功能性甜味剂的功能及其特性

浅谈功能性甜味剂的特性及其功能

摘要：甜味剂是食品添加剂和动物饲料等行业中的一项重要产品，在世界范围内其应用量在各类食品添加剂中一直排在前列，特别是无热量、非营养性高倍甜味剂或功能性高倍甜味剂，是各国科学家研究最多的一个领域。功能性甜味剂指不仅能赋予食品甜味，还具有某些特殊生理功能的甜味，比如调节血糖、防龋齿、减肥以及在工业方面的功能等。当然，作为一种甜味剂，它还必须是绝对安全的以及有良好的味觉特性。

关键词：甜菊糖；木糖醇；赤藓糖醇；特性；作用功能

Abstract:The sweetener is additive agent for food and animal feed industry，it is one of the important products in the world, within the scope of its application in all kinds of food additives has been ranked in the forefront, especially without heat, non-nutritive high intensity sweeteners or functional sweeteners. The sweetener is a field that scientists of various countries study in. Functional sweetening agent which can not only give food and sweet, but also has some special physiological functions such as regulation of blood sugar、prevention of dental caries、weight loss and industrial aspects of the function. Of course, as a sweetener, it must be absolutely safe and have a good taste. Key words: stevia sugar；xylitol；erythritol；characteristics；function

近20年来，肥胖症、糖尿病和龋齿等人群高发病的产生都被认为与饮食习惯及膳食结构尤其是与蔗糖摄人过多有密切关系。因此，甜味剂发展重点之一就是安全性高，无营养价值、无热量或极低热量的功能性高倍甜味剂。功能性高倍甜味剂的特点是安全性高，用量少，甜度高，使用成本一般都远低于蔗糖，这些也都是食品科学家不断开发新型高倍甜味剂的动力所在。

1. 甜菊糖

1.1 甜菊糖的化学性质

纯化学分析级的甜菊糖是球状放射性结晶，平均分子量结晶在5600到6300之间，视分子聚合度而异。从菊苣中精制的天然菊糖为白色、易吸湿的粉末，比重约为1.5，分子量约为1500，味道温和不具刺激性。菊糖可溶于水，其溶解度随温度的变化而定，在10℃下溶解度为6％，而在90℃下溶解度为33％。菊糖与水的结合力约为1：1.5，在水中可降低水的冰点，提高水的沸点。

1.2 甜菊糖的物理性质

甜菊糖苷纯品为白色结晶粉末，熔点198℃左右，易溶于水、甲醇、乙醇，

可溶于四氢呋喃，不溶于苯、醚、氯仿等有机溶剂，有较好的耐热性和稳定性，在95℃下加热处理2h甜度不变，即使加热9h甜度降低也很少；pH在3～9内稳定，100℃下热处理1h也无变化。耐盐性好，无美拉德褐变，不被微生物同化和发酵，因此可延长甜菊糖苷制品的保质期。甜菊糖苷主要有3种基本形式：淡棕色粗提取物，为50％纯品；微黄色，为80％～90％高等纯品；白色粉末状，为90％以上精品[1]。

1.3 甜菊糖的功能

1.3.1 作为调味剂方面的应用

可将甜菊糖苷代替蔗糖添加在酱油和醋等调味品中，这样可以延长产品的保质期，提高产品风味。也可将甜菊糖苷用到腌制品中，可提高产品合格率，有利于防脱水。可用于腌制咸菜，其味纯正可口，可引发食欲，可缩短腌制时间，提高产品合格率，防脱水，而且甜菊糖苷代替蔗糖可以弥补单独使用蔗糖的一些缺陷[2]，防止褐变反应，不会引起发酵性酸败。甜菊糖苷在用于加工含盐量较高的腌制品时还能抑制其咸味过高。

1.3.2 在饮料及酒类中的应用

由于甜菊糖苷的甜度很高，所以可将甜菊叶加工制成浸膏，直接用于清凉饮料、冷饮中，替代15％--35％的蔗糖，既符合国家标准要求，又不会降低产品质量，实现了饮料的低糖化，这种低糖饮料适合于肥胖症和糖尿病患者饮用，所以发展这种饮料符合饮料发展方向[3]。另外，甜菊糖苷理化性质稳定，不易成微生物营养来源，延长了产品保质期。甜菊糖苷喜酸，用于果酒中可提高果酒的风味，酸甜可口，改变了果酒粘稠感。用于刺犁、沙棘、葡萄等果酒中，其口感较佳。添加适量于白酒中，可消除其中的辣味，提高产品质量。用于啤酒中，一则可提高产品风味，二则起到增泡作用，使啤酒泡沫丰富、洁白持久[4]。

2. 木糖醇

2.1 木糖醇的化学性质

木糖醇是一种白色粉末或白色晶体五碳糖醇，其分子式为C5H12O5。

2.2 木糖醇的物理性质

木糖醇是木糖代谢的正常中间产物，纯的木糖醇，外形为白色晶体或白色粉末状晶体。熔点 61～61.5℃，沸点 215～217℃，易溶于水，溶于乙醇及吡啶类溶剂。木糖醇低温品尝效果更佳，其甜度可达到蔗糖的1.2倍。木糖醇入口后往往伴有微微的清凉感，这是因为它易溶于水，并在溶解时会吸收一定热量。由于木糖醇具有吸湿性，故用于制作一些较柔的点心时，木糖醇可比蔗糖保持更长时间的柔软性，如制作蛋糕、面包等。木糖醇比蔗糖的溶解热几乎大 10倍，即木糖醇溶解时，吸收大量的热，使介质产生低温。所以当各种可口的食品加入木糖醇后，吃起来会感到清凉，可以增强薄荷，留兰香等食品的风味。

2.3.1 糖尿病人的甜味剂

木糖醇是人体糖类代谢的中间体，在体内缺少胰岛素影响糖代谢情况下，无须胰岛素促进，木糖醇也能透过细胞膜，被组织吸收利用，促进肝糖元合成，供细胞以营养和能量，且不会引起血糖值升高，消除糖尿病人服用后的三多症状（多食、多饮、多尿），是最适合糖尿病患者食用的营养性的食糖代替品。木糖醇作为糖类代谢的中间体，不需要胰岛素的促进，故可以作为糖尿病人甜味品及治疗剂[5]。

2.3.2 防龋齿功能

木糖醇的防龋齿特性在所有的甜味剂中效果最好，首先是木糖醇不能被口腔中产生龋齿的细菌发酵利用，抑制链球菌生长及酸的产生；其次在咀嚼木糖醇时，能促进唾液分泌，唾液多了既可以冲洗口腔、牙齿中的细菌，也可以极大唾液和龋齿斑点处碱性氨基酸及氨浓度，同时减缓口腔内PH值下降，伤害牙齿的酸性物质被中和稀释，抑制了细菌在牙齿表面的吸附，从而减少了牙齿的酸蚀，防止龋齿和减少牙斑的产生，巩固牙齿。

2.3.3 减肥功能

木糖醇为人体提供能量，合成糖元，减少脂肪和肝组织中的蛋白质的消耗，使肝脏受到保护和修复，减少人体内有害酮体的产生，不会因食用而为发胖忧虑。可广泛用于食品、医药、轻工等领域。木糖醇与普通的白砂糖相比，具有热量低的优势：每克木糖醇仅含有2.4卡路里热量，比其他大多数碳水化合物的热量少40％[6]，因而木糖醇可被应用于各种减肥食品中，作为高热量白糖的代用品。

3. 赤藓糖醇

3.1 赤藓糖醇的化学性质

赤藓糖醇是四碳糖醇，为白色结晶粉末，分子式C4H10O4，分子量122.12。由于赤藓糖醇是对称分子，只以内消旋形式存在，故可简化生产工艺，省去了生物转化或合成时需要将对映异构体去除精制等一系列复杂的操作步骤。

3.2 赤藓糖醇的物理性质

赤藓糖醇结晶性好，吸湿性低，易于粉碎制得粉状产品。在相对湿度90％的环境中也不吸湿。由于赤藓糖醇是小分子物质，具有很特殊的理化特性，诸如冰点下降、沸点升高以及高渗透压等[7]，加上它较低的吸湿性及化为溶液时的低黏度特性，使降低或控制水分活度更易实现，所以它是很好的抗冻剂，并用于减少和控制食品馅心中的水分活度，从而提高食品的保存性。赤藓糖醇在25℃水中的水分活度为0.91。

赤藓糖醇对水的溶解热度为葡萄糖的3倍，山梨糖醇的1.8倍，即使与糖混合使用，溶解吸热也大，故可制造有清凉感的食品。

3.3.1 在糖果中的应用

如今的糖果工业上从传统产品转向无糖类健康产品，这对糖的替代品提出了很高的要求，而赤藓醇的特性使它在糖果工业的应用非常广泛。对于口香糖来说，赤藓醇的高吸热性使产品具有持久爽日的清凉感觉。它可以被单独应用，也可以和其他糖醇混合使用来改善口香糖的品质，如延长货架寿命、提高柔韧性和改善涂层的黏附性等。通常来说，对于巧克力的生产，高温精炼是一道非常重要的工业步骤。由于赤藓醇的受热稳定性和低吸湿性，精炼可以在更高的温度条件下进行，从而增强巧克力的风味形成。它也可以使产品具有鲜亮光泽、细脆薄嫩、清凉怡人的特性。

3.3.2 在饮料中的应用

赤藓醇对酸性环境具有高稳定性，因此也被应用在传统和新型的低热量饮料中。实验证明，赤藓醇对饮料中主要感官特征的影响体现在提高甜度、厚重感和滑润感，以及降低苦涩感[8]。通过掩饰不清爽的日味，从而改善饮料的整体风味。它同时具有优秀的热稳定性，在加工过程中不会发生美拉德褐变反应，因此可以被应用在需要巴氏、高温短时和超高温等杀菌工艺的饮料中。

3.3.3 在烘焙食品和佐餐调料中的应用

基于上述的诸多原因、赤藓醇也被广泛应用在烘焙食品上。在饼干、蛋糕和曲奇类产品配方中，赤藓醇的用量可以达到10％以上，能明显改善烘焙稳定性和保质期。有关实验表明，通过和麦芽醇混合使用，赤藓醇可以用来取代蔗糖，生产出优质的低热量和无糖类烘焙产品。

对于佐餐调料而言，赤藓醇可以改善口感和掩饰不良后味特性。它不仅提供和蔗糖相似的风味组织、晶体结构和密度，更因为其晶体的非吸湿性而呈现出良好的流动性和稳定性，可用作高强甜味剂的优秀载体[9]。

大量数据包括动物毒性实验和临床试验都证明赤藓醇是一种非常安全的糖醇，它容易被吸收，但是不被系统代谢利用。基于其安全性，大部分国家已批准赤藓醇在食品中的应用。

4. 结语

当前，甜味剂的开发和利用正面向患心血管病、肥胖病、糖尿病和小儿龋齿的人群，这些人需要无糖食品。功能性甜味剂为无糖食品甜味剂的首选[10]，因它们既能满足人们对甜食的偏爱，又不会引起副作用，并能增加人体免疫力。随着人们生活水平和保健意识的提高，功能性甜昧剂将得到普及及应用。同时，开发和研究新型强力甜味剂始终是人们的目标。新型甜味剂具有巨大潜力，国外的科技开发为我国提供了较高的参考价值。我国有关部门和企业可借鉴国外的先进技术与经验，积极进行新糖源的研究开发，满足食品工业的需求。

参考文献：

[1]丁宁，郝再彬. 甜叶菊及其糖苷的研究与发展[J]. 上海农业科技，2005(4)：

8～10．

[2]Harriet Wallin. STEVIOL GLYCOSIDES[J]. Chemical and Technical

Assessment．

[3]Fujinuma K，Saito K．Thin layer chromato—graphic detection and liquid

chromatographic determination of stevioside and rebaudioside A in foods following reversed phase column chromatography[J]．Meatbolism，2010（5）:89～93．

[4]Gregersen S，Jeppesen PB，HolstJ J，et al．Antihyperglycemic effects

of stevioside in type 2 diabetic subjects[J]. Meatbolism，2004，53(1)：73～76．

[5]王孜. 木糖醇在风味食品中的应用[J]．北京农学院学报，1995，10(1)；124～

125．

[6]卢长润，闫亚梅.保健甜味剂木糖醇及其在食品中的应用[J]. 中外技术情报，

1995，9(11)：43～44.

[7]刘建军，赵祥颖．新型低热值甜昧剂—赤藓糖醇[J]. 2006(3)：56～61．

[8]陈金娥，张海荣. 几种重要的食品甜味剂[J]．食品工业科技，2007(4)：17～

21．

[9]康文通，杨建民. 新型甜昧剂赤藓糖醇的研究[J]. 中国调味品，2007(1):5～

13．

[10]陈国钦，黎四芳. 新型强力甜味剂的研究进展[J]. 食品科学，2008(2):45～

73．