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赤藓糖醇的特性与应用分析
2015-09-15 19:40
来源:未知
点击数:           作者:admin
  •    赤藓糖醇又名赤藓醇,英文名称Erythritol,是一种天然、零热量、可替代蔗糖的填充型甜味剂,有着同蔗糖相似的清澈甜味,广泛存在于天然动植物体内,如海藻、蘑菇、甜瓜、葡萄中,亦存在于人体眼球、血清、精液里。发酵食品葡萄酒、啤酒、酱油等也含有赤藓糖醇,但含量很少。

        赤鲜糖醇是目前国际上唯一采用微生物发酵法生产的功能糖醇。基于赤藓糖醇良好的健康功效以及热稳定性高、吸湿性小、冰点较低等优良加工特性,其应用领域十分广泛,如食品、医药、化工等许多方面。

        赤藓糖醇的特性

        理化特性

        赤藓糖醇为1,2,3,4- 丁四醇,分子式为C4H10O4,分子量122.12,熔点126℃,沸点329—331℃,外观为白色粉状结晶,能溶于水,水溶液为无色不黏稠的液体。微甜,相对蔗糖甜度为70%—80%,有清凉感,发热量低,仅为蔗糖发热量的1/10,易结晶。其化学性质类似于其他多元醇,不含有还原性醛基,对热和酸稳定(适用pH2—12),与山梨醇、甘露醇、木糖醇等糖醇相比较,分子质量较低,溶液渗透压高。

        甜昧纯正。赤藓糖醇与蔗糖的甜昧特性十分接近,爽净且无后苦味。与其他甜味剂如阿斯巴甜、甜蜜素、三氯蔗糖等混合使用不仅具有改善、协调味质作用,还有协同增量、降低成本等优势。

        稳定性高。赤藓糖醇在热、酸、碱条件下稳定,适用的酸碱范围为pH2—12,符合一般食品对酸碱的要求,由于不含羰基,所以在与氨基酸共存的情况下无美拉德反应发生。试验表明,赤藓糖醇在160℃高温条件下不会出现分解及热变色,避免高温加工过程食品出现的焦化。

        低吸湿性,结晶性好。赤藓糖醇吸湿性低,结晶性好,易粉碎制得粉状产品,其吸湿性在糖醇及蔗糖等甜味剂中是最小的。温度为20℃、相对湿度为90%的环境中,放置5 d 后的吸湿增重,麦芽糖约为17%,蔗糖约为10%,而赤藓糖醇仅为2%左右。

        熔解热高。赤藓糖醇溶解热为-97.4J/g,由于溶解热较大,溶于水时会吸收较多的能量,有很强的制冷作用。试验表明,将10g赤藓糖醇溶解于90g水中,温度下降约4.8℃,用它添加生产的固体食品和糖果在食用时具有口感清凉的特点。

        水分活度低,渗透压高。由于赤藓糖醇分子小,分子质量仅约为蔗糖的1/3,能大大地降低水分活度。25℃、36%的水溶液,水分活度为0.91;而赤藓糖醇渗透压高,20℃、15%的水溶液渗透压为461.5KPa,是蔗糖的3.2倍,山梨醇的1.8倍,赤藓糖醇的这一特性有利于提高食品的防腐能力,延长食品的货价期。

        生理特性

        代谢独特,低热值。赤藓糖醇为丁四醇,比起六碳醇麦芽糖醇、山梨醇,五碳醇木糖醇的分子量均小,在小肠中易于吸收,大部分能进入血液中循环,仅有少量直接进入大肠中作为碳源发酵。但由于人体缺乏代谢赤藓糖醇的酶系,进入血液中的赤藓糖醇不能被消化降解,只能透过肾从尿液中排出体外,这一独特的代谢特征,决定了赤藓糖醇低热值的特性。根据日本厚生省的糖类热量评价法(平成3年卫新第71号)测定的结果,赤藓糖醇的热量值为0kJ/g,美国FDA认定赤藓糖醇热量值为0.2kcal/g,比目前在无糖产品中应用较广的木糖醇热量(2.4kcal/g)低近12倍。

        高耐受量,副作用小。由于赤藓糖醇独特的代谢性,使得进入人体的赤藓糖醇80%会迅速被小肠吸收,剩余的进入大肠,又很难被细菌发酵,因此不会造成不吸收物质可能带来的腹泻及肠胃胀气等副作用。世界卫生组织毒理学资料显示,赤藓糖醇的女性最高耐受量为每天0.66g/kg体重,男性最高耐受量为0.8g/kg,这是到目前为止已经进行工业化生产的所有糖醇中耐受量最高的,解决了其他糖醇生产的食品不能大量食用的问题。

        对糖尿病人的适应性。由于人体缺乏代谢赤藓糖醇的酶系,进入机体的赤藓糖醇大部分由尿液排出,其代谢途径与胰岛素无关或很少依赖胰岛素,所以对糖代谢没有影响。食用含赤藓糖醇的食品对糖尿病患者等糖限量的特殊消费群体是安全的。据Geoffrey Livesey(英国)的报道,赤藓糖醇的血糖指数和胰岛素指数分别为0和2,相比木糖醇的血糖指数和胰岛素指数13和11要低很多。因此,赤藓糖醇对血糖的影响要比木糖醇小得多,几乎不对血糖有任何影响。

        非致龋齿特性。口腔中的微生物,特别是突变链球菌(Strepto coccus mutans)不能利用和发酵赤藓糖醇,所以不会引起口腔牙表面pH值下降产生牙斑,导致龋齿。赤藓糖醇的防龋齿机理可能与木糖醇相似,但比木糖醇有一定的应用优势。Gholam Reza Ghezelbash等研究了赤藓糖醇和木糖醇对口腔链球菌生长的影响。其中,在含量为4%的赤藓糖醇的条件下,突变链球菌(Strepto coccus mutans)的生长降低了71%,其他两种链球菌生长也分别降低了76%和77%,抑菌效果较木糖醇明显。

        赤藓糖醇的应用

        食品领域

        世界卫生组织和联合国粮食与农业组织(WHO / FAO)食品添加剂专家联合会(JECFA)于1999年6月批准赤藓糖醇可作为食用甜味剂,无需规定ADI(每日容许摄入量)值;美国食品及医药管理局(FDA)于1997年批准了公认安全物(GRAS)认证;我国在GB2760-2011中规定,赤藓糖醇可在各类食品中按生产需要适量使用。赤藓糖醇的特殊营养、功能特性及物理、化学性质,使其应用领域十分广泛,特别是在食品工业中作为低热量甜味剂和高甜度甜味剂的稀释剂。赤藓糖醇在部分替代蔗糖添加入食品后,使食品的热值大大降低,同时还可改善产品风味、组织及贮存稳定性。通过与阿斯巴甜、安赛蜜强力甜味剂混合使用,可以赋予食品类似砂糖的风味,还能起到增量的作用。

        糖果、巧克力类食品。在糖果、巧克力类食品中,赤藓糖醇往往作为低热量甜味剂和高甜度甜味剂的稀释剂替代部分蔗糖。其实,除了甜度与蔗糖相似这一特性外,其他特性也使赤藓糖醇在不同类型糖果、巧克力生产中发挥巨大作用。高溶解热特性可制成有清凉感的糖果;易结晶而不吸湿的特性,便于各种糖果的忌湿贮存;稳定性好,可以防止—般食品加工中出现褐变或分解现象,特别是硬糖生产时的高温熬煮下的褐变。赤藓糖醇的应用,解决了巧克力制造中大部分功能性甜味剂的吸湿性高造成的巧克力起霜现象。和其他甜味料并用制成的巧克力在食感、风味、口感等方面更优于蔗糖制品,而热稳定性的特点应用在80℃以上的环境中制造巧克力,能大大缩短加工时间,有益改善巧克力产品风味。

        焙烤类食品。在烘焙制品中,赤藓糖醇可用于曲奇饼干及糕点中,除了降低热量外,还能改善烘焙稳定性,延长货架期。由于它具有良好的持水性,因此可使面团更紧实,使最终制品柔软、色泽浅淡,且有着不同的口溶性。卡夫在其奥利奥产品添加了赤藓糖醇,在降低热量的同时也让饼干具有了清凉的口感,受到了消费者的青睐。

        饮料类。赤藓糖醇对饮料主要感官特征的影响体现在提高甜度、厚重感和滑润感,降低苦涩感,掩饰异味,改善饮料的整体风味,如赤藓糖醇应用于茶饮料中可以明显减少其后苦味;利用赤藓糖醇溶解时吸热大的特点制成清凉性固体饮料;利用赤藓糖醇生产新型的低热量饮料中,添加赤藓糖醇的果汁饮料,可降低热量75%—80%;稳定特性可以应用在需要巴氏、高温短时和超高温等杀菌工艺的饮料中。赤藓糖醇促进溶液中乙醇分子与水分子结合,可降低酒类饮料中酒精的异味和感官刺激,有益于改善蒸馏酒和葡萄酒的质量。可口可乐以及百事可乐均推出了以赤藓糖醇和甜菊糖进行复配的零热值饮料Vitaminwater和lifewater,主要就是利用赤藓糖醇的热量值以及口感纯正等优良特性。

        保健类食品。由于赤藓糖醇特殊的生理代谢机理,具有不易被酶降解,不参与糖代谢,不导致血糖变化的特点,有“零”热值甜味剂之称,因而可用于开发糖尿病、葡萄糖不适症、肥胖症等人群的功能食品或饮料。赤藓糖醇的抗龋齿性,不能被突变链球菌等病原菌利用,故由赤藓糖醇制成的糖果、儿童牙膏和口香糖对保护儿童的口腔健康有积极的作用。

        医药、保健品领域

        在医药、保健品行业,赤藓糖醇可作为固体制剂的矫味剂和片剂的赋型剂,可将其制成包衣、压片辅料、粉末、颗粒、胶囊等,不仅有效改善固体制剂的口感,吞咽过程中,在口腔、咽及食管中即可大部分被生物膜吸收,还具有保护胃粘膜、起效快,生物利用度高等显著特点。成都维立有限公司运用赤藓糖醇突出的医疗和保健功效,研究开发赤藓糖醇泡腾片,用于糖尿病人营养补充和辅助治疗,同时改善肝功能和抗脂肪肝。

        有研究还表明,赤藓糖醇的衍生物——二脱氧赤藓糖具有抗HIV活性。赤藓糖醇硝化后生成的硝基赤藓糖醇,可用于治疗心脑血管疾病和气喘病人的药物。哥甜(Gertjan)等发现赤藓糖醇可与体内HO-自由基反应后转化为赤藓糖和赤藓酮糖,是一种极好的HO- 自由基清除剂,而且可能有助于减轻高血糖症引起的血管损伤。恩都(Endo)等研究表明,以赤藓糖醇作为微粒化多肽/蛋白吸入剂的载体或赋形剂可以增加吸入剂的分散性和可吸入部分比例,使干粉吸入剂更容易到达肺部,并正常发挥作用。



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