孫常文 龐明利 楊海軍
微赤蘚糖醇是一種低熱量甜味劑,具有熱值低、結(jié)晶性好、口感好、非至齲齒性,對糖尿病人安全等特點,應(yīng)用前景極為廣泛,本文主要介紹了赤蘚糖醇的理化性質(zhì)和生理特性以及在食品工業(yè)中的應(yīng)用。
赤蘚糖醇為1,2,3,4—丁四醇(分子式:C4H10O4,英文名Eryth ritol,分子量122.12,熔點126℃,沸點329~331℃)是一種四碳多元醇,外觀為白色粉狀結(jié)晶,甜度為蔗糖的70%。甜味純正,十分接近蔗糖的口味,沒有不良后苦味。其天然品廣泛存在于海藻、蘑菇、甜瓜、葡萄中,同時也存在于人體眼球、血清、精液里。
赤蘚糖醇是一種天然、零熱量、可替代蔗糖的填充型甜味劑,不引起血糖升高,不至胖,防齲齒。天然是指其為生物發(fā)酵糖醇;零熱量指代其口感清涼、發(fā)熱量低,僅為蔗糖發(fā)熱量的1/10,是低糖低熱量天然食品研發(fā)的首選配料。
赤蘚糖醇的理化性質(zhì)和功能益處
赤蘚糖醇的理化性質(zhì):白色晶體、低吸濕性、高溶解吸熱、甜度相當(dāng)于蔗糖的70%,中等溶解度,溶液粘度很低、良好的冰點降低和沸點升高特性,高結(jié)晶性、晶體松散且流動性良好,溶液具有很好的耐熱耐酸性、抗褐變能力強。
赤蘚糖醇的生理功能及其原理分析:
極低的能量值——源于其獨特的代謝性質(zhì),赤蘚糖醇是小分子物質(zhì),分子量僅為122.12,在各類糖醇中是最小的,其進(jìn)入人體后極容易被小腸吸收,絕大部分進(jìn)入人體血液循環(huán)中。由于不會被代謝掉而直接隨尿排出體外。這一獨特的代謝性質(zhì),決定了赤蘚糖醇低能量值特性,產(chǎn)生的能量最大只有0.2 Kcal/g。
高耐受量、高安全性——與其他糖醇類甜味劑相比,赤蘚糖醇有最高的耐受量,其耐受量是木糖醇、乳糖醇、麥芽糖醇和異麥芽糖醇的2~3倍,是山梨醇和甘露醇的3~4倍。男士的耐受量為0.68g/kg體重,女士的耐受量為0.80g/kg體重,如果以50公斤的女士體重計算其耐受量為40g/天,服用安全性很高。據(jù)Nebraska(美國)大學(xué)的健康科學(xué)研究中心報道,動物的耐受量達(dá)到20g/kg體重,建議人體攝入量為1g/kg體重/每天;Nebraska大學(xué)藥物研究中心的W.O.BERNT在急性實驗部分報道赤蘚糖醇在動物中的耐受量為18g/kg體重,經(jīng)毒理實驗也確定了赤蘚糖醇是安全的。
不引起血糖波動——血糖和胰島素控制方面,赤蘚糖醇的吸收有90%直接通過尿液排出體外所以并不影響血漿中葡萄糖和胰島素的波動,這使得赤蘚糖醇成為適合于糖尿病人食用的甜味劑。
非致齲齒性——以突變鏈球菌為代表的口腔微生物不能依靠赤蘚糖醇生長繁殖,不會產(chǎn)生有機酸使牙斑表面 pH值下降。因此,赤蘚糖醇不會致牙齒發(fā)生齲變,還具有抑制口腔微生物發(fā)酵某些糖類物質(zhì)的能力。
抗氧化性——赤蘚糖醇可以作為一種抗氧化劑,在體內(nèi)有助于防止高血糖引起的血管損傷。據(jù)歐洲醫(yī)學(xué)研究中心的相關(guān)研究報道:赤蘚糖醇被證明是一種很好的自由基清除劑和抑制劑。
赤蘚糖醇的應(yīng)用分析
赤蘚糖醇的應(yīng)用行業(yè)非常廣泛,其中在保健品行業(yè)的應(yīng)用是最廣泛的,用量約占我國赤蘚糖醇總產(chǎn)量的40%左右;糖果行業(yè)所占的百分比約為35%;其余市場份額主要應(yīng)用在醫(yī)藥、化工、化妝品等其他行業(yè)。
保健品行業(yè)——由于消費者對低熱、減肥產(chǎn)品和控制體重產(chǎn)品的熱衷,赤蘚糖醇可以滿足其以上功能。赤蘚糖醇用在保健品中可適量添加高倍甜味劑,如三氯蔗糖、阿斯巴甜、紐甜等,可實現(xiàn)降低熱量約50%,可有效地遏制肥胖病患者熱量的攝取,也可以同膠原蛋白等復(fù)配使用,因赤蘚糖醇有良好的甜度和較好的成形性,與藥品、保健品中的功能性物質(zhì)在無水條件下一起拌和壓片可掩蓋功能性物質(zhì)的苦味、澀味等不良味道,是醫(yī)藥、保健品行業(yè)良好的矯味劑與賦形劑。可將其制成飲片、粉末、顆粒、膠囊等劑型。
糖果行業(yè)——赤蘚糖醇應(yīng)用在糖果食品中的優(yōu)勢有純天然、無熱量、抗齲齒無糖(適合高血糖人群) 、高耐受量不易吸潮、易于包裝,其生產(chǎn)工藝與傳統(tǒng)工藝基本一致,并且能夠縮短加工時間。不易發(fā)生美拉德反應(yīng),也很少出現(xiàn)褐變或分解現(xiàn)象, 十分適合應(yīng)用于口香糖、糖果等忌濕食品中。
目前,糖果市場上品牌繁多,大批優(yōu)秀的品牌都有自己的獨特優(yōu)勢。面對嚴(yán)酷的市場競爭格局,各品牌也可以充分利用赤蘚糖醇出色的功能性,研發(fā)出極具市場競爭力的產(chǎn)品,引導(dǎo)消費需求,細(xì)分市場從而創(chuàng)造銷售額。保齡寶焙烤項目組現(xiàn)在已經(jīng)獲得赤蘚糖醇應(yīng)用到澆注型糖果的關(guān)鍵參數(shù),為赤蘚糖醇在硬糖市場的推廣獲得可行性的系統(tǒng)數(shù)據(jù)。
巧克力——在制作巧克力的過程中加入赤蘚糖醇,能使巧克力在80度以上的環(huán)境中進(jìn)行加工, 不僅改善產(chǎn)品風(fēng)味而且在很大程度上縮短加工時間。由赤蘚糖醇替代糖, 能使巧克力的熱量減少30%。
乳制品、飲料——在發(fā)酵乳制品中添加一定濃度的赤蘚糖醇, 能適當(dāng)延長產(chǎn)品的保質(zhì)期。利用赤蘚糖醇溶解時的吸熱效果(溶解熱為-43cal/g), 可生產(chǎn)出自冷性的固體粉末飲料。用于生產(chǎn)低熱量酒精飲料可以降低酒類飲料的酒精異味和感官刺激,改善蒸餾酒和葡萄酒的質(zhì)量,提高產(chǎn)品的天然風(fēng)味。
醫(yī)藥產(chǎn)品——赤蘚糖醇在醫(yī)藥領(lǐng)域被用來包衣藥片,它賦予藥片入口清涼、適口性好的新形象,其低熱量、易貯藏的功能特征,更是藥品制造所追求的目標(biāo)。赤蘚糖醇是天然甜味劑和無熱量賦形劑的良好載體,粉末具有良好的流動性和穩(wěn)定性,是口腔護理產(chǎn)品中的無熱量甜味劑。
新型調(diào)味品——調(diào)味品在國內(nèi)外的工藝水平已經(jīng)非常成熟,現(xiàn)如今主要是在產(chǎn)品配料和研發(fā)側(cè)重點的選擇上,很多企業(yè)更加關(guān)注功能性配料的選擇,如赤蘚糖醇、低聚糖、木糖醇等已經(jīng)成為焦點。各生產(chǎn)企業(yè)根據(jù)相應(yīng)功能性配料的理化性質(zhì)和國內(nèi)外發(fā)展趨勢選擇符合自己生產(chǎn)工藝和市場趨勢的功能性配料進(jìn)行產(chǎn)品的升級換代和新產(chǎn)品的開發(fā)。目前開發(fā)功能性調(diào)味品已是發(fā)展的必然趨勢,尤其是在高端市場上將大有作為。
醫(yī)用保健品和洗發(fā)液——赤蘚糖醇可以改善粗糙皮膚,是一種適用于改善和預(yù)防皮膚粗糙或促進(jìn)皮膚屏障功能恢復(fù)的治療皮膚的外用組合物。
餐桌甜味劑——赤蘚糖醇與三氯蔗糖復(fù)配使用后會有協(xié)同增效作用,在甜度和甜味上增效明顯,使口感改善更佳,而且可以掩蓋高倍甜味劑的一些不良?xì)馕逗筒涣继匦浴,F(xiàn)在已經(jīng)有企業(yè)運用其保健功能,特別針對糖尿病人群開發(fā)赤蘚糖醇泡騰片。
赤蘚糖醇在全球相關(guān)應(yīng)用法規(guī)
日本:批準(zhǔn)赤蘚糖醇直接作為食品配料。
美國:赤蘚糖醇獲得FDA于1997年批準(zhǔn)了GRAS認(rèn)證。
WHO/FAO :WHO/FAO食品添加劑專家聯(lián)合會批準(zhǔn)赤蘚糖醇作為食用甜味劑,并對其毒性進(jìn)行全面評估,對其ADI不做規(guī)定。
澳大利亞、新西蘭:批準(zhǔn)赤蘚糖醇作為食品配料。
歐盟:批準(zhǔn)對赤蘚糖醇ADI值不做規(guī)定,可作為食品添加劑,但不能無限制的用于所有食品。
加拿大:允許赤蘚糖醇作為食品甜味劑使用。
中國:批準(zhǔn)赤蘚糖醇作為食品添加劑應(yīng)用食品中。
目前,日本、美國、澳大利亞、新西蘭、中國臺灣、新加坡、韓國、俄羅斯、以色列、南非、歐盟、加拿大及中國等30多個國家和地區(qū),均允許赤蘚糖醇用于食品中。
赤蘚糖醇代謝途徑分析
赤蘚糖醇的獨特代謝途徑,由于人體內(nèi)沒有代謝赤鮮糖醇的酶系, 所以當(dāng)小腸吸收進(jìn)入血液后,通過腎臟將其濾出,不會被代謝, 幾乎全部隨尿排出體外。只有約10%進(jìn)入大腸,隨后被腸道細(xì)菌發(fā)酵后產(chǎn)生CH4和H2溶于血液,通過呼氣排出。所以進(jìn)入大腸中的赤蘚糖醇幾乎沒有被細(xì)菌發(fā)酵利用。赤蘚糖醇的低熱值和獨特的體內(nèi)代謝途徑不引起血糖升高,使其可以成為糖尿病患者、高血脂患者、肥胖病患者的食品。而且赤蘚糖醇的極大耐受量使其很難引起腹脹、腹瀉等副作用,能適用于各類人群, 食用起來更加安全可靠。表1為赤蘚糖醇及某些糖醇的最大耐受量對比。
表1 赤蘚糖醇及某些糖醇的最大耐受量對比
隨著赤蘚糖醇應(yīng)用行業(yè)的不斷擴展及市場對低熱值功能性甜味劑需求的不斷增長,赤蘚糖醇的市場發(fā)展空間將非常巨大,應(yīng)用前景十分廣闊。