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饮料行业低糖低热发展趋势及赤藓糖醇应用探讨

                             --------------保龄宝生物股份有限公司 王超 尹郑 庞明利

    【慧聪食品工业网】摘要:作为一种零热量甜味剂,赤藓糖醇在低糖低热饮料领域具有广阔的发展前景。本文主要论述了低糖低热饮料的发展现状,赤藓糖醇在低糖低热饮料中的应用优势及其发展前景。

    关键词:赤藓糖醇,低糖低热,饮料

    随着人们生活水平的提高,人们的饮食习惯发生了很大变化,饮料逐步成为现代膳食结构中不可或缺的一部分。饮料的应用日益广泛,其不仅是人们外出旅游的必备物品,而且越来越多的走入日常的居家生活中。现在的饮料产品不仅仅被单一的用来补充人体的水分,它也逐渐成为人们补充能量和营养成分并快速进入人体的有效载体。然而现在的饮料厂家在配方中多添加大量蔗糖作为甜味剂以保证饮料的口感,但过多的食用糖分会导致肥胖、诱发糖尿病,这与现代的健康饮食理念是相悖的,而且也限制了饮料的食用人群范围,不利于饮料行业的健康发展。因此,在健康饮食的风潮下,如何在保证饮料口感的同时,生产出低糖低热量的产品成为食品饮料企业不得不考虑的问题。

    一、低糖低热量饮料的现状

    低糖低热量饮料是指添加少量糖或添加糖的代用品,如高倍甜味剂、低聚糖、赤藓糖醇等研制出在人体内产生较少能量的饮料。目前国内的低能量饮料主要有以下几种:低能量碳酸饮料、低能量果蔬饮料、低能量植物蛋白饮料、低能量固体饮料,高纤维饮料和低能量啤酒[1]。

    20世纪80年代初,添加有可溶性纤维、低聚糖的低热量饮料开始进入日本市场。添加物均为低甜度、低热量且具有某种生理活性的物质,基本不增加血糖、血脂。随着科技的进步,赤藓糖醇、低聚异麦芽糖、低聚果糖、低聚半乳糖等新品种被逐步开发出来并引起了人们的关注,应用其生产的低热量饮料业深受消费者喜欢。

    我国低糖低热饮料的研制起步较晚,针对低热能食品的开发研究,我国从天然植物中提取了多种低热值的功能性甜味剂机型批量生产,我国目前生产的天然甜味剂主要有甜菊糖苷、罗汉果糖苷等。除此之外,人工合成的二肽甜味素如阿斯巴甜高倍甜味剂等作为蔗糖的替代品添加到饮料中大大降低了产生的能量,成为生产低糖低热饮料较理想的甜味剂。

    高倍甜味剂的甜度一般能够达到蔗糖的几百倍甚至几千倍,因此在饮料中添加少量就能达到其所需甜度,并且零热量。但是高倍甜味剂往往含有一些后苦味和金属味等不良味道,因此仅添加高倍甜味剂无法获得较好的口感和味道,且由于固形物的不足,饮料的口感饱满度也会急剧下降。为达到完美的口感,通常采用填充型甜味剂和高倍甜味剂复配使用。糖醇类产品是常用的填充型甜味剂,如麦芽糖醇、木糖醇和山梨醇等,但这些糖醇均是通过化学加氢制得,为消费者的安全和健康考虑,日本、欧美等国家饮料生产商多年前就已经不经常使用,纷纷转向了更健康、更天然零热值配料――赤藓糖醇。

责任编辑:张慧琳

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    二、赤藓糖醇概述

    赤藓糖醇(Erythritol),化学名1,2,3,4-丁四醇,又名原藻醇、赤藓醇,为白色结晶性粉末,甜味清凉纯正,无异味,是一种天然的糖醇类填充型甜味剂,溶于水后形成无色的溶液,且溶液的粘度很低,其结构式如图1所示。在自然界中分布广泛,在海藻、蘑菇类、甜瓜、葡萄等水果类、地衣类植物、微生物、发酵食品、以及动物体液中如人体眼球、血清、精液中都存在。

   

 图1赤藓糖醇分子结构式

图1赤藓糖醇分子结构式

    1.赤藓糖醇理化特性

    赤藓糖醇与蔗糖的甜味特性十分接近,无不良苦后味甜度约为蔗糖的60%~70%。在水中溶解时有很强的制冷作用,食用时口感凉爽。赤藓糖醇与阿斯巴甜或安赛蜜等高倍甜味剂混合使用时,能掩盖高倍甜味剂通常带有的不良风味或味觉[2]。

    2.赤藓糖醇的生理特性

    赤藓糖醇的代谢途径与胰岛素无关或很少依赖胰岛素,进入机体的赤藓糖醇中有90%随尿排出,基本不会引起血糖的变化,其代谢途径与其他糖醇类产品的对比如图2所示,这种独特的代谢特性决定了它代谢后的低能量值,适于三高患者及糖尿病患者食用。赤藓糖醇不能够被致龋菌变异链球菌利用而且较高浓度的赤藓糖醇对变异链球菌有一定的抑制效果[3],因此赤藓糖醇不能够引起龋齿,RiinaRunnel等人[4]在研究赤藓糖醇、木糖醇和山梨糖醇对龋齿的影响时发现赤藓糖醇的致龋齿性在三种糖醇中是最低的。

    

图2赤藓糖醇与其他糖醇类产品代谢途径对比

图2赤藓糖醇与其他糖醇类产品代谢途径对比

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    糖醇类产品在饮料中添加还涉及到耐受量的问题,而赤藓糖醇具有相对较高的耐受量,如图3所示,且无副作用,Munro等人[5]经大量动物和临床试验证明,赤藓糖醇无致畸毒性,不影响生殖和发育,不引起染色体变异,不致癌变,也不刺激肿瘤生长,消化道对其有较好的耐受性。

    

图3不同糖醇产品的耐受量对比

图3不同糖醇产品的耐受量对比

    三、赤藓糖醇在低糖低热饮料中的应用

    赤藓糖醇对饮料主要感官特征的影响体现在提高甜度、厚重感和滑润感,降低苦涩感,掩饰异味,改善饮料的整体风味,提高其甜味品质,同时降低了饮料中蔗糖的添加量及其热量。

    日本在20世纪80年代率先推出现代茶饮料后,又顺应消费形式开发出功能性无糖茶饮料,日本麒麟、三得利添加赤藓糖醇的无糖茶饮料尤为其中的佼佼者。在茶饮料中添加赤藓糖醇即降低了茶饮料能量又明显减少其苦后味,建议添加量为0.8~2.0%。

    赤藓糖醇溶解时吸热大,该特性可用于制成清凉型固体饮料。所谓固体饮料,是指水分含量小于3%,具有一定形状,须经冲溶后才可饮用的颗粒状、鳞片状或粉末状的饮料。赤藓糖醇的添加不仅改善固体饮料口感、提高其档次,而且还可实际降低热量约为40%~50%。实验表明,10克赤藓糖醇溶解于90克水中,温度下降约4.8℃。在100ml22℃的自来水中溶解17克赤藓糖醇时,实测约有6℃的冷却效果。

    利用赤藓糖醇生产新型的低热量饮料中,添加赤藓糖醇的果汁饮料,可降低热量的75~80%,另外,赤藓糖醇对果汁饮料中的维生素C也有一定的保护作用,高圣君等人[6]利用调节温度的方法研究维生素C的热降解动力学发现,1%~3%赤藓糖醇浓度的加入均有助于减缓维生素C的降解速率。其中,当赤藓糖醇添加浓度为2%时,维生素C降解反应活化能达到最大,为75.47kJ/mol,比对照高出了9.79kJ/mol。

    赤藓糖醇的稳定特性可以应用在需要巴氏高温短时和超高温的杀菌工艺的饮料中。

    赤藓糖醇能够促进溶液中乙醇分子与水分子结合,可降低酒类饮料中酒精的异味和感官刺激,有益于改善蒸馏酒和葡萄酒的质量。另外在酒精饮料中添加0.5%~1%的赤藓糖醇,能大大缩短发酵周期。

    赤藓糖醇可明显改善胶原蛋白、肽类及植物提取物的不良异味,因此在部分胶原蛋白饮料配方中经常可以看到赤藓糖醇的添加。

责任编辑:张慧琳

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图4添加有赤藓糖醇的胶原蛋白果味饮料

图4添加有赤藓糖醇的胶原蛋白果味饮料

    甜菊糖为天然、零热量甜味剂,但单独使用时存在不良后苦味,而将赤藓糖醇与其复配使用可掩盖这种不良味道,且能改善甜味特性,也使得该组合在国外无糖、零热量饮料中形影不离,成为无糖无热产品最佳的甜味剂搭配组合。该组合在风味饮料中也有很大的应用前景。按照国家饮料通则的定义,风味饮料是指以食用香精、食糖和甜味剂、酸味剂等作为调整风味的主要手段经加工制成的饮料,目前市场上常见的风味饮料如菠萝啤,现已停产的娃哈哈啤儿茶爽也是一款风味饮料。赤藓糖醇和甜菊糖在风味饮料中复配使用在保证口感的同时降低了成本,具有广阔的市场前景。

    四、赤藓糖醇在低糖低热饮料中的应用前景

    由于木糖醇、山梨糖醇等产品先于赤藓糖醇进入中国市场,因此目前它们的市场份额仍然很大,尤其添加有木糖醇的口香糖产品进入中国市场后得到消费者的广泛认可。但是经过多年发展,木糖醇、山梨糖醇等产品的市场已几近饱和,缺乏产品创新,而且随着网络和媒体的日益发达,消费者对食品安全问题日益敏感,对食品来源和加工过程中的健康安全程度要求也越来越高。作为更安全、天然和将抗的新型糖醇,赤藓糖醇已经展露出强劲的市场需求。前些年,赤藓糖醇价格较高,出于成本的考虑,饮料厂商在其应用上受到了较大的限制,但随着近年来国内外企业对赤藓糖醇市场推广力度的进一步增强及国内外众多食品饮料企业对赤藓糖醇的应用,赤藓糖醇价格大幅下降,另外,一个不争的事实是,饮料业原材料的上涨使得低端饮料的生存空间日益减缩,更多饮料企业将不得不向高端进军,而赤藓糖醇的显著的零热量特性为他们提供了发展方向,因此,相信在不就的将来,赤藓糖醇必将在国内掀起一股低糖低热饮料的创新浪潮!

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    二、赤藓糖醇概述

    赤藓糖醇(Erythritol),化学名1,2,3,4-丁四醇,又名原藻醇、赤藓醇,为白色结晶性粉末,甜味清凉纯正,无异味,是一种天然的糖醇类填充型甜味剂,溶于水后形成无色的溶液,且溶液的粘度很低,其结构式如图1所示。在自然界中分布广泛,在海藻、蘑菇类、甜瓜、葡萄等水果类、地衣类植物、微生物、发酵食品、以及动物体液中如人体眼球、血清、精液中都存在。

   

 图1赤藓糖醇分子结构式

图1赤藓糖醇分子结构式

    1.赤藓糖醇理化特性

    赤藓糖醇与蔗糖的甜味特性十分接近,无不良苦后味甜度约为蔗糖的60%~70%。在水中溶解时有很强的制冷作用,食用时口感凉爽。赤藓糖醇与阿斯巴甜或安赛蜜等高倍甜味剂混合使用时,能掩盖高倍甜味剂通常带有的不良风味或味觉[2]。

    2.赤藓糖醇的生理特性

    赤藓糖醇的代谢途径与胰岛素无关或很少依赖胰岛素,进入机体的赤藓糖醇中有90%随尿排出,基本不会引起血糖的变化,其代谢途径与其他糖醇类产品的对比如图2所示,这种独特的代谢特性决定了它代谢后的低能量值,适于三高患者及糖尿病患者食用。赤藓糖醇不能够被致龋菌变异链球菌利用而且较高浓度的赤藓糖醇对变异链球菌有一定的抑制效果[3],因此赤藓糖醇不能够引起龋齿,RiinaRunnel等人[4]在研究赤藓糖醇、木糖醇和山梨糖醇对龋齿的影响时发现赤藓糖醇的致龋齿性在三种糖醇中是最低的。

    

图2赤藓糖醇与其他糖醇类产品代谢途径对比

图2赤藓糖醇与其他糖醇类产品代谢途径对比

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