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日志

 
 

低聚果糖  

2014-03-16 19:05:57|  分类: QS相关材料 |  标签: |举报 |字号 订阅

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                                   低聚果糖

     前言:随着世界经济的发展和人们物质生活水平的不断丰富,食品的营养健康和安全成为人们关注的焦点,“肠道健康”“肠道革命”“双歧因子”等概念不断地被人们提出和接受。作为一种安全高效的双歧因子,低聚果糖更是受到保健食品开发者们的青睐。低聚果糖最初由日本研制成功并工业化生产,韩国、台湾也有厂家生产。仅日本年需求量即达到4~5万吨。在欧、美许多发达国家对该产品的需求量约为20~30万吨。国内研究、开发、生产才刚刚起步。

    一、关于低聚果糖

    低聚果糖,又称果寡糖或蔗果低聚糖,分子式(G-F-Fn,n=1,2,3,其中G为葡萄糖,F为果糖)。是由1-3个果糖基通过β-1,2糖苷键与蔗糖中的果糖基结合而成的蔗果三糖,蔗果四糖和蔗果五糖等一组低聚糖的总称。其广泛存在于香蕉,大蒜,蜂蜜,洋葱等食物之中。

    低聚果糖的理化性质

    1.甜度和味质:纯度为50%~60%的低聚果糖的甜度约为蔗糖的60%,纯度为95%的低聚果糖甜度约仅为蔗糖的30%,且较蔗糖甜味清爽,味道纯净,不带任何后味。

    1,热值:体内测量的低聚果糖热值仅为1.5Kcal/g,热值极低。

    2,粘度:在0~70°C范围内,低聚果糖的粘度随温度上升而下降,食品加工时容易操作。

    3,水份活性:低聚果糖的水份活性与蔗糖相当。

    4,保湿性:低聚果糖的保湿性与山梨醇、饴糖相似。适用于保湿时间长的食品,以保证食品的货架期。

    5,热稳定性:低聚果糖在120°C中性条件下,稳定性与蔗糖相近。

    6,其他加工特性溶解性、非着色性、赋形性、耐碱性、抗老化性等优。

    二、低聚果糖的生理特性

    经过研究证实,低聚果糖具有多项生理特性:

    1.双向调节体内为生态平衡:促进双歧杆菌的迅速增殖,抑制外源致病菌和肠内腐败细菌的繁殖,减少肠内毒素的污染。

    2.润肠通便:促进肠道蠕动、清除肠道垃圾,防止便秘、腹泻,改善肠胃功能。减少有毒代谢产物,保护肝脏。

    3.调节血脂:降低血清胆固醇。改善脂质代谢,改善高血压、动脉硬化、心血管疾病。

    4.促进人体内维生素B族合成:提高机体新陈代谢水平,增强免疫力和抗病力。5.促进矿物质吸收:能促进食物中钙、铁、锌等矿物质及蛋白质的消化吸收,改善营养不良,促进发育及预防骨质疏松症。

    另外还有预防龋齿,防止肥胖等功效。

    三、低聚果糖的安全性

    1982年,日本明治制果公司中央研究所对低聚果糖的安全性进行了急性毒理试验,亚急性毒理试验,下痢试验等试验结果表明,低聚果糖作为食品及食品配料具有安全性。后来其一研究小组通过甲基化,气液色谱法(GLC),气相色谱-质谱(联用)法(GC-MS)和核磁共振(NMR)分析得出了微生物果糖转移酶生产的低聚果糖GF1,GF2,GF3的化学结构式,并明确了其作用机理。

    2000年11月22日,美国FDA正式将低聚果糖(FOS)作为公认安全级(GRAS)功能食品配料,这是迄今为止第一个正式通过FDA审核的功能性低聚糖。

    由此可见,低聚果糖是一种安全性的食品,完全符合第三代保健食品的内涵。

    四、聚果糖的生产

    自从1950年,Bacon等人在研究酵母转化酶时,发现此酶具有转化生成蔗果低聚糖的功能后,人们开始对低聚果糖的工业化生产进行了深入地研究。

    目前,在低聚果糖的生产中主要采用三种工艺方法:

    1,酶解法:

    以菊粉为原料,通过控制酶的水解度水解生成的果寡糖混合物,此法生成的低聚果糖链较长。

    2,深层液体发酵法

    以50%-60%蔗糖溶液为底物,直接运用黑曲霉发酵产生的β-呋喃果糖苷酶转化生成低聚果糖液。

    3,固定化酶法生产

    其实此法和发酵法机理一样,其首先运用海藻酸钠和氯化钙等试剂将黑曲霉孢子固定化做成颗粒,即为固定化酶。将此酶按比例投入50%蔗糖溶液中反应,然后过滤分离,将酶与糖液分开,固定化酶可反复使用。

    可以看出,在上述工艺方法中,都受到了酶促反应平衡理论的影响,这也就使得反应产物中低聚果糖含量不能达到较高水平。事实上,在一次性转化中一般仅能达到50G型低聚果糖产品的组分要求。

    在国内,由于低聚果糖产业起步较晚,生产技术也相对落后,高纯度低聚果糖的生产工艺还在摸索起步阶段。为了提高低聚果糖的纯度,人们不断地寻求有效的方法,有的从酶促反应的角度出发,在发酵产物中通过降低副产物葡萄糖的含量,促使反应向产物方向进行的方法来提高低聚果糖的含量,但是效果并不太理想。另外新技术的应用特别是色谱技术和膜分离技术等分离方法的应用为生产高纯度低聚果糖带来了曙光,但却由于成本高,效率低,技术不成熟或分离不彻底等原因一直没有在国内工业上普及开来。

    山东保龄宝生物技术有限公司在技术人员的刻苦钻研下,确定了一种新的方法,并配合膜分离技术开发制定出了一套完整的高纯度低聚果糖生产工艺。做出了80G型,90G型,90P型,95P型等一系列低聚果糖产品。其中95P型产品的组分中GF1,GF2,GF3含量分别为56.05%,36.55%和2.51%,葡萄糖仅为0.98%,FOS总含量已接近96%。

    专家指出,低聚果糖的难消化性和对双歧杆菌的滋养作用主要由小分子量的果糖低聚物承担,因此,蔗果三糖含量越高,其双歧杆菌保健功效越好,在酸性及热条件下稳定性越高。可以看出,保龄宝公司生产的FOS95型产品中GF1含量高达56.05%,其生理功效优于同类产品。

    五、低聚果糖的应用

    1、作为益生素即双歧杆菌促生素。不仅可以使产品附加上低聚果糖的功能,而且可以克服原产品的某些缺陷,使产品更完美。如在非发酵乳制品(原乳、奶粉等)中添加低聚果糖,可以解决中老年人和儿童在补充营养时易上火和便秘等问题;在发酵乳制品中增加低聚果糖,可以为产品中的活菌提供营养源,增强活菌作用,延长保质期;在谷物产品等添加低聚果糖,可以得高产品品质并延长产品货架期。

    2、作为膳食纤维素,可以有效地降低血清胆固醇和血脂,对因血脂高而引起的高血压、动脉硬化等有一系列心血管疾病有较好的改善作用。如在降血压和调节血脂的食品、保健品中添加低聚果糖,不仅可以提高产品的功效,而且还可以改善产品的口感,提高产品的档次。

    3、作为活化因子即钙、镁、铁等矿物质和微量元素的活化因子,可以达到促进矿物质和微量元素吸收的效果,如在补钙、铁、锌等食品、保健品中添加低聚果糖,可以提向产品的功效。 4、作为营养素,可以促进体内自然合成B类复合维生素,具有支持脑、神经系统、消化及能量生成的作用。如在提高人体免疫力的滋补食品中添加低聚果糖,不仅可以增强产品的功效,而且可以降低产品的火气。

    5、作为独特的低糖、低热值、难消化的甜味剂,添加于食品中,不仅可以改善产品的口味,降低食品的热值,而且可以延长产品的货架期。如在减肥食品中添加低聚果糖,可以极大降低产品热值;在低糖食品中低

    聚果糖,较难引起血糖升高;在酒类产品中添加低聚果糖,可以防止酒中内溶物沉淀,改善澄明度,提高酒的风味,使酒的口感更醇厚、更清爽;在果味饮料和茶饮料中添加低聚果糖,可以使产品口味更细腻柔和、更清爽。

    6、作为美容因子添加于美容食品、护肤品中,可以增强产品美容、护肤作用。

    7、其它应用,如在焙烧食品中增加低聚果糖,可以增进产品的色泽,改进脆性,有利于膨化

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