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聚葡萄糖特性及其应用
发布时间:2011/9/26  阅读次数:3466  字体大小: 【】 【】【
        聚葡萄糖是葡萄糖、山梨醇、柠檬酸经高温熔融缩聚而成随机聚合产物,平均聚合度(DP)为12,平均分子量2000,其结构式如下:
           聚葡萄糖很难被消化,仅提供4.2 kJ/g能量,而一般碳水化合物会产生16.8 kJ/g (4 kcal/g)能量,因此以低能量在一些食品领域广泛应用[1]。
1聚葡萄糖的基本特性
1.1水溶性
           聚葡萄糖具有极好的溶解性,25℃溶解度为80%,蔗糖为67%,相对于某些膳食纤维只能制成10%混浊溶液要好很多。
1.2稳定性
           聚葡萄糖非常稳定,在25℃、45℃和60℃裸露的条件下,可稳定保存90天以上。200℃左右时仍非常稳定,不与酸碱起反应。但聚葡萄糖粉末会吸湿,须有良好的包装,贮存于低湿度条件下。聚葡萄糖溶液也相当稳定,微生物难在其中生存。N型聚葡萄糖暴露在空气中会失水,且高温下长时间放置,颜色会变暗。因此,宜置于低温封闭容器中保存。
1.3保湿性
           环境温度相对高时,固体聚葡萄糖会充分吸水。聚葡萄糖可作为食品的保湿剂。其另一重要特性是对溶液水分活度的影响。当浓度较低(<60%)时,聚葡萄糖降低水分活度的效果不如蔗糖和山梨醇等小分子物质。但当高浓度时,聚葡萄糖的效果更好。
1.4黏度
           黏度随温度升高而降低,与蔗糖溶液相似。同等浓度下,聚葡萄糖溶液的黏度高于蔗糖溶液和山梨醇溶液。
1.5矫正冰点
             聚葡萄糖的冰点比同浓度的蔗糖溶液要高,可以改善食品因冰点降低而造成的不良质构。冰点越低,食品口感越硬,适合在冰棒及某些甜点中添加。
2 聚葡萄糖的功能特性
2.1 低能量
           Figdor[2]和White分别用不同的方法证明聚葡萄糖热值仅为1kcal/g左右,约为一般碳水化合物的四分之一。通常的碳水化合物,例如蔗糖和淀粉很容易被消化酶水解成以葡萄糖为代表的单糖,进入血液参加机体代谢。而聚葡萄糖是随机聚合的产物,分子结构复杂,能免受消化酶的影响,是一种难消化性糖。
2.2 调节血糖
           聚葡萄糖不被吸收,且能改善末梢组织对胰岛素的感受性,抑制胰岛素分泌,阻碍对糖的吸收,从而降低血糖水平,有效预防糖尿病。杨浩波[4]等观察缩合聚葡萄糖氯化钠注射液治疗麻醉恢复室(PACU)患者低血压的疗效的研究表明,缩合聚葡萄糖氯化钠注射液能有效地扩充血容量,升高血压,节约用血,从而减少输血的并发症。
2.3 调节肠道,增殖双歧因子
               聚葡萄糖可改善排便功能而无腹胀、腹泻等不良效应。有助于增加肠道中有益菌数量并减少有害菌数量。Lahtinen等[5]研究了聚葡萄糖降解过程中肠道微生物对其分子分支和糖苷键的影响作用。Aline等[6]对大鼠的研究表明,在患有结肠炎的大鼠体内,三硝基苯磺酸模型下,食用聚葡萄糖可防止发炎性的肠道疾病。Zhong等[7]研究表明聚葡萄糖可减少小肠对葡萄糖的吸收,摄入后在大肠中发酵产生短链脂肪酸如丁酸、异丁酸、醋酸等。另外,浓度为1%和2%的聚葡萄糖即可对肠道双歧杆菌有显著的刺激作用,且它所作用的双歧杆菌的范围很广。
2.4 降低甘油三酯和胆固醇
             聚葡萄糖可阻止或减少甘油三酯和胆固醇进入淋巴管。而且聚葡萄糖被肠道中微生物降解的产物可抑制胆固醇的合成,并能吸附胆固醇的代谢产物胆汁酸共同排出体外,从而阻碍人体对胆固醇的吸收,也可预防胆结石的形成。Andrzej Pronczuk[8]研究表明当每天摄入30 g/d聚葡萄糖可有效降低低密度脂蛋白胆固醇。陈娟等[9]的研究表明,在饲料中加入5%纤维素和聚葡萄糖,可有效降低进食高脂饲料仓鼠的空腹血清总胆固醇和非高密度脂蛋白胆固醇含量、
2.5 润肠通便[10]
       聚葡萄糖在人体内吸水膨胀,、增加粪便体积和含水量,使大便松软、易于排出;同时易被肠道细菌发酵,产生短链脂肪酸,进而刺激肠黏膜,促进肠蠕动,从而起到润肠通便作用。
2.6 促进钙、铁吸收
             聚葡萄糖能够促进肠道对钙的吸收,可能是因为聚葡萄糖在肠道中被发酵产生短链脂肪酸使肠道的环境酸化,而酸化环境增加了钙的吸收。Hitoshi Mineo等研究表明:随着聚葡萄糖的浓度在0-100mmol/L增加时,小鼠空肠、回肠、盲肠、大肠的钙吸收作用呈递增趋势。
             E.F. SantosP[11]等人在小鼠的饮食中添加7.5%和10%的聚葡萄糖,经实验表明,聚葡萄糖能有效预防铁缺乏。
2.7 提高免疫力,预防癌症
             YASUHUO K[12]研究表明,聚葡萄糖还可降低苯并芘羟化酶的活性,减少苯并芘对消化系统的危害;还可增强机体对多氯联苯的清除率。另外,Liu[13]等研究发现聚葡萄糖能促进体内的二恶英通过粪便的形式排出体外。
Satoshi Ishizuka[14]等人研究发现聚葡萄糖的摄入对结肠癌前病变变性隐窝病灶(ACF)有保护作用,能预防结肠癌变。
2.8控制体重
           聚葡萄糖其高持水性,对胃肠道产生容积作用,易产生饱腹感,减少食物摄入。同时可抑制碳水化合物、脂质的活性,影响在小肠中的吸收。
2.9 非龋齿性
             聚葡萄糖在口腔内不被微生物利用发酵,故对牙齿没有损害。
3 聚葡萄糖的安全性
           G. A. BURDOCK[15]对不同种类动物进行试验表明:所有受试动物中,狗对聚葡萄糖最敏感,每天喂食2000 mg/kg(体重)聚葡萄糖对其没有影响。对包括大鼠、小鼠和猴子在内的杂食动物进行饲喂,对其无影响用量为2500-10000 mg/kg·d。聚葡萄糖对人没有显示任何生殖毒性,畸形,致癌,致突变或遗传毒性。FDA和FAO/WHO组织机构均已批准聚葡萄糖为安全的食品添加剂。列入美国食品化学品法典(FCC)目前,中国、日本、澳大利亚超过57个国家批准聚葡萄糖应用于食品。我国已将其列入食品添加剂,作为通便剂的平均最大无作用量为90g/d。
4 聚葡萄糖的应用
4.1乳品
           聚葡萄糖兼有代脂品和填充剂两种作用,是一种低热量物质,能赋予乳制品类似油脂的细腻润滑口感,提供理想的光泽表面。在制作过程中,聚葡萄糖热稳定性好,在高温条件下不易分解,还可以与其他物质如蛋白质发生作用,形成乳制品特有的风味。
4.2 饮料
         聚葡萄糖是强化纤维饮料的理想纤维来源,具有水溶性好、低pH值、热稳定性高等优良特性。饮用添加水溶性膳食纤维的饮料,增强饱腹感,减少对热量物质的摄入,长期饮用能显著控制体重,并且在饮料中使用水溶性膳食纤维后,可使饮料中其它微粒均匀分布在溶液中,不易产生沉淀和分层现象,而且添加到饮料中后无不良口味、色泽和透明度均良好,可增强无糖或低糖饮料的口感。
4.3焙烤食品
       聚葡萄糖较强的持水性可以使得蛋糕产品的含水量增高,从而使其口感明显要比含水量低的产品软。吸水膨胀的性质使得水溶性膳食纤维在吸水后本身的体积增大,从而使整个产品的体积增加。聚葡萄糖在一定的添加范围内,使蛋糕产品的口感由粗糙向细腻转化。同时,聚葡萄糖还在延缓淀粉老化,防止生产过程中冰晶的产生,增加冷冻面团的冷冻、解冻稳定性方面有积极的作用。
4.4肉制品
         肉类一般被认为缺乏膳食纤维,可在加工过程中加入,从而使食品变的更加健康[16]。聚葡萄糖用于鸡块,能减少烹制过程中的水分损失,而表层裹料依然保持酥脆;在冷冻鱼糜制品中,作为冷冻保护剂而不提供甜度,改善风味和质构;在肉馅和乳化型香肠中,能取代部分脂肪,不影响口感。
4.5 糖果
             糖果大致可以分为硬糖和软糖。一般而言,硬糖的水分含量在3%以下,软糖大多是水分含量在5% ~10%,油脂含量在5% ~10%左右。聚葡萄糖在软糖和硬糖中都能应用,其效果在硬糖中可以赋予其适当的脆性,在软糖中可以有防止没分离的效果,提高软糖的嚼劲。聚葡萄糖加在口香糖中,能改善其柔软性、可塑性、混合性和对机械的附着性。还可以改善最终产品口香糖的口感,防止粘牙和保持好的留香性等。起霜是在巧克力中经常碰到的品质问题,这是由巧克力中的油脂结晶的粗大化而引起的。添加对巧克力有质构调整功能的聚葡萄糖,可以防止和抑制这种现象的发生。同时,聚葡萄糖还可以进一步改善巧克力的外观、口感和耐热性。
4.6 其它
           由于聚葡萄糖低热量,低血糖指数等特性,可广泛应用于药品,保健品等领域。
参考文献
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[3] JOHN S. WHITE, CARL M. PARSONS, DAVID H. BAKER. An In Vitro Digestibility Assay for Prediction of the Metabolizable Energy of Low-Calorie Dextrose Polymeric Bulking Agents[J]. Journal of Food Science, 1988, 53(4): 1204-1207.
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来源:功能食品配料网
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