菊芋多聚果糖的研究综述

菊芋俗称洋姜、鬼子姜，可以食用，煮食或熬粥，腌制咸菜，晒制菊芋干，或作制取淀粉和酒精的原料，地上茎也可加工为饲料。其块茎或茎叶入药具有利水除湿、清热凉血、益胃和中之功效。其地下块茎富含淀粉、菊糖等果糖多聚物，以菊芋为原料制取的菊芋多聚果糖系第三代保健品功能因子，它具有调节肠胃、提高免疫力、排毒养颜、改善脂质代谢、促进矿物质吸收、有利于维生素合成、延缓衰老、降低血糖和抗癌等优越的生理学活性，是预防高血压、高血脂、高血糖、肥胖、便秘等城市富贵病的最佳保健品之一，也可以作为医药中间体原料。

20世纪以来，随着医学研究的深入，人们认识到蔗糖、甜菜糖是肥胖、糖尿病、龋齿和心血管病的重要诱因。因此人们开始寻找它们的替代产品。以菊芋为原料生产的菊粉多聚果糖等产品系优良的功能性食品的基料、功能性甜味剂。很久以来，蔗糖是食品工业的大宗原料之一，具有纯正怡人的甜味刺激及16.7kJ/g的高能量等优良特性，但过多摄入成为一个重要的不健康因子。为调和这个矛盾，以菊粉多聚果糖为主的功能性甜味剂应运而生。它具有特殊的生理功能，可供特殊营养群（如糖尿病患者）使用，可替代蔗糖应用在功能性食品或低能量食品中，其基本特征是低能量或无能量，非龋齿或抗龋齿，部分品种对人体健康能起积极有效的调节功能（属于生理活性物质）。随着人们对自身健康的日益关注，对功能性食品及基料的开发持续升温，市场不断扩大。由菊芋加工的菊粉多聚果糖，产品中只还含有果糖，且原料来源广泛，工艺简单，成本低廉，产品竞争力明显增强。从菊芋中提取的产品菊粉是多聚果糖，其功能与功能性多聚果糖相似，可直接应用，也可进一步加工成菊粉多聚果糖。它们是双歧杆菌的增殖因子，能有效增加双歧杆菌数量；产生短链脂肪酸、抗生素，抑制肠道内腐败菌的生长，减少有害发酵产物及细菌酶的产生，改变大便性状，防止便秘，保护肝脏功能，降低血清胆固醇，降低血压，摄入人体后，不会引起血糖及胰岛素的波动，对糖尿病、高血压、心血管病患者十分适用，能提高机体免疫力，有抗癌作用和很好的保健功能；还能在肠道内促进合成维生素，促进钙的吸收。它们又是一种水溶性膳食纤维，很难被人体吸收利用，能量值很低，不会导致肥胖。它不是口腔微生物的合适作用底物，有防龋齿作用。多种优越的生理功能和理化特性，使其在食品、医药、保健品行业中广泛应用，成为集营养、保健、疗效三位一体的21世纪保健新糖源。菊粉溶液还是一种模拟脂肪，具有与奶油非常相似的感官特性，因此可作脂肪替代品。

欧美发达国家已生产含有菊粉及菊粉多聚果糖的食品，品种多达500余种，菊粉及菊粉多聚果糖的年需求量已达90万吨。菊芋多聚果糖广泛应用于保健品、乳制品、饮料、糖果等行业中。在饮料行业中，功能性饮料最为突出，如日本较有名气的“LOIGCC”功能饮料，主要含有多聚果糖。当前，菊芋产品在欧、美、日本等国家受到很高的重视。在新型糖的研究开发中，日本位居世界前列，围绕多聚果糖而生产开发的新商品正源源不断投入市场，现上市的品种已达十多种。由于这类新型多聚果糖具有独特的生理功能，在食品、医药方面应用极具潜力，引起了人们的广泛关注。世界其他大国也纷纷投入该领域的研究。在欧洲许多国家如荷兰、比利时、瑞典、英国均有大学和研究机构研究菊芋。欧洲市场使用多聚果糖制造的功能性食品有比利时的FYOF饮料，西班牙生产的SUELTESS。目前在美国多聚果糖作为膳食增补剂、药品及功能食品中的一种成分，在美国市场上销售还刚刚起步，但美国现在已把多聚果糖列入膳食纤维源。(www.xing528.com)

我国的菊粉及菊粉多聚果糖开发起步较晚，目前以蔗糖为原料生产的多聚果糖产量仅为4000吨/年，现欲生产菊粉的厂家约有20余家，技术来源于国内10余家科研院所，但是由于缺乏先进的分离手段，其生产成本高、效率低，产品的纯度只有70%左右，还存在着葡萄糖、果糖、蔗糖等杂质，低于国外要求的95%的纯度要求，导致我国的菊芋多聚果糖只能内销而不能出口。再者国内对菊芋多聚果糖的认知度较小，企业效益较差，使得我国菊芋多聚果糖产业陷入困境。目前，国内有几家企业进行了菊芋多聚果糖的生产，据推算，我国目前菊粉及多聚果糖的市场容量约为15万吨/年，以菊芋为原料生产菊粉的成本约为2万元/吨，现国产菊粉售价4万元/吨，有较大的利润空间。