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新型食品添加剂海藻糖的生产方法及其应用

上一篇 / 下一篇  2007-10-25 00:53:19 / 个人分类:卡拉胶研究

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摘要:综述了新型食品添加剂海藻糖的生产方法,海藻糖的特性及其作为甜味剂、保护剂、调味剂等在食品工业中的应用。

关键词:海藻糖;特性;生产;应用


Keywords:trehalose,property,production,application  

0前言

 海藻糖,是由二个葡萄糖基通过α,α-1→1键所形成的非还原性二糖,它广泛存在于昆虫、霉菌、酵母、地衣、显花植物、无脊椎动物等生物体内。它是昆虫中主要存在的血糖,昆虫飞翔时,利用它作为主要能量;而在动植物中,由于它的结构类似于水分子,是不可缺少的水的替代物,所以,当生物体遇冷冻、干燥等不良环境时,海藻糖起到了极为重要的保护作用。

1海藻糖的生产方法

 由于海藻糖在酵母中的含量最大,可达细胞干重的20%,所以,传统的海藻糖的生产方法,以酵母提取为主。以干燥、渗透压的改变来预处理酵母,可使其细胞中积累更多的海藻糖,经过乙醇等有机溶剂的抽提、精制后,可得较高纯度的海藻糖晶体。虽然,经过了多次技术改进,但该方法仍存在着成本高、收率低的缺点,所以不适宜大规模地工业化生产,产品海藻糖价格昂贵,每公斤达千元以上,仅用于试剂等,未能在食品工业中得到应用。

 近年来,日本林原研究所研制开发出了酶法转化生产海藻糖的新方法。该方法以淀粉为原料,细菌中,如Arthrobactersp.Q36等,提取的麦芽寡糖基海藻糖合成酶(简称MTSase)及麦芽寡糖基海藻糖水解酶(MTHase)共同催化生成海藻糖,其转化率可达80%以上。1995年,日本CargillandHayashibaraCompanyLtd.将该方法应用于大规模的工业化生产(生产工艺如图1所示),它使海藻糖的生产成本大幅度地降低,其价格仅为原来的1/100,约500日元/kg左右,使海藻糖在食品工业中的广泛应用成为可能。目前,该公司的海藻糖已获得美国FDA的认可,正式作为食品中的配料成分,开始进入美国市场。

2海藻糖在食品工业中的应用  

 日本Cargill公司所售的海藻糖为含有2分子结晶水的白色粉状晶体,含量在98%以上,它具有不同于一些通常所用糖类的特点(如表1所示)。因此,在食品工业领域中,它有着较一般甜味剂更为广阔的应用前景。

表1海藻糖的性质
熔点97.0℃
溶解性68.9g/100gH2O(25℃)
603g/100gH2O(90℃)
甜度相当于蔗糖的45%
吸湿性在RH90%以下,无吸湿性
消化性由小肠消化、吸收
pH稳定性>99%(pH3.5~10,100℃,24h)
热稳定性99%(120℃,90min)
保存性100%(37℃,12个月)
美拉德反应与蛋白胨无着色反应(120℃,90min)


2.1海藻糖是一种新型甜味剂

 海藻糖的甜度仅为蔗糖的45%,口感柔和,而且经研究表明,海藻糖不能被口腔病原菌Streptococcusmutants所分解而生成会导致龋齿的酸性物质,因此用它来代替常用的甜味剂,对预防龋齿起着积极的作用,可添加于口香糖、饮料等。此外,海藻糖也是一种低热量糖,不易被人体消化吸收,可抑制血清、肝脏中胆固醇的积累,所以,也可广泛添加于糖尿病人的专用食品中。

2.2海藻糖是一种天然的食品保护剂  

 由于海藻糖不具有还原性,耐酸、耐热,因此,在食品加工过程中,添加一定量的海藻糖,对于淀粉类食品,如馒头、面、饼干等,可抑制淀粉的老化,延长食品的保质期;对于鸡蛋、鱼类等蛋白质含量丰富的食品,可抑制蛋白质变性,保持食品良好的口感;而对于肉类、油炸类等含脂肪较多的食品,添加海藻糖可有效地抑制脂肪的酸化,保持食品优良的品质。此外,固体饮料、粉末调味品、干燥食品往往容易吸潮变质,添加海藻糖后,可降低食品的吸湿性,延长保存期。

2.3海藻糖是一种多功能调味剂

 在食品中添加一定量的海藻糖可使甜味、咸味、酸味等良好的味道得以保持,且有加强、改善作用,可使口感更好;而对苦味、涩味等不良味道及某些刺激性味道,海藻糖具有减轻和掩盖作用。如对干馏类食品及畜肉所特有的臭味,海藻糖具有显著的改善作用。

2.4海藻糖具有保健食品的功能

 有报道称海藻糖为体内有益肠道细菌——双歧杆菌增殖因子,可改善肠道微生态环境,加强胃肠道消化吸收功能,有效排除体内毒素,增强机体免疫抗病能力。此外,海藻糖具有较强的抗辐射作用,它能清除β、γ-射线所产生的OH·自由基,使细胞DNA不易发生突变,实验室研究证明,含有10mmol/kg的海藻糖,可使活细胞承受正常4.3倍剂量的β、γ-射线。因此,海藻糖具有开发成保健食品的潜力。

2.5其他应用  

 除了在食品工业中,海藻糖还可用于医药、化妆品工业。在医药方面,海藻糖可作为酶、蛋白、疫苗等生物药和生物制剂的保护剂,也可单独使用作为营养补剂。在化妆品方面,利用海藻糖所特有的保湿性,生产高级化妆品。

3展望

 以往,由于海藻糖价格昂贵,限制了其在食品工业中的应用,因此海藻糖的特性和用途也不为人们所熟知。随着海藻糖生产新方法的不断研究开发,海藻糖生产成本的不断降低,海藻糖以其优良的性状,一定会在食品工业中得到更大的应用。目前,以酶法转化生产的海藻糖仅在日本有售,我国还没有产品,国内有数家大学和研究所已开始该方面的研究,如江南大学、江苏省微生物研究所等,预计不远的将来将会有所突破。 

TAG: 卡拉胶研究

引用 删除 苏淑云   /   2011-05-23 11:06:27
(生产工艺如图1所示),图1在哪里呀???
 

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