功能性饮料的发展现状及展望
2011-04-12刘学文王永欢胡海宾
罗 魏,刘学文,*,王永欢,胡海宾
(1.四川大学食品系,四川成都610065;2.四川蓝光饮品股份有限公司,四川成都611730)
功能性饮料的发展现状及展望
罗 魏1,刘学文1,*,王永欢2,胡海宾1
(1.四川大学食品系,四川成都610065;2.四川蓝光饮品股份有限公司,四川成都611730)
介绍了功能性饮料的国内外发展现状,功能性饮料的分类,食品工程高新技术在功能性饮料中的应用进展,并分析了功能性饮料在发展中现存的问题,展望了功能性饮料的发展趋势。
功能性饮料,食品新技术,纳米技术,现状,展望
随着经济的发展和人们生活水平的提高,消费者对饮料的要求除了美味可口、营养丰富之外,还希望它们具有特定的功效,以有利于人体健康和提高生活质量。由此,近年来全球功能性饮料市场火爆。根据国际饮料行业协会的新规定,功能性饮料系指具有保健作用的软饮料。大多数功能性饮料均含有多种人体必需氨基酸、人体免疫功能成分、抗氧化物质、矿物质以及各种维生素等。
1 功能性饮料的国内外发展现状
近几年来,功能性饮料市场发展十分迅猛。2000年世界功能性饮料市场销售额已达138亿美元,2003年全球功能性饮料销售额为260亿美元,占世界功能性食品销售额的59%[1],2006年超过280亿美元[2]。美国、日本、澳大利亚、法国、德国、意大利、西班牙和英国是功能性饮料的8个主要市场,自1998年以来,连续以2位数的速度增长。美国拥有世界最大的功能饮料市场,从1997年的26.8亿美元增加到2000年的47亿美元,2005年销售80亿美元,其市场涉及的功能性饮料有运动饮料、能量饮料、钙强化饮料、强化水等。
功能性饮料在欧美市场的发展蒸蒸日上,亚太地区的发展也不容忽视。日本作为功能性饮料的发源地,2005年功能性饮料的销售额为45亿美元,其年人均消费功能性饮料36美元,总销量仅次于美国,位居世界第二。中国是功能性饮料在亚太地区除日本以外的主要市场。中国有着博大精深的饮食文化,“药食同源”的理念贯穿于老百姓的日常生活之中。两广地区的老百姓1000多年前就开始饮用各种草药和根茎制成的药茶,用来祛寒、除湿、解暑等。中国工业化生产功能饮料始于80年代,健力宝公司生产的碳酸型运动饮料成为1984年洛杉矶奥运会中国体育代表团专用饮料,曾取得40多亿元的可观销售收入。90年代“红牛”进入中国,开始传播能量饮料的概念,经历了一段时间的市场磨练之后,近几年来市场急剧上升。2000年后的“王老吉”凉茶饮料、“脉动”营养素饮料在中国市场盛行。可见功能饮料已成为饮料市场的亮点,中国功能饮料市场已经开始启动。
2 功能性饮料的分类
全球功能饮料基本上是由运动饮料、能量饮料、抗氧化饮料、人体免疫功能饮料和其他类型功能饮料构成。
2.1 运动饮料
运动饮料的定义(GB15266-2000)为:营养素的成分和含量能适应运动员或参加体育锻炼人群的运动生理特点、特殊营养需要的软饮料。运动饮料属于功能性特殊饮料中具有特定功用,能使运动员或参加体育运动的人员在饮用后迅速补充水分和多种营养元素的饮品。目前,运动饮料的消费量约占整个功能饮料的50%以上。现今运动饮料按产品性状分为充气运动饮料和不充气运动饮料两大类,其中不充气运动饮料又分为液体和固体2种[3]。目前在市场上,充气型运动饮料如健力宝公司推出的碳酸型运动饮料,不充气的液体饮料如NBA的赞助品牌—“佳得乐”,在广州、上海等南方城市销售不错,固体型运动饮料如“威创高能固体饮料”,饮用时自己冲配即可。由于碳酸气会引起胃部的胀气和不适,大量饮用碳酸饮料有可能引起胃痉挛甚至呕吐等症状,同时为了饮用方便,运动饮料逐渐向不充气的液体饮料形式发展。
2.2 能量饮料
英国Canadean公司将能量饮料定义为一种果汁风味或无果汁风味、能够提供能量的一类软饮料,多数充有碳酸气,但也有不充气以及粉状产品。产品一般含有牛磺酸、咖啡因、瓜拉拿藤、葡萄糖和植物萃取物以及矿物质、维生素[4]。目前市场上的能量饮料如“红牛”,作为世界销量第一的功能饮料,2006年在全球年销量达40亿罐。含有咖啡因、具有提神功能的能量饮料原产于日本和泰国,全球市场增长迅速,预计2009年全球能量饮料消费将达到41亿L[5]。
2.3 抗氧化功能饮料
抗氧化饮料,包含清除自由基饮料、生物黄酮饮料等。目前研究较多的抗氧化饮料如银杏饮料、竹叶饮料、竹叶-松针复合饮料、刺五加茶饮料、绿茶饮料等。查勇等研究以松针和竹叶为原料,使用筛选出的抗氧化菌进行发酵,得到一种高抗氧化的饮料,研究发现在发酵过程中随着发酵时间的增加,发酵液的抗氧化效果不断增强,发酵液稀释10倍后清除羟基自由基、DPPH·、超氧阴离子的能力分别是发酵前的6倍、4倍和1.6倍,当发酵液稀释200倍后与0.2mg/mL VC清除羟基自由基的效果相当,稀释20倍后与0.2mg/mL VC清除 DPPH·的效果相当[6]。夏道宗等以马齿苋和车前草为原料,开发出具有抗氧化、解热等多种保健功效的复合饮料,能有效清除O2-·、·OH、DPPH·及抑制脂质体过氧化,马齿苋和车前草在我国分布广泛,价格低廉,因此其有着广阔的开发前景[7]。
2.4 增强免疫力的功能饮料
免疫功能饮料,如添加了虫草多糖、香菇多糖、氨基酸和多肽类的饮料。多数虫草多糖组分由甘露糖、半乳糖、葡萄糖等组成,大量药理实验表明,虫草多糖具有抗肿瘤、增强单核巨噬细胞的吞噬能力、提高小鼠血清中IgG的含量、对体外淋巴细胞转化有促进和抗辐射等功能[8]。香菇多糖具有免疫调节、抗肿瘤、抗感染、增强机体的排毒能力、降血脂、抗衰老、抗病毒等功能[9]。香菇多糖多从子实体中提取,也有研究者用香菇下脚料提取多糖,潘继红等以香菇柄为原料,用蒸馏水、0.5%草酸铵溶液两种提取剂提取香菇柄粗多糖,其提取率分别为0.103%、0.164%[10]。夏服宝以味精厂下脚料米渣为原料,利用木瓜蛋白酶对米渣水解,制得的氨基酸蛋白饮料中含蛋白质182.35mg/dL,8种必需氨基酸占总蛋白质的质量分数为39%[11]。此外,还有以卤虫卵、蚕蛹为原料制取氨基酸及多肽类功能性饮料。
2.5 其他类型功能饮料
除了上述主要的几种功能性饮料外,还有添加膳食纤维、低聚糖(双歧杆菌增殖因子)、活性益生菌饮料和微量元素(Zn和Se)等的功能性饮料。膳食纤维饮料,如大豆膳食纤维饮料、魔芋可食性膳食纤维饮料和果皮膳食纤维饮料等。含有益生菌的饮料如酸乳饮料,益生菌是一类通过改变宿主某一部位菌群的组成,从而产生有利于宿主健康作用的单一或组成明确的混合微生物。益生菌可促进乳糖消化,有效缓解乳糖不耐症,此外,益生菌还可减缓过敏反应,通过菌体代谢降低血清胆固醇水平,调节血脂、减少心血管疾病的发生,并有明显的抗氧化作用。王豪、郭本恒等提出了益生菌具有潜在的抗衰老作用[12]。目前,益生菌已被广泛应用于商业化生产,主要的益生菌有双歧杆菌和乳杆菌等。李香华等对补充猕猴桃饮料对大强度运动后机体免疫机能影响展开了观察研究,研究结果显示,大强度运动导致机体T淋巴细胞活性降低,CD+8淋巴细胞升高,CD4+/CD+8比值下降。表现出一定程度的机体免疫功能下降,补充猕猴桃汁饮料,可拮抗大强度运动引起的免疫功能抑制,推测猕猴桃抗癌和提高免疫力的作用,可能主要是高含量的VC、猕猴桃碱及微量元素(Zn和Se)联合作用的结果[13]。
3 食品工业新技术在功能性饮料中的应用
未来,全世界在功能性饮料生产上的关键技术创新的主要方向是功能因子的分离和纯化技术、功能因子检测技术(快速检测技术)、原料和产品检伪技术和功能因子的稳定化技术等方面[14]。目前,在功能性饮料的生产加工领域中的专用技术较少,设备更是如此。因此,研究方向将重点放在生产保健饮料的专用工艺技术和专用设备上。
3.1 混合发酵技术在功能性饮料中的应用
采用混合菌种发酵酸奶饮料,多菌种发酵豆奶饮料等功能性奶饮品早已有广泛的研究与生产。近年来,随着人们生活水平的提高和健康意识的增强,无醇及低醇饮料越来越受到大众的欢迎和喜爱。无醇及低醇饮料,尤其是啤酒、葡萄酒,由于降低了酒精的含量,减少了酒精对人体的危害,同时很大程度上保持了其原有的色泽及风味,并且含有人体所必需的多种氨基酸、多酚化合物和微量元素,低热量、助消化,减少血管中脂肪沉积,符合绿色健康消费趋势的需求,特别适合女士、老人、儿童、司机、疾病患者及时尚青年。利用混合菌种发酵生产饮料正是利用几千年以来各菌种之间的共生性——互相之间的生长代谢协调作用来代替许多情况下单菌发酵所不能进行的生产。最为典型的且被广泛利用的为乳酸菌,目前混合菌种种类相对较少,并多数也已明确具有安全性[15]。刘晓兰等报道,以大麦芽、大麦和大米为主料,优质红茶为辅料,利用酵母菌、嗜酸乳酸菌和弱氧化醋酸单胞菌为混合菌种(比例为1∶1∶2),经发酵即可成风格独特、口味纯正的发酵型无醇饮料[16]。吴翔等利用番茄汁为原料发酵生产低醇饮料[17]。由于发酵饮料中具有保健性因子很多,不同菌种混合可能产生不同的保健因子,为此混合菌种发酵生产功能性饮料必将拥有广阔前景。
3.2 超临界流体萃取技术在功能性饮料中的应用
近年来,随着科技进步和生活水平的提高,人们对食品及相关生产方法提出了更高的标准和要求,超临界流体萃取(supercritical fluidextraction)是利用超临界流体具有特异增加的溶解能力而发展出来的化工分离新方法[18]。它作为一种独特、高效和清洁的新型提取、分离手段,在食品工业已展现出良好的应用前景,成为取代传统化学分离方法的首选。
超临界流体萃取技术在功能性饮料中的主要应用为用超临界CO2萃取黄酮类物质。何扩等实验从银杏叶中提取黄酮类物质,采用乙醇浸提与超临界萃取的方法,在较低的操作压力下,可有效地提取出银杏叶中的药用活性成分黄酮类化合物,提取率达到2.61%,纯度达到27.7%,其纯度是直接用乙醇提取的2.43倍,且较好地控制了银杏叶中的有毒物质银杏酚类的含量[19]。廖周坤等应用超临界CO2萃取技术从去除油脂后的沙棘果渣中提取总黄酮,所得的总黄酮的提取率为传统溶剂工艺提取率的1.245倍[20]。
3.3 纳米技术在功能性饮料中的应用
目前,在食品工业中有关纳米技术的报道还较少,但是纳米技术作为一项新兴技术必将给食品工业带来新的起点。纳米过滤器、纳米净化剂、纳米保鲜、纳米包装材料和各种新兴技术已经开始应用于食品行业,并取得了初步成果。纳米技术可以改变食品的结构和性能,使人们能够吸收更多的营养元素,增强人体的免疫能力,提高人们的身体素质。
添加于功能性饮料中的膳食纤维经纳米处理后,它的口感、消化吸收性、生理功能和吸水性、流变学特性等都发生了巨大的变化[21]。一些矿物元素如钙、锌、铁由于难溶于水,影响到人体的吸收和利用,限制了其在功能性饮料中的应用,采用纳米技术制备出的微量元素超微粉,与水有更强的亲合力,在水中有更强的化学活性,有利于人体的消化吸收[22]。功能性植物蛋白饮料生产中可引入超微粉碎技术,原料经必要的预处理后用胶体磨加工至微米级,再经高剪切、超声波均质可达到纳米级,制成的饮料在储存中不会出现蛋白质下沉和脂肪上浮,不仅分散均匀、口感细腻,且原料中蛋白质得到充分利用,生物利用率明显提高[23]。
3.4 色谱技术在功能性饮料中的应用
色谱分离技术是目前广泛应用于功能性食品及添加剂行业的现代分离技术,全球最主要的色谱分离技术核心供应商之一诺华赛已经将此技术成功地应用于如多元醇、低聚果糖、柠檬酸、氨基酸以及从糖蜜中回收甜菜碱等工业生产领域[23]。色谱分离技术直接应用于功能性饮料生产中还鲜为报道。经色谱分离技术而分离出的低聚糖、氨基酸、植物活性成分等可添加于功能性饮料中。
色谱分离技术应用于高纯度低聚果糖的生产是一个传统的应用,诺华赛的低聚果糖色谱分离系统,可将进料55%的低聚果糖纯度一步提纯至97%以上,收率可达到90%以上[24]。宋鲁彬等[25]报道了高速逆流色谱技术(HSCCC)在植物活性成分分离与纯化中的应用。HSCCC具有较强的适应性,无需固相载体、样品无需严格预处理等优点,可以从复杂的天然产物粗制品中提取不同特性(如不同极性)的有效成分。高速逆流色谱法已用于天然药物中的生物碱类、黄酮类、萜类、木脂素、香豆素类及其他物质成分的分离中。
4 功能性饮料在发展中存在的问题
4.1 功能性饮料的口味及售价急待调整
功能性饮料由于价格和口味的原因,发展势头已经有所减缓。口味差几乎成了目前功能性饮料的一个代名词。口味差的主要原因是为了实现一些功能不得不加入适量的功能成分而造成的。“难喝”将一些消费者挡在功能性饮料的“回头客”行列之外。目前国内市场上的功能性饮料的价格基本上在3~5元的区间内,远远高于饮用水1元左右的价格,与碳酸饮料、果汁、茶饮料相比也高出1元左右。由此,功能性饮料的口味及价格都急待调整。惯用的方法是在功能性饮料中加入香精来改善口味。目前功能性饮品的发展趋势是利用天然产物作为原料,如药食两用的草本植物,通过提取后再适量添加色、香、味俱全的食品添加剂调配而成。通常是在确保原有产品的滋味和口感的基础上提升其香味质量,并通过加香对原有产品中的异味加以改善和修饰,真正提升人们对产品的“嗜好性”[26]。功能性饮料价格的降低则需要改进功能性饮料的生产工艺等方式以降低其成本来实现。
4.2 功能性饮料将面临更严格的市场规范
如今社会倡导紧张、积极的生活方式,由此添加了中草药、维生素和矿物质等成分的功能性饮料迎合了消费者的需求。功能性饮料市场的发展一日千里,运动饮料、能量饮料及其他类型的功能性饮料的销量呈现两位数的增长,总体上已经远远超过其他种类的饮料。由于功能性饮料在审批时阻碍相对较小,饮料销售商都把眼光瞄准了这个市场,很多功能性饮料在广告宣传时有严重夸大其辞的表现,甚至市场上许多号称功能饮料的产品并没有经过保健食品注册。越来越多的人关注到过分渲染下利益的表现扩大和行业规范的不严格,对功能性饮料的不信任和批评的呼声滞缓了功能性饮料的发展。由此,功能性饮料将面临更严格的市场规范。在这方面美国做出了榜样,其联邦贸易委员会和美国FDA有足够的权威以确保产品的安全性和标签的真实性[27]。我国也应建立起一系列功能性饮料的市场规范,从产品审批、注册、生产、销售等环节入手,严格审查和检验,使生产销售的产品真实有效地具有说明书和广告所述的功能性,在将功能性饮料推向消费者时,应当拿出建立在坚实科学基础之上的确切证明和告知人们达到宣扬的功效所需的功能性食品的数量的说明书,从而最有效地教育和引导消费者。只有这样才能提高功能性饮料的市场影响力,而虚假和苍白乏力的说明是不能用于功能性食品的销售之中的。
5 功能性饮料的展望
健康成为当今世界人们关注的焦点,功能性饮料将激起更巨大的市场空间。含有维他命/矿物质、不含防腐剂、天然、有机、低含量定位(低糖、低胆固醇、低卡路里)的产品以及有利于心脏、肠胃健康的有机保健果汁、低糖产品、添加纤维的产品将继续流行并且有增长趋势。如今,还出现了对于美容或医疗方面的需求,一些即饮冰茶提供美容或药物方面的额外功效,它们效仿其它的食品以及酒类产品,有的可以帮助消化、血液流通,也有的可以清洁肌肤,或从身体内部清热排毒。天然能量型饮品及饮食替代型饮料也会有广阔的消费市场,此外,果汁、乳品、茶饮料的复合产品也有一定的发展空间[28]。
我国的功能性饮料将向强化功能、强化营养和低能量方向发展。从功能饮料看,大豆类饮料、添加益生菌和益生元的乳制品、新型功能性食品(如添加番茄红素、叶黄素和胶原蛋白等)将受到市场青睐。从适宜人群看,儿童有机产品、时尚白领抗疲劳产品及老年产品将继续成为中国功能性饮料发展的主要适用人群。
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Present situation and prospects of functional drinks
LUO Wei1,LIU Xue-wen1,*,WANG Yong-huan2,HU Hai-bin1
(1.Department of Food Science and Engineering,Sichuan University,Chengdu 610065,China;2.Sichuan Blue Drinks Corporation Limited,Chengdu 611730,China)
The developing situation of functional drinks at home and aboard,the classification and the application progress of food engineering new technology on the functional drinks were introduced.Then the existing problems of developing of functional drinks were analyzed.ln the end the development trend of functional drinks was viewed. Key words:functional drink;food engineering new technology;nanotechnology;developing situation;prospect
TS275.4
A
1002-0306(2011)02-0418-04
2009-07-29 *通讯联系人
罗魏(1983-),男,在读硕士研究生,研究方向:食品化学与工程。