功能性食品(1).ppt
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1、第四章 功能性甜味剂n n功能性甜味剂(功能性甜味剂(Functional SweetenersFunctional Sweeteners)是指具)是指具有特殊生理功能或特殊用途的食品甜味剂,也可有特殊生理功能或特殊用途的食品甜味剂,也可理解为可代替蔗糖应用在功能性食品中的甜味。理解为可代替蔗糖应用在功能性食品中的甜味。蔗糖蔗糖:甜味纯正,16.7KJ/g,粘度、质构、体积适于食品加工。蔗糖与健康:肥胖症、龋齿(直接),糖尿病、冠心病新型甜味剂应运而生。功能性甜味剂功能性甜味剂(三种):功能性低聚糖促双歧杆菌,低能量果糖、L-糖和多元糖醇与胰岛素无关,能量值低,不龋齿 强力甜味剂甜度很大,用量
2、极小,能量值为0。特点:低能量特点:低能量功能性甜味剂分为四大类功能性甜味剂分为四大类n n(1 1)功能性单糖,包括结晶果糖、高果糖浆和)功能性单糖,包括结晶果糖、高果糖浆和L-L-糖等。糖等。n n(2 2)功能性低聚糖,包括低聚异麦芽糖、异麦芽)功能性低聚糖,包括低聚异麦芽糖、异麦芽酮糖、低聚半乳糖、低聚果糖、乳酮糖、棉子糖、酮糖、低聚半乳糖、低聚果糖、乳酮糖、棉子糖、大豆低聚糖、低聚乳果糖、低聚木糖等。大豆低聚糖、低聚乳果糖、低聚木糖等。n n(3 3)多元糖醇,包括赤藓糖醇、木糖醇、山梨糖)多元糖醇,包括赤藓糖醇、木糖醇、山梨糖醇、甘露糖醇、麦芽糖醇、异麦芽糖醇、氢化淀醇、甘露糖醇、
3、麦芽糖醇、异麦芽糖醇、氢化淀粉水解物等。粉水解物等。n n(4 4)强力甜味剂,包括三氯蔗糖、阿斯巴甜、纽)强力甜味剂,包括三氯蔗糖、阿斯巴甜、纽甜、二氢查耳酮、甘草甜素、甜菊苷、罗汉果精、甜、二氢查耳酮、甘草甜素、甜菊苷、罗汉果精、甜蜜素、安赛蜜等。甜蜜素、安赛蜜等。第一节第一节 功能性单糖功能性单糖n n单糖单糖单糖单糖:葡萄糖,果糖,木糖,甘露糖和半乳糖。:葡萄糖,果糖,木糖,甘露糖和半乳糖。n n根据不对称碳原子所形成的立体异构体,分为左旋糖根据不对称碳原子所形成的立体异构体,分为左旋糖L-L-;右旋糖;右旋糖D-D-。n n通常所见的糖都是通常所见的糖都是D-D-糖,其中糖,其中D-
4、D-果糖为功能性单糖。果糖为功能性单糖。n n特点特点特点特点:n n (1 1)甜度大,等甜度下的能量值低,可在低能量食)甜度大,等甜度下的能量值低,可在低能量食品中应用。品中应用。n n (2 2)代谢途径与胰岛素无关,可供糖尿病人食用。)代谢途径与胰岛素无关,可供糖尿病人食用。n n (3 3)不易被口腔微生物利用,不易造成龋齿。)不易被口腔微生物利用,不易造成龋齿。n nD-D-果糖:美国果糖:美国5050年代开始系统深入的研究。年代开始系统深入的研究。n n 芬兰、法国、德国,芬兰、法国、德国,6060年代工业化生产年代工业化生产n n 目前,仅少数国家有工业生产技术。目前,仅少数国
5、家有工业生产技术。n nL-L-糖糖:自然界很少,研究这类糖目的在于利用其不被人体代谢而没有能量的特性。n nD-D-和和L-L-糖糖:n n 化学组成,化学性质一样n n 生化特性截然不同,人体内的酶只对D-糖起作用,而对L-糖无效。n n L-糖分子与酶分子不匹配。n n1981.4.14美国专利4262032,报导了可应用于食品、饮料和医药品中的L-糖:1111种种n nL-左洛糖(L-gluose)、L-果糖、L-葡萄糖、L-半乳糖、L-阿洛糖(L-allose)、L-艾杜糖(L-idose)、L-塔罗糖(L-talose)、L-塔格糖(L-tagatose)、L-阿洛酮糖(L-all
6、ulosse)、L-阿单糖一、功能性单糖的物化性质与甜味特性一、功能性单糖的物化性质与甜味特性n n1792.德国Lwity发现果糖阻碍葡萄糖结晶。n n1843.Mitscherlich进行了系统的研究,发现这种糖在水果中较多。“水果糖”“果糖”n n果糖:180,C6H12O6,葡萄糖的同分异构,、异构体(一)果糖的物化特性n n结晶果糖:无色针状或三棱形结晶。吸湿性,强结晶果糖:无色针状或三棱形结晶。吸湿性,强吸湿后是粘稠状。吸湿后是粘稠状。n n结晶果糖在结晶果糖在pH3.3pH3.3时最稳定,热稳定性较蔗糖、时最稳定,热稳定性较蔗糖、葡萄糖差。葡萄糖差。n n具有还原性,能与可溶性氨
7、基化合物发生美拉德具有还原性,能与可溶性氨基化合物发生美拉德褐变。褐变。n n可被酵母发酵,故可用于焙烤食品。可被酵母发酵,故可用于焙烤食品。n n果糖不是口腔微生物的合适底物,不易造成龋齿。果糖不是口腔微生物的合适底物,不易造成龋齿。n n净能量值净能量值15.5KJ/g15.5KJ/g,等甜度下,能量值较低。,等甜度下,能量值较低。(二)果糖的甜味特性n n甜味评价受专门训练的人通过感觉器官的感觉评价而确定的,以蔗糖为参比。n n已报导,果糖的甜度是蔗糖的1.2-1.8倍。n n但随温度有变化。凉,甜;热,不甜。n n主要与互变异构平 衡体系的移动有关。二、功能性单糖的代谢特性二、功能性单
8、糖的代谢特性n n(一)果糖在人体中的代谢途径(一)果糖在人体中的代谢途径n n果糖果糖激酶(与胰岛素无关)1-磷酸-果糖进一步代谢n nOlefsky和Crapo研究指出:50g果糖服用,胰岛素水平和血糖值变化小。n n糖尿病学家和食品工艺学家一致认为果糖是糖尿病患者一种较好的功能性甜味剂。(二)(二)L-糖的代谢特性糖的代谢特性n n化学法制备化学法制备L-L-糖、糖、D-D-糖,培养细菌,发现糖,培养细菌,发现D-D-糖被糖被消化吸收而消化吸收而L-L-糖完整地保留,可知糖完整地保留,可知L-L-糖无能量。糖无能量。n nL-L-糖的代谢特性:糖的代谢特性:n n能量为能量为0 0n n
9、与与D-D-糖的口感一样糖的口感一样n n不引起牙齿龋变不引起牙齿龋变n n对细菌引起的腐败、腐烂具有免疫力对细菌引起的腐败、腐烂具有免疫力n n作为作为D-D-糖的替代品,不需另加填充剂糖的替代品,不需另加填充剂n n在水溶液中稳定在水溶液中稳定n n热处理食品加工中稳定热处理食品加工中稳定n n能发生美拉德褐变,用于焙烤食品中能发生美拉德褐变,用于焙烤食品中n n适于糖尿病或其他糖代谢紊乱病人适于糖尿病或其他糖代谢紊乱病人n nL-L-糖的研究方向糖的研究方向:n n人体是否有酶能使L-糖穿过肠酶或转变成可代谢的D-糖n n肠中是否有微生物能分解L-糖至人体可消化吸收的中间产物n n完全彻
10、底的毒理实验。急性、慢性、遗传三、功能性单糖的制备三、功能性单糖的制备n n(一)果糖的制备(一)果糖的制备(二)果糖与高果糖浆的比较(二)果糖与高果糖浆的比较n n结晶果糖:固体,优越的加工性能 n n高果糖浆(42%、55%、90%):异构化玉米糖浆,最高可达50%以上的葡萄糖、麦芽糖及其他糖类,国内生产(安徽蚌埠,(安徽蚌埠,湖南长沙)湖南长沙)n n果糖易吸湿、操作上不便,但可保持以其加工的食品如蛋糕、面包的新鲜度和水分(三)(三)L-糖加工糖加工n nL-糖可通过化学合成法、酶法、化学异构化法(使D-型转化成L-型)和遗传工程法等来制备,可以由这些方法合成包括L-葡萄糖和L-果糖在内
11、的十几种L-糖。n n目前投入工业化生产规模的仅L-山梨糖一种。(四)果糖在功能性食品中的应用(四)果糖在功能性食品中的应用n n美国美国19751975年应用于低能量蛋糕,明胶点心,布丁,口香糖,年应用于低能量蛋糕,明胶点心,布丁,口香糖,冰冻甜点心,软饮料,餐桌甜味剂,固体粉末饮料等。冰冻甜点心,软饮料,餐桌甜味剂,固体粉末饮料等。n n结晶果糖成功地应用于生产高质量的角豆糖衣(结晶果糖成功地应用于生产高质量的角豆糖衣(Carob Carob coatmyscoatmys)n n果糖占糖衣总量的果糖占糖衣总量的35%35%,由于甜度大,可制得很薄,由于甜度大,可制得很薄n n重点:在运动饮
12、料中的应用重点:在运动饮料中的应用n n在欧美:果糖是运动员饮料的一种基本原料,又叫等渗饮料:在欧美:果糖是运动员饮料的一种基本原料,又叫等渗饮料:补充由于流汗造成的水分、能量、糖分和矿物质的短缺。补充由于流汗造成的水分、能量、糖分和矿物质的短缺。n n要补充矿物质、糖分,需在与人体体液相同渗透压混压下即要补充矿物质、糖分,需在与人体体液相同渗透压混压下即等渗状态下补充。等渗状态下补充。n n使用果糖的运动饮料,能量转化快,血糖不升高。使用果糖的运动饮料,能量转化快,血糖不升高。n n美国:美国:Active 8Active 8Active 8Active 8,意大利:,意大利:Enervit
13、 GEnervit GEnervit GEnervit G 等都添加了结晶果糖。等都添加了结晶果糖。第二节第二节 功能性低聚糖功能性低聚糖 n n一、生理功能一、生理功能n n(1)难消化性,低热值而不会导致肥胖,可供糖尿病人和低血糖病人食用;n n(2)活化肠道内双歧杆菌并促进其增殖,而双歧杆菌则对保护人体健康起着十分重要的作用;n n(3)不易为腐败菌发酵,具防腐和抗龋齿的功能;n n(4)具有膳食性纤维的部分生理功能。二、国内外研究现状二、国内外研究现状n n日本在这方面的研究、开发与应用位居前列,已形成工业化生产规模的低聚糖品种达十九种。n n1999年的消费量为3万吨。n n2000
14、年我国功能性低聚糖总产量约3万吨,主要品种是低聚异麦芽糖。n n目前,功能性低聚糖替代或部分替代蔗糖而广泛应用在饮料、糖果、糕点、乳制品及调味料等多种食品中。三、功能性低聚糖的摄入剂量和副作用三、功能性低聚糖的摄入剂量和副作用n n功能性低聚糖纯品日摄入有效剂量是低聚果糖3.0g,低聚半乳糖2.02.5g,大豆低聚糖2.0g,低聚木糖0.7g。n nHata等报道大豆低聚糖最大的不引起腹泻剂量为男人0.64gkg、女人0.96g/kg。n nSpiesel等报道低聚果糖引起腹泻的最小剂量男人44g、女人49g。n n低聚半乳糖急性中毒的LD5015gkg(对兔)。四、功能性低聚糖的种类四、功能
15、性低聚糖的种类n n(一)低聚异麦芽糖(一)低聚异麦芽糖(一)低聚异麦芽糖(一)低聚异麦芽糖n n低聚异麦芽糖甜味温和,甜度是蔗糖的低聚异麦芽糖甜味温和,甜度是蔗糖的30%30%50%50%,粘度、,粘度、水分活度、冰点下降情况与蔗糖相近,食品加工比饴糖易水分活度、冰点下降情况与蔗糖相近,食品加工比饴糖易操作。耐酸耐热性较强,浓度为操作。耐酸耐热性较强,浓度为50%50%的糖浆在的糖浆在pH3pH3、120120下长时间加热也不分解。下长时间加热也不分解。(二)低聚半乳糖(二)低聚半乳糖n n低聚半乳糖甜味比较纯正,热值较低低聚半乳糖甜味比较纯正,热值较低(1.7kcal(1.7kcalg)g
16、),甜度为蔗糖的,甜度为蔗糖的20%20%40%40%,保湿性极强。在,保湿性极强。在pHpH为中性条件下有较高的热稳定性,为中性条件下有较高的热稳定性,100100下加热下加热1h1h或或120120下加热下加热30min30min后,低聚半乳糖无任何分解。后,低聚半乳糖无任何分解。低聚半乳糖同蛋白质共热会发生美拉德反应,可低聚半乳糖同蛋白质共热会发生美拉德反应,可以用于特殊性质的食品如面包、糕点等的加工。以用于特殊性质的食品如面包、糕点等的加工。图图 低聚半乳糖的化学结构低聚半乳糖的化学结构(三)低聚果糖(三)低聚果糖低聚果糖热值仅为6.28J/g.当环境pH为中性时,低聚果糖在120条件
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