特种功能生物制品行业为我国功能性食品，功能性食品添加剂及配料市场提供不可缺的基础原料，它作为新型发酵工业的重要分支，能够通过高科技生物技术为人类造福，具有巨大的市场需求和广阔的发展空间，正在成为国内外竞相研发的热点。经多年发展，现产品主要是免疫活性多糖、功能性低聚糖、糖醇、生理活性肽类、特殊蛋白质、多不饱和脂肪酸、功能性红曲、维生素类及其前体物质，抗氧化剂类、微生态制剂、核酸制剂、酶抑制剂、功能性食品添加剂及配料等等。具有代表性的几种特种功能生物制品如下：
1.红曲产品：(1)红曲霉：红曲霉许多菌株可以作为酿酒造醋的糖化酶产生菌使用，也可以用于生产较高活性的蛋白酶来腌制鱼、肉等蛋白食品。(2)红曲色素：红曲色素可广泛应用于糖果、饮料、食品和药剂加工中，且没有毒性和致变作用，安全性极高。(3)红曲霉产生降压活性物质。(4)红曲霉产生抗菌活性物质：红曲霉产生抗菌活性物质可抑制蜡状芽孢杆菌、金黄色葡萄糖球菌、荧光假单胞杆菌有较强抑制作用；对绿脓杆菌、鸡白痢杆菌、大肠杆菌有一定抑制作用；对黑曲霉分生孢子的形成有强烈的抑制作用。(5)红曲霉产生的麦角固醇：红曲霉产生的麦角固醇是VD2的前提物质，其受到紫外线照射后即转化成VD。

2.功能性低聚糖：这些糖类不被人体胃肠淀粉酶分解可直达大肠，具有促进双栖杆菌生长，改善人体微生态环境，在润肠通便、改善肠道菌群方面具有重要功能。

3.天然抗氧化剂类：(1)天然维生素E：天然维生素E国际市场年消费量约8000吨，我国总生产能力较小。(2)番茄红素：番茄红素是一种高效抗氧化剂，其抗氧化活性为维生素E的100倍，具有延缓衰老、增强机体免疫力、改善粥样动脉硬化以及美容、抗紫外线辐射等多个保健功能。(3)竹叶黄酮：竹叶黄酮是我国特有品种，具有优良的抗自由基能力，能显著抑制脂质过氧化，降低甘油三酯浓度，降低总胆固醇浓度，提高高密度和降低低密度脂蛋白的作用，是抗病防病的重要因素。(4)辅酶Q10：辅酶Q10是一种脂溶性酯类化合物，是很强的抗氧化剂，对多种疾病有预防和治疗作用，对人体保健和护理也具有重要地位。(5)多酚类天然抗氧化剂：包括茶多酚(绿茶)、白藜芦醇、花青素类(葡萄籽提取物)、碧萝芷(松树黄酮)和大豆异黄酮(大豆)，这些物质都具有较强的抗氧化性。国际市场对大豆异黄酮的需求在1500吨左右，我国有部分出口。(6)自由基清除剂SOD经过修饰、分子包埋等技术处理和偶在人体中半衰期从五六分钟延长至七小时，在常温下可存活六年，可实现工厂化生产。其类似物的分子量小，较易透过生物膜，在食品和化妆品中都有其优越性。

4.真菌多糖：真菌多糖有良好的生物活性。

5.活性肽类：活性肽类可以直接产生活性作用，对促进人体健康发挥重要作用。目前已发现的活性肽有：酪蛋白磷酸肽、大豆肽、降血压肽、高F值低聚肽、糖巨肽、金属硫蛋白、乳铁蛋白、谷胱甘肽等。目前，大豆多功能肽产品已在美国、日本等发达国家得到广泛开发和应用。在国内，我国也有部分大豆肽保健品上市。

6.多不饱和脂肪酸：多不饱和脂肪酸指含有两个或两个以上双键且碳链长为16到22个单元子的直链脂肪酸，它主要包括亚油酸、γ-亚麻酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸等，可用于预防高血脂、动脉硬化及心脑血管疾病等。这些主要从含油植物或深海鱼类中提得到。

7.微生态制剂：微生态制剂是在微生态学理论的指导下，调整生态失调保持微生态平衡，提高宿主健康水平或增进健康佳态的生理性活菌制品及其代谢产物以及促进这些生理菌群生长繁殖的物质制品。按微生态的主要成分，分为益生菌、益生元和合生元。

益生菌是指投入后通过改善宿主肠道菌群生态平衡而发挥有益作用，达到提高宿主健康水平和健康佳态的益生菌活菌型制剂及其代谢产物。益生元是指能够选择性地促进宿主肠道内原有的一种或几种有益细菌生长繁殖的物质，通过有益菌的繁殖增多，抑制有害细菌生长，从而达到调整肠道菌群，促进机体健康的目的。目前发现的主要有双歧因子，如各种低聚糖。合生素是指益生菌和益生元同时并存的制剂，此类制品是以益生菌和益生元同时并用，服用后可大量增殖益生菌，使之大量繁殖，更有利于发挥抗病、保健的有益作用。

　　胃肠道微生态系在微生态系统中是最大、最复杂的重要组成部分，也是目前最受重视、研究最多、应用最广的部分。食管、胃、小肠．大肠中容纳的细菌达50属400~500种，主要位于结肠。小肠内以乳酸杆菌为主，大肠内主要的有益菌为双歧杆菌。对宿主有益的共生菌包括乳酸杆菌、双歧枰菌和梭菌等，可能致病的有变形杆南、假单孢菌和金黄色葡萄球菌等，还有一些在正常情况下不致病的中间菌群，包括大肠杆菌、拟杆菌和肠球菌等。但由于种类繁多又数量庞大，所以现在尚未对这些胃肠道细菌的具体菌种作出较为全面的鉴定和检出。

　　人体常用的微生态制剂有：
　　① 米雅BM：为宫入菌（即酪酸菌）芽胞活菌制剂，能促进肠道有益菌群的增殖。
　　② 丽珠肠乐及金双枝：含有双歧杆菌，口服后在肠道定植，从而阻止有害菌的入侵。
　　③ 整肠生：为地衣芽胞杆菌无毒菌株活菌制剂。
　　④ 培菲康及贝飞达：含有双歧杆菌、嗜酸乳酸杆菌和粪链球菌。
　　⑤ 乳酸菌素：由无菌鲜牛乳经生物发酵制成。另外还有一些口服液，如“昂立1号”、康必得等也是以活菌及其代谢产物，达到调节肠道菌群的目的。
　　⑥阿泰宁，宝乐安：为口服酪酸梭菌活菌制剂，东海酪酸梭菌CGMCC0313-1菌株，可以分泌肠黏膜细胞的重要营养物质酪酸，从而达到修复肠黏膜，消除肠道炎症 ，营养肠道的目的。并能促进双歧杆菌等肠道有益菌的生长，抑制痢疾志贺氏菌等肠道有害菌的生长，恢复肠道菌群平衡， 减少胺、氨等有毒物质对肠黏膜的毒害，恢复肠道免疫功能和正常的生理功能。
　　⑦爽舒宝：为口服凝结芽孢杆菌，凝结芽孢杆菌TBC-169菌株，可以分泌肠道蠕动 促进剂乳酸，促进肠道蠕动，加速排便。乳酸还是肠黏膜的营养物质，有修复肠黏膜、消除炎症的功能。同时凝结芽孢杆菌(bacillus coagulans)能促进双歧杆菌等肠道有益菌生长，分泌抗菌凝固素，抑制肠道内变形杆菌、痢疾杆菌等肠道有害菌，将氨、胺、粪臭素、吲哚等肠道毒素的产生减少50％以上，消除肠道毒素对肠的麻痹作用，避免肠道毒素吸收入血对肝、脑、皮肤等造成损伤，并能提高免疫功能，延缓衰老。同时凝结芽孢杆菌在肠道内产生促进营养物质消化吸收的酶以及多种维生素类营养物质。
　　目前常用的人用微生态制剂有：宝乐安，爽舒宝，阿泰宁，常立宁，妈咪爱，思连康，整肠生，米雅等，但要注意的是现在有很多微生态制剂在研制的时候是含有肠球菌的，在选用的时候一定要注意。2001年年3月，卫生部于正式颁布了“卫法监发［2001］84号文件”，对微生态制剂给予规范。明确规定：“不提倡以液态形式生产益生菌类保健食品活菌产品”；“活菌类益生菌保健品在保存期内活菌数目不得少于每克100万个”；并公布了可用于微生态制剂生产的有益菌种名单。

     正常动物肠道内的优势菌群中，拟杆菌，双歧杆菌等厌氧菌占了肠道内微生物总量的99％，利用菌群优势可通过同病原菌争夺营养物质和生态位点等生物拮抗作用抑制其他需氧和兼性需氧菌群的繁殖，从而维持生态平衡。肠道内的需氧微生物会在特定的条件下对宿主有侵袭性，但它们的存在同时也具有积极的意义。有研究表明，一些需氧菌，特别是芽孢杆菌能够消耗肠道内的氧气．造成有利于厌氧菌生长的无氧环境．来维持微生态的平衡。一些有益菌还能够增强机体的免疫能力．双歧杆菌能够促进小肠淋巴组织集合D细胞增生，诱导淋巴组织集合的浆细咆产生大量的分泌型免疫球蛋白(SlgA)；正常菌群可作为抗原刺激?促进机体免疫机能的成熟；肠道菌群能明显的激活巨噬细胞活性，促进细胞因子介导素的分泌，增强免疫功能。

     除了有益微生物本身的作用之外．它们的生长代谢活动对维持微生态平街也具有重要的意义。乳酸．乙酸等酸性代谢产物能够降低肠道PH值．抑制其他病原菌的生长；乳糖菌素．嗜酸菌素等抗菌物质也可抑制病原苗的生长；有益菌在体内可以帮助机体合成很多酶类和维生素，参与机体的新陈代谢；某些有益微生物还可以分解肠道微生物产生的细菌毒素．氨，吲哚等有毒物质．改善机体的内环境，维持动物的健康。

     动物胃肠道内的微生态系统虽然受机体外环境的影响相对较小，但动物年龄的增长或自身体质的衰弱导致的自身代谢功能失调、滥用抗生素杀灭肠道内的正常微生物群．饮食结构合理，使食物残渣在体内滞留时间过长等宿主自身的原因也可以导致菌群失调。于是，可以改善这种状况的微生态制剂应运而生。

     1947年．外国学者首次发现了用乳酸杆菌饲喂仔猪可以有效改善其营养状况、增加其体重。微生态制刑在20世纪60年代才开始得到重视，从日本的益生素升始发展。在20世纪90年代已经形成了产业化规模。

     目前的微生态制剂从成分类型上主要分为3种。益生菌，即为能凋整维护动物体内微生态的平衡的，能提高动物健康水平的菌种制剂；益生元．义名化学益生素．是不能被宿主吸收，只能被肠道微生物利用的。可以帮助有益菌菌群优势生长的化学物质。如双歧因子．低聚果糖．低聚麦芽糖等；合生元．即为前两者以一定比例结合的产物．可以同时具有以上两种制剂共同的作用。从菌种上主要分为乳酸菌类．芽抱杆菌类：酵母菌和复合微生态制剂4大类。

     近些年来，抗生素的大量使用．甚至滥用不但导致了耐药菌株的产生．而且也在一定程度上杀灭了动物体内的正常茁群，使动物体内的微生态平街受到破坏，没有体内正常菌群优势的保护又使机体自身的免疫力下降。而且，抗生素会在动物体内残留，甚至会在诸如肉、蛋，奶之类的畜产品中残留．导致人类DNA结构的改变，从而造成“致残”．“致畸”；“致癌”等严重后果，直接威胁人类健康。正囚为这样．抗生素的疗效越来越不理想．此外还容易引起自身的代谢和功能不同程度的紊乱。

　　微生态制剂的出现，为这个问题提供了一个新的思路：从调整微生态失调、恢复其平街人手，不存在抗药性这一弊端。动物微生态制剂可以降低畜禽产品中胆固醇的含量和抗生素的残留，使畜产品更安全；还可以降低养殖环境及粪便中的氨气．硫化氢．有机磷等有害物质的含量．明显减少畜牧业生产对环境造成的污染，保护生态环境，具有显著的补会效益；同时，还可以促进养殖动物的生长发育．改善动物的健康状况降低发病率，提高饲料利用率，增加肉蛋奶的生产率，带来可观的经济效益。

　　饲用微生物必须在生物学和遗传学特征上保证安全和稳定，因此应用前必须经过严格的病理，毒理试验，证明无毒，无害，无耐药性等副作用才能使用。目前常用的微生物种类主要有乳酸菌、芽孢杆菌、胶木菌、放线菌、光和细菌等几大类。美国FDA（1989年）规定允许饲喂的微生物有40余种，有近30是乳酸菌。我国1994年农业部批准使用的微生物品种有：蜡样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、粪链球菌、双歧杆菌、乳酸杆菌、乳链球菌等，其中大部分也属于乳酸菌类。本文就以乳酸菌类微生物制剂为代表，初步探讨微生物制剂的作用机理及其开发利用。  

　　乳酸菌（LAB，Lactic  acid  bacteria）是一类能从可发酵碳水化合物（主要指葡萄糖）产生大量乳酸的细菌的统称，目前已发现的这一类菌在细菌分类学上至少包括18个属，主要有：乳酸杆菌属(Lactobacillus)，双歧杆菌属(Bifidobacterium),  链球菌属(Streptococcus)、明串珠球菌属(Leuconostoc)、肠球菌属(Enterococcus)、乳球菌属Lactococcus)、肉食杆菌属(Carnobacterium)、奇异菌属(Atopobium)、片球菌属(Pediococcus)、气球菌属(Aerococcus)、漫游球菌属(Vagococcus)、李斯特氏菌属(Listeria)、芽孢乳杆菌属(Sporolactobacilus)、芽孢杆菌属(Bacillus)中的少数种、环丝菌属(Brochothrix)、丹毒丝菌属(Erysipelothrix)、孪生菌属(Gemella)和糖球菌属(Saccharococcus)等（杨洁彬等，1996）。 　　  

　　乳酸菌绝大多数都是厌氧菌或兼性厌氧的化能营养菌，革兰氏阳性。生长繁殖于厌氧或微好氧、矿物质和有机营养物丰富的微酸性环境中。污水、发酵生产（如青贮饲料、果酒啤酒、泡菜、酱油、酸奶、干酪）培养物、动物消化道等乳酸菌含量较高。小牛胃和上部肠道中乳酸菌占优势，从牛乳喂养的小牛胃  液中分离乳酸乳杆菌、发酵乳杆菌，而小牛瘤胃中主要是嗜酸乳杆菌，发酵乳杆菌则是粘附在柱状上皮细胞的主要乳杆菌。  

　　乳酸菌对人和动物都有保健和治疗功效，这一点，国内外均有大量饲养和临床试验证明。Baird（1977）用乳杆菌饲喂断奶仔猪和生长育肥猪，试验证明均能增加日增重和提高饲料转化率；Lidbeck等（1992）证实乳酸杆菌能预防放疗引起的腹泻。蔡辉益等（1993）对益生素使用效果进行统计，其中乳酸菌类益生素饲喂猪的报道，7例证明能提高日增重，平均提高7.67%,6例证明提高饲料转化率,平均提高5.4%,饲喂肉鸡的报道中,5例证明提高日增重,平均达7.32%,5例证明提高饲料利用率,平均达9.5;乳酸杆菌在饲喂育肥牛(舍饲)时使用,平均日增重提高13.2%,饲料转化率提高6.3%,发病率下降27.7%。Gallagher等（1974）研究表明食用酸奶的人群对乳糖的利用率比食用含相同乳糖浓度的牛奶要高，从而减轻乳糖的不耐受症状。此外乳酸菌的抗癌作用也有不少报道。    

　　提供营养物质促进机体生长   乳酸菌如果能在体内正常发挥代谢活性，就能直接为宿主提供可利用的必需氨基酸（如赖氨酸和蛋氨酸等）和各种维生素（维生素B族和K、H等），还可提高矿物元素的生物学活性，近而达到为宿主提供必需营养物质，增强动物的营养代谢，直接促其生长的作用。Hamad（1979）试验证明，小麦，稻米及玉米等谷物进行乳酸发酵后，营养价值大大提高；毕德成等（1988）用保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌发酵玉米和小麦粉，发现赖氨酸含量分别增加72%和85%，蛋氨酸分别增加40%和46%，硫胺素（VB1）和核黄素（VB2）均有所增加，游离氮增加1.6倍和1.4倍，游离铁分别增加1.3倍和.9倍，游离钙增加1.5  和1.2倍，总体营养价值有明显提高。此外，乳酸菌产生的酸性代谢产物使肠道环境偏酸性，而一般消化酶的最适pH值为偏酸性（淀粉酶6.5、糖化酶4.4），这样就有利于营养素的消化吸收，有机酸的产生还可加强肠道的蠕动和分泌，也可促进消化吸收养分（张力等，2000）。  

　　改善微生态环境　动物的整个消化道在正常情况下都寄生有大量微生物。就其作用而言，可分为三类：1）共生性类型，主要是兼性厌氧菌，在生态平衡时，它们的微生素和蛋白质合成、消化吸收、生物颉抗和免疫等功能对宿主有利。2）致病性类型，正常情况下数量少，寄生于正常部位，不至于使宿主发病，若失控，则会导致宿主的不良反应。3）中间性类型，即同时具有生理和致病两种作用，其数量增加，会导致腐生物质，毒素增加，促进宿主的老化（康白，1988）。微生物群的平衡，对机体的健康十分重要，而乳酸菌就能够调节这种微生态平衡，保障宿主正常生理状态。     

　　在乳酸菌生长代谢过程中，会产生一些具有抗微生物活性的物质，如：有机酸，过氧化氢，二氧化碳等，均在体外表现出抑菌活性。很多乳酸菌都能产生细菌素，如：乳链菌素，乳酸菌素，噬酸菌素等，经研究表明这些物质在抑制病原菌上具有重要作用。粘附能力通常认为是病原菌的一种重要的毒性因子（Finary等，1997）。粘附于肠道粘膜，是病原菌定植并产生临床症状的前提条件。乳酸菌可防止病原菌附着于肠上皮细胞表面，定植并入侵肠道细胞，有人称此机制为“粘附抗性”。肠道化学物质的组成也是微生态环境的重要影响因素，毒安素，硫化物，吲哚和酚类都是对肠道有刺激作用和毒性的物质，是肠道腐败菌活动增强的标志。双歧杆菌能防止致病菌对氨基酸的脱羧作用，减少肠内容物内氨的浓度，有效减少毒性胺的合成，改善肠道环境。  

　　调节免疫系统功能   乳酸菌制剂能够增强免疫力，表现在两方面：一是影响非特异性免疫应答，增强单核吞噬细胞（单核细胞和巨噬细胞）、多形核白细胞的活力，刺激活性氧、溶酶体酶和单核因子的分泌；二是刺激特异性免疫应答，如加强粘膜表面和血清中IgA和IgM，IgG水平以加强体液免疫，促进T、B淋巴细胞的增殖，加强细胞免疫。Schiffrin等(1994)发现约氏乳杆菌(L.johnsonnii)Lj1和乳酸双歧杆菌(B.lactis)Bb12能在体外增强吞噬细胞对大肠杆菌的吞噬作用;噬热链球菌与沙门氏菌一起使用可起到免疫佐剂的作用,显著提高血清中IgA的含量。Gill(1998)列出了1985至1995年一些乳酸菌在任何动物上进行的试验报道，结果均表现出正结果。乳酸菌对免疫系统的刺激机理还在进一步研究中。Ouwehand等（1999）提出了摄入益生素（含乳酸菌）对免疫刺激作用的可能途径：抗原性物质通过淋巴集结中的连滤泡上皮，通过途径有两种：一是微生物代谢产物或碎片作为小分子抗原直接通过普通上皮细胞或者透过上皮细胞间的紧密连接缝隙；二是微生物细胞本身由微皱细胞（M---Cell）通过胞饮作用传送给位于M---Cell包囊中的巨噬细胞等，抗原进入淋巴组织后，或由抗原提呈细胞处理后或直接交给淋巴细胞，产生相应的免疫应答。  

　　研究开发　由于对乳酸菌代谢和遗传特性了解的深入以及对其机理的认识，还有大量临床试验的结果证明将其作为保健辅佐剂，饲料添加剂的可行性，人们已经广泛接受了乳酸菌这类保健制品。目前市场上销售的畜禽益生菌制剂主要有芽孢杆菌、乳酸杆菌、双歧杆菌、酵母菌培养物等几大类。菌株的筛选和活性的测定是益生菌研究的关键问题，决定着微生态制剂的使用效果。Fuller（1989）和Ouwehand等（1999）分别提出了益生素用菌株的筛选原则。综其所述，主要有以下几点：1）原宿主来源。寄主和肠道菌之间存在着特异性相互选择关系。母猪体内的菌株更易在仔猪体内定植，所以菌株的来源应当和使用对象一致，只有这样才能增强益生菌具有的特异性功效。2）定植和粘附力。益生菌在肠壁上的粘附是益生菌定植过程中的一个重要步骤，是大量繁殖变成优势种群的前提，所以粘附力的强弱是筛选益生菌菌株的重要标准之一。3）在酸性和高胆盐环境中的生存能力。口服是益生菌进入肠道的  主要途径，所以益生素在进入大肠之前必须经受胃中盐酸和小肠中高浓度胆盐的影响。只有在盐酸和胆盐中成活率高的菌株才可发挥作用。4）特异性的生理功能。各种益生菌都具有其特定的生理功能，如噬酸乳杆菌对寄主的免疫系统有较强的调节作用，而鼠乳杆菌对大肠杆菌有较强的抑制作用等。只有对各个菌株的生物特性有深入的研究和了解，才能根据不同的情况有针对性的设计出有明确生长作用的  微生态制剂。5）产品中稳定的活菌数。微生态制剂中活菌的数量是其发挥作用的关键，所以，活菌制剂的应用要求单位产品达到一定的活菌数，以符合有效治疗剂量标准。  

　　为了更好发挥乳酸菌的使用效果，近年来在对微生物的菌株改造，生产工艺，产品形式等方面作了许多研究工作。主要有以下几个方面：1）多菌株配伍使用。有试验内表明，乳酸杆菌和双歧杆菌配合使用能够增加其效果。严格厌氧的菌株与非严格厌氧菌株进行共培养，可以提高厌氧菌的产量和  存活率，利于各菌株发挥效用。2）提高成品中乳酸菌的数量。添加微量元素（Fe、Cu、Zn、Se、Mo等），菌体生长需要的氨基酸（Arg、Tyr、Pro、Phe等）和B族维生素等物质放于培养基中，促进菌株生长，可延长其在成品中的存活时间（唐涌濂等，1996）。3）利用合适的载体，使使益生素菌株成功到达预期位置发生作用。有人验证，酸奶就是乳酸杆菌和双歧杆菌的有效载体，使其进入肠道的过程中存活率提高（Kailasapathy等，2000）。4）益生素与酶制剂、有机酞、多酞、中草药等物质的复合使用。石传林等相继研究了加酶益生菌在育肥猪、羊、肉兔、牛、鸡等畜禽中的应用情况，结果都有明显的促生长作用，并且降低了喂养成本，取得了明显的经济效益。从研究结果来看，乳酸菌类益生素与其它饲料添加剂联合使用均取得了很好的应用效果。  

　　安全性与应用前景　对活的微生物应用于饲料和食品中，其潜在的致病性、抗药基因转移可能性及繁殖和变异的不可控制性都是需要注意的。Adams（1999）综述了可能由乳酸菌引起的机体感染症：心内膜炎、菌血症及其他的一些胸部和消化道感染。上述乳酸菌的潜在危险我们应当注意。但更应该看到乳酸菌更大的有益的部分。有证据表明除肠球菌外，由乳酸菌引起的人类感染是相对少的。因此，科学家们认为只要在有效监督控制下，对乳酸菌进行严格检验之后再使用可认为是安全的。所需检测的项目主要有：固有特性，代谢产物，毒性，对粘膜的一向，计量反应效应。临床评估，流行病学研究等。Dunne等（1999）还提醒研究者在进行评估时还应当注意，每一株菌都必须做检验，不能有相近株进行推测；临床试验前必须对菌株和产品进行严格鉴定；其结果则由独立研究机构确证。乳酸菌类微生态制剂为饲料和畜禽养殖业提供了一条高效、无害无污染的新选择。其产生和发展顺应了当前高新技术产业化和注重环保的主流，在应用中充分考虑动物菌群自身特点以及寄主与环境之间的关系，科学合理的使用，必将成为本世纪饲料添加剂的主导产品。

　　低聚糖又称寡糖（英文对照：oligosaccharide；oligosaccharides； oligose），低聚糖的获得大体上可分为以下5种：从天然原料中提取、微波固相合成方法、酸碱转化法、酶水解法等。它集营养、保健、食疗于一体，广泛应用于食品、保健品、饮料、医药、饲料添加剂等领域。它是替代蔗糖的新型功能性糖源，是面向二十一世纪“未来型”新一代功效食品。是一种具有广泛适用范围和应有前景的新产品，近年来国际上颇为流行。美国、日本、欧洲等地均有规模化生产，我国低聚糖的开发和应用起于90年代中期，近几年发展迅猛。
　　存在形式低聚糖是指含有2-10个糖苷键聚合而成的化合物，糖苷键是一个单糖的苷羟基和另一单糖的某一羟基缩水形成的。它们常常与蛋白质或脂类共价结合，以糖蛋白或糖脂的形式存在。低聚糖通常通过糖苷键将2～4个单糖连接而成小聚体,它包括功能性低聚糖和普通低聚糖，这类寡糖的共同特点是：难以被胃肠消化吸收，甜度低，热量低，基本不增加血糖和血脂。最常见的低聚糖是二糖,亦称双糖,是两个单糖通过糖苷键结合而成的，连接它们的共价键类型主要两大类：N-糖甘键型和O-糖苷键型。
　　① N-糖苷键型：寡糖链与多肽上的Asn的氨基相连。这类寡糖链有三种主要类型：高甘露糖型，杂合型和复杂型。
　　② O-糖苷键型，寡糖链与多肽链上的Ser或Thr的羟基相连，或与膜脂的羟基相连。
　　在大蒜、洋葱、牛蒡、芦笋、豆类、蜂蜜等食物中都有低聚糖的存在。
　　低聚糖可以从天然食物萃取出来，也可以利用生化科技及酵素反应，利用淀粉及双糖（如蔗糖等）合成。
　　低聚糖并不能被人体的胃酸破坏，也无法被消化酵素分解。但它可以被肠中的细菌发酵利用，转换成短链脂肪酸以及乳酸。随着结肠内发酵方式与吸收状态的不同，这些无法直接吸收，却能发酵的碳水化合物，每克约可产生0～2.5大卡的热量。但是寡糖的生理活性，更受到重视。
　　低聚糖主要有两类，一类是低聚麦芽糖，具有易消化、低甜度、低渗透特性，可延长供能时间，增强肌体耐力，抗疲劳等功能，人体经过重(或大)体力消耗和长时间的剧烈运动后易出现脱水，能源储备，消耗血糖降低，体温高，肌肉神经传导受影响，脑功能紊乱等一系列生理变化和症状，而食用低聚麦芽糖后，不仅能保持血糖水平，减少血乳酸的产生，而且胰岛素瓜平衡，人体试验证明，使用低聚糖后耐力和功能力可增加30％以上，功效非常明显。
　　另一类是被称之为“双歧因子”的异麦芽低聚糖。这类糖进入大肠作为双歧杆菌的增殖因子，能有效地促进人体内有益细菌一一双歧杆菌的生长繁殖，抑制腐败菌生长，长期食用可减缓衰老、通便、抑菌、防癌、抗癌、减轻肝脏负担、提高营养吸收率，特别是对钙、铁、锌离子的吸收，改善乳制品中乳糖消化性和脂质代谢，低聚糖的含量越高，对人体的营养保健作用越大。
低聚糖的保健作用
　　（1）改善人体内微生态环境，有利于双歧杆菌和其它有益菌的增殖，经代谢产生有机酸使肠内 pH值降低，抑制肠内沙门氏菌和腐败菌的生长，调节胃肠功能，抑制肠内腐败物质，改变大便性状，防治便秘，并增加维生素合成，提高人体免疫功能 。（2）低聚糖类似水溶性植物纤维，能改善血脂代谢，降低血液中胆固醇和甘油三酯的含量；
　　（3）低聚糖属非胰岛素所依赖，不会使血糖升高，适合于高血糖人群和糖尿病人食用
　　（4）由于难被唾液酶和小肠消化酶水解，发热量很低，很少转化为脂肪；
　　（5）不被龋齿菌形成基质，也没有凝结菌体作用，可防龋齿。
　　因此，低聚糖作为一种食物配料被广泛应用于乳制品、乳酸菌饮料、双歧杆菌酸奶、谷物食品和保健食品中，尤其是应用于婴幼儿和老年人的食品中。在保健食品系列中，也有单独以低聚糖为原料而制成的口服液，直接用来调节肠道菌群、润肠通便、调节血脂、调节免疫等。
常见的低聚糖
　　名称 主要成份与结合类型 主要用途
　　麦芽低聚糖 葡萄糖(α—1，4糖苷键结合) 滋补营养性，抗菌性
　　低聚异麦芽糖 葡萄糖（α—1，6糖苷键结合） 防龋齿，促进双歧杆菌增殖
　　环状糊精 葡萄糖（环状α—1，4糖苷键结合） 低热值，防止胆固醇蓄积
　　龙胆二糖 葡萄糖（β—1，6糖苷键结合），苦味 能形成包装接体
　　偶联糖(Coup ling sugar) 葡萄糖(α—1，4糖苷键结合)，蔗糖 防龋齿
　　果糖低聚糖 果糖（β—1，2糖苷键结合），蔗糖 促进双歧杆菌增殖
　　潘糖 葡萄糖（α—1，6糖苷键结合），果糖 防龋齿
　　海藻糖 葡萄糖（α—1，1糖苷键结合），果糖 防龋齿，优质甜味
　　蔗糖低聚糖 葡萄糖（α—1，6糖苷键结合），蔗糖等 防龋齿，促进双歧杆菌增殖
　　牛乳低聚糖 半乳糖（β—1，4苷键结合），葡萄糖骨架 防龋齿，促进双歧杆菌增殖
　　壳质低聚糖 乙酰氨基葡萄糖（β—1，4苷键结合），蔗糖 抗肿瘤性
　　大豆低聚糖 关乳糖（α—1，6糖苷键结合），蔗糖 促进双歧杆菌增殖
　　半乳糖低聚糖 半乳糖（β—1，6糖苷键结合），蔗糖 促进双歧杆菌增殖
　　果糖型低聚糖 半乳糖（α—1，2′：β—1′，2糖苷键结合） 优质甜味
　　木低聚糖 木糖（β—1，4糖苷键结合） 水分活性调节
　　其中较重要的有：
　　1、棉子糖：由葡萄糖、果糖和半乳糖组成。
　　2、水苏糖：由组成棉子糖的三糖再加上一个半乳糖组成。
　　以上两种主要存在于豆类食品中，因在肠道中不被消化吸收，产生气体和产物，可造成肠胀气；而有些寡糖可被肠道有益细菌利用，而促进这些菌群的增加而有保健作用。

饲料用寡糖

　　近10多年以来，广泛用于保健食品中的寡糖引起了动物营养界的关注，并进行大量的研究开发工作。研究资料显示，许多非消化性寡糖对动物消化道中的微生物有选择地增殖作用，从而起到类似活菌制剂的添加作用。
　　目前，日本在食品和饲料中应用寡糖已成为常规，每年大约生产使用各类寡糖8万吨。应用于饲料中的寡糖已有十余种。由于生产成本和产品质量问题，大多数国家和地区寡糖用做饲料添加剂尚处于开发阶段，应用不多。
　　近年来，饲料学所研究的寡糖主要有寡木糖、α-寡葡萄糖、β-寡葡萄糖、寡果糖、寡乳糖和寡甘露糖。由于这类物质在肠道内有类似抗生素的作用，也称其为化学益生素。寡甘露糖和寡果糖已作为饲料添加剂直接应用于畜牧生产。
　　寡聚糖的主要作用有：促进动物肠道内健康微生物菌相的形成；可结合、吸收外源性病原菌和调节动物体内的免疫系统。饲料中添加少量寡糖，可改善动物机体的健康状态，增强机体潜在的抗病能力，进而提高动物生产性能。目前，我国批准使用的寡聚糖类添加剂有寡甘露糖和寡果糖。

　　一般是指各种真菌的子实体和菌丝体所产生的一类代谢产物。目前，在全球范围内约有数千种真菌。其中不仅有许多有实用价值的美味真菌，也有许多具有保健功能的真菌。当然也有不少是具有毒性的毒菇之类的。
　　活性多糖分为纯多糖和杂多糖两类，纯多糖一般由10个以上的单糖通过糖苷键连接而成，可分为直链结构，也可有分支结构。杂多糖除含有糖链外，还可含有肽链或脂类成份。目前己广泛开发并在保健行业中的活性多糖主要有灵芝多糖，香菇多糖，猴头菇多糖，茯苓多糖，银耳多糖等。
　　活性多糖大多数可以刺激免疫活性，能增强网状内皮系统吞噬肿瘤细胞的作用，促进淋巴细胞转化，激活T细胞和B细胞，并促进抗体的形成。从而在一定程度上具有抗肿瘤的活性。但对于肿瘤细胞并无直接的杀伤作用。活性多糖能降低甲基胆蒽诱发肿瘤的发生率，对一些易发生广泛转移，不粗采取手术治疗和放射疗法的白血病，淋巴瘤等，特别有价值。

　　人类摄食蛋白质经消化道的酶作用后，大多是以低肽形式消化吸收的，以游离氨基酸形式吸收的比例很小。进一步的试验又揭示了肽比游离氨基酸消化更快、吸收更多，表明肽的生物效价和营养价值比游离氨基酸更高。这也正是活性肽的无穷魅力所在。
　　生物活性肽是蛋白质中20个天然氨基酸以不同组成和排列方式构成的从二肽到复杂的线性、环形结构的不同肽类的总称，是源于蛋白质的多功能化合物。活性肽具有多种人体代谢和生理调节功能，易消化吸收，有促进免疫、激素调节、抗菌、抗病毒、降血压、降血脂等作用，食用安全性极高，是当前国际食品界最热门的研究课题和极具发展前景的功能因子。
　　乳肽　国际上在乳肽食品的开发研究和生产方面以日本森永乳业公司为代表。早在20世纪50年代，该公司即以乳酪蛋白酶解制取了第一代的酪蛋白肽和氨基酸混合物，含5～8个氨基酸组成的肽和70％以上的游离氨基酸，用于低抗原性防过敏牛奶粉，在市场上行销40多年；60～70年代，开发出第二代的高度水解乳清蛋白肽混合物，含10～12个氨基酸组成的肽和40％～60％的游离氨基酸。以上两代产品的游离氨基酸含量过高，影响了产品的风味和生物效价；90年代，推出了低度水解乳清蛋白肽混合物，含10～15个氨基酸组成的肽和20％以下的游离氨基酸，产品风味明显改善，生物效价提高。
　　1992年，Haque.Z.U和Mozffar.Z研究了胰蛋白酶、凝乳蛋白酶等酶的固定化反应器制取乳肽的工艺，可以通过调节流速来控制反应程度，并通过重复使用酶来降低成本。1989年，Maubois.J.D.和Ieonil.j.研究了带超滤膜的酶反应器，在反应器内加入钙和磷酸根离子，用于制备酪蛋白磷酸肽和去磷酸化酪蛋白多肽。
　　我国对乳肽的研究不多，主要是进行蛋白酶的筛选和酶解工艺的优化，如1991年，肖安乐等人筛选出胰蛋白酶的胰酶是水解变性乳清蛋白质的最佳酶种；1994年，王凤翼等人对胰蛋白酶控制水解α－酪蛋白的最佳条件进行了优选；张和平等人采用胰蛋白酶水解热敏性乳清蛋白，获得热稳定好、易溶解的多肽，并以此开发出稳定性良好的乳清饮料；1995年，于江虹也从牛乳酪蛋白中分离提纯获得酪蛋白磷酸肽，证实了其在小肠中可与钙、铁等矿物质形成可溶性络合物，促进人体对钙、铁的吸收；广州市轻工研究所生产的酪蛋白磷酸肽CPP含量达85％以上，易溶于水，加工性能稳定，已在我国市场上推出。最近，我国生物工作者开发了采用微生物发酵控制、蛋白转化率高的乳肽产品，其中氨态氮占20％左右、肽态氮占80％左右，产品无不良气味，已获专利；湖北工学院吴思方等人进行了固定化胰蛋白酶生产酪蛋白磷酸肽的研究，CPP得率为21.3％，产品中CPP总含量为15％，此工艺中酶可重复多次使用，既降低了成本，又有利于产品分离和生产自动化。
　　大豆肽　大豆肽是大豆蛋白质经酸法或酶法水解后分离、精制而得到的多肽混合物，以3～6个氨基酸组成的小分子肽为主，还含有少量大分子肽、游离氨基酸、糖类和无机盐等成分，分子质量在1000μ以下。大豆肽的蛋白质含量为85％左右，其氨基酸组成与大豆蛋白质相同，必需氨基酸的平衡良好，含量丰富。大豆肽与大豆蛋白相比，具有消化吸收率高、提供能量迅速、降低胆固醇、降血压和促进脂肪代谢的生理功能以及无豆腥味、无蛋白变性、酸性不沉淀、加热不凝固、易溶于水、流动性好等良好的加工性能，是优良的保健食品素材。
　　大豆肽的生产有酸法水解和酶法水解。酸法因水解程度不易控制、生产条件苛刻、氨基酸受到损害而很少采用；酶法水解易控制、条件温和、不损害氨基酸而大多被采用。酶的选择至关重要。通常选用胰蛋白酶、胃蛋白酶等动物蛋白酶，也可选用木瓜和菠萝等植物蛋白酶。但应用较广的主要是放线菌166、枯草芽孢杆菌1389、栖土曲霉3942、黑曲霉3350和地衣型芽杆菌2709等微生物蛋白酶。
　　最新的生物医学研究发现，内皮素活性肽能促进黑色素细胞有效分裂，提高抵抗产生黑色素的自由基，现代医学研究表明，皮肤产生色斑和衰老变化的原因，在于细胞生理过程中产生的过氧自由基的作用，以及酪氨酸酶，活性的增强，血氧疏基和SOD能抑制酪氨酸酶活性，清除自由基，抑制黑色素细胞的形成。经我中心数百例顾客验证使用，活性肽不但美白祛斑，且可迅速清除黑色素和黄色素，可以全身美白，效果显著。