经安全认定的新型功能性甜味剂的特性及在食品生产中的应用

经安全认定的新型功能性甜味剂的特性及在食品生产中的应用01功能性单糖一、结晶果糖（一）特性结晶果糖是一种新型甜味剂，广泛存在于水果中的天然糖类，在苹果、香蕉、草莓、梨和芒果等水果及蜂蜜中含量非常丰富。结晶果糖是以淀粉为原料通过酶法转化而来，属于葡萄糖同分异构体。外观呈无色晶体，熔点为103～105℃，水溶性高于蔗糖和葡萄糖，甜度为蔗糖1.3～1.8倍，在食品加工中可用于替代蔗糖，降低产品的含糖量，作为甜味剂可以单独使用或与其他甜味剂混合使用，起到协同增效的作用。结晶果糖具有冷甜特性，甜度随温度的变化而改变，适于冷藏或冷冻食品的加工。结晶果糖作为一种单糖，还具有以下明显的功能特性：①不会被口腔微生物利用，不易造成牙齿龋变，因此可以保护牙齿健康；②经过肠道时吸收较慢，一旦吸收就会转变为肝糖原，代谢速率快于葡萄糖，且代谢过程不依赖胰岛素，因此可以作为快速供能物质；③属于低升糖指数（GI）原料，GI值为19，食用后不会造成血糖升高，因此可用于糖尿病人食品加工制作中。（二）应用结晶果糖的高甜度以及优良口感特性使得其在许多国家作为蔗糖的替代品应用于家庭用糖、饮料、乳制品、糖果和保健品中。在乳制品中除了作为甜味剂，还可以作为褐变糖源用于开发褐色酸奶、褐色乳酸菌饮料，光明研简无蔗糖酸奶、味全活性乳酸菌饮品、君乐宝每日活菌饮品等均以结晶果糖作为甜味剂或褐变糖源。结晶果糖可以被快速代谢，能达到迅速供能的作用，因此常用于运动饮料和运动类食品的开发中；结晶果糖分子量小，渗透压大，用于果脯、蜜饯、果酱和水果罐头等糖渍食品中可以更快达到腌渍效果，提高产品加工稳定性。用于焙烤食品中，结晶果糖易发生美拉德反应，可使产品拥有诱人色泽，同时由于果糖吸湿性强，可以延缓产品失水速率，对抑制淀粉老化、维持货架期稳定性起到积极作用。在中国、欧美和日本，结晶果糖已被列入药典，可作为口服或注射用营养剂，尤其适于糖尿病患者使用。二、阿洛酮糖（一）特性D-阿洛酮糖又名D-核糖-2-己酮糖，分子式为C6H12O6，相对分子质量为180.16。阿洛酮糖属于稀少糖之一，在自然界含量较低。阿洛酮糖外观呈白色晶体状态，溶解度高，甜度是蔗糖的70%，口感类似蔗糖，由于甜度较低，常与甜菊糖苷、罗汉果苷复配使用。除作为甜味剂，D-阿洛酮糖还可以作为食品填充剂，带来一定的体积与质构改善。此外，阿洛酮糖还具有低黏度、易褐变、耐酸和耐热的特性，在食品领域具有广泛的应用。人体摄入的D-阿洛酮糖约70%从小肠吸收进入血液，然后以尿液或粪便形式排出，尽管部分被机体吸收，但能量转化率极低。2011年，D-阿洛酮糖获得GRAS认定，确认了阿洛酮糖的安全性及应用范围及最大使用量。2019年，FDA在发布的关于营养标签指南草案中明确阿洛酮糖不在添加糖范围内，同时产品热量以0.4kcal/g标注。（二）应用阿洛酮糖主要以单体或者复配糖的形式在北美、日本和韩国等少数国家作为甜味剂原料销售，可用于无糖饮料、糖果、烘焙和乳制品的开发中。可口可乐采用阿洛酮糖与甜菊糖苷的组合用于FuzeMeyer柠檬红茶和热带芒果绿茶饮料中，Chobani零糖酸奶以罗汉果糖苷和阿洛酮糖作为无糖甜味剂使用。阿洛酮糖用于烘焙食品中不但可以降低产品的含糖量和热量、提高产品色泽，还可以起到改善蛋清的起泡性能，提高淀粉成膜的韧性及拉伸强度的作用，对产品的膨胀度和口感起到改善作用。Pocan等研究发现，在明胶软糖开发中添加阿洛酮糖后，软糖含水量增加，弹性更高，结晶度减小，同时产品热量低，在贮藏期内质构变化较小。阿洛酮糖在降血糖、降血脂、预防糖尿病与肥胖方面具有明显功效，对开发针对糖尿病和肥胖等人群的功能食品、保健品以及药品是非常好的原料。另外，阿洛酮糖可以作为神经保护类药品原料，同时在防龋齿、应对氧化应激导致的疾病中表现出巨大潜力。02功能性低聚糖功能性低聚糖由2～10个相同或不同单糖聚合而成，聚合度较小，不被人体消化吸收。然而在大肠中易被有益菌利用，促进双歧杆菌、乳酸杆菌菌群增殖，产生短链脂肪酸及气体，具有改善肠道微生态平衡、改善便秘及腹泻、预防糖尿病、肥胖症、促进营养吸收及预防疾病等功能。功能性低聚糖主要包括低聚果糖和低聚异麦芽糖等。一、低聚果糖（一）特性低聚果糖广泛存在于菊苣、菊芋、大蒜、洋葱、牛蒡、香蕉、小麦和蜂蜜等。工业化生产以蔗糖或菊苣为原料通过酶法工艺获得，主要成分是蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖和蔗果六糖的混合物。低聚果糖甜度较蔗糖低，约为蔗糖的30%～60%，甜味清爽。低聚果糖具有较好的稳定性，在pH值中性条件下120℃处理后稳定性好，在pH值为3以下温度达70℃以后，其稳定性开始下降。低聚果糖具有较高的溶解性，黏度与同浓度蔗糖溶液近似，具有强吸湿性。低聚果糖是一种可溶性膳食纤维，摄入后可促进肠道蠕动，改变肠腔的渗透压，提高粪便含水量，改善排便性状、排便次数。作为公认益生元物质，低聚果糖可以增加肠道双歧杆菌和乳酸杆菌数量，增加菌群多样性，通过菌群代谢产生短链脂肪酸，降低肠道内pH值，有利于促进矿物质等营养物质的溶解吸收，同时可以抑制有害细菌的生长繁殖，减少毒素积累，对预防疾病具有重要作用。通过促进有益菌增殖及提高菌群代谢产物可提高巨噬细胞和NK细胞等免疫细胞的活性，促进抗体及其他免疫因子的分泌，强化机体免疫力，抵抗外部病原菌的入侵。此外低聚果糖在降低胆固醇、改善脂质代谢方面具有作用，对预防高血压、高血脂等疾病具有较好的改善作用。（二）应用低聚果糖优良的加工特点及健康功效使其在食品饮料、保健品、医药、特膳以及日化等行业具有广泛的应用。由于高溶解性、耐高温特性可用于饮料、烘焙和糖果等食品开发中；甜度低、热量低，用于面包和蛋糕等产品中可改善产品甜腻口感、降低产品卡路里；同时可用作淀粉老化抑制剂；低聚果糖的益生元功效还可以赋予食品饮料健康功效，提高产品功能性及卖点。在婴幼儿配方食品及辅食中，低聚果糖可以作为营养强化剂，改善宝宝营养吸收状况和肠道功能，提高抵抗力，目前飞鹤、贝因美和蓝臻等婴配粉中均有低聚果糖的添加。在保健品中，低聚果糖可用于调节肠道菌群类产品的开发。在日化产品，如赫莲娜绿宝瓶系列、悦诗风吟蓝莓平衡柔肤乳等产品可以用于改善皮肤微生态，强化皮肤微生态屏障，改善皮肤炎症现象。二、低聚异麦芽糖（一）特性低聚异麦芽糖是由淀粉酶解转化而来，主要成分是以α-1,6糖苷键结合的异麦芽糖、潘糖、异麦芽三糖及异麦芽四糖以上的低聚糖，是我国研究最早、使用最早且价格相对低廉的一种功能性低聚糖。低聚异麦芽糖甜度为蔗糖的40%～50%，甜度较低，甜味纯正，具有非常好的耐高温、耐酸性，水溶性好，粉状产品极易吸湿，黏度略高于同浓度蔗糖溶液，具有一定的还原性。低聚异麦芽糖也是非消化性糖，不易被消化道酶降解，而是作为大肠微生物的底物，促进有益菌的增殖，抑制有害菌生长，调节肠道内环境，在润肠通便、促进营养吸收和预防疾病发生方面具有明显功效。（二）应用低聚异麦芽糖常用作保湿因子而应用于面包和蛋糕中，可以延缓淀粉老化的发生，从而使产品质地更加柔软、口感更加细腻，还可以通过美拉德反应产生诱人色泽。应用于糖果生产中可以替代麦芽糖浆、葡萄糖浆、蔗糖等，降低糖果热量、抑制蔗糖结晶、延缓糖果水分散失，提高软糖弹性，同时低聚异麦芽糖不致龋齿，是一款适合儿童糖果的优质原料。在脑白金等保健品的开发中，低聚异麦芽糖可作为水溶性膳食纤维及益生元用于改善人体的肠道问题，解决因肠道菌群失调造成的一系列健康问题。低聚异麦芽糖在动物饲料领域已开始推广与应用，可作为新型绿色饲料添加剂，用于生猪、家禽、水产养殖中，改善动物肠道菌群结构，提高动物生长性能，替代抗生素的使用，解决抗生素滥用及残留问题。03功能性糖醇功能性糖醇是一种多元醇，如赤藓糖醇、木糖醇、麦芽糖醇和山梨醇等，功能性糖醇具有良好生理功能，摄入后不会引起血糖与胰岛素水平大幅波动，低热量，不会导致龋齿，具有抗氧化性，广泛应用于无糖食品开发中。一、赤藓糖醇（一）特性随着元气森林苏打气泡水的爆红，使赤藓糖醇出现在大众视野。赤藓糖醇在瓜果、藻类、真菌及发酵食品如酱油、酒中天然存在，工业化生产是通过微生物发酵技术获得，生产方式更加健康和安全。赤藓糖醇外观为白色结晶颗粒或粉末，分子量为122.12，是分子量最小的糖醇类产品。赤藓糖醇甜度为蔗糖的70%，入口清凉感明显，作为甜味剂常与甜菊糖苷、罗汉果苷和三氯蔗糖等高倍甜味剂搭配使用共同提升口感。赤藓糖醇在酸热条件下具有非常高的稳定性，不具有还原性，同时产品具有低吸湿性、不致龋齿性，被广泛用于食品、医药和化工等领域。赤藓糖醇具有独特的代谢途径，人体摄入的赤藓糖醇90%通过尿液排出体外，仅有10%进入大肠被微生物利用，热值为0kJ/g。赤藓糖醇不会使血糖产生波动，是糖尿病人的食物优选，同时赤藓糖醇与其他糖醇相比，具有较高的人体耐受量（女性0.8g/kg，男性0.66g/kg），腹胀和腹泻等副作用小。（二）应用赤藓糖醇可以作为无糖配料应用于0卡糖、饮料、酸奶、冰淇淋、糖果和饼干等产品的开发中。目前赤藓糖醇90%应用于饮料中，如碳酸饮料、茶饮料以及能量饮料等，与其他高倍甜味剂复合使用替代蔗糖，非常好的迎合了消费者对无糖的追求。用在糖果生产中，可用于开发无糖、低糖型糖果，低热量，不致龋齿。赤藓糖醇也常用作代糖甜味剂在代餐饼干、代餐面包和代餐棒等食品中应用，是代餐市场非常受欢迎的一款原料。除了食品领域之外，赤藓糖