膳食纖維在食品領(lǐng)域中應(yīng)用及其市場(chǎng)前景分析
禹城功能糖協(xié)會(huì)
摘要：膳食纖維作為一種新型的營(yíng)養(yǎng)素，正從發(fā)達(dá)國(guó)家興起向全球化應(yīng)用發(fā)展。伴隨著新興經(jīng)濟(jì)體消費(fèi)升級(jí)的需求以及人們對(duì)健康食品的關(guān)注越來(lái)越高，膳食纖維的應(yīng)用已從保健品逐漸延伸到多種食品中，以膳食纖維為主導(dǎo)的功能性食品時(shí)代正悄然到來(lái)。本文對(duì)膳食纖維在食品領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行綜合分析，并深入分析膳食纖維全球與中國(guó)市場(chǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)趨勢(shì)。
1 前言
1.1膳食纖維定義
膳食纖維是一種多糖，它既不能被胃腸道消化吸收，也不能產(chǎn)生能量。因此，曾一度被認(rèn)為是一種“無(wú)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)”而長(zhǎng)期得不到足夠的重視。
然而，隨著營(yíng)養(yǎng)學(xué)和相關(guān)科學(xué)的深入發(fā)展，人們逐漸發(fā)現(xiàn)了膳食纖維具有相當(dāng)重要的生理作用。以致于在膳食構(gòu)成越來(lái)越精細(xì)的今天，膳食纖維更成為學(xué)術(shù)界和普通老百姓關(guān)注的物質(zhì)，并被營(yíng)養(yǎng)學(xué)界補(bǔ)充認(rèn)定為第七類(lèi)營(yíng)養(yǎng)素，和傳統(tǒng)的六類(lèi)營(yíng)養(yǎng)素——蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、維生素、礦物質(zhì)與水并列。
目前，人們發(fā)現(xiàn)并開(kāi)發(fā)的膳食纖維數(shù)量有幾十種之多，通常按溶解性劃分，可分為水溶性和水不溶性兩種[1-3]。常見(jiàn)的水溶性膳食纖維包括：菊粉、聚葡萄糖、低聚果糖、抗性糊精、低聚異麥芽糖等；水不溶性膳食纖維主要包括：大豆膳食纖維、殼聚糖和半纖維素等[4,5]。
水溶性膳食纖維由于其良好的溶解性、穩(wěn)定性、平和口感等特性，適合應(yīng)用于飲料、乳制品、糖果、啤酒等領(lǐng)域，水不溶性膳食纖維因其良好的溶脹性能，能夠?yàn)楫a(chǎn)品提供必要的體積，常用于面包、飲料、餅干、乳制品等食品中。而我國(guó)十三億人口，身體達(dá)到正常膳食纖維攝入量的人口占比非常小，因而由于不合理的飲食結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的患病率也非常高。短期來(lái)看，要改變大眾的飲食習(xí)慣是很難的，因而從正常的日常飲食中要想達(dá)到身體所需的攝入量也很難，所以人需要通過(guò)飲食其他食品或藥品來(lái)達(dá)到膳食纖維正常量，由此來(lái)看，我國(guó)對(duì)膳食纖維的需求空間是很大的。
1.2 膳食纖維分類(lèi)
膳食纖維按照其溶解性，可分為水溶性膳食纖維和水不溶性膳食纖維。水溶性膳食纖維和水不溶性纖維所占的市場(chǎng)份額如圖1所示：
圖1 全球不同產(chǎn)品類(lèi)型膳食纖維產(chǎn)量市場(chǎng)份額2020&2026
水溶性膳食纖維是能夠溶解于水中的纖維類(lèi)型。具有黏性，能在腸道中大量吸收水分，使糞便保持柔軟狀態(tài)。水溶性纖維能有效促進(jìn)腸道益菌繁殖，調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)平衡。聚葡萄糖、菊粉、低聚果糖、低聚異麥芽糖、低聚乳糖、低聚木糖、大豆低聚糖、瓊脂粉、羧甲基纖維素等都屬于水溶性膳食纖維?？扇苄岳w維吸水膨脹，體積可增大幾十倍，形成凝膠物質(zhì)。它一方面能使人產(chǎn)生飽腹感，另一方面可延長(zhǎng)食物在胃內(nèi)停留的時(shí)間，從而減緩糖被吸收的速度，避免突然的高血糖現(xiàn)象，對(duì)穩(wěn)定糖尿病患者的病情有所幫助。可溶性纖維還能與膽酸結(jié)合并隨糞便排出，有助于降低膽固醇，減少因高膽固醇所衍生的心臟病、高血壓等癥狀、是當(dāng)前保健食品行業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品[6-8]。
水溶性膳食纖維與不溶性膳食纖維相比，水溶性膳食纖維是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的一種，由于它具有溶解度高、溶解速度快、無(wú)異味，受到了廣大食品加工企業(yè)的青睞。
水不溶性膳食纖維主要包括纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等。水不溶性膳食纖維能吸收水分，軟化糞便，增加糞便的體積，以刺激腸的蠕動(dòng)，加速排便，從而減少糞便中有害物質(zhì)與腸道接觸的時(shí)間。但是由于它的不溶性，在食品行業(yè)中的應(yīng)用受到了一定的限制。
2 膳食纖維在食品領(lǐng)域中的應(yīng)用
近年來(lái)全球膳食纖維市場(chǎng)快速增長(zhǎng)，尤其2017年下半年開(kāi)始，市場(chǎng)對(duì)腸道健康、體重控制產(chǎn)品的訴求已經(jīng)從保健食品領(lǐng)域逐步延伸到乳品、飲料、焙烤等傳統(tǒng)食品領(lǐng)域。2018年可口可樂(lè)公司在其主打品牌雪碧及其純悅礦物質(zhì)水、可口可樂(lè)PIUS中添加抗性糊精，對(duì)整個(gè)食品飲料行業(yè)起到標(biāo)桿引領(lǐng)作用，引領(lǐng)了使用膳食纖維進(jìn)行新品開(kāi)發(fā)和產(chǎn)品升級(jí)，將極大地提升膳食纖維的市場(chǎng)規(guī)模。目前膳食纖維的應(yīng)用領(lǐng)域包括，肉類(lèi)食品加工、烘焙食品、乳制品和飲料、保健品和嬰兒食品等，如表1和圖2所示。
表1 不同應(yīng)用膳食纖維消費(fèi)趨勢(shì)2020 VS 2026（噸）
圖2 全球不同應(yīng)用膳食纖維消費(fèi)量市場(chǎng)份額2020vs2026
2.1 膳食纖維在肉類(lèi)加工食品中的應(yīng)用
膳食纖維作為功能性成分添加到肉制品中，可有效改善肉制品的品質(zhì)。膳食纖維可保持肉制品中的水分，降低熱量。周亞軍等[9]將不同的膳食纖維添加到香腸制品中，結(jié)果表明添加膳食纖維對(duì)香腸的氣味和色澤武鳴縣影響，但膳食纖維香腸的質(zhì)地和彈性由于不添加膳食纖維的產(chǎn)品。隨著膳食纖維在肉制品加工中的應(yīng)用研究越來(lái)越多，膳食纖維肉制品的研發(fā)也將帶來(lái)更高的經(jīng)濟(jì)效益，具有較好的研究?jī)r(jià)值。
2.2 膳食纖維在烘焙食品中的應(yīng)用
膳食纖維對(duì)人體生理功能具有積極作用，在焙烤食品中加入膳食纖維，不僅能滿足人們對(duì)各種營(yíng)養(yǎng)的需求，同時(shí)還能改善食品本身的口感，提升產(chǎn)品品質(zhì)。
膳食纖維對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的改善，首先是由于膳食纖維具有高持水的特點(diǎn)，添加膳食纖維制作出來(lái)的焙烤產(chǎn)品其持水性能夠得到改善。其次，許多不溶性膳食纖維，如小麥麩皮等，含有豐富的無(wú)機(jī)鹽和膳食纖維，可使面包變得松軟、營(yíng)養(yǎng)豐富。第三，膳食纖維中還富含多種多糖化合物，這種多糖化合物具有一定的黏合性，其結(jié)構(gòu)類(lèi)似于三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將其添加到面粉中，與面粉中蛋白質(zhì)結(jié)合形成更大的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，能抑制淀粉老化，起到改良面粉的作用，口感和質(zhì)感都會(huì)有明顯的提高。第四，膳食纖維中富含多種營(yíng)養(yǎng)成分，能維持人體健康。
2.3 膳食纖維在飲料中的應(yīng)用
目前，膳食纖維類(lèi)飲料是西方很流行的功能件飲料，膳食纖維飲料既能解渴、補(bǔ)充水分，又可提供人體所需膳食纖維。水溶性膳食纖維飲料在歐美和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家比較流行，如含膳食纖維的礦泉水、高纖維橙汁、高纖維茶，國(guó)內(nèi)一些食品企業(yè)也開(kāi)發(fā)了高纖果汁、膳食纖維型運(yùn)動(dòng)飲料等。飲用添加水溶性膳食纖維的飲料，能使飲用者吸收各營(yíng)養(yǎng)成份的同時(shí)，增強(qiáng)飽腹感，減少對(duì)高熱量物質(zhì)的攝入量，長(zhǎng)期飲用能顯著控制體重，特別適合中青年肥胖者飲用。另外，在飲料中使用水溶性膳食纖維后，可使飲料中其它微粒均勻分布溶液中，不易產(chǎn)生沉淀和分層現(xiàn)象。
2.4 膳食纖維在乳制品中的應(yīng)用
在乳制品中加入膳食纖維，可同時(shí)滿足人們對(duì)蛋白質(zhì)，維生素A，脂肪等動(dòng)物性營(yíng)養(yǎng)成分和膳食纖維等植物性營(yíng)養(yǎng)成分的需求。膳食纖維在乳品中應(yīng)用，可以改善乳品的口感，提高穩(wěn)定性，同時(shí)不與其中任何成分發(fā)生對(duì)人體不利的理化反應(yīng)，長(zhǎng)期飲用含有膳食纖維的乳品，能使腸道舒暢，并可降低膽固醇，調(diào)節(jié)血脂，血糖。
2.5 膳食纖維在保健品和嬰兒食品中的應(yīng)用
膳食纖維在保健食品和嬰兒食品中也有廣泛的應(yīng)用，例如糖尿病人保健食品，肥胖患者保健食品，便秘人群保健食品等。很多水溶性膳食纖維具有降低血糖的功能，可以用于糖尿病人保健食品中；溶性膳食纖維還具有調(diào)節(jié)微生態(tài)平衡、潤(rùn)腸通便的功效，其優(yōu)越的整理腸道功能作為防止便秘的保健食品必將受到患者歡迎；膳食纖維吸水后，體積可膨脹數(shù)倍至數(shù)十倍，服用后可產(chǎn)生飽腹感，同時(shí)膳食纖維的熱值很低，因此，添加到減肥保健食品中，受到廣大消費(fèi)者的青睞。
嬰兒特別是斷乳后嬰兒體內(nèi)雙歧桿菌驟減，導(dǎo)致腹瀉、厭食、發(fā)育遲緩，營(yíng)養(yǎng)成分的利用率降低，在嬰兒食品中添加膳食纖維，可幫助嬰兒建立良好的腸道微生態(tài)，提高嬰兒免疫力，同時(shí)可以提高其他營(yíng)養(yǎng)素的利用率和促進(jìn)對(duì)鈣、鐵、鋅等微量元素的吸收。
2.6 其他
除以上應(yīng)用領(lǐng)域外，膳食纖維還可用于其他食品加工，關(guān)鍵是要針對(duì)不同食品，根據(jù)膳食纖維的理化特性進(jìn)行選擇。一般而言，不溶性膳食纖維和可溶性膳食纖維應(yīng)用時(shí)的比例一般為1:10，這樣可以充分發(fā)揮兩種膳食纖維的生理功能。3 膳食纖維市場(chǎng)前景分析
3.1 全球市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)趨勢(shì)
目前全球市場(chǎng)上，膳食纖維的主要生產(chǎn)商包括奧福來(lái)提，泰萊，F(xiàn)riesland Campina等；全球膳食纖維產(chǎn)品及產(chǎn)值如圖3 和圖4所示。
圖3：全球膳食纖維產(chǎn)量及增長(zhǎng)率（2015-2016）（噸）
圖4：全球膳食纖維產(chǎn)值及增長(zhǎng)率
2019年，全球膳食纖維市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了180.64億元，產(chǎn)量達(dá)到86.66萬(wàn)噸，且未來(lái)將繼續(xù)保持增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2026年將達(dá)到229.13億元，產(chǎn)量達(dá)到122.49萬(wàn)端，年復(fù)合增長(zhǎng)率（CAGR）為3.96%，全球膳食纖維市場(chǎng)巨大，前景廣闊。
3.2 中國(guó)生產(chǎn)發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)趨勢(shì)
隨著我國(guó)居民生活水平的提高，人們對(duì)美味的過(guò)度追求，高脂肪、高碳水化合物、高蛋白質(zhì)的過(guò)量攝入，以及食物結(jié)構(gòu)的日益精細(xì)化，致使我國(guó)出現(xiàn)了高血壓、高血脂、高膽固醇、糖尿病等疾病的流行，這與膳食纖維的缺失存在著一定的關(guān)系。經(jīng)過(guò)數(shù)十年的科學(xué)研究，現(xiàn)已證明膳食纖維具有多重健康功效，是值得向全民推廣的普及型健康產(chǎn)品，近年，我國(guó)膳食纖維行業(yè)也迎來(lái)了快速蓬勃發(fā)展的黃金時(shí)期。根據(jù)QYResearch的調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，全球2019年抗性糊精的產(chǎn)品約為54371噸，其市場(chǎng)規(guī)模約為11.83億。全球領(lǐng)軍企業(yè)為日本松谷化學(xué)、法國(guó)羅蓋特、和英國(guó)泰萊；國(guó)內(nèi)領(lǐng)軍企業(yè)為百龍創(chuàng)園、保齡寶等。其中山東百龍創(chuàng)園生物科技股份有限公司是國(guó)內(nèi)做的最早的水溶性膳食纖維——抗性糊精生產(chǎn)廠家之一，也是國(guó)內(nèi)首家取得抗性糊精生產(chǎn)許可證的企業(yè)。
中國(guó)市場(chǎng)膳食纖維產(chǎn)量及產(chǎn)值，如圖5和圖6所示。國(guó)內(nèi)膳食纖維行業(yè)發(fā)展迅猛，2019年產(chǎn)值達(dá)到38.31億元，產(chǎn)量達(dá)到18.95萬(wàn)噸，預(yù)計(jì)到2026年，產(chǎn)值將達(dá)到55.27億元，產(chǎn)量將達(dá)到30.36萬(wàn)噸，國(guó)內(nèi)膳食纖維市場(chǎng)將迎來(lái)黃金發(fā)展期。
圖5 中國(guó)市場(chǎng)膳食纖維產(chǎn)量及發(fā)展趨勢(shì)
圖6 中國(guó)市場(chǎng)膳食纖維產(chǎn)值及未來(lái)趨勢(shì)
參考文獻(xiàn)
[1] 陸克峰，楊海軍。 膳食纖維在功能性食品中的應(yīng)用及其發(fā)展前景[J]. 中國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng)，2004（5）：24-26.
[2] 任君，毛麗萍，衛(wèi)天業(yè)，等。 膳食纖維食品[J]. 糧油食品科技，2001,9（2）：44.
[3] 劉曉婷。 膳食纖維的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[J]. 中國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng)，2004（9）：21-24.
[4] 陸勤峰。 膳食纖維制品的開(kāi)發(fā)研究[J]. 糧食加工，2005，（5）：44-47.
[5] Manas E. Ethanolic precipitation a souce of errorin dietary fiber determination [J]. Food Chem, 1994（4）：351-355.
[6] 黃才歡，歐仕益，張寧，等。膳食纖維吸附脂肪、膽固醇和膽酸鹽的研究[J].食品科技，2006（5）：133-136.
[7] 劉丹，常偉勤。 復(fù)合膳食纖維對(duì)高膽固醇血癥小鼠降脂作用的研究[J]. 北華大學(xué)學(xué)報(bào)，2006（5）：133-136.
[8] 杜崇旭，牛銘山，劉雪嬌。 膳食纖維改性與應(yīng)用的研究進(jìn)展[J]. 大連民族學(xué)院學(xué)報(bào)，2005,9（5）：18-21.
[9] 周亞軍，王淑杰，劉微，等。 膳食纖維營(yíng)養(yǎng)保健香腸的研制[J]. 食品工業(yè)科技，2004,25（2）：83-85.
地區(qū)：
