水苏糖在乳品中的应用.doc

引言水苏糖在乳品中的应用通过详细分析乳品的营养特性，指出了乳品生产加工和消费过程中的实际发展瓶颈，即乳糖的吸收障碍和不耐受症；乳品中营养素的利用不全面；乳品中有害微生物的存在，影响了产品的储存期和营养价值；乳中的抗生素给乳品的生产和消费带来副作用。针对上述问题，我们利用一种特殊的物质水苏糖，予以全面的解决。解除了乳糖的吸收障碍和不耐受症，扩大了乳品的消费人群；促进了营养素的生成和有效吸收，消除乳品中的抗生素带来的不利影响，增加益生菌群优势，抑制有害菌群的发生，延长产品货架期；增加了乳品的固形物含量，提高了产品的内在品质，增加乳品的功能特性，使其由普通食品向健康食品迈进。所以水苏糖在乳品中的应用是乳品发展的一大飞跃。西安大鹏生物技术股份有限公司总顾问：在许多动植物食品中，乳占有特殊地位，因为它是人类(所有哺乳动物)生命最初阶段的唯一食物。因此乳中含有幼小生命生长发育所必需的全部营养物质，特别是含有足够的蛋白质和矿物质。 虽然乳不再是学龄前儿童、小学生和青年人的唯一食物，但乳和乳制品仍然在他们的膳食中占有相当重要的地位，提供生长发育所必需的各种营养物质。乳和乳制品也是成年人平衡膳食中的重要组成部分，不仅是因为它含有所有的重要营养素，而且它还富含成年人营养所需的重要成分。如果没有乳和乳制品，要满足有些营养索的需要是很困难的。不同的食品以适当的比例搭配在一起时，可以互相补充成为理想的平衡膳食，乳就是植物性食品的很好补充。 乳中的成分十分复杂，至少含有上百种化学成分，但是主要包括水分、脂肪、蛋白质、乳糖、无机盐、维生素等和一些微生物。 图1:各种乳的营养成分表1、乳脂肪 乳脂肪是乳的主要成分之一，在乳中含量一般为35，不溶于水，呈微细的球状分散在乳中，形成乳浊液。乳脂肪的脂肪酸种类很多，与一般脂肪相比，乳脂肪的脂肪酸组成中，水溶性挥发性脂肪酸的含量特别高，这就是乳脂肪风味良好和容易消化的重要原因。乳脂肪有较好消化率的原因是脂肪球的分散状态和乳脂肪的脂肪酸组成，此外融点也是很重要的，因为乳脂肪中大部分脂肪酸是液体，所以其融点低于人的体温消化率高于95。由于乳脂肪容易消化和吸收，它给机体造成的负担很少。2、乳蛋白所有的蛋白质指数均表明，乳蛋白质的价值远远高于植物蛋白质，一部分原因是植物蛋白质不如动物蛋白质容易消化，而且动物蛋白质容易被胰蛋白酶和胃蛋白酶更快、更完全地水解。3、乳糖乳糖由一分子的葡萄糖和一分子的半乳糖组成，在牛乳中的含量为4.8，因为乳糖和矿物质要保持乳的渗透压稳定，所以，它的含量变化不大。乳糖有两种形式：乳糖和乳糖，可以相互转化母乳的乳糖含量高于牛乳，为7，是所有哺乳动物中最高的。分娩后最初几天的初乳，乳糖含量较低，为34。除了乳糖之外，乳中还有少量的其它碳水化合物，部分是游离状态存在，部分是与蛋白质、磷脂或磷酸盐结合。牛乳中的葡萄糖和半乳糖含量为10毫克100毫升。而母乳中单糖的含量大于100毫克100毫升。人的初乳单糖含量很高，约为900毫克100毫升。乳糖是哺乳动物乳汁中特有的糖类。牛乳中含有4647的乳糖呈溶解状态。乳糖(1actose)为D-葡萄糖与D-半乳糖，以-1，4糖苷键结合的又称为1，4半乳糖苷葡萄糖，属还原糖。乳糖有-乳糖和-乳糖2种异构体，-乳糖很容易与一分子结晶水结合，变为-乳糖水合物(-lactose monohydrate)，所以乳糖实际上共有3种构型。甜炼乳中的乳糖大部分呈结晶状态，结晶的大小直接影响炼乳的口感，而结晶的大小可根据乳糖的溶解度与温度的关系加以控制。 -乳糖和-乳糖在水中的溶解度不同，并随温度不同而变化。在水溶液中两者可以相互转化。-乳糖溶解于水中时徐徐变成型。因为-型乳糖较-型乳糖易溶于水，所以乳糖最初溶解度并不稳定，而是逐渐增加，直至-型与-型平衡时为止。乳糖的作用有以下几点： 对钙吸收的影响。如果膳食中含有乳糖，钙的吸收将得到极大地改进，这并不是由于乳糖本身，而是因为乳糖的代谢产物乳酸，是肠道内微生物作用的结果。酸性环境增加了钙盐的溶解性，使更多的钙能被有效吸收，还有一部分原因是乳糖和钙形成可溶性复合物，促进了钙在体内的运输动物试验表明，与含有葡萄糖的膳食相比，含相同数量乳糖的膳食增加了钙、镁、磷和其它必需微量元素的吸收，因此，降低了钙缺乏症，减少骨骼中钙的损失，增加血钙的浓度。骨钙沉积更迅速因而，乳糖为乳中高钙的吸收和利用创造了适宜的条件。 对肠道菌群的影响。乳糖的水解低于蔗糖和麦芽糖，不能在胃中水解。它的吸收速率大大低于葡萄糖和半乳糖，一般在通过小肠中段后，才被粘膜上皮细胞的乳糖酶分解成葡萄糖和半乳糖，形成了对人体本身肠道菌群生长适宜的基质。最终产物乳酸提供了理想的酸性环境，抑制了适合碱性环境的微生物的生长，如蛋白分解菌和腐败菌，逐渐由酸性微生物取代。由于乳糖吸收缓慢，因此它有轻度的腹泻作用，特别是剂量大时。其原因可能是降低了pH值及增加了小肠的蠕动。乳糖分解产生的半乳糖直接用于内粘膜多糖的形成，促进内膜组织的快速再生，因而阻止或延缓动脉硬化的形成。由于半乳糖可使血糖快速和持续升高，所以含有半乳糖的食品(特别是乳和乳制品)非常适合减重及增重膳食，它不会干扰血液中的葡萄糖平衡。乳糖的水解产物葡萄糖和半乳糖是由小肠主动吸收到血液中，而所有其它的六碳糖和戊糖都是通过扩散进入到血液中。因为乳糖比蔗糖吸收缓慢它提供能量持续时间长。当膳食中乳糖含量增加时，氮的生物学价值也增加，但是真消化率降低，这是因为乳糖减慢了氨基酸的吸收，以使它们更有效地得到利用。对急性肝脑病人来说，食用含乳糖的食品会减轻症状，由于乳和乳制品含有乳糖，它很少或没有产生龋齿的趋势，乳糖不会产生牙斑，牙斑中的糖会产生有机酸，腐蚀牙的珐琅质，使其脱钙。 当糖尿病人摄入50克葡萄糖时，血糖可升高146毫克100毫升，而摄入50克乳糖使血糖升高只有74毫克100毫升，因此，可在糖尿病人的膳食中适当使用乳糖，在一天中均匀使用3050克乳糖，是可以接受的。食用乳和乳制品可使糖尿病人在摄入乳糖的同时获得高生物学价值的乳蛋白质。出生后不久的婴儿乳糖酶活性较低，这是因为初乳中乳糖含量低的缘故，以后随着母乳中乳糖含量的增加，诱导乳糖酶活性提高。由于在前几个月内的婴儿淀粉酶活性低，在食品中添加淀粉将不能被完全利用单糖容易消化吸收，可以防止氨薹酸在代谢中氧化供能。因为婴儿生命的最初2天内就会将体内贮存的肝糖元消耗尽，所以在新生儿的膳食中碳水化合物是非常重要的，它们可以快速形成血浆葡萄糖，以提供能量。 和成年人一样，婴儿膳食需要乳糖来维持小肠中理想的菌群，饮用母乳的婴儿肠道内的微生物几乎全部是革兰氏阳性厌氧双歧杆菌乳糖转化为乳酸时形成的酸性环境促进了双歧杆菌的生长，寡糖、糖肽和糖蛋白也是所谓的双歧杆菌因子。双歧杆菌代谢产生乳酸和醋酸，抑制了大肠杆菌、腐败菌和致病菌的生长，使婴儿对肠道感染具有较强的抵抗力4、乳中无机物牛乳中的无机物(inorganic salts)亦称为矿物质，含量为0351.21，平均为0.7左右，主要有磷、钙、镁、氯、钠、硫、钾等。此外还有一些微量元素。牛乳中无机物的含量随泌乳期及个体健康状态等因裹而异。牛乳中的盐类含量虽然很少，但对乳品加工，特别是对乳的热稳定性起着重要作用。牛乳中的盐类平衡，特别是钙、镁等阳离子与磷酸、柠檬酸等阴离于之间的平衡，对于牛乳的稳定性具有非常重要的意义。牛乳发生不正常凝固时，往往是由于钙、镁离子过剩，盐类的平衡被打破的缘故。乳制品的营养价值，在一定程度上受矿物质的影响，以钙而言，由于牛乳中的钙的含量较人乳多34倍，因此牛乳在婴儿胃内所形成的蛋白凝块相对人乳比较坚硬，不易消化牛乳中铁的含量为1090ug100mL，较人乳中少，故人工哺育幼儿时应补充铁。5、乳中维生素牛乳含有几乎所有已知的维生素，包括脂溶性维生素A、维生素D、维生素E、维生素K和水溶性的维生素B1、维生素B2、维生素B6、维生素B12：、维生素C等2大类。牛乳中的维生素，部分来自饲料中的维生素，如维生素E；有的要靠乳牛自身合成，如B族维生素。6、乳中酶类牛乳中的酶类有3个来源：乳腺分泌、微生物和白血球。牛乳中的酶种类很多，但与乳品生产有密切关系的主要为水解酶类和氧化还原酶类。7、乳中微生物主要有细菌（产酸菌、产气菌、肠道杆菌、芽抱杆菌、低温菌球菌类、高温菌和耐热性细菌、蛋白分解菌和脂肪分解菌、放线菌）、酵母(脆壁酵母、膜酺毕赤氏酵母、汉逊氏酵母) 、霉菌（根霉，毛霉、曲霉、青霉、串珠霉等）、噬菌体。从以上乳品中的营养成分分析中我们可以看出，乳品对我们人体健康所做出的巨大贡献，所以全世界都在倡导人们增加乳品膳食，这一观念也得到了全体人民的共同认可，乳制品在全世界范围内迅速发展起来。但是，由于乳制品的具体特性和人体的生理结构，乳制品的大力发展遇到了很多瓶颈制约，具体有以下几个方面：1、乳糖的吸收障碍和不耐受症乳糖吸收障碍和乳糖不耐受症大部分是由小肠粘膜内乳糖酶活性降低造成的，它导致了乳糖不能被分解，在肠道内积累而使浓度升高，产生较高的渗透压，引起水分进入肠腔，最终造成胃涨、腹痛和腹泻。断奶后乳糖酶的活性下降，世界上至少90的成年人不同程度地缺乏乳糖酶，只保留原乳糖酶活力的510。婴儿乳糖酶单位是29(每克蛋白质)，而耐受乳糖的成年人为17，不耐受乳糖的成年人为3，当然个体差异很大。这就很大程度上影响了乳制品的发展应用。2、乳品中营养素的利用不完全面乳中所含丰富的营养成分，除了脂肪和蛋白质能被人体较好的利用吸收，其他营养成分如无机盐（钙、镁、铁、磷等）和维生素等无法充分的利用吸收。有的在乳品的加工过程中大量流失，有的在人体内由于缺乏相应的载体或分解酶类等无法分解利用，有的由于人体内环境不适合而造成不必要的流失。如由于缺乏乳糖、维生素D等造成了钙的吸收困难，由于肠道内酸碱度不平衡而造成大量维生素不被顺利吸收而流失等等，大大降低了乳制品的营养价值。3、乳品中微生物的存在，大大影响了产品的储存期和营养价值。乳和乳制品是微生物的良好培养基，所以牛乳被微牛物污染后若不及时处理，乳中的微生物就会大量繁殖，分解糖、蛋白质和脂肪等。产生酸性产物、色素、气体及有碍产品风味及卫生的小分子产物及毒素，从而导致乳品出现酸凝固、色泽异常、风味异常等腐败变质现象，降低出厂乳品的品质与卫生状况，甚至使其失去食用价值。而且，乳品中的微生物种类繁多，适应范围广，很难采用一两种杀菌消毒工艺彻底地杀灭乳品中的微生物，这就给鲜奶的储存和加工带来了很大的考验，且制成品的货架期被大大缩短，影响了产品的销售。4、乳中的抗生素严重影响了乳制品的加工和利用，给人体带来副作用。由于牛和羊等家畜在饲养过程中，大量的喂养人工饲料，饲料当中添加了为数不少的抗生素类物质，而且家畜在生病时，难免会注射抗生素类药物等等，而抗生素类物质很难在生物体内分解消耗，所以，大量抗生素类物质就存在在动物的鲜奶当中，由于抗生素类物质的存在，奶制品在发酵过程中就不会顺利进行，大大的降低了有益菌群的繁殖数量和活力，影响了奶制品的生产过程和产品品质。而且，人们在使用了含有抗生素类物质的奶制品时，对人体内环境中的微生物平衡造成了很大影响，产生不利因素。以上只是简要列举了乳品发展过程中的几个制约因素，只有解决了其发展瓶颈，我们的乳品行业才能大踏步的向前发展，迈上一个历史新台阶。经过我们长时间大量的不懈努力试验，终于找到了一种特别的物质水苏糖。它能帮助我们有效地解决以上问题。水苏糖是天然存在的一种四糖，简单的结构表示为半乳糖半乳糖葡萄糖果糖，是一种能显著促进双歧杆菌增值的功能性低聚糖，被誉为“超强双歧因子”。水苏糖纯品为白色粉末，味稍甜，甜度为蔗糖的28.3%，口感清爽，无任何不良味道。分子式为C24H42O21，相对分子量666.59，化学结构如图所示水苏糖物理性质：色泽：白色甜度：为蔗糖的28.3%熔点：167170吸湿性和保湿性小于蔗糖，大于高果糖浆渗透压：略高于蔗糖。溶解性：易溶于水，不溶于非极性有机试剂。水分活性接近蔗糖。稳定性：酸性条件下热稳定性良好，优于蔗糖和低聚果糖。黏度：高于蔗糖，低于麦芽糖浆(含55%麦芽糖)。还原性：无还原性。难消化性人体缺乏水解其的消化酶-D-半乳糖苷酶，所以可不经消化吸收直接进入大肠内为双歧杆菌所利用，是双歧杆菌的有效增殖因子。抗淀粉老化具有抗淀粉老化的特性。防止产品回生变硬，延长货架寿命。人体摄入水苏糖后，由于消化道内缺乏-D-半乳糖苷酶，水苏糖可不经消化吸收直接到 达大肠内为双歧杆菌所利用，快速增殖双歧杆菌，使其在消化道内形成优势地位，双歧杆菌 菌数量，使其在消化道内形成优势地位，双歧杆菌等有益菌代谢产生大量短链脂肪酸，降低肠 道pH值，代谢可产生醋酸和乳酸。作用机理如下图所示：通过对作用机理的分析和对比试验，水苏糖对人体的作用主要有以下几方面： 降低肠道PH值，抑制病原菌及腐败菌代谢，阻止腐败物产生，促进肠蠕动防止便秘； 产生B族维生素; 促进Ca、Mg元素吸收； 防止腹泻和乳糖消化不良； 保护肝脏； 提高免疫力； 分解致癌物质； 抗衰老； 防止牙齿龋变 降低血压； 降低血清胆固醇； 服用抗生素病人的辅助治疗； 缓解前列腺炎、痔疮等症状； 改善糖尿病及其并发症状； 缓解女性更年期综合症；根据水苏糖的物理、化学性质及其生物学作用机理，针对乳品发展中存在的问题，我们把水苏糖运用到乳品的生产过程中，经过反复试验对比，水苏糖对乳品的功效有以下显著几点：1、解决了乳糖的吸收障碍和不耐受症由于乳糖的吸收障碍和不耐受症大部分是由小肠粘膜内乳糖酶活性降低或缺乏而引起的，乳糖不能被有效分解而造成的。在奶制品中添加了水苏糖后，由于水苏糖是超强益生源，他强烈促使有益菌群在数量和活力的到大幅度提高，益生菌群中的双岐杆菌和乳酸菌从数量和质量上占据了绝对优势，使肠道内的乳糖得到分解和消耗，进而被人体进一步吸收和利用，有效的解决了人体对乳糖的吸收障碍和不耐受症，扩大了乳品的适宜人群，解决了乳品的一个发展瓶颈。2、促进了营养素的生成和有效吸收由于水苏糖的有效作用，促使肠道内产生大量的双岐杆菌等益生菌，这些益生菌通过自身的新陈代谢，合成了一些维生素B、K等，它的一些产物同时改善了肠道的内环境，利于维生素的吸收，而且尤其是它协助无机盐如钙、镁离子等元素的吸收利用，大大的增强了乳品的生物利用价值，使乳品的充分利用迈上了一个新台阶。3、消除乳品中抗生素带来的不利影响由于原奶中的抗生素无法彻底去除，致使残留在乳品生产和消费的整个过程。抗生素的存在，使纯奶和奶粉在人饮用后，进入肠道，杀死了肠道内的微生物，致使肠道内的微生态环境遭到破坏，对人体的健康状况造成很大影响；使发酵奶制品菌种数量剧减活力下降，造成发酵不完全甚至发酵中断，使产品不合格，造成巨大损失。添加了水苏糖的乳品，由于其有利的促使益生菌群的大量繁殖，增加了有益菌群的生物活性，有力的抵消了抗生素再生产过程中带来的不利影响，使其不再成为乳品生产和消费中的一大制约因素。4、增加益生菌群优势，抑制有害菌群，延长产品货架期。由于奶制品中存在大量的微生物，而且其适应生存环境范围大，所以不能彻底杀灭。在这些微生物当中，既存在有益菌群，也存在有害菌群，二者是一个动态平衡。添加水苏糖后，乳品中的益生菌群得到了大量的营养补充，得到充分的繁殖代谢，其数量和生物活性大大加强，在乳品的环境中占到优势地位，大大抑制了腐败菌群和致病菌群的生长繁殖，这样，有效的保证了产品不会在短时间内腐败变质，延长了乳品的保质期和货架期。5、增加了乳品的固形物含量，提高了产品内在品质。超强益生原水苏糖的加入，大大增加了有益菌群的数量和质量，使产生单位有益菌群的单位消耗大大降低，加快了发酵进度，缩短生产时间，而且使有害菌群对营养物质的消耗降到最低，有效地保留了乳品中营养成分，使产品中的固性物含量得到大幅度提高，提高产品品质。6、增加乳品的功能特性，使它由普通食品向健康食品迈进。由于水苏糖有其无可比拟的功能特性，它不但改善了乳品的自身缺陷，而且使添加了水苏糖的乳品具有了水苏糖所特有的功能特性，使他具备了其它普通乳品所不具备的特性，增强了乳品的利用价值，使乳品成功地有普通食品向功能食品迈进，完成产品转型，增加产品附加值，在激烈的乳品竞争中独辟奇径。4应用感悟什么是低聚糖？什么是功能性低聚糖？低聚糖（Oligosaccharide）或称寡糖，是由210个单糖通过糖苷键连接形成直链或支链的低度聚合糖，分功能性低聚糖和普通低聚糖两大类。蔗糖、乳糖、麦芽糖、麦芽三糖和麦芽四糖等属于普通低聚糖，它们可被机体消化吸收，不是肠道有益细菌双歧杆菌的增值因子。功能性低聚糖包括水苏糖、棉子糖、异麦酮糖、乳酮糖、低聚果糖、低聚木糖、低聚半乳糖、低聚乳果糖、低聚异麦芽糖、低聚异麦芽酮糖和低聚龙胆糖等。人体肠胃道内没有水解这些低聚糖（除异麦芽酮糖之外）的酶系统，因此它们不被消化吸收而直接进入大肠内优先为双歧杆菌所利用，是双歧杆菌堵塞增值因子。这其中，除了低聚龙胆糖没有甜味而具有苦味之外，其余的均带有程度不一的甜味，可作为功能性甜味剂用来替代或部分替代食品中的蔗糖。低聚龙胆糖因具有特殊的苦味，只能用在咖啡饮料、巧克力之类食品中及作为某些特殊调味料的增味成分。什么是水苏糖？水苏糖是天然存在的一种四糖，简单的结构表示为半乳糖半乳糖GF，是一种能显著促进双歧杆菌增值的功能性低聚糖，被誉为“超强双歧因子”。水苏糖纯品为白色粉末，味稍甜，甜度为蔗糖的28.3%，口感清爽，无任何不良味道。水苏糖可以直接食用，属易融物质。作为双歧因子的一种，水苏糖对人体胃肠道内的双歧杆菌、乳酸杆菌等有益群有着极明显的增值作用，能迅速改善人体消化道内环境，调节微生态平衡。通过获得大量的增值的双歧杆菌、乳酸杆菌，促进形成有益菌在消化道内的优势地位，控制产气、产酸梭状杆菌等腐败菌的生产，另外产生大量生理活性物质，调节肠道PH值、灭杀致病菌，阻止腐败产物的生成，抑制内源致癌物的产生和吸收。而作为一种新的天然产物，水苏糖从普通的植物中提取，精致得到，既有化学合成物、转基因产品难以具备的使用安全性。鹏友牌水苏糖有那些特点？鹏友牌水苏糖与其他功能性低聚糖相比，具有以下特点：1、 性成分含量高。据测定，鹏友牌水苏糖中功能性低聚糖含量（水苏糖和棉子糖）达到90%，而且前销量最大的大豆低聚糖中功能性成分含量不超过25%，精制大豆低聚糖也只有35%。2、 有效剂量小。人体实验表明，每日服用1.5克鹏友牌水苏糖即可产生保健作用，使肠道内双歧因子大量增值，而低聚异麦芽糖需要20克，低聚半乳糖需要810克，大豆低聚糖10克，低聚果糖G3克，可见鹏友牌水苏糖的作用效率最高。3、 见效时间短。服用鹏友牌低聚糖后7天就会产生保健作用。肠道内双歧因子大量增值；而大豆低聚糖需要3周时间，低聚果糖G3周时间，低聚果糖G8天。4、 鹏友牌水苏糖中含蔗糖等能产生热量的糖类很少，不超过5%，因此不必担心因服用鹏友牌水苏糖赤县体重增加和血糖升高。摄入水苏糖来增值双歧杆菌不服用活菌有何优越性？增值双歧杆菌最直接的办法就是摄入双歧杆菌活菌制剂。国内外都有这类产品，如含有双歧杆菌活菌的发酵乳、冷冻干燥的双歧杆菌粉剂等。然而必须连续数周每日摄入数量为109 1010 才能发挥保健作用 。双歧杆菌培养条件严格，费用高，活菌对温度、水分、酸及氧等要求也较高，例如含活菌的发酵乳等液体产品必须冷藏保存，而且冷藏23周后活菌数仅有最初的1%-0.1%。此外，活菌的代谢产物还会影响产品的口味。因此，与服用活的双歧杆菌来增加双歧杆菌相比，服用水苏糖有以下优点较小的剂量即可产生增值效果，每天仅需1.5克左右。在推荐量范围内不会引起腹泻，只有超过42克才会产生腹泻症状。具有一定的甜味，甜味特性良好，无不良口感特性，可接受性好。易溶于水，不增加产品的粘度。物理性质稳定，不螯合矿物元素，即不影响矿物元素的吸收，而且可以促进钙元素的吸收。易添入加工食品与饮料中。水苏糖的价格大大低于活菌的价格，易于在普通百姓中推广普及和长期食用。鹏友牌水苏糖与其他市售水苏糖的性能比较 现在市场上水苏糖的品种也比较多，主要有大豆低聚糖（水苏糖）和泽兰水苏糖，与这两种水苏糖相比较鹏友牌水苏糖有其很高的优越性：1、 生产原料是中国人民食用了近千年的健康蔬菜，采用无毒、无公害的种植管理方法，通过优化