纤维素毕业论文

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摘 要 厌氧消化技术能够实现废弃物污染防治和综合利用的双重目标，是有机固废处理与处置的趋势。对厌氧消化技术处理有机固废的微生物学机理、因素以及消化工艺的进展进行了综述。 关键词 厌氧消化 有机固体废物 两相消化 有机固体废物通常是指含水率低于85%～90%可生化降解的有机废物,它们一般具有可生化降解性。这些废物中蕴含着大量的生物质能,有效利用这类生物质能源,对实现环境和的可持续发展具有重要意义。 有机固体废物处理的很多。由于有机固废的可生化降解性高，利用生物技术处理有机废物具有潜在优势。生物处理法包括好氧堆肥法和厌氧消化法。近几年来，欧洲各国纷纷将目光投向厌氧消化，兴建有机固废厌氧消化处理厂，日本等国也先后建设了有机固废厌氧消化处理示范工程。但在国内，尽管早有小型沼气池的，高浓度有机污水及污泥处理中也普遍采用厌氧消化的工艺，但应用于固废处理领域的实践很少。因此，很有必要针对国内的实际情况，对有机固废的厌氧消化进行系统研究。1 厌氧消化机理 在研究方面，国内外一些学者对厌氧发酵过程中物质的代谢、转化和各种菌群的作用等进行了大量的研究，但仍有许多需进一步探讨。对厌氧消化的微生物学认识，经历了一个由肤浅到逐渐完善的过程。20世纪30年代，厌氧消化被概括地划分为产酸阶段和产甲烷阶段，即两阶段理论。70年代初Bryantlzgl等人对两阶段理论进行了修正，提出了厌氧消化的三阶段理论，突出了产氢产乙酸菌的地位和作用。与此同时，Zeikuslao等人提出了厌氧消化的四类群理论，反映了同型产乙酸菌的作用。该理论认为厌氧发酵过程可分为四个阶段，第一阶段（水解阶段）：将不溶性大分子有机物分解为小分子水溶性的低脂肪酸；第二阶段（酸化阶段）：发酵细菌将水溶性低脂肪酸转化为H2、CH3000H、CH3CH2OH等，酸化阶段料液pH值迅速下降；第三阶段(产氢产乙酸阶段)：专性产氢产乙酸菌对还原性有机物的氧化作用，生成H2、HCO3－、CH3COOH。同型产乙酸细菌将H2、HCO3－转化为CH3COOH，此阶段由于大量有机酸的分解导致pH值上升；第四阶段(甲烷化阶段)：产甲烷菌将乙酸转化为CH4和CO2，利用H2还原CO2成CH4，或利用其他细菌产生甲酸形成CH4。无论是三阶段理论，还是四类群理论，实质上都是对两阶段理论的补充和完善，较好地揭示了厌氧发酵过程中不同代谢菌群之间相互作用、相互影响、相互制约的动态平衡关系，阐明了复杂有机物厌氧消化的微生物过程。 2 厌氧消化影响因素 底物组成 研究发现不同底物组成，其可生化降解性大不相同（5%～90%）。Borja等研究了不同底物组成和浓度的有机固废的厌氧消化过程，认为在其他条件相同时沼气产量相差很大，甚至达到65％。这个结果与Jokela等的研究所得基本一致。另外，底物组成不同,在发酵过程中的营养需求与调控也不同。对于像以秸秆为主的底物，须补充N源的营养，以达到厌氧消化适宜的C/N比。国内外很多机构开展了生活垃圾、污泥及畜禽粪便联合厌氧消化产沼的研究。联合发酵可以在消化物料间建立起一种良性互补，从而提高产气量，而且仪器设备的共享在提高经济效益方面的作用也是非常明显的。Kayhanian评估了以城市固体垃圾生物可降解部分为底物的高固体厌氧消化示范试验。结果表明,美国典型B/F(可降解垃圾与总物料之比)的垃圾缺乏活跃而又稳定降解所需要的宏量或微量元素,若补充以富含营养的污泥和畜禽粪便,可以提高B/F，大大提高产气率并增加过程的稳定性。国内在这方面的研究仅限于实验室水平，未见相关工程应用的报道。 温度 有机固废厌氧消化一般在中温或高温下进行,中温的最佳温度为35℃左右,高温为55℃左右。Ghosh等利用厌氧消化处理垃圾衍生燃料(RDF)，对比了单相式和两相式反应器的处理效果，发现在传统单相式反应器中高温(55℃)比常温(35℃)消化的甲烷产量仅提高7％；RDF粒径从降至在中温消化下对甲烷产量无明显影响，但当反应条件转变为高温消化时甲烷产量可提高14％。高温消化可以比中温消化有更短的固体停留时间和更小的反应器容积。然而高温消化所需热量多,运行也不稳定。最近有研究表明厌氧消化在65℃时水解活性可进一步提高。还有将超高温水解作为一个专门的反应器，对厌氧消化进行处理研究。 高温可以比中温产能多，但高温需要更多的能量，在实际情况中加热所需的能量往往与多产出的能量差不多。虽然沼气产量和生物反应动力学都表明高温消化更有优势，但理想的条件决定于底物类型和使用的系统情况。 pH值 产甲烷菌对pH值的要求非常严格，pH值的微小波动有可能导致微生物代谢活动的终止。在发酵初期由于产生大量有机酸，若控制不当容易造成局部酸化，延长发酵周期，进而破坏整个反应体系。研究发现pH值为～范围内，水分含量为90%～96%时产甲烷速率较高；pH值低于或高于时，产甲烷菌可能会停止活动。 一般说来酸化相对保持略偏酸性,产甲烷相需要略偏碱性,但没有一个绝对合适的量,只需系统能够保持稳定高效便是最佳状态。pH值是厌氧消化过程的重要监测指标和控制参数。 抑制 厌氧消化过程中抑制作用非常普遍，包括pH抑制、氢抑制、氨抑制、弱酸弱碱抑制、长链脂肪酸(VFA)抑制等。 许多学者都研究了厌氧消化中氨抑制的问题。当氨氮浓度从740mg/L至3 500mg/L时，葡萄糖降解速度急剧下降，可以认为氨积聚对糖酵解过程有一定的抑制作用。Sung等研究了以有机固废为底物的常温厌氧消化过程中氨氮浓度对甲烷产气量的影响，常温消化当总氨氮浓度(TAN)从依次升至、、、时，反应器内呈现慢性抑制的现象。TAN为或时，甲烷产量分别降低39％和64％。Fujishima等研究了常温下污泥含水率对厌氧消化的影响，发现污泥的含水率低于91％时甲烷产量减少，这主要由于系统中高氨含量对氢营养甲烷菌的抑制作用。 Salminen指出渗滤液回流与pH值调节相结合可以降低酸积累的抑制效应，加速消化降解速率。然而当系统中活性产酸菌和产甲烷菌数量较少时，回流渗滤液会引起VFA积聚。Clarkson和Xiao对废报纸进行厌氧消化的研究发现，水解反应是其中限制性步骤，高浓度的丙酸盐对其具有抑制作用。 搅拌 当消化底物为固态时，水解通常成为整个反应的限制性阶段。很多经典中强调了消化过程中应充分混和搅拌以促进反应器中酶和微生物的均匀分布。然而近年来有试验表明降低搅拌程度可以提高反应器的效率。Vavilin .常温消化下搅拌强度的，试验表明当有机负荷偏高时，搅拌强度加大会导致反应器运行失败，低强度搅拌是消化过程顺利完成的关键；当有机负荷偏低时，搅拌强度对反应无明显影响。由此Vavilin .提出搅拌阻碍反应器中甲烷区形成的假设，认为甲烷区的形成对抵抗酸化过程中产生的抑制起重要作用。在此基础上他提出了均质柱形反应器的二维分布式模型（2D distributed models），模型基于以下假设：在维持产甲烷菌繁殖代谢处于较优水平的前提下，反应器中甲烷区所占空间存在一个最小值。通过对消化过程的模拟，认为有机负荷高时，反应初始阶段甲烷区与产酸区在空间上分离是固废物转化为甲烷的关键因素，而初始阶段甲烷区中生物量的多少则是这些活性区保留的决定性因素。此时如果高强度搅拌，甲烷区由于VFA的抑制作用会逐渐萎缩直至消失。然而当有机负荷偏低时，大部分甲烷区均能幸存并逐步扩大到整个反应器。 Stroot等学者认为剧烈搅拌会破坏微生物絮团的结构，从而打乱了厌氧体系中有机体间的相互关系。一个连续运转的消化器在启动阶段应逐步增大有机负荷以避免运转失败。当产甲烷阶段是限制性反应时高强度搅拌并不合适，因为产甲烷菌在这种快速水解酸化的环境中很难适应，因此在启动阶段应采取适量搅拌。如果水解阶段为限制性反应，此时反应器内底物浓度较大，高强度搅拌对水解起促进作用。因此为达到有机物厌氧转化的最佳条件，应综合考虑搅拌所带来的积极和负面影响。 预处理 根据现有的研究发现,固体厌氧消化的速度较慢,对固体废物采用物理法、化学法、生物法等预处理可以提高甲烷产气量。Liu等人通过对消化底物进行240℃的蒸汽热处理5分钟，使甲烷产气率提高一倍，最终的甲烷产量增加40％。木质素和纤维素由于其本身结构，是公认的难降解物质，也是很多厌氧消化过程中的限制性因素。Clarkson等对废报纸进行厌氧消化研究，发现碱预处理可以显著提高废纸的可生物降解性，但延长浸泡时间或增大反应温度并不能提高转化率。 Hartmann等在传统的厌氧反应器前端设计了一个生物活性反应器，对厌氧消化进行预处理研究。该反应器用于68℃对底物进行超高温水解，这种反应器分离的设计是为了更大程度降解有机物为VFA，从而获得更高的产气量，同时超高温反应器可以有效去除氨的影响。结果表明VS去除率为78～89％，产气量640～790mL/g。超高温反应器中氨负荷降低7％。 对固态厌氧消化底物的物理和化学预处理研究较多，对生物预处理的研究则较少。Peter等从高温反应器中分离到能分解有机固体废物的嗜温微生物,用该微生物对污水污泥进行预处理,在1～2d内近40%的有机物被分解,而且与没有经过该预处理相比,厌氧消化过程中沼气产量提高50%；Ejlertsson研究表明，在消化开始阶段进行间歇曝气能有效去除易降解的固废，克服高浓度VFA带来的抑制；Mshandete等研究了纸浆厌氧发酵系统中，启动阶段进行9h堆肥预处理后甲烷产量提高26%；Katsura和Hasegawa进行了类似的预处理研究，对污泥进行微好氧热处理后甲烷产量提高50％。研究者认为高温好氧菌分泌的胞外酶比一般蛋白酶在溶解污泥方面更具活性。 3 厌氧消化工艺 厌氧消化处理固体废物，通过技术革新逐步形成了以湿式完全混合厌氧消化、厌氧干发酵、两相厌氧消化等为主的工艺形式。 湿式完全混合厌氧消化工艺（即湿式工艺）的最早也最为广泛。此工艺条件下固体浓度维持在15%以下，其液化、酸化和产气3个阶段在同一个反应器中进行，具有工艺过程简单、投资小、运行和管理方便的优点。这种工艺条件下浆液处于完全混合的状态，容易受到氨氮、盐分等物质的抑制，因此产气率较低。 厌氧干发酵又称高固体厌氧消化，在传统的厌氧消化工艺中固体含量通常较低，而高固体消化中固体含量可达到20%～35%。高固体厌氧消化主要优点是单位容积的产气量高、需水量少、单位容积处理量大、消化后的沼渣不需脱水即可作为肥料或土壤调节剂。随着固体浓度的加大，干发酵工艺中需设计抗酸抗腐蚀性强的反应器，同时还得解决干发酵系统中输送流体粘度大以及高固体浓度带来的抑制问题。两相厌氧消化工艺即创造两个不同的生物和营养环境条件，如温度和pH等。Ghosh最早提出优化各个阶段的反应条件可以提高整体反应效率,增加沼气产量，从而提出了两相厌氧消化。动力学控制是两相系统促进相分离最常用的手段，根据酸化菌和产甲烷菌生长速率的差异来进行相分离。还有一些技术可促进厌氧系统的相分离，如滤床在处理不溶性的有机物时可用来达到相分离。渗析、膜分离和离子交换树脂等也可用于相分离。 大多数观点认为，采用相分离技术创造有利于发酵细菌的生态环境，避免有机酸的大量积累，会提高系统的处理能力。Ghosh等利用厌氧消化处理垃圾衍生燃料(RDF)，对比了单相式和两相式反应器的处理效果，发现两相消化比传统单相式反应器，甲烷产量提高20％左右。Goel等人对茶叶渣进行两相厌氧消化研究，发现每去除1kgCOD，平均产气量为，COD去除率93％，甲烷含量73％。 两相厌氧工艺的主要优点不仅是反应效率的提高而且增加了系统的稳定性，加强了对进料的缓冲能力。许多在湿式系统中生物降解不稳定的物质在两相系统中的稳定性很好。虽然两相工艺有诸多的优点，但由于过于复杂的设计和运行维护，实际应用中选择的并不多。目前为止，两相消化在应用上并没有表现出明显的优越性，投资和维护是其主要的限制性因素。4 结语 Edelmann利用生命周期(LCA)认为，厌氧消化是最适宜的有机固废处理方法。有机固废的厌氧消化技术已引起国内外的广泛关注，它们在消纳大量有机废物的同时，可获得高质量的堆肥产品和沼气，实现生物质能的多层次循环利用。 我国目前在有机垃圾厌氧消化工程应用方面的研究很少，厌氧消化的研究主要集中在水处理方面。各种厌氧发酵工艺实际应用中所存在的最大问题是规模化运行的自动化程度较低，技术装备差。因此，对厌氧消化的最佳生物转化条件、生态微环境以及设计完善的过程控制系统等方面，还需要进一步深入研究，以达到最佳的处理效果。 文献1 Borja R，Rincon B，Raposo F et al．Kinetics of mesophilic anaerobic digestion of the two-phase olive mill solid waste[J]．Biochemical Engineering Journal，2003（15）2 Ghosh, S，Henry ，Sajjad A et al．Pilot-scale gasification of municipal solid wastes by high-rate and two-phase anaerobic digestion[J]．Water Science and Technology，2000(3) 3 Hinrich Hartmann，Birgitte K. Ahing．A novel process configuration for anaerobic digestion of thermophilic post-treatment[J]．Biotechnology and bioengineering，2005(7)4 Peter F. Pind，Irini Angelidaki，Birgitte ． Dynamics of the Anaerobic Process: Effects of Volatile Fatty Acids[J]．Biotechnology and Bioengineering，2003(7)5 Ejlertsson J，Karlsson A，Lagerkvist A et al．Effect of co-disposal of wastes containing organic pollutants with municipal solid waste-a landfill simulation reactor study[J]．Adv Environ，2003（7）

水溶性膳食纤维聚葡萄糖的市场现状及发展应用 摘要: 聚葡萄糖（英文名称Polydextrose，俗名水溶性膳食纤维），为白色或乳黄色颗粒固体，易溶于水，是在柠檬酸，山梨醇的存在下，将葡萄糖高温低压反应聚合而成多聚体，其化学式为葡萄糖无规则键合的缩聚物，但以1，6-糖苷键结合为主。 聚葡萄糖具有高度的安全性。八十年代美国食品与药物管理局（FDA）联合国粮食组织/世界卫生组织（FAO/WHO）均批准聚葡萄糖为安全的食品添加剂，并列入美国使用化学品法典（PCC）。，中国、日本、澳大利亚等45国家已批准使用聚葡萄糖。另外，日本的厚生省已确认聚葡萄糖是一种食品，我国将其列入国家食品添加剂。作为水溶性的膳食纤维，由于聚葡萄糖本身具有的特性和对人体的特殊生理效应，广泛的被人们用于食品的开发生产当中。应用:1、营养性。超高麦芽糖粉中是富含麦芽糖及麦芽糖的多聚体，是酵母进行厌氧发酵的优良基质，在面包生产中活化酵母时，加入超高麦芽糖粉，有助于酵母的生长繁殖，提高发酵能力，使充气量增加。但也不宜过多，超过一定限度会影响酵母的发酵力，因为加量越多渗透压越大，能使酵母失水，萎缩，质壁分离而失去发酵作用，使面团发酵时间延长甚至面团发不起来。主食面包一般为面粉量的5%－8%，甜面包可以达到15－20%。低聚果糖.低聚果糖被誉为二十一世纪健康新糖源，以其优越的生理功能成为近十年来国际食品市场上广泛流行的功能性食品基料，应用范围多达500余种食品。低聚果糖最初由日本研制成功并工业化生产，韩国、台湾也有厂家生产。仅日本年需求量即达到4～5万吨。在欧、美许多发达国家对该产品的需求量约为20～30万吨。国内研究、开发、生产才刚刚起步。膳食纤维的发展：在60年代，膳食纤维是完全被忽视的食物成分，很多人认为是一种应该去掉的杂质，而不认为它有利用价值。对一些富裕国家常见病的研究，使许多科学家开始对膳食纤维重视起来。在些富裕国家的常见病是冠心病、大肠憩室症、胆结石、痔疮、肠癌、糖尿病和肥胖症。前三种病在北美发达国家的发病率比非洲乡村多100倍，而后四种病多10倍。在二次世界大战期间，这些病在日本还非常少见，就是今天也比美国发病率低，但在美国的日本移民后代却和美国人发病率一样多。而中国过去很少有这些疾病，但随着人们生活水平的提高，这些现代发达国家的疾病在中国发病率也越来越高，估计中国糖尿病病人有2000万以上，也有人认为在6000万以上。这还没有包括糖耐量低减病人在内。在70年代科学家已发现，不同的饮食习惯是发病的原因，而正是膳食纤维对人体这些疾病起了重要作用，从这时起，膳食纤维不再认为是废物，而是一种有用的营养性食物成分，是蛋白质、脂肪、碳水化合物、无机盐和微量元素、维生素、水等六种营养素之后的又一营养素。这类营养素过去人们常常把它作为碳水化合物的一种，但今天人们已开始把它单独作为一种营养素来认识。什么是膳食纤维？它有哪些功能？膳食纤维定义是食物中不被人体胃肠消化酶所分解的、不可消化成分的总和。过去对膳食纤维仅认为是植物细胞壁成分(纤维素)，但今天已不仅局限在这个概念，已扩展到包括许多改良的植物纤维素、胶浆、果胶、藻类多糖等。分类：按溶解度分类可可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维。可溶性纤维：树胶、果胶、藻胶、豆胶等。不溶性纤维：纤维素、木质素等。膳食纤维在天然食品成分中具有独特功能，这种独特功能是许多组成膳食纤维的多糖聚合体造成的。水果、蔬菜和豆类中的多糖聚合体以及可用不同方法从这些植物中提取出来的(如Polydextrose、litesse)、化学合成的聚合体也列入了有功能的多聚糖之列。目前市场上已有一种新型的可溶性食物纤维。功能：概括起来是膨胀作用、持水能力、胶体形成、离子交换、改善胃肠微生物菌落和产热低的生理功能。这些功能引起如下生理作用：①增加排泄物的体积，缩短食物在肠内的通过时间。如果食物在肠内通过时间太长，则肠道微生物代谢产生的有害物质及分解的酵素长时间与肠粘膜接触，结果造成有害物质的吸收和粘膜细胞受到伤害。一些便秘者由于粪便在体内停留时间过长，各种毒素的吸收是肠道肿瘤发生的最主要原因。因此，缩短食物及其残渣在肠内通过时间有预防肠癌的作用。也有人认为，B—葡萄糖昔酸酶被认为是与结肠癌有密切关系，通过摄入膳食纤维可以减少这种酶活性，这表明膳食纤维可以减少人们患结肠癌的危险。纤维素的这一功能早已被人们认识，但过去由于不溶性纤维素口感极差，而不能被人们接受，可溶性膳食纤维的问世，将对肠癌的预防起到良好作用。②可降低血胆固醇水平，减少动脉粥样硬化。可溶性膳食纤维在小肠形成粘性溶液或带有功能基团粘膜层，粘膜层厚度和完整性是营养物质在小肠吸收速度的一层限制性屏障。专家认为，膳食纤维的多少与血清胆固醇浓度有一定关系。因为膳食纤维可以和胆酸结合，生成胆红素随粪便排出。摄入膳食纤维少者，胆汁酸在粪便中排出少，血浆胆固醇升高，增加了动脉硬化和心脏病的危险。②减少胆石症的发生。尸检发现，发达国家与发展国家胆石病发病率有很大差别。胆石形成原因是胆固醇合成过多和胆汁酸合成过少，增加膳食中的纤维素含量，可使胆汁中胆固醇含量降低，减少胆石病发生。④减少憩室病的发生。过去认为憩室病要用低渣低纤维膳食，现在正相反。用高纤维膳食，62人中有36%症状减轻，52%症状消失。因为，结肠内容物少后，肠腔狭窄，易形成闭合段，从而增加肠内的压力。同时，硬和粘，需要大的压力来排便，易得憩室病。膳食纤维能增加粪便体积，能吸水，降低了粪便硬度和粘度，减少了憩室病发生。⑤治疗糖尿病。用不溶性纤维治疗糖尿病已有许多报道，科学研究证明，可溶性膳食纤维在降低餐后血糖、胰岛素、胆固醇浓度方面比不溶性纤维要好。由于膳食纤维可以增加胃肠通过时间，且吸水后体积增加并有一定粘度，延缓了葡萄糖的吸收，有助于改善糖耐量。过去糖尿病病人保健食品是不溶性纤维多，而现在可溶性膳食纤维的应用，必将进一步改善糖尿病病人的食品风味和治疗效果。副作用：有人服用较多的膳食纤维有腹胀，一般认为一日膳食纤维总摄入量可达40克—50克，但过多的膳食纤维将影响维生素和微量元素的吸收，因此建议每日总摄入量在20克—30克为宜。每日从膳食中大约摄入8克—10克膳食纤维(在摄人一斤菜、半斤水果情况下)。这样需补充的膳食纤维约为10克—20克为宜。在这个摄入量下，不会影响维生素和微量元素的吸收。另外，有些疾病病人不宜多食膳食纤维：各种急性慢性肠炎、伤寒、痢疾、结肠憩室炎、肠道肿瘤、消化道小量出血、肠道手术前后、肠道食道管腔狭窄、某些食道静脉曲张。功能性饮料市场和膳食纤维的应用：最近几年，功能性或营养性的饮料市场在日本已经稳步增长。由于药用饮品的普及和流行，现在日本消费者认为，饮料并不仅仅用来解渴，而且将它看作如维生素一样的好的营养源，营养饮品在日本就好似“维生素片”对美国消费者那样重要和受到欢迎。1988年，日本大众制药公司向市场推出一种饮料，叫做“Fiber—Mini”，它是聚葡萄糖，一种可溶性膳食纤维，作为食用纤维成分的一种纤维饮料。由于它成功的销售策略，尤其指出它是一种对健康有好处的饮品，所以一上市就受到普遍欢迎。在“Fiber—Mini”未推出以前，营养饮品被认为是一些对男人有滋补作用的饮品，而“Fiber—Mini”这种含膳食纤维的饮品，却吸引了许许多多的日本年轻妇女，形成了一个“女人饮品”风味的市场。在日本，有11种最畅销的功能性饮品，其中6种含有膳食纤维。事实上，在总的功能性饮品销售中，超过70%的饮品含有膳食纤维。调查发现一个公司几乎有一半妇女有便秘倾向或经常性便秘。患有便秘，不仅有不舒服的感觉，并且会引起皮肤问题，这是年轻妇女最关心的问题。因此，美容与通便可能还有一定关系。纤维食品有“生命绿洲”之称，近年国际食品结构正朝着纤维食品的方向调整。日本、美国的消费需求每年以10%速度增长。在欧美市场，将可溶性膳食纤维加入食品中已经流行了许多年，在日本、台湾、韩国加入可溶性膳食纤维的食品销量不断增加。在中国，已有一些饮品中添加了可溶性膳食纤维。可以肯定，在不久的将来，膳食纤维饮品或保健食品将在中国得到进一步发展。膳食纤维良好的食物来源有哪些？谷类(特别是一些粗粮)、豆类及一些蔬菜、薯类、水果等。目前也有一些含膳食纤维高的保健食品上市。特别是一些可溶性膳食纤维，由于食用非常方便，体积小，无异味，是较好的保健食品。功效卓著物超所值:1..双向调节体内菌群：促进双歧杆菌的迅速增殖，抑制外源性致病菌和肠内腐败细菌的繁殖，减少肠内毒素的污染。2..润肠通便：良好的水溶性膳食纤维。促进肠道蠕动、清除肠道垃圾，防止便秘、腹泻，改善肠胃功能。减少有毒代谢产物，保护肝脏。3..调节血脂：降低血清胆固醇。改善脂质代谢，改善高血压、动脉硬化、心血管疾病。4..促进人体内维生素B族合成：提高机体新陈代谢水平，增强免疫力和抗病力。5..促进钙、镁、铁等矿物质吸收：促进食物中钙、铁、锌等矿物质及蛋白质的消化吸收，改善营养不良，促进发育及预防骨质疏松症。6..防止肥胖：低热量，每克低聚果糖中仅含的热量，为需要减肥人士、肥胖人士、低血糖提供了新的糖源。7..美容作用：预防及改善由于体内毒素而引起的皮肤性疾病，可防止面疮、黑斑、雀斑、青春痘、老人斑，使皮肤亮丽、老化减缓。8.防龋齿：不被突变链球菌等口腔微生物利用，具有防龋齿功效应用广泛据有关资料介绍由于低聚果糖具有多种优越的生理功能和理化特性，目前在国内外的食品、保健品等行业得到广泛应用，应用领域多达500多种食品、保健品、药品，被誉为“营养、保健、疗效”三位一体的二十一世纪健康新糖源.1、作为益生素即双歧杆菌促生素。不仅可以使产品附加上低聚果糖的功能，而且可以克服原产品的某些缺陷，使产品完美。如在非发酵乳制品（原乳、奶粉等）中添加低聚果糖，可以解决中老年人和儿童在补充营养时易上火和便秘等问题；在发酵乳制品中增加低聚果糖，可以为产品中的活菌提供营养源，增强活菌作用，延长保质期；在谷物产品等添加低聚果糖，可以得高产品品质并延长产品货架期。2、作为膳食纤维素，可以有效地降低血清胆固醇和血脂，对因血脂高而引起的高血压、动脉硬化等有一系列心血管疾病有较好的改善作用。如在降血压和调节血脂的食品、保健品中添加低聚果糖，不仅可以提高产品的功效，而且还可以改善产品的口感，提高产品的档次。3、作为活化因子即钙、镁、铁等矿物质和微量元素的活化因子，可以达到促进矿物质和微量元素吸收的效果，如在补钙、铁、锌等食品、保健品中添加低聚果糖，可以提向产品的功效。4、作为营养素，可以促进体内自然合成B类复合维生素，具有支持脑、神经系统、消化及能量生成的作用。如在提高人体免疫力的滋补食品中添加低聚果糖，不仅可以增强产品的功效，而且可以降低产品的火气。5、作为独特的低糖、低热值、难消化的甜味剂，添加于食品中，不仅可以改善产品的口味，降低食品的热值，而且可以延长产品的货架期。如在减肥食品中添加低聚果糖，可以极大降低产品热值；在低糖食品中低聚果糖，较难引起血糖升高；在酒类产品中添加低聚果糖，可以防止酒中内溶物沉淀，改善澄明度，提高酒的风味，使酒的口感更醇厚、更清爽；在果味饮料和茶饮料中添加低聚果糖，可以使产品口味更细腻柔和、更清爽。6、作为美容因子添加于美容食品、护肤品中，可以增强产品美容、护肤作用。7、其它应用，如在焙烧食品中增加低聚果糖，可以增进产品的色泽，改进脆性，有利于膨化。市场看好.当前，利用低聚果糖开发的各类食品在市场深受消费者的欢迎和青睐。据相关资料介绍目前在市场上应用低聚果糖的企业和产品主要有：广州合生元生物制品有限公司（合生元儿童益生菌冲剂）,上海交大昂立股份有限公司（昂立康润通）,山西春城乳业有限公司（春城女士酸奶）,荷兰纽迪希亚公司（国外）（为中国宝宝全阶段设计的婴幼儿奶粉）,山西杏花村酒厂（利用低聚果糖生产的竹叶青）,珠海丽拓发展公司（开发的通丽爽低聚果糖）,河北三鹿集团（双歧因子牛奶）,北京三元食品公司（无糖型酸奶）,上海光明乳业（中老年奶粉）,黑龙江龙丹乳业科技股份公司（龙丹祝长婴幼儿奶粉）,美国智恩康国际集团有限公司（国外）（智恩康婴儿奶粉）低聚果糖具有超强增殖人体双歧杆菌的作用,是人体有益的营养物质,对于调节机体平衡，恢复胃肠道功能，促进新陈代谢，预防各种疾病.维护人体健康有着极为重要的作用,是二十一世纪人类健康最具有代表性的典型食品。随着低聚果糖这类新型功能性食品的出现，将会有力地带动医药、食品、保健等相关行业的发展，对提高人民的生活水平和促进国民经济的发展具有现实和深远的意义。 前景诱人,据相关媒体报道美国、日本近年来将功能食品称之为21世纪食品,其研究开发十分活跃。以日本为例,低聚果糖的产量已达到30000吨，市场规模超过60多亿元。我国的营养保健食品的发展业已形成或一定规模.并呈较快的发展趋势.预计今年的销售总额将超过500亿元，市场前景非常乐观。我国是胃肠道疾病菌多发国家，据统计，全国有亿人受到胃肠功能不好的困扰。自上世纪末开始，功能食品市场发展迅猛。至今全球功能食品的销售额已超过100亿美元。专家预测，未来十年内，全球功能食品的市场份额每年将以10％的速度增长，远超过其他食品和饮料年均2％的增长速度。--------上期，北京联合大学生物活性物质与功能食品北京市重点实验室主任金宗濂教授对影响国际功能食品产业发展的几大因素进行了深入剖析；本期，金宗濂教授将继续深层次阐述未来全球功能食品市场的发展趋势。记者：随着越来越多的消费者使用保健食品，意味着这一市场容量还很大。那么，从全球视角来看，未来功能食品的目标功能重点有哪几方面？未来几年，消费者关注的“目标功能”大体表现在如下三个方面。 以公众健康为目标的功能领域。在美国大约有50％的消费者为了健康目的而购买功能食品，有60％的人在服用含有多种维生素和矿物质的营养素补充剂。公众最为关心的健康领域有控制体重、增强免疫、抗氧化及营养素补充剂。以提高机体健康和精神状态为目标的功能领域。例如，提供能量的功能食品，其中以运动营养食品和饮料最为热门。还有提高“脑能量”的也有产品出现。以降低慢性病风险为目标的功能食品。利用功能性食品辅助药物以减轻症状，降低患病风险是未来功能性食品开发的一个主渠道。现有49％的欧洲健康食品生产厂商将降低心血管疾病风险列为产品研发的首选功能；其次，是癌症、肥胖、骨质疏松、肾脏健康及免疫等。美国大约有5500万消费者自行在市场购买一些健康食品来保持自身的健康。大约有50％的美国消费者相信可以使用一些食品以代替药品来降低患病的风险。除了使用功能食品降低心血管病、癌症、肥胖和糖尿病风险外，消费者也采购有利于降低、减轻骨质疏松，增进胃肠健康，预防龋齿，改善关节疼痛及抗过敏等方面的功能食品和其他健康食品。欧洲现有1．25亿人患有高胆固醇血症，在消费者最需要的功能食品调查中，降胆固醇的产品在法国排第2位，美国为第5位。此外，肥胖病在全球迅速增加，全球减肥产品及各项服务的收入达77亿美元。几乎1／3西欧人超重，1／10人肥胖。我国肥胖人群特别是儿童的肥胖率增长也很快，至2000年，约8％的儿童患有不同程度的肥胖。所以降低疾病风险的功能食品有着广阔的市场。记者：持续性消费是功能食品的一个吸引力，在未来市场开拓方面，还有哪些人群的消费空间值得投资？--------金宗濂：纵观国内外相关报道，有下列几个领域的功能食品市场值得关注。首先是儿童市场，这是一个特殊的消费人群。在美国有0．72亿儿童，其中27万19岁以下的青少年及儿童血脂偏高；200万16岁以下儿童高血压，第11～12年级有1／4的儿童超重；有60％的儿童白天上课感到疲乏；15％儿童上课因能量不足而打瞌睡。但也有5％～10％的儿童患有活跃的多动症状。由此，精明的美国食品厂商推出了一系列适合儿童食用的功能性食品，譬如根据约80％儿童没有得到推荐数量的维生素和矿物质，他们推出了一系列儿童强化食品如方便早餐及含有6种活菌的有机奶酪。另外，能量强化食品也颇受欢迎。据调查，美国有37％的高中生喜爱能量饮料；36％的学生饮用咖啡饮料；24％的学生饮用茶饮料。除了强调早餐重要性外，有关维生素A，维生素C及β－胡萝卜素等产品受到青少年及儿童喜爱，具有提高智力的DHA、EPA产品也受到一定的欢迎。除了儿童市场外，以提高生活质量为目标的成人市场也不可忽视。随着人们期望寿命延长，工作节奏加快及生活水平提高等因素，消费者特别是中老年人日益重视提高自身的生活质量。譬如提供能量的产品，减肥产品，提高视力及增强免疫的功能食品都受到消费者的关注。统计资料表明，在美国，75％的成年人关注能量和疲劳，3500万成年人有能量缺乏症状；每3个购买者中有1个表示，他们的家庭中有1人正在努力改善和消除能量缺乏和疲劳情况；有5100万人经常参与运动。2001年，美国运动营养食品销售额达25亿美元，提供能量饮料的销售额为5亿美元。近年，在美国有29％男性和36％女性关心精神应激，脑能量产品也在市场出现。其次是减肥产品，美国有将近1．05亿20岁以上成年人超重，4250万人肥胖，有将近50％的购物者承认他们的家庭有一人在试图控制体重，全美有6200万人在控制体重，有580万的消费人群在试图减肥。因而减肥功能食品包括低热量食品在美国极为畅销。另外，增强免疫功能的食品符合3／4美国人的需要。美国每年有1．08亿流感病例，因而提高免疫的功能产品和草药为人们首选，特别是利用益生菌和益生元的产品受到普遍关注。提高视力是功能食品领域中一个新的健康功能。美国有90％的成人希望保持健康视力，有28％的家庭中有一个成员在积极改善和治疗视力。美国超过6000万人近视，1400万人黄斑功能减退。由于近年来科学发现叶黄素，花青素和类胡萝卜素在改善视力方面有重要作用，以叶黄素为主要原料的产品已陆续在欧美上市。记者：国外消费者现有观念：“不会为了健康而放弃口味”。功能食品在市场开发中，是否也将尝试将功能食品延伸至一些新领域？--------功能性的休闲食品是未来功能食品发展的一个方向。长期以来，功能食品的生产厂商认为功能食品与休闲食品之间没有什么联系。几年来，美国的功能食品生产厂商逐渐认识到，美国人并不想为了健康而放弃他们喜爱的休闲食品。一些厂商开始将功能性食品引入到休闲食品的领域。目前，不仅开发出功能性糖果（在糖果中强化VA，VC，VE和钙），加钙口香糖也出现在美国糖果市场。全世界功能性糖果的销售额40亿美元占糖果市场的1／6。目前，一些生产厂商还在研制具有增强免疫和清咽润喉的功能性糖果。其次，功能性茶饮料也已成为欧美主流茶产品之一，不少厂商在开发功能性茶市场取得成功。