聚葡萄糖特性及在食品中的應(yīng)用

1、聚葡萄糖特性及在食品中的應(yīng)用摘要：聚葡萄糖作為一種水溶性膳食纖維，具有良好的理化特性和生理功能，可廣泛應(yīng)用于各種食品中，尤其是低熱量、低糖低脂食品中。本文主要綜述了聚葡萄糖的結(jié)構(gòu)和組成、理化和生理特性及其在食品中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：聚葡萄糖特性應(yīng)用Abstract:Thepolydextrosepossedimportantphysicochemicalandphysio1ogicalproperties,andwasclaimedtowatersolubledietaryfiber.Therefore,itwaswidelyusedinfoodindustry,especial1yinthefo

2、odoflowcalorie,lowsugarandlowfat.Thispaperreviewedthestructureandtypeofploydextrose,thephysicochemicalandphysiologicalproperties,andtheapplicationsinfoodindustry.Keyword:ploydextrose;property;application前言聚葡萄糖（Polydextr。se）,是一種水溶性膳食纖維。與不溶性膳食纖維相比，聚葡萄糖有更多的保健功能和加工優(yōu)勢。聚葡萄糖因其具有低熱量、穩(wěn)定、極高耐受性等的特性，可廣泛應(yīng)用于各種食品中

3、，尤其是低能量、高纖維等的功能性食品中。美國和日本對聚葡萄糖的研究起步比較早，作為添加劑或食品，聚葡萄糖已被廣泛用于保健品、無糖糖果、乳制品、功能飲料、烘焙食品、膠體食品、沙拉醬等食品中。目前，國內(nèi)除了將聚葡萄糖作為添加劑使用外，還有部分以聚葡萄糖為主的膠囊、沖劑以及片劑之類的產(chǎn)品。隨著研究的深入和人們認(rèn)識的加強，作為膳食纖維補充劑，聚葡萄糖必將會在功能性食品及飲料的開發(fā)當(dāng)中發(fā)揮巨大的作用。1聚葡萄糖的結(jié)構(gòu)及組成聚葡萄糖是隨機交聯(lián)的葡萄糖組成的多糖，由葡萄糖和少量山梨醇、檸檬酸經(jīng)高溫熔融縮聚而成，其結(jié)構(gòu)由下圖所示。由于聚合度的不同，分子量從162到15,000不等,其中分子量在5000以內(nèi)的占

4、88.7%。聚葡萄糖產(chǎn)品有以下幾種形式：A型：即無定形粉末型，其10%水溶液pH值為2.53.5。適用于大部分食品，用時需用緩沖劑調(diào)節(jié)其酸性。N型:濃度為70%,用KOH部分中和pH值至5.06.0。在生產(chǎn)如冷凍甜食和一些糖果時，此種形式是易于添加及加工處理。聚葡萄糖K:即其鉀鹽。是用食用級KHCO3聚葡萄糖溶液pH值在5.06.0之間，然后將溶液干燥而得,或用KOH或KHCO3,與A型粉末干混而成。特別適用于弱酸性食品和易潮食品。改性聚葡萄糖（Litesse和精煉聚葡萄糖（LitesseUltra）:對聚葡萄糖進行催化氫化加工得到白色至乳白色的改性聚葡萄糖，10%水溶液的pH值為3.04.5

5、，酸度和苦味降低，口味有較大改善。在此基礎(chǔ)上提煉而成的精煉聚葡萄糖為白色固體，口味清爽，10%溶液的pH值為4.56.5，該溶液無色無味,工藝性能非常好，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊，尤被廣泛應(yīng)用于飲料生產(chǎn)中。2聚葡萄糖的特性理化特性2.1.1水溶性聚葡萄糖易溶于水，25C時溶解度為80%，加熱溶解的更快，這是與纖維類填充劑的不同之處。聚葡萄糖K比聚葡萄糖溶解速度快，因為KHCO3起了分散劑的作用。2.1.2穩(wěn)定性聚葡萄糖非常穩(wěn)定，在25C、45c和60c裸露的條件下，可穩(wěn)定地保存90天以上。在200c左右高溫下,穩(wěn)定性仍非常好,不與酸堿起反應(yīng)。由于聚葡萄糖粉末會吸濕，須有良好的包裝，貯存于低濕度條件下。

6、聚葡萄糖溶液也相當(dāng)穩(wěn)定，微生物難在其中生存。N型聚葡萄糖暴露在空氣中會失水，相對濕度75%時，濃度縮至80%;相對濕度52%時，濃度可縮至高達90%，而且高溫下長時間放置，顏色變暗。因此,宜置于低溫封閉容器中保存。2.1.3黏度同等濃度下，聚葡萄糖溶液的黏度高于蔗糖溶液和山梨醇溶液。聚葡萄糖溶液的黏度隨溫度升高而降低，與蔗糖溶液相似。在25C時黏度會隨聚葡萄糖的濃度增加而增加。2.1.4保濕性環(huán)境相對溫度高時，固體聚葡萄糖會充分吸水。聚葡萄糖可作為食品的保濕劑,控制溫度的變化。以焙烤食品為例,聚葡萄糖可延緩其水分蒸發(fā),從而阻止產(chǎn)品走味，保持或延長產(chǎn)品的貨架壽命。聚葡萄糖另一重要特性是對溶液水分

7、活度的影響。水分活度會影響食品質(zhì)構(gòu)、濕度變化和微生物穩(wěn)定性。當(dāng)濃度較低（小于60%）時，聚葡萄糖降低水分活度的效果不如蔗糖和山梨醇等小分子物質(zhì)。但在高濃度時，聚葡萄糖的效果更好，因為蔗糖會析出結(jié)晶,而聚葡萄糖由于是不同分子量的高度分支結(jié)構(gòu)的混合物,不會結(jié)晶。2.1.5風(fēng)味聚葡萄糖沒有甜味，A型稍有酸苦味,經(jīng)改性后味道變淡或消失。聚葡萄糖可與高甜度低熱量甜味劑共用制作低熱量甜食。聚葡萄糖濃度高時具有不良風(fēng)味，這可通過減少用量、加調(diào)味料或風(fēng)味修飾劑來消除。2.1.6融熔性質(zhì)聚葡萄糖無定形粉末在溫度高于130C時熔化，冷卻后形成一種透明的玻璃狀物質(zhì)，有著與硬糖相似的脆性結(jié)構(gòu),但與糖不同的是聚葡萄糖不

8、會形成晶體。2.1.7矯正冰點聚葡萄糖的冰點比同濃度的蔗糖溶液的要高。用KOH中和過的聚葡萄糖比未經(jīng)中和的其冰點要降低很多。冰點降低值越低，食品口感越硬,更適合冰棒和某些甜點中添加。使用高甜度甜味劑制造低熱量冷凍甜食時，可添加聚葡萄糖調(diào)整產(chǎn)品的基體,補償由于砂糖減少造成的基體喪失，改善由于冰點降低而造成的不良質(zhì)構(gòu)變化。22生理特性2.2.1低能量聚葡萄糖是隨機聚合的產(chǎn)物，糖甙鍵種類多，分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜,難以生物降解。眾多研究均表明，聚葡萄糖的熱量值為在1kca1/g左右證明其確為難消化糖類。2.2.2非胰島素依賴性聚葡萄糖能改善末稍組織對胰島素的感受性，降低對胰島素的要求,抑制胰島素的分泌，阻礙對

9、糖的吸收,且聚葡萄糖本身不被吸收,從而達到降低血糖水平的目的，有效預(yù)防糖尿病。2.2.3腸道調(diào)節(jié)作用聚葡萄糖可改善排便功能而無腹脹、腹瀉等不良效應(yīng)。有助于增加腸道中有益菌的數(shù)量，減少有害菌的數(shù)量，降低大便pH值?？蓽p少小腸對葡萄糖的吸收，攝入后在大腸中發(fā)酵產(chǎn)生短鏈脂肪酸如丁酸、異丁酸、醋酸等1。2.2.4降低甘油三酯和膽固醇聚葡萄糖可阻止或減少甘油三酯和膽固醇進入淋巴細管的量。同時,聚葡萄糖進入腸道后被腸道微生物降解的產(chǎn)物可抑制膽固醇的合成,并能吸附膽固醇的代謝產(chǎn)物膽汁酸并排出體外，從而降低人體內(nèi)膽固醇含量,阻礙對膽固醇的吸收,也可預(yù)防膽結(jié)石的形成2。用聚葡萄糖制出的巧克力有明顯的減少血清甘油

10、三酯的作用。若與乳糖醇配合使用，這種作用更強臼。2.2.5助控和減肥作用一方面聚葡萄糖可以抑制食欲,減少進食量，并從人體內(nèi)帶走多余的脂肪和能量4。另一方面聚葡萄糖還可在胃腸壁上形成一層薄膜,纏裹部分食物中的脂肪,限制消化道內(nèi)脂肪的吸收,促進脂類物質(zhì)的排泄，從而達到減少脂肪堆積,預(yù)防肥胖的功效5,6。22.6增殖雙歧因子的作用濃度為1%和2的聚葡萄糖即可對腸道雙歧桿菌有顯著的刺激作用。它所作用的雙歧桿菌范圍較廣，除了對青春雙歧桿菌、兩叉雙歧桿菌、長雙歧桿菌等有增殖作用外,還對嬰兒雙歧桿菌有增殖作用7。7促進Ca吸收Hara等的研究表明，攝入聚葡萄糖(50g/kg,21d)后，能增加Ca的吸收和骨

11、礦化，推測其Ca吸收主要是小腸的作用，而與大腸無關(guān)。Hitoshi等I的研究表明：隨著聚葡萄糖的濃度增加，小鼠空腸、回腸、盲腸、大腸的鈣吸收作用呈遞增趨勢，且100mmol/L的聚葡萄糖對小鼠空腸、回腸、盲腸的鈣吸收作用顯著,而大腸的鈣吸收作用不顯著。8提高免疫力可溶性纖維的大量吸水，稀釋了腸道中有害物質(zhì)的濃度，并促使它排除體外。研究表明,可溶性纖維對癌癥特別是結(jié)腸癌具有一定的防治作用，并具有排毒養(yǎng)顏的美容作用10o.2.9清除體內(nèi)毒物或降低毒性的作用朦葡萄糖可降低“-苯并花羥化酶的活性，減少苯并花對消化系統(tǒng)的危害；還可增強機體對多氯聯(lián)苯的清除率；另外，能促進體內(nèi)的二惡英通過糞便的形式排出體外

12、12o.10非齦齒性聚葡萄糖在口腔內(nèi)不被微生物利用發(fā)酵,故對牙齒沒有損害。應(yīng)用特性綜合以上的基本特性及生理功能，可知聚葡萄糖在食品中具有眾多的應(yīng)用優(yōu)勢，主要有:可取代食品中的糖和脂肪,有改善食品質(zhì)構(gòu)和口感的作用口味清爽,使食品香味易于釋放,在各類應(yīng)用中有改善食品風(fēng)味的作用廣為認(rèn)知的良好的膳食纖維來源能改善消化道健康的益生元血糖反應(yīng)低，代謝不依賴胰島素，適于糖尿病人飽腹感，幫助控制體重，適用于想控制碳水化合物攝入量的消費者耐受性好2.4安全性通過動物和人體試驗證實，聚葡萄糖具有高度的安全性。FDA和FAO/WHO均已批準(zhǔn)聚葡萄糖為安全的食品添加劑。目前,中國、日本、澳大利亞等45個國家已批準(zhǔn)使用

13、聚葡萄糖。另外，日本的厚生省已確認(rèn)聚葡萄糖是一種食品，我國已將其列入國家食品添加劑。食品中添加聚葡萄糖作為通便劑的平均最大無作用量為90g/do聚葡萄糖在食品中的應(yīng)用聚葡萄糖作為填充劑、防凍劑、低溫防護劑、抗老化劑、膳食纖維、益生元成分及防腐保鮮、增加滲透壓等的成分添加入食品中，既提供必要的體積，又賦予逼真的質(zhì)構(gòu)和口感，還能保證優(yōu)質(zhì)的纖維來源。希望攝入低熱量和保持健康的正常人群可以食用，糖尿病人等特殊群體也可以食用，預(yù)計將來聚葡萄糖的使用量將越來越大。保健食品中的應(yīng)用糖尿病人食品中的應(yīng)用治療糖尿病除需藥物治療外，主要還是依靠飲食控制。因此，適當(dāng)調(diào)整飲食結(jié)構(gòu)，是防治糖尿病的最主要方法。聚葡萄糖可

14、減慢葡萄糖的吸附，血液中的糖分也將緩慢增加，或胰島素稍有不足，也不致馬上引起血糖濃度增加。此外，聚葡萄糖還具有抑制血糖素分泌的作用，從而可以降低糖尿病患者血糖水平。便秘人群食品中的應(yīng)用服用聚葡萄糖后，可促進腸道雙歧桿菌、乳酸桿菌等有益菌的生長繁殖，同時產(chǎn)生大量短鏈脂肪酸，如乙酸、醋酸、葉酸和乳酸，改變腸道pH,改善有益菌群的繁殖環(huán)境，從而加快腸道蠕動，使糞便順利排出。3.1.3嬰幼兒食品中的應(yīng)用嬰幼兒特別是斷乳后體內(nèi)雙歧桿菌驟減，導(dǎo)致腹瀉厭食、發(fā)育遲緩，營養(yǎng)成分的利用率降低；食用含聚葡萄糖的食品，可以提高營養(yǎng)素的利用率和促進對鈣、鐵、鋅等微量元素的吸收。3.2普通食品中的應(yīng)用3.2.1飲料聚葡

15、萄糖具有的水溶性好，低pH值及加熱條件下的穩(wěn)定性高，在貨架期內(nèi)穩(wěn)定，纖維無損失等的優(yōu)良特性，使其能廣泛應(yīng)用于飲料產(chǎn)品，包括固體飲料，無不良口味、色澤和透明度均良好，并可增強無糖或低糖飲料的口感。這種飲料既能解渴、補充水分，又可提供人體所需膳食纖維，在歐美、日本等國十分流行。如日本可口可樂公司生產(chǎn)的含膳食纖維礦泉水，西歐、美國的高纖維橙汁、高纖維茶，國內(nèi)匯源開發(fā)的高纖果汁，三元乳業(yè)的高纖奶等。3.2.2糖果無糖糖果的良好配料，耐受性好。高水溶性和高黏度，保證硬糖和橡皮糖的良好咀嚼性；能防止結(jié)晶，特別是使用糖醇的糖果；非致齦性，適用于健齒糖果。添加聚葡萄糖的蔗糖糖果，起到強化纖維/益生元/降低蔗糖

16、的作用，也可降低熱量或降低總血糖生成值。3.2.3乳品聚葡萄糖具有低pH值條件下穩(wěn)定性好，無甜度且口味中性，粘度高等優(yōu)良特性，因而應(yīng)用于低脂、無脂乳品中，不僅可以改善乳品口感，還可提高乳品在保質(zhì)期的穩(wěn)定性，且不與其中任何成分發(fā)生對人體不利的理化反應(yīng)。此外，在乳制品中加入膳食纖維，還可滿足人體對膳食纖維的需求。該類產(chǎn)品在歐美很受消費者歡迎。聚葡萄糖可替代葡萄糖漿應(yīng)用在很多冷凍甜點中。因其持水性、抑制冰晶形成、水化質(zhì)感、膨化性等均與蔗糖相似，對其組織結(jié)構(gòu)并不影響，同時還可延長產(chǎn)品保質(zhì)期。當(dāng)與高強度甜味劑如阿斯巴甜混合使用時，即可達到與傳統(tǒng)冷凍甜品相同的味質(zhì)。在低脂冰淇淋中，添加聚葡萄糖并配合使用麥

17、芽糊精后，可增加其奶油感和乳脂狀，而對冰淇淋的產(chǎn)量、貨架期和價格等的影響都很小產(chǎn)14。3.2.4焙烤食品聚葡萄糖十分耐熱，在焙烤生產(chǎn)過程中把各種優(yōu)良的特性理想地結(jié)合起來，作為有效的蔗糖替代品能延緩淀粉老化，保持水分，提供良好的質(zhì)構(gòu)和口感，特別適于加工低糖、低脂的焙烤食品。聚葡萄糖加入餅干中，仍可獲得與傳統(tǒng)產(chǎn)品相近的質(zhì)構(gòu)和味感加入面包中，還可充當(dāng)抗老化劑的作用。肉制品用于雞塊，能減少烹制過程中的水分損失，而表層裹料依然保持酥脆；在冷凍魚糜制品中，作為冷凍保護劑而不提供甜度，改善風(fēng)味和質(zhì)構(gòu)；在肉餡和乳化型香腸中，能取代部分脂肪，不影響口感。果醬和陷料聚葡萄糖的高水溶性和高黏度，便于能減少果醬和陷料中的熱量和糖；用于陷料，能減少陷料中的水分遷移到面團或糕點上，延長其貨架期。4聚葡萄糖的使用及添加量聚葡萄糖除了沒有甜味和不結(jié)晶，其余工藝性能皆與蔗糖相似，可取代部分蔗糖和脂肪。聚葡萄糖常與各種食品配料（低聚糖、糖醇等）配合使用，以獲得更好的口感和產(chǎn)品特性，以及更強的保健功能3,164.1食品中聚葡萄糖的添加量聚葡萄糖的主要應(yīng)用范圍及參考使用量應(yīng)用范圍應(yīng)用實例添加量保健品作為便秘、糖尿病、肥胖等各種健康食品的原輔料和保健品載體制成的纖維片、30%.90%膠囊、口服液、沖劑等飲料各種高纖維飲料（包括固體飲料、碳酸飲料、礦泉水、運動飲料、植物蛋白飲料、1%-