07 第八章 功能性甜味料及其加工技术.ppt

第1页：第八章功能性甜味料及其加工技术教学目标

• 第八章功能性甜味料及其加工技术
• 了解功能性甜味料的种类和生理功能；
• 掌握常用功能性低聚糖和多元糖醇的制备工艺技术；
• 掌握果糖、低聚果糖和异麦芽糖醇等常用功能性甜味料物化性质和在功能食品中的应用特性。

第2页：功能性甜味料的分类

• 根据生理作用、甜度特性分类：
• 功能性单糖；
• 功能性低聚糖；
• 糖醇；
• 强力甜味剂。
• 功能性甜味料在体内代谢途径不受胰岛素制约，供糖尿病患者食用；

第3页：功能性甜味料的代谢特点

• 不易被口腔微生物利用，对牙齿的损害作用比较小；
• 低聚糖和糖醇不能被人体直接利用，有类似膳食纤维的性质，有调节机体生理功能作用。
• 低聚糖在肠道作为双歧杆菌等益生菌的增殖因子。

第4页：强力甜味剂的种类

• 强力甜味剂
• 环已基氨基磺酸钠；
• 天门冬酰苯丙氨酸甲酯；
• 乙酰磺胺酸钾；
• 二氢查尔酮；
• 甜菊苷；
• 甘草甜素；
• 三氯蔗糖。

第5页：果糖的结构及物化性质

• 第一节功能性单糖
• 物化特性及生理功能
• 果糖的结构及物化性质
• 纯净果糖为无色针状或三棱形结晶；
• 能使偏振光面左旋，在水溶液中有变旋现象；
• 吸湿性强；
• 结晶果糖在pH3.3最稳定，热稳定性较蔗糖和葡萄糖低；

第6页：果糖的能量与甜度

• 具还原性，能与可溶性氨基化合物发生美拉德反应；
• 净能量值为15.5 kJ/g，低于蔗糖和葡萄糖；
• 果糖的甜度是蔗糖的1.6倍。

第7页：果糖的生理功能

• 果糖的生理功能
• 被人体吸收后从肝脏中很快进入代谢过程；
• 是糖尿病患者的一种较好的功能性甜味剂。
• L-单糖的物化性

第8页：L-单糖的物化性质

• L-单糖与其对应的D-单糖物化性质如沸点、熔点、可溶性、黏度、吸湿性、密度、甜味特性相似。
• L-单糖的生理功能
• 不能作为细菌培养基的碳源，口腔微生物不能发酵L-单糖，不会引起牙齿龋变；
• 不能被人体利用，不能提供能量；

第9页：L-单糖的生理功能与研究现状

• 适合糖尿病或其他糖代谢紊乱病人食用。
• 大量应用还有待安全性试验，应用处于研究之中。

第10页：果糖的制备工艺

• 果糖的制备工艺结晶果糖、高果糖浆
• 将淀粉水解成糊精和低聚糖；
• 用连续液化喷射器，进行液化反应；
• 葡萄糖淀粉酶进一步水解成葡萄糖。
• 用固定化葡萄糖异构酶柱将葡萄糖转化为果糖，得到42%的果葡糖浆。

第11页：色谱分离制取结晶果糖

• 用色谱分离方法分离，得到高纯度的果糖富集液；
• 蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤和干燥等得结晶果糖。
• 功能性单糖在功能食品中的应用
• 低能量蛋糕中的应用
• 传统蛋糕含高糖、高脂，是高能食品，较易导致肥胖。

第12页：果糖在低能量蛋糕中的应用

• 果糖代替蔗糖，配合高效复合乳化物减少起酥油用量，生产出低能蛋糕。
• 低能蛋糕用结晶果糖为甜味料，用N-Flate(混合乳化物)代替起酥油，蛋糕的能量比一般蛋糕减少33%以上。
• 在运动饮料和低能量饮料中的应用

第13页：果糖在运动饮料中的应用

• 第二节功能性低聚糖
• 指2~10个单糖单位通过糖苷键连接形成直链或支链的一类寡糖的总称。
• 分普通低聚糖和功能性低聚糖两大类。
• 蔗糖、麦芽糖、乳糖、环糊精、海藻糖等属普通低聚糖，可被机体消化吸收；

第14页：功能性低聚糖的概念

低聚糖

由2~10个单糖单位通过糖苷键连接形成的小聚合体，属短链聚合物。

功能性低聚糖

不被人体消化吸收、能被双歧杆菌等益生菌利用的低聚糖。

第15页：功能性低聚糖与普通低聚糖

• 功能性低聚糖的物化特性及生理功能
• 低聚果糖
• 指在蔗糖分子的果糖残基上结合1至3个果糖的寡糖。
• 水果蔬菜中含量较丰富。
• 洋葱(2.8%)、大蒜(1.0%)、香蕉(0.3%)
• 甜度是相同浓度蔗糖的一半以下。

第16页：低聚果糖的结构与来源含量

• 低聚果糖不被口腔细菌所分解而产酸，具有抗龋齿作用；
• 活化肠道内益生菌并促进其生长繁殖，抑制腐败菌，改善人体肠道微生态平衡；
• 不为人体提供能量，也不存在胰岛素依赖性，可作为低能量食品、糖尿病人疗效食品的甜味基料；
• 低聚果糖还具有降血脂、抗血栓作用。

第17页：低聚果糖的生理功能

• 帕拉金糖(Palatinose)(异麦芽酮糖)
• 帕拉金糖仅以微量水平存在于蔗汁和蜂蜜中；
• 德国在1957年首次制得其结晶，并以当地地名命名为Palatinose(帕拉金糖)；
• 后来美国、英国、日本先后研制成功；
• 德国不仅生产帕拉金糖，而且生产能量更低的帕拉金糖醇（Palatinitol）

第18页：帕拉金糖的特性

• 作为一种功能甜味剂，优越特性体现在：
• 甜味纯正；无不良后味；
• 可与强力甜味剂发生协同增效作用并掩盖其不良口味及风味；
• 低吸湿性；高稳定性；
• 低能量；非龋齿性；
• 糖尿病人可食用。

第19页：帕拉金糖的瘦身功能

• 日本研究人员成功研制出具有瘦身功能的帕拉金糖；
• 该产品是天然存在于甘蔗和蜂蜜中的天然糖质成分。
• 无论在哪种场合下，帕拉金糖不仅从发热量，而且从营养学观点来看，都是研究开发新食品时十分需要的糖质材料。

第20页：大豆低聚糖的成分与功能

• 大豆低聚糖
• 存在于各种植物中，以豆科植物含量居多。
• 主要成分：水苏糖、棉籽糖和蔗糖。
• 生理功能
• 因人体缺乏水苏糖和棉籽糖的α-D-半乳糖苷水解酶，它们不能被胃肠消化吸收。
• 直接在大肠内被双歧杆菌所利用。

第21页：其他功能性低聚糖与制备途径

• 低聚乳果糖、低聚半乳糖、异构乳糖、耦合糖、低聚异麦芽糖、壳质低聚糖、低聚木糖、蔗糖低聚糖。
• 功能性低聚糖的制备
• 从天然原料中提取；
• 利用转移酶、水解酶催化的糖基转移反应合成；
• 天然多糖的酶水解；

第22页：功能性低聚糖的制备方法

• 天然多糖的酸水解；
• 化学合成
• 最实用的方法是利用酶法水解或酶法转移来生产各种低聚糖。

第23页：功能性低聚糖的应用

• 功能性低聚糖在功能食品中的应用
• 应用比较广泛的主要是低聚异麦芽糖和低聚果糖。
• 在欧美、日本等许多市场已出现，广泛应用于功能性食品。
• 成为重要的功能性食品的基料，主要是其具有独特的生理功能。

第24页：多元糖醇的种类

• 第三节多元糖醇
• 木糖醇
• 山梨糖醇
• 甘露糖醇
• 麦芽糖醇
• 乳糖醇
• 异麦芽酮糖醇

第25页：木糖醇的生理功能

• 木糖醇
• 食用时会感到一种凉爽愉快的感觉。
• 生理功能：维持血糖水平稳定；作为非肠道营养病人的能量来源；防龋齿。

第26页：山梨醇甘露醇与麦芽糖醇

• 山梨醇和甘露醇
• 甜度为蔗糖的60%。
• 不会引起血糖水平波动和抗龋齿特性。
• 麦芽糖醇
• C12H24O11
• 无色透明晶体，熔点为135~140℃，溶解度随温度而变化，20℃时比蔗糖低，但30℃以上时比蔗糖高。
• 甜度是蔗糖的80%左右，甜味特性接近蔗糖。

第27页：麦芽糖醇的生理功能

• 麦芽糖醇的生理功能
• 人体内水解速度慢，很少被吸收利用，所释放出的葡萄糖不足以引起血糖水平的波动；
• 进入大肠内具有类似膳食纤维的作用；
• 防龋齿特性。

第28页：异麦芽糖醇的物化性质

• 异麦芽糖醇（异麦芽酮糖的氢化产物）
• 白色结晶状，吸湿性最低，易贮存和运输；
• 熔点145~150℃，熔化后成为一种低黏度液体，快速冷却后变成一种透明固体；
• 不吸湿、表面不发黏、不重新结晶，用于硬糖制造；
• 甜度是蔗糖的45%~60%，甜味特性接近蔗糖；
• 溶解热低，无凉爽的口感特性；
• 化学稳定性高。

第29页：异麦芽糖醇的生理功能

• 异麦芽糖醇的生理功能
• 热值只有蔗糖的50%左右，对人体血糖和血液胰岛素水平影响很小，可供糖尿病人食用；
• 致龋齿性很弱；
• 作为双歧因子，促进人体肠道内有益菌的生长；
• 体内具有的耐受性最高，其使用量和使用范围广。

第30页：麦芽糖醇的制备

• 多元糖醇的制备
• 麦芽糖醇
• 以淀粉为原料制取高麦芽糖浆，在镍催化作用下加氢反应制得。
• 淀粉水解成中间产物为麦芽糖。通过控制添加淀粉酶种类及水解进程来实现。

第31页：异麦芽糖醇的制备

• 异麦芽糖醇
• 以蔗糖为原料经α-葡萄糖基转移酶转化成帕拉金糖；
• 经镍催化氢化、离子交换树脂和活性炭精制、浓缩结晶。

第32页：多元糖醇的应用与注意事项

• 多元糖醇在功能食品中的应用
• 作为蔗糖替代品；
• 利用其清爽的口感和改善食品品质的优点；
• 过量食用会引起肠胃不适或腹泻；
• 注意最大添加量，不可超量使用。

第33页：多元糖醇在巧克力与口香糖中的应用

• 在巧克力制品中的应用
• 混合、精磨和精炼时操作温度不宜超过46℃，保持在44℃，精炼时间为22h。
• 在口香糖和泡泡糖中的应用
• 利用其抗龋齿和清爽甜味口感。
• 生产工艺包括混合、成型和包装工序。
• 硬糖、软糖、果酱、饼干、冰淇淋