我国功能性低聚糖标准概况.docx
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我国功能性低聚糖标准概况
我国“功能性低聚糖”标准概况
中国食品发酵工业研究院郭新光
一．我国“功能性低聚糖”概况
功能性低聚糖因具有独特的生理功能而成为重要的功能性食品配料,已引起全世界广泛的关注,是近年来增长最快的健康食品配料。
随着经济的快速发展和人们生活水平的提高,对营养保健食品的需求量日益增加,而功能性食品的研发被认为是21世纪重要的课题,这些都将为功能性低聚糖的研发创造良好的机遇。
功能性低聚糖在日本起步较早，自1988年异构乳糖生产以来，几乎每年均推出新的商品低聚糖新品种，如低聚半乳糖、低聚乳果糖、低聚木糖、低聚果糖、低聚异麦芽糖、大豆低聚糖、低聚龙胆糖等。
我国功能性低聚糖的研究开发始于20世纪90年代初，包括低聚甘露糖、低聚异麦芽糖、低聚果糖、低聚葡甘糖、低聚木糖、壳聚糖、海藻糖等，有些产品列入了“九五”攻关计划。
二．我国第一个“功能性低聚糖”标准的诞生
1995年8月，当时的无锡糖果食品厂首家实现了低聚异麦芽糖浆工业化生产。
这是我国第一个工业化生产的功能性低聚糖产品。
1996年，中国发酵工业协会根据1995年赴日本考察的结果，在全国淀粉糖生产技术交流会上，把开发低聚异麦芽糖等功能低聚糖作为技术交流重点，对推动国内低聚糖生产发展起了促进作用。
同年，当时最大的山东环宇集团低聚异麦芽糖投入生产。
随着低聚异麦芽糖生产工业的不断成熟与发展，2000年，我国第一个标志性功能性低聚糖行业标准QB/T2491-2000“低聚异麦芽糖”正式颁布实施。
随后，QB/T2492-2000“功能性低聚糖通用技术规则”、QB2581-2003“低聚果糖”、QB/T2848-2007“海藻糖”等功能性低聚糖标准先后颁布实施，不断的引领着我国功能性低聚糖行业健康、有序的发展壮大。
三．我国“功能性低聚糖”标准状况
随着社会经济的迅速发展，尤其在经济全球化和我国加入WTO的新形势下，标准化工作越来越显出重要的技术基础性，技术标准已经成为市场准入的重要条件。
市场经济之所以成为当今主流，就在于它最能促进社会整体经济效益的提高，标准化便是市场经济用以提高效益的主要手段之一。
高标准出好产品，产品质量的不断提高带动了产品的销路增加，使效益不断提高；效益的提高又加大了对生产的投入，从而进一步促进了产品质量的提高，加快了企业的发展。
这是一个标准化与市场经济相互促进相互联系的良性循环过程。
众所周知，标准是现代贸易的基本要素之一，在当今竞争日趋激烈的国际贸易中，标准已成为各国竞争的焦点之一，谁掌握了标准制定权，谁的技术转化为标准，谁就掌握了市场的主动权。
1.“低聚异麦芽糖”行业标准
从1995年至1998年在短短不到三年时间内，由于看到了功能性低聚糖广阔的应用前景，一些淀粉糖厂和麦芽糊精厂纷纷上马生产低聚异麦芽糖。
由于低聚异麦芽糖浆生产设备与淀粉糖浆生产设备基本相同，生产能力很容易上去。
但是由于生产工艺技术不同，产品质量差异很大。
主要反映在低聚异麦芽糖含量低，而糊精含量偏高。
低聚异麦芽糖粉生产，使用的干燥设备是麦芽糊精或奶粉的喷雾干燥设备，而这些干燥设备不适用具有热敏性和强吸湿性的低聚异麦芽糖浆的喷粉。
生产厂家为了使喷粉容易，生产过程中有意控制糖化转苷，糊精含量很高，直接影响低聚异麦芽糖含量，特别是其中异麦芽糖、潘糖、异麦芽三糖含量很低。
有的企业有意加入麦芽糊精进行喷粉，或直接以低聚麦芽糖或麦芽糊精冒充低聚异麦芽糖，实行低价竞销。
低聚异麦芽糖发展刚刚起步，就遇到假冒伪劣产品的袭击和干拢，因此，正规生产经营者和消费者都要求有关方面尽快制订行业标准，规范质量指标，加强行业管理，改变混乱局面，建立公平合理有序竞争。
为了促进行业的正常健康地发展，使产品质量普遍达到国际先进水平，为打击假冒产品、扶优限劣提供法律依据，保证低聚异麦芽糖产品的显著生理功能，提高应用功效，推动食品工业和保健（功能）食品行业的发展。
同时，也为玉米、薯类深加工行业和淀粉糖工业高科技产品开发提供有力支持和帮助，促使其资源（设备）优势转化为经济优势，1998年4月，中国轻工总会以国轻质（1998）1号文发出了“关于印发《轻工业一九九八年制定、修订国家标准、行业标准项目计划》的通知”，下达了制定《低聚异麦芽糖》行业标准任务。
计划下达后，起草单位多次与当时“葡萄糖转苷酶”在日本的唯一生产企业——天野制药株式会社的有关技术人员就产品规格、技术要求、分析方法等问题进行交流。
在对征集的23批样品进行综合分析之后，通过参考日本先进企业标准，结合我国产品实际情况，制定了我国低聚异麦芽糖行业标准。
主要技术指标包括IMO（低聚异麦芽糖总量）含量、异麦芽糖＋潘糖＋异麦芽三糖含量、干物质（糖浆产品）、水分（糖粉产品）、pH、透光率、溶解度、硫酸灰分等质量指标以及砷、铅、菌落总数、大肠菌群、沙门氏菌等卫生指标。
低聚异麦芽糖总含量是指异麦芽糖、潘糖、异麦芽三糖和四糖及四糖以上糖的总和（以“IMO”表示）。
这是低聚异麦芽糖的主成份，主成份必须50％以上。
这些糖不被人体胃和小肠的酶消化，直接到大肠为双歧杆菌优先利用，产生一系列积极的生理功效。
作为低聚异麦芽糖产品规格的主成分指标，与日本先进企业标准相同。
判断低聚异麦芽糖质量好坏，不能单凭低聚异麦芽糖总含量多少，因为四糖以上的糖既有支链糖，又有直链糖。
异麦芽糖、潘糖。
异麦芽三糖的标准样品都能买到，而异麦芽四糖有三种分子结构，异麦芽五糖有四种分子结构，标准样品难以买到买全，而且价格昂贵。
这些糖要定性定量地正确检测出来很困雄。
异麦芽糖、潘糖、异麦芽三糖这三个糖都是支链低聚糖，在低聚异麦芽糖有效成份中起关键作用。
生产工艺正确，糖化转苷得好，这三糖合计含量就多。
而且随着转苷时间延长，异麦芽糖的量增加，潘糖的量减少，异麦芽三糖的量稍有增加，这三个糖合计含量也增加，发生有规律的变化。
指标定为35％以上是合理的，等同于日本标准。
以淀粉为原料生产低聚异麦芽糖，糊精是中间产品。
淀粉经液化工艺转化为糊精，糊精经糖化转苷工艺转化为低聚异麦芽糖。
糊精含量高，说明糖化转苷不彻底（没有到位），低聚异麦芽糖含量就少。
只要糖化转苷到位，把转化程度提高（DE值一般大于55），糊精含量可以降到小于10％。
QB/T2491-2000“低聚异麦芽糖”行业标准发布后，极大的推动了我国低聚异麦芽糖行业的发展。
根据当时产品的特点，2000版标准仅对IMO-50型产品进行了规范。
而标准刚刚实施一年后，IMO-90产品的生产工艺逐渐成熟并且得到了大力的发展，占据了很大的市场份额。
为了保持我国低聚异麦芽糖的良好发展势头，同时也为了规范市场、引导行业的健康发展，2002年就开始着手修订行业标准，将IMO-90型产品列入标准中。
2004年，修订后的“低聚异麦芽糖”行业标准正式颁布实施。
根据行业需要，在编制《全国食品标准2004～2005年发展计划》时，经全国食品工业标准化技术委员会工业发酵分委会推荐，由全国食品发酵标准化中心立项上报，将“低聚异麦芽糖”列入国家标准制定计划。
目前新的“低聚异麦芽糖”国家标准GB/T20881-2007已正式颁布实施。
低聚异麦芽糖主要技术指标见表1。
表1
项目
要求
IMO-50型
IMO-90型
糖浆
糖粉
糖浆
糖粉
IMO含量（占干物质）/%≥
50
90
IG2+P+IG3含量（占干物质）/%≥
35
45
干物质（固形物）/%≥
75
—
75
—
水分/%≤
5
5
pH
4.0～6.0
透射比/%≥
95
—
95
—
溶解度/%≥
—
99
—
99
硫酸灰分/%≤
0.3
2.“功能性低聚糖通用技术规则”行业标准
进入20世纪90年代，随着我国人民保健意识的不断增强，具有双歧杆菌增殖功能的低聚糖发展很快，大批产品涌入市场，在食品、饮料和保健品工业有了一定的应用。
由于其种类繁多，功能特性也不尽相同，产品名称五花八门，不但容易给消费者造成混淆和误解，也容易给造假者以可乘之机。
为了积极、正确引导该行业健康发展，赶超国际先进水平，增加市场竞争力，规范功能性低聚糖的生产与评价，防止假冒伪劣产品，治理整顿较混乱的功能性低聚糖市场，保护生产者和消费者的合法权益，不仅需要制定相应产品的行业标准，也需要制定一个统一的功能性低聚糖指导性通用标准。
1999年，中国轻工总会以国轻行质发[1999]49号文下达了制定《功能性低聚糖通用技术规则》行业标准的任务。
通过专家和行业讨论，大家普遍认为功能性低聚糖既具有淀粉糖的物理化学性质，又具有促进双歧杆菌增殖、抗龋齿、保湿性等生理功能，是功能食品和食品工业的食品配料，行业标准应充分反映这几个属性。
该标准的主要内容包括以下几个方面：
1）定义
a）它是由2～10个相同的或不同的单糖，以糖苷键聚合而成的（可以是直链，也可以是支链）。
b）具有糖类的特性，可直接作为食品配料，但是不被人体消化道酶和胃酸降解，不被（或难被）小肠吸收。
c）具有促进人体双歧杆菌增殖等生理功能。
2）命名原则
功能性低聚糖按天然物提取或生化合成命名。
a）天然物提取的功能性低聚糖，以原料名称冠其首进行命名，也可以提取的主要功能性低聚糖直接命名。
例如：
大豆低聚糖、棉子糖等。
b）生化合成的功能性低聚糖，前缀含“低聚”，并以结构中单糖、二糖或多糖的名称命名。
例如：
低聚果糖、低聚异麦芽糖、低聚木糖等。
糖基
葡萄糖麦芽糖
果糖葡萄糖
半乳糖
乳糖果糖
甘露糖葡萄糖
半乳糖果糖
半乳糖果糖葡萄糖
木糖
原料
淀粉
蔗糖菊苣
乳糖
乳糖果糖
魔芋甜菁茭
大豆根茎
甜菜糖蜜
玉米芯半纤维木糖
功能性低聚糖名称
低聚异麦芽糖
低聚果糖
低聚半乳糖
低聚乳果糖
低聚甘露糖
水苏糖
棉籽糖
低聚木糖
3）功能性有效成分
一般以总糖计不能低于50％。
天然提取的大豆低聚糖中，水苏糖和棉子糖含量不低于35％（占总糖）。
该标准的制定，为打击假冒产品，扶优限劣提供了依据，同时也促进了我国功能性低聚糖的健康发展，为我国功能性低聚糖产品标准的制定提供了基础依据。
3.“低聚果糖”行业标准
低聚果糖在日本于1983年实现了规模化生产，最初是日本明治制果公司以β-D-呋喃果糖苷酶作用于蔗糖而制得的。
低聚果糖也广泛存在于自然界中，目前已发现约3万余种植物中含有低聚果糖成分，如菊科、禾本科、百合科、十字花科等。
酶法工艺生产的低聚果糖分子结构，与天然存在于果蔬植物中的完全相同。
迄今为止，实现工业化生产的方法有两种：
即一是以具有果糖基转移活力的酶作用于蔗糖生产，二是由植物菊苣或菊芋萃取。
生产低聚果糖的主要厂家集中在亚洲、欧洲。
日本近年来对其研究开发十分活跃。
厚生省95年批准的58种“特定保健用食品”中有九种是低聚果糖产品。
我国2002年由中国轻工业联合会以中轻联综[2002]93号文将《低聚果糖》行业标准列入制定计划，由云南天元健康食品有限公司为起草工作组组长开展工作。
除了参考我国《保健食品管理办法》、《保健食品通用卫生要求》和其他相关法规、标准外，还与日本明治制果公司GY、G、P粒、P粉四个型的低聚果糖的质量控制指标和比利时、法国等几家国外低聚果糖质量指标进行参照对比，同时又将日本的G型和GY型糖浆、P型糖浆、P型粉末、比利时P95型、美国"自然之花胶囊"、法国P950型粉末等几家具有国际先进水平的样品和国内具有代表性的低聚果糖等十多家的样品作了反复大量的分析和检验。
查阅国内外生产低聚果糖厂家的企业标准和产品说明书，收集论文300多篇，国外相关论文并翻译成中文20多篇，参照中国卫生部、日本厚生省对保健食品批准证书中的各项质量控制指标，以及标准起草筹备小组各成员单位多年来对产品质量控制的指标和要求，作了大量试验，前后进行了400多样次检测，对标准品进行了制备，专门购买了日本、比利时、美国、荷兰、法国等具有国际先进水平和国内具有代表性的样品21个进行实测比对；进行了方法验证和数据处理，采用不同分析方法（液相色谱和离子色谱法）、不同检测器（示差折光和蒸发光散射）进行了方法的比对验证。
最终形成了行业标准。
主要技术指标包括低聚果糖总含量、葡萄糖＋果糖＋蔗糖含量、干物质（糖浆产品）、水分（糖粉产品）、pH、透光率、色度、硫酸灰分等质量指标以及砷、铅、菌落总数、大肠菌群、霉菌、酵母菌、致病菌等卫生指标。
低聚果糖含量是重要的技术指标，借鉴日本明治制果低聚果糖的技术指标，为了赶上国际先进水平，行业标准的优级品低聚果糖总含量G型与日本明治制果的要求相同，≥55%。
同时考虑国内现有水平，将G型一级品低聚果糖含量定为≥50%。
P型优极品为≥95%，P型一级品低聚果糖含量定为≥90%，为强制性指标。
试验方法采用液相色谱法。
低聚果糖主要技术指标见表2。
表2
项目
糖浆
糖粉（颗粒）
G型糖浆
P型糖浆
P型颗粒
P型粉未
等级
优级品
一级品
优级品
一级品
优级品
一级品
优级品
一级品
水份/%（质量分数）≤
—
3.0
6.0
3.0
6.0
干物质（固形物）
/%（质量分数）≥
75.0
70.0
75.0
70.0
—
pH值
4.5～7.0
—
低聚果糖总含量
（占干物质）/%（质量分数）≥
55.0
50.0
95.0
90.0
95.0
90.0
95.0
90.0
葡萄糖+果糖+蔗糖（占干物质）/%（质量分数）≤
45.0
50.0
5.0
10.0
5.0
10.0
5.0
10.0
硫酸灰分/%（质量分数）≤
0.4
0.6
0.4
0.6
0.1
0.4
0.1
0.4
色度≤
0.2
0.5
0.2
0.5
—
透光率/%≥
85
80
85
80
—
注：
低聚果糖总含量为强制性指标。
4.“海藻糖”行业标准
严格来说海藻糖并不是传统意义上的功能性低聚糖，但有其特定的功能性。
海藻糖（Trehalose）是由两个葡萄糖残基经α-1,1键连接的非还原性二糖，常态下为白色晶体，可通过从酵母细胞中提取或用淀粉经酶法转化而大量生产。
海藻糖爽口甘甜且无后味，其甜度为砂糖的45%，；因为该糖具有独特的生物学功能，能在逆境中有效地维持细胞内生物膜和蛋白质、活性肽的稳定性和完整性，被赞誉为生命之糖，可广泛用于生物制剂、医药、食品、化妆品及农业科学等各个行业。
过去海藻糖仅来源于酵母中的提取物，工艺复杂，生产成本高，限制了其应用。
双酶法水解淀粉合成海藻糖技术的使用，使海藻糖的成本和售价大大降低，而使其需求和应用领域迅速扩大。
目前全球只有我国和日本具有规模生产海藻糖的企业，国际市场对海藻糖的需求量日益增大，估计今后几年年需求量将达15万吨以上，而目前国际上海藻糖的综合生产力只有约8万吨/年，存在一半的市场空缺，且随着应用领域的快速拓展，对海藻糖的需求也将相应急剧增加。
随着贸易的进行，企业和消费者都越来越渴求有一个统一的标准为依据，规范生产与销售，为了保护我国这一技术水平上具有优势的产品，同时也让消费者了解这一产品的技术规格和特性，制定该标准成为当务之急。
2004年8月，中国轻工业联合会以中轻联综[2004]143号文正式下达了制订《海藻糖》行业标准计划。
海藻糖标准的制标原则是在科学性的基础上，强调先进性和可操作性，杜绝假冒伪劣产品，保护消费者的权益。
制标依据参考联合国粮农组织/世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会的食品添加剂标准纲要第52卷（CompendiumofFoodAdditiveSpecifications，Volume52，JointFAO/WHOExpertCommitteeonFoodAdditive（JECFA））中“海藻糖规范”（TrehaloseSpecification）。
对旋光度、熔点指标未做要求；增加pH值、色度、浊度要求。
一级品与JECFA指标基本保持一致，优级品指标严于JECFA要求。
海藻糖主要技术指标见表3。
表3
规格
指标
海藻糖含量（％）
pH值
灼烧残余（％）
干燥失重（％）
色度
浊度
优级无水海藻糖
≥99.0
5.0－6.7
≤0.02
≤1.0
≤0.1
≤0.05
优级结晶海藻糖
≥99.0
5.0－6.7
≤0.02
≤1.0
≤0.1
≤0.05
一级结晶海藻糖
≥98.0
5.0－6.7
≤0.06
≤2.0
≤0.1
≤0.05
二级结晶海藻糖
≥30.0
4.0－6.7
－
－
—
—
海藻糖（联合国）
≥98.0
无规定
≤0.05
≤1.5
无规定
无规定
海藻糖（日本三菱）
≥98.5
4.5－6.5
≤0.1
≤11
≤0.1
≤0.05
“海藻糖”行业标准QB/T2848-2007已于今年5月份发布，12月1日正式实施。
5.“低聚木糖”行业标准
低聚木糖属于低聚糖的一种，它和其他低聚糖一样具有对人体特殊的生理功能。
低聚木糖的有效服用量在众多低聚糖中是较低的，就双歧杆菌增殖作用而言，它的有效摄入量为0.7克/人/日，低聚木糖对于人体肠道具有双向调节功能，针对不同的人群，既可以防治便秘又具有改善习惯性腹泻的功能，并且在调理人体肠道的同时兼有排毒功能。
当前世界上只有日本实现了低聚木糖的大规模化生产。
我国低聚木糖的规模化生产刚刚开始，山东龙力生物科技有限公司、新疆纵横股份有限公司两家企业已有低聚木糖产品上市，销量较好。
另外山东食品发酵工业研究设计院等科研单位也在进行低聚木糖产品的研究和开发。
为了规范行业发展，引导有序竞争，便于行业内进行技术、信息交流，限制低质量的低聚木糖对于行业的冲击，2005年，中国轻工业联合户籍以中轻联综[2005]119号文“关于印发《二OO五年轻工业制定、修订国家标准、行业标准项目计划》的通知”，“低聚木糖”被列为行业标准制定计划。
在参考了日本suntory公司企业标准和我国其他低聚糖行业标准的基础上，形成了低聚木糖行业标准，目前该标准已报送发改委待批。
低聚木糖主要技术指标见表4。
表4
项目
糖粉
糖浆
95型
70型
95型
70型
优级
一级
优级
一级
水分/（％）≤
5.0
5.0
7.0
－
－
固形物/（％）≥
－
－
70.0
透射比/（％）≥
－
－
60.0
60.0
50.0
pH
3.5～6.5
低聚木糖含量（占总糖）/（％）≥
95.0
70.0
65.0
95.0
70.0
65.0
木二糖至木四糖含量（占总糖）/（％）≥
65.0
50.0
40.0
65.0
50.0
40.0
灰分/（％）≤
0.3
四．“功能性低聚糖”标准存在的问题
1．由于成分复杂，缺少标准品
功能性低聚糖的主要成分中有很多没有标准品，有些即使有标准品也是国外生产，价格昂贵。
如低聚果糖应具有蔗果三糖（GF2）、蔗果四糖（GF3）和蔗果五糖（GF4）的单一组份的纯品的标准品，否则不能准确定性各组份的出峰时间和制作标准曲线。
日本生产的含GF2、GF3、GF4三个组份的混合标样，约120元/份，而这三个组份的单一纯品标样，约2800元/套。
低聚木糖有效成分为木二糖～木七糖，标准品更是难找。
目前有些功能性低聚糖的标准品只是在个别生产企业或科研机构通过分离制备而来，量很小，仅仅能勉强自己使用。
因此功能性低聚糖标准品的制备和国产化是亟待解决的问题。
2．针对应用行业，没有标准添加量的规定
以低聚果糖为例，全国在乳制品和饮料及其他普通食品，在标签中声称添加了低聚果糖的，据不完全统计有近60家大中型现代食品企业近300多种食品，例如伊利、完达山、三元、健力宝等等。
从这些产品的标签标示可以发现，有的不标明功能性低聚糖的含量，有的虽然标明含量，但其范围不等，大部分不超过1％。
有的企业仅仅是作为宣传卖点，为了节约成本，加入的量极少，使市场上此类产品的不公平竞争愈演愈烈，恶性循环不断加剧。
如何规范应用行业功能性低聚糖添加量，规范行业竞争，推动功能性低聚糖行业不断壮大发展也是亟待解决的问题。
3．应用行业目前暂无标准检测方法
虽然已有不少生产企业、科研人员对功能性低聚糖在应用方面的检测方法进行了研究并发表了文章，如饮料、乳制品、酒类、糕点等，但要形成系统的标准化分析方法还需要做很多工作。
食品种类五花八门，样品前处理各不相同，加上前面提到的标准品问题，都大大增加了检测方法的难度。
食品标准“十一五”规划中已将食品中低聚果糖和低聚异麦芽糖检测方法标准列入制定计划，这是一个良好的开端。
随着分析检测方法的不断完善，功能性低聚糖行业的发展将能得到更有力的保障。
五．“功能性低聚糖”标准“十一五”规划
目前，我国功能性低聚糖是以通用标准为基础，产品标准为主导的体系结构。
就整个标准体系来说还不够完善。
除了现有的行业标准外，已经申请立项并批准的还有“水苏糖”、“菊粉”两项行业标准。
在国家标准进入跨越式发展的时期，我们也努力将行业标准提升为国家标准，同时，在一些已形成规模化生产的行业积极申报制标计划，以尽快完善产品标准，近期已申报国家标准立项的产品还有“异麦芽酮糖（帕拉金糖）”。
与此同时，为了整个功能性食品配料的健康发展，我们也已将其他功能性糖醇、微生物多糖等产品列入国家标准“十一五”规划，如已申报的有甘露醇、麦芽糖醇、普鲁兰糖、山梨醇、异麦芽酮糖醇、植物甾醇等。
作为检测方法，“食品功能性低聚果糖高效液相色谱检测方法”、“食品功能性低聚异麦芽糖高效液相色谱检测方法”也已列入规划中。
随着行业的不断发展，产品的技术进步，检测手段的日益更新，我国功能性低聚糖标准体系的建设会日趋完善，对规范我国功能性低聚糖行业的健康发展、提高产品质量、走向国际市场提供有力的保障和支持。
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