經(jīng)安全認定的新型功能性甜味劑的特性及在食品生產(chǎn)中的應(yīng)用

經(jīng)安全認定的新型功能性甜味劑的特性及在食品生產(chǎn)中的應(yīng)用01功能性單糖一、結(jié)晶果糖（一）特性結(jié)晶果糖是一種新型甜味劑，廣泛存在于水果中的天然糖類，在蘋果、香蕉、草莓、梨和芒果等水果及蜂蜜中含量非常豐富。結(jié)晶果糖是以淀粉為原料通過酶法轉(zhuǎn)化而來，屬于葡萄糖同分異構(gòu)體。外觀呈無色晶體，熔點為103～105℃，水溶性高于蔗糖和葡萄糖，甜度為蔗糖1.3～1.8倍，在食品加工中可用于替代蔗糖，降低產(chǎn)品的含糖量，作為甜味劑可以單獨使用或與其他甜味劑混合使用，起到協(xié)同增效的作用。結(jié)晶果糖具有冷甜特性，甜度隨溫度的變化而改變，適于冷藏或冷凍食品的加工。結(jié)晶果糖作為一種單糖，還具有以下明顯的功能特性：①不會被口腔微生物利用，不易造成牙齒齲變，因此可以保護牙齒健康；②經(jīng)過腸道時吸收較慢，一旦吸收就會轉(zhuǎn)變?yōu)楦翁窃?，代謝速率快于葡萄糖，且代謝過程不依賴胰島素，因此可以作為快速供能物質(zhì)；③屬于低升糖指數(shù)（GI）原料，GI值為19，食用后不會造成血糖升高，因此可用于糖尿病人食品加工制作中。（二）應(yīng)用結(jié)晶果糖的高甜度以及優(yōu)良口感特性使得其在許多國家作為蔗糖的替代品應(yīng)用于家庭用糖、飲料、乳制品、糖果和保健品中。在乳制品中除了作為甜味劑，還可以作為褐變糖源用于開發(fā)褐色酸奶、褐色乳酸菌飲料，光明研簡無蔗糖酸奶、味全活性乳酸菌飲品、君樂寶每日活菌飲品等均以結(jié)晶果糖作為甜味劑或褐變糖源。結(jié)晶果糖可以被快速代謝，能達到迅速供能的作用，因此常用于運動飲料和運動類食品的開發(fā)中；結(jié)晶果糖分子量小，滲透壓大，用于果脯、蜜餞、果醬和水果罐頭等糖漬食品中可以更快達到腌漬效果，提高產(chǎn)品加工穩(wěn)定性。用于焙烤食品中，結(jié)晶果糖易發(fā)生美拉德反應(yīng)，可使產(chǎn)品擁有誘人色澤，同時由于果糖吸濕性強，可以延緩產(chǎn)品失水速率，對抑制淀粉老化、維持貨架期穩(wěn)定性起到積極作用。在中國、歐美和日本，結(jié)晶果糖已被列入藥典，可作為口服或注射用營養(yǎng)劑，尤其適于糖尿病患者使用。二、阿洛酮糖（一）特性D-阿洛酮糖又名D-核糖-2-己酮糖，分子式為C6H12O6，相對分子質(zhì)量為180.16。阿洛酮糖屬于稀少糖之一，在自然界含量較低。阿洛酮糖外觀呈白色晶體狀態(tài)，溶解度高，甜度是蔗糖的70%，口感類似蔗糖，由于甜度較低，常與甜菊糖苷、羅漢果苷復(fù)配使用。除作為甜味劑，D-阿洛酮糖還可以作為食品填充劑，帶來一定的體積與質(zhì)構(gòu)改善。此外，阿洛酮糖還具有低黏度、易褐變、耐酸和耐熱的特性，在食品領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。人體攝入的D-阿洛酮糖約70%從小腸吸收進入血液，然后以尿液或糞便形式排出，盡管部分被機體吸收，但能量轉(zhuǎn)化率極低。2011年，D-阿洛酮糖獲得GRAS認定，確認了阿洛酮糖的安全性及應(yīng)用范圍及最大使用量。2019年，F(xiàn)DA在發(fā)布的關(guān)于營養(yǎng)標簽指南草案中明確阿洛酮糖不在添加糖范圍內(nèi)，同時產(chǎn)品熱量以0.4kcal/g標注。（二）應(yīng)用阿洛酮糖主要以單體或者復(fù)配糖的形式在北美、日本和韓國等少數(shù)國家作為甜味劑原料銷售，可用于無糖飲料、糖果、烘焙和乳制品的開發(fā)中。可口可樂采用阿洛酮糖與甜菊糖苷的組合用于FuzeMeyer檸檬紅茶和熱帶芒果綠茶飲料中，Chobani零糖酸奶以羅漢果糖苷和阿洛酮糖作為無糖甜味劑使用。阿洛酮糖用于烘焙食品中不但可以降低產(chǎn)品的含糖量和熱量、提高產(chǎn)品色澤，還可以起到改善蛋清的起泡性能，提高淀粉成膜的韌性及拉伸強度的作用，對產(chǎn)品的膨脹度和口感起到改善作用。Pocan等研究發(fā)現(xiàn)，在明膠軟糖開發(fā)中添加阿洛酮糖后，軟糖含水量增加，彈性更高，結(jié)晶度減小，同時產(chǎn)品熱量低，在貯藏期內(nèi)質(zhì)構(gòu)變化較小。阿洛酮糖在降血糖、降血脂、預(yù)防糖尿病與肥胖方面具有明顯功效，對開發(fā)針對糖尿病和肥胖等人群的功能食品、保健品以及藥品是非常好的原料。另外，阿洛酮糖可以作為神經(jīng)保護類藥品原料，同時在防齲齒、應(yīng)對氧化應(yīng)激導(dǎo)致的疾病中表現(xiàn)出巨大潛力。02功能性低聚糖功能性低聚糖由2～10個相同或不同單糖聚合而成，聚合度較小，不被人體消化吸收。然而在大腸中易被有益菌利用，促進雙歧桿菌、乳酸桿菌菌群增殖，產(chǎn)生短鏈脂肪酸及氣體，具有改善腸道微生態(tài)平衡、改善便秘及腹瀉、預(yù)防糖尿病、肥胖癥、促進營養(yǎng)吸收及預(yù)防疾病等功能。功能性低聚糖主要包括低聚果糖和低聚異麥芽糖等。一、低聚果糖（一）特性低聚果糖廣泛存在于菊苣、菊芋、大蒜、洋蔥、牛蒡、香蕉、小麥和蜂蜜等。工業(yè)化生產(chǎn)以蔗糖或菊苣為原料通過酶法工藝獲得，主要成分是蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖和蔗果六糖的混合物。低聚果糖甜度較蔗糖低，約為蔗糖的30%～60%，甜味清爽。低聚果糖具有較好的穩(wěn)定性，在pH值中性條件下120℃處理后穩(wěn)定性好，在pH值為3以下溫度達70℃以后，其穩(wěn)定性開始下降。低聚果糖具有較高的溶解性，黏度與同濃度蔗糖溶液近似，具有強吸濕性。低聚果糖是一種可溶性膳食纖維，攝入后可促進腸道蠕動，改變腸腔的滲透壓，提高糞便含水量，改善排便性狀、排便次數(shù)。作為公認益生元物質(zhì)，低聚果糖可以增加腸道雙歧桿菌和乳酸桿菌數(shù)量，增加菌群多樣性，通過菌群代謝產(chǎn)生短鏈脂肪酸，降低腸道內(nèi)pH值，有利于促進礦物質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的溶解吸收，同時可以抑制有害細菌的生長繁殖，減少毒素積累，對預(yù)防疾病具有重要作用。通過促進有益菌增殖及提高菌群代謝產(chǎn)物可提高巨噬細胞和NK細胞等免疫細胞的活性，促進抗體及其他免疫因子的分泌，強化機體免疫力，抵抗外部病原菌的入侵。此外低聚果糖在降低膽固醇、改善脂質(zhì)代謝方面具有作用，對預(yù)防高血壓、高血脂等疾病具有較好的改善作用。（二）應(yīng)用低聚果糖優(yōu)良的加工特點及健康功效使其在食品飲料、保健品、醫(yī)藥、特膳以及日化等行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用。由于高溶解性、耐高溫特性可用于飲料、烘焙和糖果等食品開發(fā)中；甜度低、熱量低，用于面包和蛋糕等產(chǎn)品中可改善產(chǎn)品甜膩口感、降低產(chǎn)品卡路里；同時可用作淀粉老化抑制劑；低聚果糖的益生元功效還可以賦予食品飲料健康功效，提高產(chǎn)品功能性及賣點。在嬰幼兒配方食品及輔食中，低聚果糖可以作為營養(yǎng)強化劑，改善寶寶營養(yǎng)吸收狀況和腸道功能，提高抵抗力，目前飛鶴、貝因美和藍臻等嬰配粉中均有低聚果糖的添加。在保健品中，低聚果糖可用于調(diào)節(jié)腸道菌群類產(chǎn)品的開發(fā)。在日化產(chǎn)品，如赫蓮娜綠寶瓶系列、悅詩風(fēng)吟藍莓平衡柔膚乳等產(chǎn)品可以用于改善皮膚微生態(tài)，強化皮膚微生態(tài)屏障，改善皮膚炎癥現(xiàn)象。二、低聚異麥芽糖（一）特性低聚異麥芽糖是由淀粉酶解轉(zhuǎn)化而來，主要成分是以α-1,6糖苷鍵結(jié)合的異麥芽糖、潘糖、異麥芽三糖及異麥芽四糖以上的低聚糖，是我國研究最早、使用最早且價格相對低廉的一種功能性低聚糖。低聚異麥芽糖甜度為蔗糖的40%～50%，甜度較低，甜味純正，具有非常好的耐高溫、耐酸性，水溶性好，粉狀產(chǎn)品極易吸濕，黏度略高于同濃度蔗糖溶液，具有一定的還原性。低聚異麥芽糖也是非消化性糖，不易被消化道酶降解，而是作為大腸微生物的底物，促進有益菌的增殖，抑制有害菌生長，調(diào)節(jié)腸道內(nèi)環(huán)境，在潤腸通便、促進營養(yǎng)吸收和預(yù)防疾病發(fā)生方面具有明顯功效。（二）應(yīng)用低聚異麥芽糖常用作保濕因子而應(yīng)用于面包和蛋糕中，可以延緩淀粉老化的發(fā)生，從而使產(chǎn)品質(zhì)地更加柔軟、口感更加細膩，還可以通過美拉德反應(yīng)產(chǎn)生誘人色澤。應(yīng)用于糖果生產(chǎn)中可以替代麥芽糖漿、葡萄糖漿、蔗糖等，降低糖果熱量、抑制蔗糖結(jié)晶、延緩糖果水分散失，提高軟糖彈性，同時低聚異麥芽糖不致齲齒，是一款適合兒童糖果的優(yōu)質(zhì)原料。在腦白金等保健品的開發(fā)中，低聚異麥芽糖可作為水溶性膳食纖維及益生元用于改善人體的腸道問題，解決因腸道菌群失調(diào)造成的一系列健康問題。低聚異麥芽糖在動物飼料領(lǐng)域已開始推廣與應(yīng)用，可作為新型綠色飼料添加劑，用于生豬、家禽、水產(chǎn)養(yǎng)殖中，改善動物腸道菌群結(jié)構(gòu)，提高動物生長性能，替代抗生素的使用，解決抗生素濫用及殘留問題。03功能性糖醇功能性糖醇是一種多元醇，如赤蘚糖醇、木糖醇、麥芽糖醇和山梨醇等，功能性糖醇具有良好生理功能，攝入后不會引起血糖與胰島素水平大幅波動，低熱量，不會導(dǎo)致齲齒，具有抗氧化性，廣泛應(yīng)用于無糖食品開發(fā)中。一、赤蘚糖醇（一）特性隨著元氣森林蘇打氣泡水的爆紅，使赤蘚糖醇出現(xiàn)在大眾視野。赤蘚糖醇在瓜果、藻類、真菌及發(fā)酵食品如醬油、酒中天然存在，工業(yè)化生產(chǎn)是通過微生物發(fā)酵技術(shù)獲得，生產(chǎn)方式更加健康和安全。赤蘚糖醇外觀為白色結(jié)晶顆粒或粉末，分子量為122.12，是分子量最小的糖醇類產(chǎn)品。赤蘚糖醇甜度為蔗糖的70%，入口清涼感明顯，作為甜味劑常與甜菊糖苷、羅漢果苷和三氯蔗糖等高倍甜味劑搭配使用共同提升口感。赤蘚糖醇在酸熱條件下具有非常高的穩(wěn)定性，不具有還原性，同時產(chǎn)品具有低吸濕性、不致齲齒性，被廣泛用于食品、醫(yī)藥和化工等領(lǐng)域。赤蘚糖醇具有獨特的代謝途徑，人體攝入的赤蘚糖醇90%通過尿液排出體外，僅有10%進入大腸被微生物利用，熱值為0kJ/g。赤蘚糖醇不會使血糖產(chǎn)生波動，是糖尿病人的食物優(yōu)選，同時赤蘚糖醇與其他糖醇相比，具有較高的人體耐受量（女性0.8g/kg，男性0.66g/kg），腹脹和腹瀉等副作用小。（二）應(yīng)用赤蘚糖醇可以作為無糖配料應(yīng)用于0卡糖、飲料、酸奶、冰淇淋、糖果和餅干等產(chǎn)品的開發(fā)中。目前赤蘚糖醇90%應(yīng)用于飲料中，如碳酸飲料、茶飲料以及能量飲料等，與其他高倍甜味劑復(fù)合使用替代蔗糖，非常好的迎合了消費者對無糖的追求。用在糖果生產(chǎn)中，可用于開發(fā)無糖、低糖型糖果，低熱量，不致齲齒。赤蘚糖醇也常用作代糖甜味劑在代餐餅干、代餐面包和代餐棒等食品中應(yīng)用，是代餐市場非常受歡迎的一款原料。除了食品領(lǐng)域之外，赤蘚糖