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功能性甜味剂-麦芽糖醇
发布时间:2010/7/2  阅读次数:2878  字体大小: 【】 【】【
蔗糖是食品工业的一大原料,除了提供纯正的甜味、16.7kJ/g的能量外,还给食品提供适宜的粘度、质构与体积,然而,蔗糖摄入量过多会与脂肪摄入量过多一样被认为是一个重要的不健康因子,是肥胖症和龋齿的直接起因,还与糖尿病和冠心病等有间接的关系。现代消费者对食品中蔗糖含量很敏感,但又向往那纯正、愉快的甜味刺激,无法适应单纯减糖或无糖食品,甜味剂正是这种矛盾的调和者,因此,目前世界范围内的甜味剂的研究开发十分迅猛,不断涌现出品种繁多的甜味剂,在众多的甜味剂当中,糖醇类产品因其优异的营养性和功能性而得到广泛应用。
           糖醇是由相应的糖经过镍催化加氢制得,主要产品有木糖醇、山梨醇、麦芽糖醇、甘露醇、赤藓糖醇等品种组成,目前,国际上糖醇年需求量为300多万吨,总产量仅260余万吨,供需矛盾十分突出。其中麦芽糖醇需求量列第四位,前三位依次是山梨醇、木糖醇和甘露醇。
           我国糖醇工业在上世纪70年代起步,但发展缓慢,进入90年代,糖醇产量才几万吨。但最近十几年,糖醇工业进入了快速发展的年代,产业化的产品品种也不断增多,这主要是由于我国医药工业、食品工业和其他相关工业的快速发展,为糖醇产量的增长提供了更广阔的消费市场。
             麦芽糖醇是由麦芽糖经高压氢化制得,是较早应用于低热量甜味剂的糖醇之一,欧、美、日本等国家已经商品化多年,日本早在1964年就开始工业化生产。
           麦芽糖醇的化学全名为4-O-α-D-葡萄糖基-D-葡萄糖醇,分子式为C12H24O11,相对分子量为344。目前该产品主要有液体状和结晶状二种产品,国内销售一般以液体糖浆类产品为主。麦芽糖醇作为安全食品配料,已广泛应用于各类人类和动物用品中,用麦芽糖醇制作的无蔗糖食品,适用于糖尿病、冠心病、高血压、高血脂、龋齿症等人群和儿童,这些产品在我国市场得到了大力推广,并且有着极其广阔的市场前景。
一、生产工艺及质量标准
         麦芽糖醇的工艺流程如下:
麦芽糖浆→调节PH值→进料反应→过滤脱色→离子交换→蒸发浓缩→成品分装。
         液体麦芽糖醇的质量控制标准如下:

  

项目
鲁洲糖浆标准
外观
无色或浅黄色、清亮透明的液体
干物质
≥75.0%
麦芽糖醇含量
≥50.0%
山梨醇含量
≤5.0%
还原糖含量
≤0.3%
硫酸盐灰分
≤0.1%
氯化物
≤35mg/kg
硫酸盐
≤30mg/kg
≤1mg/kg
铅(以Pb计)
≤0.5mg/kg
砷(以As计)
≤0.5mg/kg
重金属
≤5mg/kg

  

二、麦芽糖醇的主要理化性质
(一)溶解性:麦芽糖醇产品在水中的溶解度,20℃时比蔗糖稍低,但是在30℃以上时较蔗糖高,在水中的溶解度液体麦芽糖醇产品要高于结晶麦芽糖醇。
(二)稳定性:对热、酸都非常稳定,70%溶液在150℃以下处理1小时几乎不变化,170℃处理1小时只有部分分解,200℃以上才会分解变色,并且麦芽糖醇在PH值3-7条件下,于100℃加热1小时也没有变化,另外,该产品还难以发生美拉德反应。
(三)甜度:结晶体约为蔗糖的80%-90%,液体麦芽糖醇的甜度约为蔗糖的60%。
(四)溶解热:糖醇类产品比蔗糖有更大的溶解热,所以其结晶品作为固体食品如糖果,进入口腔溶解时有明显的清凉感,但是麦芽糖醇在糖醇中是最小的,不残存后味,没有其他糖醇那样的清凉感,与蔗糖非常相似。
(五)吸湿性:麦芽糖醇具有显著的吸湿性,利用这种吸湿性可以作为各种食物的保湿剂或者防止蔗糖的结晶析出。
(六)其他物性:麦芽糖醇的黏度比山梨醇大两倍,而冻结温度以及渗透压也与蔗糖相近,在25℃,浓度75%时相对密度约为1.36,比蔗糖高出许多。
三、微生物发酵性
           一般淀粉糖醇均不易被霉菌、酵母菌及乳酸菌利用。
             通常龋齿与口腔内的细菌有密切关系,蔗糖被细菌分解成酸或直接侵入牙苔中形成葡聚糖或果聚糖附着在牙齿表面,在嫌气条件下可被发酵生成丙酮酸或者乳酸等有机酸而将齿骨溶解。通过试验,麦芽糖醇由于不能被蛀牙菌消化利用,作甜味料可以防止蛀牙的产生。
四、生理特性
(一)非腐蚀性
           研究证明,麦芽糖醇具有非致龋齿性,龋齿最先开始于牙垢,牙垢是口腔内细菌将摄入的糖质合成为不溶性葡聚糖形成的,牙垢中细菌产生的酸对牙表面层的珐琅质发生腐蚀作用后经过长时间积累,即形成龋齿。由于麦芽糖醇不是产生酸的基质,因此完全不会导致细菌合成不溶性聚糖,故而麦芽糖醇是极难形成龋齿的非腐蚀性糖质,FDA已经批准麦芽糖醇的无糖食品使用“不产生蛀牙”的标志。
(二)促进钙的吸收
             通过动物实验表明,麦芽糖醇有促进肠道对钙吸收的作用和增加骨量及提升骨强度的性能。
(三)不升高血糖、不刺激胰岛素分泌
           在摄入葡萄糖或者蔗糖后,他们很快被人体吸收,造成血糖迅速升高,从而刺激胰岛素分泌。摄入麦芽糖醇后,由于麦芽糖醇在人体内的水解速度很慢,所释放出的葡萄糖不足以引起血糖水平的波动,同时人体对水解释放出的山梨醇的吸收更为缓慢,在某种程度上还会抑制其对葡萄糖的吸收,因此,人体摄入麦芽糖醇后的血糖水平和血液胰岛素水平增加幅度很小,可供糖尿病人食用。
(四)抑制体内脂肪过多积聚
           如果同时摄入高脂肪和砂糖后,由于刺激了胰岛素的分泌,脂蛋白分解酶活性提高,很容易增加体内脂肪的积聚。若用麦芽糖醇替代砂糖制造如冰淇淋、蛋糕、巧克力之类的高脂肪食品,由于不会刺激胰岛素分泌,可以减少体内脂肪的过度积聚。
(五)难消化性
           人体对麦芽糖醇的吸收率较低,被吸收的麦芽糖醇首先水解成葡萄糖和山梨醇,进入各自的代谢途径中,由于麦芽糖醇的利用率低,一般认为其能量值仅为8.36KJ/g,由于对代谢能的理解不同和测定方法的不同日本承认的能量数值为7.53KJ/g,欧盟承认的数值为10KJ/g。
(六)作脂肪代用品
             很长时间以来就知道,糖醇是蛋糕和奶油有效的乳化剂和发泡剂。目前油/水型乳化人造奶油是利用糖醇乳化稳定性,以保持高质量。此外,这些乳化/发泡的稳定特性可用来产生在食品中又有质感的光滑特征,麦芽糖醇可用此法生产油性结构的食品。麦芽糖醇可用作脂肪替代品,以生产低热量食品,其味与脂肪一样。高热量脂肪由低热量麦芽糖醇所代替,保持了与原有脂肪食品的风味和组织。
五、在食品中的应用
           食品添加剂国家标准GB2760-1996中规定该产品可应用于雪糕、冰棍、糕点、饮料、饼干、面包、酱菜、糖果等产品中,并且可以根据实际需要量使用,是一种非常安全的食品配料。麦芽糖醇在体内几乎不分解,可用做糖尿病、肥胖病患者的食品配料。
(一)在面包中的应用
             面包在人们饮食生活中占有重要地位,深受人们的喜爱。目前,世界各国都有以面包为主食的发展趋势,如英国、美国、法国等发达国家,人们的主食中2/3以上是面包。面包在我国也逐渐发展成为人们的主食,如果把巧克力加入面包中,再用麦芽糖醇代替蔗糖制作成无糖巧克力面包,将更受当今人们喜爱。
           因为麦芽糖醇难以被面包酵母、霉菌等菌类利用,属于难发酵性糖质,可以延长面包的保质期。同时,加入麦芽糖醇后,面包更加柔软,口感细腻,更能防止龋齿,在肠胃内吸收缓慢,抑制脂肪的形成,促进钙的吸收,非常适合肥胖和糖尿病患者等特殊人群食用,所以无糖面包食用人群广泛,市场潜力巨大。
  (二)在乳制品中的应用
           添加麦芽糖醇的乳制品,不但对乳制品的风味无影响,还具有独特的色香味,营养丰富,而且热能低,稳定性和水溶性好,其蛋白质、乳脂、矿物质等主要营养素的配比完全符合中老年人和糖尿病患者的生理特点,不会增加代谢负担。在患者缺乏胰岛素时,麦芽糖醇能透过细胞膜调整代谢,供给细胞以营养和能量,起到葡萄糖加胰岛素的功能。
             添加麦芽糖醇的乳制品甜味纯正,能增加人体内的双歧杆菌,增强人体免疫力,对降低血糖,减少脂肪酸的形成,促进人体对钙的吸收,具有较明显的作用。
(三)在冰淇淋、饮料中的应用
           冰淇淋、冷冻食品中使用麦芽糖醇,能使产品细腻黏和,甜味可口,并延长保质期。通过使用脂肪替代品和麦芽糖醇,并适当增加水的添加量,可制出质量良好的无糖冰淇淋产品。麦芽糖醇在制造悬浮性果汁饮料或乳酸饮料时,能使饮料口感丰满润滑。
(四)在果汁饮料中的应用
           麦芽糖醇有一定的黏稠度,具有难发酵性,所以在制造悬浮性果汁饮料或者乳酸饮料时,添加麦芽糖醇代替一部分蔗糖可以使饮料口感丰满润滑。
(五)由于麦芽糖醇的口感好,具有良好的保湿性和非结晶性,可用来制造各种糖果,包括发泡的棉花糖、硬糖、透明软糖等。
           FDA认定麦芽糖醇可安全使用,1985年,FAO/WHO食品添加剂联合专家委员会决定对麦芽糖醇的最大允许日采食量ADI值不作规定,可根据各种不同的实际需要决定他们的适宜添加量。欧洲的法国、瑞士、比利时、丹麦、芬兰、挪威、英国、瑞典以及澳大利亚、日本等许多国家均已经批准麦芽糖醇作为食品配料,每人每天摄入100克均不会引起肠胃不适。
六、麦芽糖醇在其他领域的应用
           麦芽糖醇除能够在食品工业中应用外,已可用于其他领域。麦芽糖醇作为添加剂、保润剂、用于卷烟,可使烟草持水能力提高。麦芽糖醇还可作为合成原料用于表面活性剂、合成树脂等产品的生产。
七、发展展望
            由于我国人民的消费习惯和消费水平所限,麦芽糖醇产品在我国工业化生产起步较晚,近年来,随着市场需求的不断扩展,我国麦芽糖醇生产得到了较快发展,随着人们消费观念的改变和生活水平的提高,人们对甜食的需求量也不断地增加。据中国预防医学院最近调查的结果表明,当前我国20~70岁年龄段的糖尿病患者在二千万人以上,潜在糖尿病患者不低于三千万人,也就是说,我国共计有近五千万人面临着糖尿病的威胁,不仅如此,随着人们生活水平的提高,肥胖病患者也在日益增多,我国又有近四亿儿童,儿童的专用食品和保健食品发展迅速,这都是麦芽糖醇发展的潜在市场,为麦芽糖醇的发展提供了契机。这说明,用麦芽糖醇为原料制成的无糖食品具有广阔的消费群体,随着我国经济的发展和人民生活水平的提高,人民生活逐渐由温饱型向营养型、保健型转变,麦芽糖醇进一步走进普通百姓生活是顺理成章的事。
           作为农业大国,淀粉原料充足,为麦芽糖醇的生产提供了得天独厚的条件,我国的麦芽糖醇工业将必随着我国改革浪潮迅猛发展。
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