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甜叶菊作为甜味剂的应用研究进展



全 文 :书第 2 期
收稿日期:2015 - 12 - 06
项目来源:甜叶菊无糖甜品开发,项目编号:201414440015
作者简介:徐岚(1994 - )女 ,贵州贵阳人,就读于贵州理工学院制药工程学院。
甜叶菊作为甜味剂的应用研究进展
徐 岚 ,段远霞,蔡 茂,骆诗坛,刘永刚
(贵州理工学院,贵州 贵阳市 550003)
摘要:目前随着人们生活水平的不断提高,人们越来越追求天然绿色的食品,而甜叶菊的发现使得其他甜味剂遭到巨大威胁,甜菊
糖的纯天然性,多功能性让它在欧美国家,日本的广泛使用于食品中。甜菊糖不仅低热量,在食用后对血糖未有影响,被认定为可
替代蔗糖的新型甜味剂,在我国并未被广泛使用。但甜菊糖的低热性,高甜度,安全性将会使他跻身于甜味剂之首,展现出他巨大
无限的潜力。本文综述了他的功能性,天然性,安全性及应用的现状与将来发展潜力。
关键词:甜菊糖苷;高倍甜味剂;功能性;应用广泛
中图分类号:TQ461 文献标识码:A 文章编号:1008 - 021X(2016)02 - 0063 - 03
Research Progress of Application of Stevioside as Sweetener
Xu Lan,Duan Yuanxia ,Cai Mao ,Luo Shitan,Liu Yonggang
(Guizhou Institute of Techcology,Guizhou 550003,China)
Abstract:Currently with the continuous improvement of people's living standards,people are increasingly seeking natural
green food,sweet and chrysanthemum leaves found the other sweetening agent was a great threat,pure nature of stevioside
and multifunctional let it in Europe and the United States,Japan are widely used in foods. Stevia sugar is not only low in
calories,after eating on blood glucose had no effect,was identified as agent to be confidence in the sweetness of sucrose
replacement,in our country has not been widely used. But stevia sugar low heat,high sweetness,security will be made
him among the sweeteners,show his immense potential. This paper summarizes the current status and future development of
his functional;natural;safety and application.
Key words:Stevioside,high sweetener,functional,widely used
现如今食品的多样性使得消费者的需求也变得多样性,
供应与需求是相辅相成,相互影响的。甜味是五味杂成中每
个人最应当享受的味道,但有一类人偏偏是避开而行,他们
就是糖尿病患者。他们对甜的渴望是远远大于普通人的,有
了这一人群的需求,这方面的供应就成了一个漏洞,所以科
学家在几年前就发现并开始研究糖尿病人可食用的甜味剂
-甜菊糖。甜菊糖苷提取自甜叶菊,甜叶菊原产地南美巴拉
圭、巴西等地[5]。不仅如此,虽说甜味剂有助于缓解压力,使
人们感到快乐,但科学研究指明目前市面上的甜味剂过多的
摄入会导致肥胖,并产生多种疾病,甚至是缩短寿命。因此,
使用纯天然的甜味剂将会成为健康新标准,市面上大多数食
品中的合成甜味剂与甜菊糖并不能相提并论。甜叶菊不仅
纯天然,且是属于零卡路里的甜味剂[7],就这一点就让其
他甜味剂望其项背。目前在市面上的应用并不广泛,但甜菊
糖的需求大于供应,是由于并未让人们熟知这一多功能性甜
味剂,接下来就让大家一一了解这一“潜力股”。
1 甜菊糖的功能及特点
甜菊糖提取于甜叶菊中,它的甜度是蔗糖的 300 倍,由
于甜度高,所以用量少。多食用可预防糖尿病,高血压,肥胖
症,龋齿等。从功能性来说可被当作膳食纤维,添加到糕点、
饼干、面包类食品中可开发出营养、保健等适合儿童老年人
尤其是患有糖尿病高血压病人的食品很有前途[1]。这类食
品适合于儿童的原因是它可以保护儿童的牙齿即防龋齿的
作用[3]。另外,在 2004 年左右,美国及英国禁止使用甜菊糖
苷这类甜味剂,原因是认为有致癌的可能。据 2012 年北京
化工大学的吕鑫华的硕士论文[6]甜菊糖苷类甜味剂的分离
纯化与生物转化得知,在一系列中外研究人员的试验结果都
表明甜菊糖苷这一甜味剂并未有毒性或不良反应[15]。
1. 1 安全性高
甜叶菊的发现地南美巴拉圭、巴西等地的居民已经将它
使用在食物中有很长一段历史,至今未发现有何毒副作用。
甜菊糖苷不会在体内沉积,不参加代谢,科学家曾用大量动
物实验发现未有急性、短期遗传毒性;也有相关人体研究表
示甜菊糖苷还可对高血压又一定的辅助治疗作用[11]。且在
南美,日本,韩国已有长时间食用传统。
1. 2 低热值
人体消化道中的酶不能被甜菊糖苷所分解消化,胃和小
肠是摄入甜菊糖苷的通道,之后进入结肠,肠道中的微生物
将利用它发酵生成短链脂肪酸。甜菊糖苷属于低热量物质,
以至于拿它来代替蔗糖可生产美味且不会使体重增加的冰
·36·徐 岚,等:甜叶菊作为甜味剂的应用研究进展
DOI:10.19319/j.cnki.issn.1008-021x.2016.02.022
山 东 化 工
淇淋,蛋糕,乳制品等[4]。
1. 3 稳定性好
甜菊糖苷在酸性条件下和室温下,存放 180d 基本上不
发生分解,也没有沉淀的产生。在室温下储存 5 个月都仍很
稳定。甜菊糖苷不属于发酵性物质,不易霉变,性质稳定,以
至于加到食品中使用不会发生变化,当制成品加热后也不会
出现褐变现象,同时在长途储运中也便于存放。
1. 4 口感优良
甜菊糖苷后味长,口感清新,对酸碱较为稳定,与各类甜
味剂联合使用可改善口感,增效的作用。
1. 5 成本低
由于甜味是蔗糖的 300 倍,甜味高,则用量就可降低,就
使得使用成本降低。使用甜菊糖苷比蔗糖的使用相较可节
省 60% -70%的成本。
1. 6 促进矿物质吸收
许多研究表明,甜菊糖苷能促进矿物质吸收,尤其是钙,
甜菊糖苷使肠内 PH降低,使钙镁成为可溶性物质,便于通过
上皮细胞使人体吸收。
2 目前食品工业中的应用
2. 1 饮料中的应用
碳酸饮料,果汁饮料,含乳饮料,在食用后感到口感清
新,甜味持久,低热量,不引起龋齿等效果[10]。
2. 2 茶
用甜叶菊直接泡茶,糖尿病人长期食用可降低血糖,促
进胃消化,宿醉后使用可醒酒且消除疲劳,对肥胖患者〗高血
压病人均有防治作用。目前,市面上已有降糖茶如宁红减肥
茶,红花茶,无龙戏珠枣茶等。
2. 3 糖果中的应用
口香糖,食用后口感清凉,甜味持久。
2. 4 糕点面包中的应用
产品松软有湿润感,不引起龋齿,口感好。
2. 5 各类零食
果脯,蜜饯,果酱。改善风味,由于甜度高,用量少,大大
降低成本。
2. 6 肉食品中
香肠,火腿,腊肉。可延长保质期,改善风味。
2. 7 腌制品中
腌制萝卜酱菜以及泡菜时加入甜菊糖苷,可使保质期延
长,清腌味美,风味持久。
2. 8 水产品中
白酒,啤酒,香槟酒,葡萄酒。提高醇香味,清除辛辣味,
提高透明度,降低粘度,口感清爽,可增加啤酒泡沫洁白持
久。
2. 9 另外在日化产品中也有应用
牙膏,化妆品。用在牙膏中既可适当增加甜味,也可降
低有害细菌增殖,不仅使龋齿发生率降低,带有甜味的牙膏
在儿童使用时也可享受糖带来的甜蜜。
2. 10 医药方面
在 1992 年已批准甜菊糖苷可在医药方面上应用。如:
消渴润喉片、桔味 VC、止咳糖浆、小儿复方新诺明等。用在
儿童药的居多,主要针对了儿童对甜味的渴望大于其他人群
的心理[14]。
2. 11 其它
多味瓜籽、香烟、甜菊奶粉等。
3 甜菊糖苷的提取
3. 1 超声波提取
甜叶菊中碳水化合物经超声辅助萃取,优化提取工艺则
利用响应曲面法(RSM)结果显示提取的最佳温度应为
68℃,最佳超声功率为 60W,所需时间为 32min。此工艺相较
于传统工艺相比,RebaudiosideA相对含量增加[6]。
3. 2 微波辅助溶剂提取
相关实验人员通过常规提取法(浸泡提取,25℃,12h)、
微波辅助提取法(25℃,80W,1min)和超声波提取(35℃,
30min)得到的各组分含量相比超声波辅助萃取时间短,耗时
少,则可用于筛选样品[6]。
3. 3 超临界二氧化碳萃取
利用 Box - Behnken实验的设计优化了有效成分提取的
条件。试验结果表明超临界流体萃取的优点是节省时间的
同时,产品还不残留有溶剂。但是缺点是由于二氧化碳流体
的溶解能力不强,则需要加入助溶剂,比如乙醇、甲醇或水
等[6]。
3. 4 酶法低温浸提
运用酶法低温浸提的方法,选择专一性极高的纤维素酶
和果胶酶,使得甜叶菊细胞壁遭到破坏,从而使甜菊糖苷等
成分溶解出来或悬浮在提取液中,这类方法可以得到最大程
度的提取,且杂质溶出量很少[6]。
3. 5 超高压技术提取
利用超高压(100 - 1000MPa 的静压力)作用在甜叶菊
上,使得叶片细胞膜发生结构变化,从而有效成分进入到提
取液中,与此同时,此法同传统工艺相比,超高压常温提取还
有能耗少,保持有效成分的生物活性,所需时间短及工艺操
作简单等优点[6]。
3. 6 多级逆流提取法
相关人员比较了晒干,阴干,烘干,微波干燥四种方式对
提取物品质的影响,最终结果是微波高火干燥是最佳方式,
其干燥时间短,只需 3min,stevioside 的含量提高了 20%左
右,而 rebaudioside A的含量则提高了 27%。另外,还比较了
单罐提取,三级逆流提取及三罐串联逆流提取这三种提取方
式的效果,最终结果为三级逆流提取是最适合工业化提取的
方式。三种方式的提取率相差不大,但从提取时间来看,三
级逆流提取则占上风,只需 20min,而其余两种都需要多达
1h[6]。
3. 7 水提石沉法
该法是李开泉等人在 2014 年对于以甜菊叶为原料提取
甜菊糖苷的新方法申请的专利[16]。即以自创的“YCXY - 3
号”除杂剂除杂,以水为溶剂,不用多余有机溶剂就能有效去
除脂类及叶绿素等杂质。工艺大致为:原料经酶处理后用纯
水提取,YCXY - 3 号加入所得浸膏除杂。用乙醇溶解提
取物,调节 PH 以达定值,再用活性炭进行脱色处理,由凝析
·46· SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY 2016 年第 45 卷
第 2 期
分离,纯化提制,烘干后可得无色针状甜菊糖苷结晶,其纯度
可达 95%以上。
3 当前挑战
由于蔗糖,糖精等甜味剂还是占住了广大市场,有些不
法分子,不良商家仍然使用某些低廉合成甜味剂来打造食品
的甜味而从中获取高额利益;蔗糖的使用由来已久,它的口
感已广泛让人接受认同,另外,使用一种甜味剂影响产品口
感,如果全都使用蔗糖成本又太高,这就使得生产成本过高,
所以一般企业都会将几种甜味剂配合起来使用[13],比如:果
葡糖浆、安赛蜜等。这样还会降低成本[12]。虽然说,现在随
着生活水平的提高,吃喝都要求是纯天然的、绿色的,但如此
看来,就会使得食品的成本提高,以至于在某些不发达城市,
天然绿色的食品并未深入人心,这只会无端的使恩格尔系数
提高。而对于身体而言,食用天然绿色的食物好处的显现短
时间内并未有明显效果,所以只顾眼前的人是不会冒这种
风险的。另外,甜菊糖苷的质量还是关键,所以现应当加强
对新品种的选育,加强基地的建设,以确保甜菊糖的优良
性[8]。我国甜叶菊以出口为主,着眼于全球市场,相关集团
及单位应当加大宣传力度,同时国内市场也要稳稳把握,比
如同食品企业合作,与科研所进行项目上的合作,同时培养
潜在人才及消费群[9]。
4 发展前景
据 2010 年农产品市场周刊 37 期名为新甜菊糖的一篇
刊文[17]可知,多年以来发展,我国甜菊糖实际产能已达 4000
多吨。随着美加合资 GLG 集团投资数千亿在我国安徽、江
苏两地建设超大型种植基地,预计两年后产量将达 5000 吨
以上。由于我国甜菊糖出口市场需求增强。固定客户群已
有如日本、韩国、新加坡以及西欧北美等国市场,仅对日韩欧
美的年出口甜菊糖数量都在 500 吨以上。据悉,韩国日本由
于劳动力成本偏高以至于现在已停止种植,均从我国进
口[2]。
据资料显示,2015 年我国糖尿病患者人数居全球之首人
数为 1. 14 亿,高血压患者人数高达 3. 3 亿,而龋齿高达 9 成
的人并未被治疗成功。这些数字都在逐年往增,健康问题将
成为 21 世纪或往后一个非常重要的民生问题,美国是世界
上肥胖人口最多的国家,而花费在减肥上的费用高达 300 亿
美元,我国也不例外,肥胖人口都在猛增当中。当下,低糖和
无糖食品成为人们的首选,甜叶菊不仅可以制成无糖甜品,
还可与其它甜味剂联合使用制成低糖食品,就甜菊糖苷的广
泛应用来说,就可生产出多样性的食品供消费者选择。最重
要的是,甜菊糖苷类产品的消费者不局限于肥胖者,而是所
以人群,由于甜叶菊的多功能保健性,使得在未来当人们看
清其余甜味剂的不足后,甜叶菊将垄断甜味剂这一巨大行
业,这个庞大的需求量就是商机,就是甜叶菊未来的发展方
向。
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