聚葡萄糖特性及在食品中的應(yīng)用

1、聚葡萄糖特性及在食品中的應(yīng)用摘要：聚葡萄糖作為一種水溶性膳食纖維，具有良好的理化特性和生理功能，可廣泛應(yīng)用于各種食品中，尤其是低熱量、低糖低脂食品中。本文主要綜述了聚葡萄糖的結(jié)構(gòu)和組成、理化和生理特性及其在食品中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：聚葡萄糖特性應(yīng)用Abstract:Thepolydextrosepossedimportantphysicochemicalandphysio1ogicalproperties,andwasclaimedtowatersolubledietaryfiber.Therefore,itwaswidelyusedinfoodindustry,especial1yinthefo

2、odoflowcalorie,lowsugarandlowfat.Thispaperreviewedthestructureandtypeofploydextrose,thephysicochemicalandphysiologicalproperties,andtheapplicationsinfoodindustry.Keyword:ploydextrose;property;application前言聚葡萄糖（Polydextr。se）,是一種水溶性膳食纖維。與不溶性膳食纖維相比，聚葡萄糖有更多的保健功能和加工優(yōu)勢(shì)。聚葡萄糖因其具有低熱量、穩(wěn)定、極高耐受性等的特性，可廣泛應(yīng)用于各種食品中

3、，尤其是低能量、高纖維等的功能性食品中。美國(guó)和日本對(duì)聚葡萄糖的研究起步比較早，作為添加劑或食品，聚葡萄糖已被廣泛用于保健品、無(wú)糖糖果、乳制品、功能飲料、烘焙食品、膠體食品、沙拉醬等食品中。目前，國(guó)內(nèi)除了將聚葡萄糖作為添加劑使用外，還有部分以聚葡萄糖為主的膠囊、沖劑以及片劑之類的產(chǎn)品。隨著研究的深入和人們認(rèn)識(shí)的加強(qiáng)，作為膳食纖維補(bǔ)充劑，聚葡萄糖必將會(huì)在功能性食品及飲料的開(kāi)發(fā)當(dāng)中發(fā)揮巨大的作用。1聚葡萄糖的結(jié)構(gòu)及組成聚葡萄糖是隨機(jī)交聯(lián)的葡萄糖組成的多糖，由葡萄糖和少量山梨醇、檸檬酸經(jīng)高溫熔融縮聚而成，其結(jié)構(gòu)由下圖所示。由于聚合度的不同，分子量從162到15,000不等,其中分子量在5000以內(nèi)的占

4、88.7%。聚葡萄糖產(chǎn)品有以下幾種形式：A型：即無(wú)定形粉末型，其10%水溶液pH值為2.53.5。適用于大部分食品，用時(shí)需用緩沖劑調(diào)節(jié)其酸性。N型:濃度為70%,用KOH部分中和pH值至5.06.0。在生產(chǎn)如冷凍甜食和一些糖果時(shí)，此種形式是易于添加及加工處理。聚葡萄糖K:即其鉀鹽。是用食用級(jí)KHCO3聚葡萄糖溶液pH值在5.06.0之間，然后將溶液干燥而得,或用KOH或KHCO3,與A型粉末干混而成。特別適用于弱酸性食品和易潮食品。改性聚葡萄糖（Litesse和精煉聚葡萄糖（LitesseUltra）:對(duì)聚葡萄糖進(jìn)行催化氫化加工得到白色至乳白色的改性聚葡萄糖，10%水溶液的pH值為3.04.5

5、，酸度和苦味降低，口味有較大改善。在此基礎(chǔ)上提煉而成的精煉聚葡萄糖為白色固體，口味清爽，10%溶液的pH值為4.56.5，該溶液無(wú)色無(wú)味,工藝性能非常好，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊，尤被廣泛應(yīng)用于飲料生產(chǎn)中。2聚葡萄糖的特性理化特性2.1.1水溶性聚葡萄糖易溶于水，25C時(shí)溶解度為80%，加熱溶解的更快，這是與纖維類填充劑的不同之處。聚葡萄糖K比聚葡萄糖溶解速度快，因?yàn)镵HCO3起了分散劑的作用。2.1.2穩(wěn)定性聚葡萄糖非常穩(wěn)定，在25C、45c和60c裸露的條件下，可穩(wěn)定地保存90天以上。在200c左右高溫下,穩(wěn)定性仍非常好,不與酸堿起反應(yīng)。由于聚葡萄糖粉末會(huì)吸濕，須有良好的包裝，貯存于低濕度條件下。

6、聚葡萄糖溶液也相當(dāng)穩(wěn)定，微生物難在其中生存。N型聚葡萄糖暴露在空氣中會(huì)失水，相對(duì)濕度75%時(shí)，濃度縮至80%;相對(duì)濕度52%時(shí)，濃度可縮至高達(dá)90%，而且高溫下長(zhǎng)時(shí)間放置，顏色變暗。因此,宜置于低溫封閉容器中保存。2.1.3黏度同等濃度下，聚葡萄糖溶液的黏度高于蔗糖溶液和山梨醇溶液。聚葡萄糖溶液的黏度隨溫度升高而降低，與蔗糖溶液相似。在25C時(shí)黏度會(huì)隨聚葡萄糖的濃度增加而增加。2.1.4保濕性環(huán)境相對(duì)溫度高時(shí)，固體聚葡萄糖會(huì)充分吸水。聚葡萄糖可作為食品的保濕劑,控制溫度的變化。以焙烤食品為例,聚葡萄糖可延緩其水分蒸發(fā),從而阻止產(chǎn)品走味，保持或延長(zhǎng)產(chǎn)品的貨架壽命。聚葡萄糖另一重要特性是對(duì)溶液水分

7、活度的影響。水分活度會(huì)影響食品質(zhì)構(gòu)、濕度變化和微生物穩(wěn)定性。當(dāng)濃度較低（小于60%）時(shí)，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質(zhì)。但在高濃度時(shí)，聚葡萄糖的效果更好，因?yàn)檎崽菚?huì)析出結(jié)晶,而聚葡萄糖由于是不同分子量的高度分支結(jié)構(gòu)的混合物,不會(huì)結(jié)晶。2.1.5風(fēng)味聚葡萄糖沒(méi)有甜味，A型稍有酸苦味,經(jīng)改性后味道變淡或消失。聚葡萄糖可與高甜度低熱量甜味劑共用制作低熱量甜食。聚葡萄糖濃度高時(shí)具有不良風(fēng)味，這可通過(guò)減少用量、加調(diào)味料或風(fēng)味修飾劑來(lái)消除。2.1.6融熔性質(zhì)聚葡萄糖無(wú)定形粉末在溫度高于130C時(shí)熔化，冷卻后形成一種透明的玻璃狀物質(zhì)，有著與硬糖相似的脆性結(jié)構(gòu),但與糖不同的是聚葡萄糖不

8、會(huì)形成晶體。2.1.7矯正冰點(diǎn)聚葡萄糖的冰點(diǎn)比同濃度的蔗糖溶液的要高。用KOH中和過(guò)的聚葡萄糖比未經(jīng)中和的其冰點(diǎn)要降低很多。冰點(diǎn)降低值越低，食品口感越硬,更適合冰棒和某些甜點(diǎn)中添加。使用高甜度甜味劑制造低熱量冷凍甜食時(shí)，可添加聚葡萄糖調(diào)整產(chǎn)品的基體,補(bǔ)償由于砂糖減少造成的基體喪失，改善由于冰點(diǎn)降低而造成的不良質(zhì)構(gòu)變化。22生理特性2.2.1低能量聚葡萄糖是隨機(jī)聚合的產(chǎn)物，糖甙鍵種類多，分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜,難以生物降解。眾多研究均表明，聚葡萄糖的熱量值為在1kca1/g左右證明其確為難消化糖類。2.2.2非胰島素依賴性聚葡萄糖能改善末稍組織對(duì)胰島素的感受性，降低對(duì)胰島素的要求,抑制胰島素的分泌，阻礙對(duì)

9、糖的吸收,且聚葡萄糖本身不被吸收,從而達(dá)到降低血糖水平的目的，有效預(yù)防糖尿病。2.2.3腸道調(diào)節(jié)作用聚葡萄糖可改善排便功能而無(wú)腹脹、腹瀉等不良效應(yīng)。有助于增加腸道中有益菌的數(shù)量，減少有害菌的數(shù)量，降低大便pH值。可減少小腸對(duì)葡萄糖的吸收，攝入后在大腸中發(fā)酵產(chǎn)生短鏈脂肪酸如丁酸、異丁酸、醋酸等1。2.2.4降低甘油三酯和膽固醇聚葡萄糖可阻止或減少甘油三酯和膽固醇進(jìn)入淋巴細(xì)管的量。同時(shí),聚葡萄糖進(jìn)入腸道后被腸道微生物降解的產(chǎn)物可抑制膽固醇的合成,并能吸附膽固醇的代謝產(chǎn)物膽汁酸并排出體外，從而降低人體內(nèi)膽固醇含量,阻礙對(duì)膽固醇的吸收,也可預(yù)防膽結(jié)石的形成2。用聚葡萄糖制出的巧克力有明顯的減少血清甘油

10、三酯的作用。若與乳糖醇配合使用，這種作用更強(qiáng)臼。2.2.5助控和減肥作用一方面聚葡萄糖可以抑制食欲,減少進(jìn)食量，并從人體內(nèi)帶走多余的脂肪和能量4。另一方面聚葡萄糖還可在胃腸壁上形成一層薄膜,纏裹部分食物中的脂肪,限制消化道內(nèi)脂肪的吸收,促進(jìn)脂類物質(zhì)的排泄，從而達(dá)到減少脂肪堆積,預(yù)防肥胖的功效5,6。22.6增殖雙歧因子的作用濃度為1%和2的聚葡萄糖即可對(duì)腸道雙歧桿菌有顯著的刺激作用。它所作用的雙歧桿菌范圍較廣，除了對(duì)青春雙歧桿菌、兩叉雙歧桿菌、長(zhǎng)雙歧桿菌等有增殖作用外,還對(duì)嬰兒雙歧桿菌有增殖作用7。7促進(jìn)Ca吸收Hara等的研究表明，攝入聚葡萄糖(50g/kg,21d)后，能增加Ca的吸收和骨

11、礦化，推測(cè)其Ca吸收主要是小腸的作用，而與大腸無(wú)關(guān)。Hitoshi等I的研究表明：隨著聚葡萄糖的濃度增加，小鼠空腸、回腸、盲腸、大腸的鈣吸收作用呈遞增趨勢(shì)，且100mmol/L的聚葡萄糖對(duì)小鼠空腸、回腸、盲腸的鈣吸收作用顯著,而大腸的鈣吸收作用不顯著。8提高免疫力可溶性纖維的大量吸水，稀釋了腸道中有害物質(zhì)的濃度，并促使它排除體外。研究表明,可溶性纖維對(duì)癌癥特別是結(jié)腸癌具有一定的防治作用，并具有排毒養(yǎng)顏的美容作用10o.2.9清除體內(nèi)毒物或降低毒性的作用朦葡萄糖可降低“-苯并花羥化酶的活性，減少苯并花對(duì)消化系統(tǒng)的危害；還可增強(qiáng)機(jī)體對(duì)多氯聯(lián)苯的清除率；另外，能促進(jìn)體內(nèi)的二惡英通過(guò)糞便的形式排出體外

12、12o.10非齦齒性聚葡萄糖在口腔內(nèi)不被微生物利用發(fā)酵,故對(duì)牙齒沒(méi)有損害。應(yīng)用特性綜合以上的基本特性及生理功能，可知聚葡萄糖在食品中具有眾多的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，主要有:可取代食品中的糖和脂肪,有改善食品質(zhì)構(gòu)和口感的作用口味清爽,使食品香味易于釋放,在各類應(yīng)用中有改善食品風(fēng)味的作用廣為認(rèn)知的良好的膳食纖維來(lái)源能改善消化道健康的益生元血糖反應(yīng)低，代謝不依賴胰島素，適于糖尿病人飽腹感，幫助控制體重，適用于想控制碳水化合物攝入量的消費(fèi)者耐受性好2.4安全性通過(guò)動(dòng)物和人體試驗(yàn)證實(shí)，聚葡萄糖具有高度的安全性。FDA和FAO/WHO均已批準(zhǔn)聚葡萄糖為安全的食品添加劑。目前,中國(guó)、日本、澳大利亞等45個(gè)國(guó)家已批準(zhǔn)使用

13、聚葡萄糖。另外，日本的厚生省已確認(rèn)聚葡萄糖是一種食品，我國(guó)已將其列入國(guó)家食品添加劑。食品中添加聚葡萄糖作為通便劑的平均最大無(wú)作用量為90g/do聚葡萄糖在食品中的應(yīng)用聚葡萄糖作為填充劑、防凍劑、低溫防護(hù)劑、抗老化劑、膳食纖維、益生元成分及防腐保鮮、增加滲透壓等的成分添加入食品中，既提供必要的體積，又賦予逼真的質(zhì)構(gòu)和口感，還能保證優(yōu)質(zhì)的纖維來(lái)源。希望攝入低熱量和保持健康的正常人群可以食用，糖尿病人等特殊群體也可以食用，預(yù)計(jì)將來(lái)聚葡萄糖的使用量將越來(lái)越大。保健食品中的應(yīng)用糖尿病人食品中的應(yīng)用治療糖尿病除需藥物治療外，主要還是依靠飲食控制。因此，適當(dāng)調(diào)整飲食結(jié)構(gòu)，是防治糖尿病的最主要方法。聚葡萄糖可

14、減慢葡萄糖的吸附，血液中的糖分也將緩慢增加，或胰島素稍有不足，也不致馬上引起血糖濃度增加。此外，聚葡萄糖還具有抑制血糖素分泌的作用，從而可以降低糖尿病患者血糖水平。便秘人群食品中的應(yīng)用服用聚葡萄糖后，可促進(jìn)腸道雙歧桿菌、乳酸桿菌等有益菌的生長(zhǎng)繁殖，同時(shí)產(chǎn)生大量短鏈脂肪酸，如乙酸、醋酸、葉酸和乳酸，改變腸道pH,改善有益菌群的繁殖環(huán)境，從而加快腸道蠕動(dòng)，使糞便順利排出。3.1.3嬰幼兒食品中的應(yīng)用嬰幼兒特別是斷乳后體內(nèi)雙歧桿菌驟減，導(dǎo)致腹瀉厭食、發(fā)育遲緩，營(yíng)養(yǎng)成分的利用率降低；食用含聚葡萄糖的食品，可以提高營(yíng)養(yǎng)素的利用率和促進(jìn)對(duì)鈣、鐵、鋅等微量元素的吸收。3.2普通食品中的應(yīng)用3.2.1飲料聚葡

15、萄糖具有的水溶性好，低pH值及加熱條件下的穩(wěn)定性高，在貨架期內(nèi)穩(wěn)定，纖維無(wú)損失等的優(yōu)良特性，使其能廣泛應(yīng)用于飲料產(chǎn)品，包括固體飲料，無(wú)不良口味、色澤和透明度均良好，并可增強(qiáng)無(wú)糖或低糖飲料的口感。這種飲料既能解渴、補(bǔ)充水分，又可提供人體所需膳食纖維，在歐美、日本等國(guó)十分流行。如日本可口可樂(lè)公司生產(chǎn)的含膳食纖維礦泉水，西歐、美國(guó)的高纖維橙汁、高纖維茶，國(guó)內(nèi)匯源開(kāi)發(fā)的高纖果汁，三元乳業(yè)的高纖奶等。3.2.2糖果無(wú)糖糖果的良好配料，耐受性好。高水溶性和高黏度，保證硬糖和橡皮糖的良好咀嚼性；能防止結(jié)晶，特別是使用糖醇的糖果；非致齦性，適用于健齒糖果。添加聚葡萄糖的蔗糖糖果，起到強(qiáng)化纖維/益生元/降低蔗糖

16、的作用，也可降低熱量或降低總血糖生成值。3.2.3乳品聚葡萄糖具有低pH值條件下穩(wěn)定性好，無(wú)甜度且口味中性，粘度高等優(yōu)良特性，因而應(yīng)用于低脂、無(wú)脂乳品中，不僅可以改善乳品口感，還可提高乳品在保質(zhì)期的穩(wěn)定性，且不與其中任何成分發(fā)生對(duì)人體不利的理化反應(yīng)。此外，在乳制品中加入膳食纖維，還可滿足人體對(duì)膳食纖維的需求。該類產(chǎn)品在歐美很受消費(fèi)者歡迎。聚葡萄糖可替代葡萄糖漿應(yīng)用在很多冷凍甜點(diǎn)中。因其持水性、抑制冰晶形成、水化質(zhì)感、膨化性等均與蔗糖相似，對(duì)其組織結(jié)構(gòu)并不影響，同時(shí)還可延長(zhǎng)產(chǎn)品保質(zhì)期。當(dāng)與高強(qiáng)度甜味劑如阿斯巴甜混合使用時(shí)，即可達(dá)到與傳統(tǒng)冷凍甜品相同的味質(zhì)。在低脂冰淇淋中，添加聚葡萄糖并配合使用麥

17、芽糊精后，可增加其奶油感和乳脂狀，而對(duì)冰淇淋的產(chǎn)量、貨架期和價(jià)格等的影響都很小產(chǎn)14。3.2.4焙烤食品聚葡萄糖十分耐熱，在焙烤生產(chǎn)過(guò)程中把各種優(yōu)良的特性理想地結(jié)合起來(lái)，作為有效的蔗糖替代品能延緩淀粉老化，保持水分，提供良好的質(zhì)構(gòu)和口感，特別適于加工低糖、低脂的焙烤食品。聚葡萄糖加入餅干中，仍可獲得與傳統(tǒng)產(chǎn)品相近的質(zhì)構(gòu)和味感加入面包中，還可充當(dāng)抗老化劑的作用。肉制品用于雞塊，能減少烹制過(guò)程中的水分損失，而表層裹料依然保持酥脆；在冷凍魚(yú)糜制品中，作為冷凍保護(hù)劑而不提供甜度，改善風(fēng)味和質(zhì)構(gòu)；在肉餡和乳化型香腸中，能取代部分脂肪，不影響口感。果醬和陷料聚葡萄糖的高水溶性和高黏度，便于能減少果醬和陷料中的熱量和糖；用于陷料，能減少陷料中的水分遷移到面團(tuán)或糕點(diǎn)上，延長(zhǎng)其貨架期。4聚葡萄糖的使用及添加量聚葡萄糖除了沒(méi)有甜味和不結(jié)晶，其余工藝性能皆與蔗糖相似，可取代部分蔗糖和脂肪。聚葡萄糖常與各種食品配料（低聚糖、糖醇等）配合使用，以獲得更好的口感和產(chǎn)品特性，以及更強(qiáng)的保健功能3,164.1食品中聚葡萄糖的添加量聚葡萄糖的主要應(yīng)用范圍及參考使用量應(yīng)用范圍應(yīng)用實(shí)例添加量保健品作為便秘、糖尿病、肥胖等各種健康食品的原輔料和保健品載體制成的纖維片、30%.90%膠囊、口服液、沖劑等飲料各種高纖維飲料（包括固體飲料、碳酸飲料、礦泉水、運(yùn)動(dòng)飲料、植物蛋白飲料、1%-