除自由基、改善氮素吸收关系和矿质运输、促生长以及调节食品的风味、口味、硬度等多重功效。

过去人们认为,人体吸收蛋白质的主要途径是氨基酸。然而近几年来,国内外科技界研究发现,蛋白质经消化道酶促水解后,主要以寡肽的形式吸收,可以比完全游离氨基酸更易、更快地被小肠吸收利用,这是肽研究理论和实践的重大突破。基于以上优点,人们开发了一类新型的保健食品,即活性肽类食品。

活性肽类食品在日本、美国、欧洲早已上市,我国对活性肽的研究和开发尚处于起步阶段,国内商品化的生物活性肽产品除酪蛋白磷酸肽外还不多见。研究发现,许多活性肽类都具有良好的保健功能,如糖巨肽、大豆多肽、降血压肽、类吗啡肽、高F值低聚肽、谷胱甘肽、γ-氨基丁酸等。

五.降酯类产品

不饱和脂肪酸的γ-亚麻酸可利用毛霉、根霉、深黄被孢霉等霉菌发酵后分离、提取制得;花生四烯酸可利用青霉、被孢霉发酵后分离、提取制得。此外,红曲所含莫那克林K(monacolin K)具有降低血清胆固醇的作用。

总之,功能发酵制品已成为当今世界最具有活力的食品加工新领域。随着加工技术、社会环境、市场环境的日趋成熟完善,以及人们生活水平、认知程度的提高,功能制品将成为21世纪食品工业浪潮中的主流。食品工业亦成为现代生物技术应用最广阔、最活跃、最富有挑战性的领域。随着现代发酵工程技术在食品领域的广泛应用,食品工业将不再是传统农业食品的概念,工业食品将在人们日常生活中占据重要的地位。现代功能制品工业的蓬勃发展,已显示出发酵工程技术的巨大生命力,要充分利用世界生物技术迅猛发展的契机,重视发酵工程新技术、新产品以及新设备的研究,促进我国功能发酵制品工业的改革,实现我国功能发酵制品工业健康有序的发展。

                          

注①:功能制品发展过程,大体可分为四个阶段,亦可称为四代产品。第一代:包括各类强化食品,是最原始的功能制品,仅根据食品中的各类营养素或强化的营养素功能来推断该食品的调节功能,但并未对这些功能进行实验予以证实;第二代:指必须经过人体及动物实验证明该制品中某些营养素或强化的营养素对人体具有生理调节功能而相应设计生产的制品;第三代:不仅需要经过人体及动物实验证明该食品具有某种生理调节功能,还需知其生理活性物质(功能因子)的成分、化学结构、含量及作用机制,并要求功能因子在食品中应有稳定的形态;第四代:强调利用现代生物技术生产的高含量、高纯度的功能因子。

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