低聚果糖是指果糖基經β(2→1)糖苷鍵連接而成,聚合度為2~9的功能性低聚糖,屬于食品配料。按結構,低聚果糖可分為蔗-果型和果-果型低聚果糖兩種,分子結構如下。
低聚果糖分子式
工業上生産低聚果糖有兩種方法:以菊粉為原料的酶水解法和以蔗糖為原料的酶轉化法。前者所得低聚果糖聚合度範圍較大(DP2一DP9),屬果-果型;後者所得低聚果糖聚合度範圍較小(DP3-DP6),屬蔗-果型。低聚果糖是一種益生元,優良的理化特性和生理功效使其得到了廣泛的應用。
1、低聚果糖的理化特性
甜度:純度50%~60%的低聚果糖,其甜度約為同濃度蔗糖溶液的60%;純度95%的低聚果糖,其甜度相當于同濃度蔗糖溶液的30%;與蔗糖相比,低聚果糖甜味清爽,味道純淨,不帶任何後味。
黏度:在0~70℃的溫度範圍内,其黏度與玉米高果糖漿相似,且随溫度上升而下降。
熱值:體内測量的低聚果糖熱值僅為2.276kJ/g,熱值極低。
pH與熱穩定性:當pH為中性時,在120℃的條件下,低聚果糖還相當穩定;當pH為3時,溫度達70℃以後,其極易分解,穩定性明顯降低。
水分活性及其他特性:其水分活性與蔗糖相似。
另外,低聚果糖還具有良好的溶解性、耐堿性、賦形性、非着色性、抗老化性等特性。
2、低聚果糖的生理功效
雙向調節體内為生态平衡:促進雙歧杆菌的迅速增殖,抑制外源緻病菌和腸内腐敗細菌的繁殖,減少腸内毒素的污染。
潤腸通便:促進腸道蠕動、清除腸道垃圾,防止便秘、腹瀉,改善腸胃功能。減少有毒代謝産物,保護肝髒。
調節血脂:降低血清膽固醇。改善脂質代謝,改善高血壓、動脈硬化、心血管疾病。
促進人體内維生素B族合成:提高機體新陳代謝水平,增強免疫力和抗病力。
促進礦物質吸收:能促進食物中鈣、鐵、鋅等礦物質及蛋白質的消化吸收,改善營養不良,促進發育及預防骨質疏松症。
另外還有預防齲齒,防止肥胖等功效。
3、低聚果糖的應用
基于低聚果糖良好的理化特性和生理功效,其在食品、保健品、飼料等行業中得到了廣泛應用。
3.1在普通食品中的應用
低聚果糖熱值低、熱穩定性好,且具有抑制澱粉老化等特性,故可部分替代蔗糖添加到餅幹、面包、月餅等烘焙食品中。添加有低聚果糖的烘焙食品甜味純正,形狀、顔色均較好,且具有促進有益菌增殖的功效,既營養又健康。
此外低聚果糖還具有優良的溶解性、賦形性等特性,可應用于口香糖、花生軟糖等糖果的生産中。
3.2在保健品及特殊醫用食品中的應用
基于前述低聚果糖的生理功效,它在多種保健品中得到應用。在國内市場上,有不少以低聚果糖為原料或輔料的保健品,如保齡寶益生元、金暢通複合益生元、阿力果益生元、完美牌低聚果糖沙棘茶、修正藥業的疏暢口服液、多微生牌鐵鋅鈣氨基酸低聚果糖口服液等。
3.3在乳品中的應用
3.3.1在奶粉中的應用
低聚果糖比較适合添加在奶粉中生産嬰兒配方和中老年人奶粉。嬰幼兒和中老年人消化道功能都不是很好,而且容易缺鈣,低聚果糖既有雙歧杆菌增殖功效,還有降血脂、降血糖、促進礦物元素的吸收等功效。嬰兒奶粉中低聚果糖的添加量在3% -5%為宜。
目前伊利、秦俑、聖元、金洋等企業已有不少添加低聚果糖的奶粉。
3.3.2在發酵酸奶中的應用
在發酵乳制品中增加低聚果糖,可以作為産品中活菌提供營養源,增強活菌作用,延長保質期。酸奶是乳品中發展速度最快的一個品牌之一,近年來添加了低聚果糖等低聚糖的雙歧因子保健酸奶很流行。低聚果糖在酸奶中的添加量大約為6%。
3.3.3在風味乳飲料中的應用
在風味乳飲料中加入低聚果糖可很大程度增加乳飲料的營養和保健功能。低聚果糖在風味乳飲料中的添加量為6%-8%
3.3.4在乳酸菌飲料中的應用
活性菌飲料含有一定量的有益菌,經人體消化後會大量減少。非活性菌飲料的營養保健功能極為有限。添加低聚果糖可提高乳飲料的營養功能成分,低聚果糖在乳酸菌飲料中的添加量約為6%
低聚果糖具有多種優越的生理功能,是集營養、保健、療效于一體的新型糖源,在國内外乳制品行業中得到了廣泛應用,如添加到奶粉、酸奶和純牛奶等乳品中。國内添加有低聚果糖的産品有:蒙牛公司出品的歐世超金佳智嬰兒配方奶粉、金裝學生多維高鈣高鋅奶粉,伊利公司出品的超金裝嬰兒配方奶粉、倍冠嬰兒配方奶粉,君樂寶乳業出品的君樂寶嬰兒配方奶粉等。
低聚果糖
4、讨論與展望
在我國,低聚果糖的研發已有20餘年的曆史,無論是基礎研究還是應用研究都取得了較大的發展和進步,但我們也應看到其中的不足之處:我國低聚果糖的研究、生産和應用較日本、歐洲等國家或地區起步較晚,普通大衆對低聚果糖的益生元功效尚不了解或了解較少,對低聚果糖的相關知識仍需加強宣傳和推廣;關于低聚果糖的生理功效,實驗動物中的研究和體外研究較多,在人體中的研究和體内系統研究較少,應予以加強;
目前低聚果糖在乳制品、保健品中應用較多,在其他方面的應用相對較少,需大力加強低聚果糖在其他領域的應用研究;使用酶制劑生産低聚果糖,可簡化生産工序,快捷高效,因此受到國内低聚果糖生産廠家的親睐。但酶制劑的生産廠家多為國外的公司或外資公司,國産酶制劑較少,故應加強國産酶制劑的研發,盡量擺脫對國外酶制劑的依賴。
目前我國低聚果糖的生産除可滿足國内需求外,還出口到其他國家和地區。據了解,國内生産低聚果糖的幾家大公司的實際産能均低于設計産能,究其原因,是國内市場尚未充分打開。
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