低聚木糖在食品工业中的应用

摘要：介绍了低聚木糖在饮料、保健食品、焙烤食品等食品工业中的的应用, 概述了低聚木糖的发展前景。
低聚木糖具有良好的理化性质, 他的甜度相当于蔗糖的 40 % , 且甜度适中, 没有杂味。低聚木糖耐酸、耐热, 在 pH 2.5～8.0 范围内或高温 100 ℃条件下都比较稳定, 尤其在酸性条件下, 甚至在胃酸较低的 pH 条件下, 其稳定性也优于其他的不可消化的低聚糖。因此, 低聚木糖可广泛应用于酸性或需高温处理的食品。与其他的功能性低聚糖相比, 低聚木糖在消化系统中最为稳定, 不被消化酶水解, 且代谢不依赖胰岛素, 可满足患有糖尿病、肥胖症和高血脂症等人群的需要。另外, 与其它低聚糖产品含有可消化性单糖相比, 他的主要伴随成分为木糖, 略有气味, 具爽口甜味, 也是一种不消化单糖, 可以不采用色谱技术进行分离纯化, 普通浓度的低聚木糖产品就能满足食品加工的需要, 同时又降低了生产成本。

1 低聚木糖在食品工业中的应用
低聚木糖因为具有良好的理化性质, 且不能被口腔内变异链球菌等细菌分解成黏着性的单糖如葡萄糖、果糖、半乳糖等, 与蔗糖并用时能阻止蔗糖被龋齿病原菌作用而生成水不溶性的高分子葡聚糖( 牙垢) , 防止牙垢中的产酸菌代谢产酸而腐蚀牙齿造成龋齿, 因此低聚木糖具有无龋齿性并具有抗龋齿性, 适合作为儿童食品的甜味添加剂。实验表明摄入低聚木糖后, 大鼠对钙的吸收率可提高 23 % ,体内钙的保留率提高 21 % 。因此, 低聚木糖可以促进机体对钙的吸收。低聚木糖以其明显的双歧杆菌增殖能力、不被消化性、无龋齿性、促进人体对钙的吸收等优点, 在食品工业中越来越受到重视。
1.1 在饮料中的应用
低聚木糖可应用在大量的酸性饮料中, 如在低pH 值的水果汁、乳饮料、碳酸饮料中应用。低聚木糖的耐酸性使得他在酸性饮料中有很大的发展空间, 低聚果糖、低聚半乳糖、低聚异麦芽糖等双歧因子在酸性环境中不稳定, 而低聚木糖即使在酸性条件下加热也不分解, 并且他的双歧杆菌增殖效果比其他低聚糖都好。低聚木糖除了具有良好的生理功能, 还具有增强风味的作用, 使饮料具有醇厚浓郁的风味, 添加后, 产品的香气、甜度、酸度都非常柔和, 与采用蔗糖调配的效果相似, 并且低含量的低聚木糖就有该效果。同时, 低聚木糖的添加使饮料具有低糖、低热量的特点, 使产品具有营养与保健的双重价值, 能满足不同消费人群对饮料的需要, 他的添加亦使产品更上档次, 同时降低了生产成本, 具有广阔的市场前景。
1.1.1 在酸奶中的应用
一般乳制品生产厂家使用的耐酸菌种是嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌。这两种菌无法耐受胃酸和胆汁的杀伤作用, 即使有少量活着进入肠内, 也不能定植而被排出体外, 起生理作用的只有其发酵产物, 而肠道内存在的双歧杆菌, 对肠道的健康作用是其他日乳酸菌无法相比的, 这主要体现为双歧杆菌能产生有机酸, 使肠道 pH 下降, 抑制病原菌的感染, 抑制腐败细菌的发育, 使肠道内腐败物质减少; 能够合成 B 族维生素; 促进蛋白质的消化吸收等。如果能够创造条件, 使肠道内的双歧杆菌处于一种优势状态, 将对人体健康及抗衰老具有重要作用。通过摄入双歧因子来促进人体肠道内双歧杆菌的自然增殖更可行、安全、可靠。低聚木糖作为双歧因子, 其增殖双歧杆菌的功能是其他双歧因子的20 倍, 且对双歧杆菌具有高选择性增殖效果。这主要是因为人体胃肠道内没有水解低聚木糖的酶系统, 低聚木糖不被消化吸收而直接进入大肠内, 而大肠中的双歧杆菌含有 D - 木糖苷酶, 此酶可将低聚木糖分解为木糖, 既而转化为有机酸作为其自身生长碳源进行增殖。因此, 低聚木糖添加在酸奶中同样能够起到抑制病原菌的感染。
1.1.2 在果醋饮料中的应用
随着现代加工技术的发展, 新型果醋饮料应运而生。果醋饮料具有食醋的防病功效和果汁的良好风味, 酸甜适口, 清香宜人。果醋饮料富含氨基酸、有机酸、维生素、矿物质等营养成分, 具有软化血管, 促进肌肤代谢, 杀灭有害病菌, 维持血液酸碱平衡, 消食醒酒等功效。由于果醋是酸性饮料, 其他的双歧因子在酸性环境下不够稳定, 低聚木糖能够在酸性条件下保持良好的生理性质, 又能够促进双歧杆菌的增殖, 用在果醋饮料中不仅能增加果醋的保健功能, 又能扩大果醋的饮用人群。
现在, 低聚木糖在饮料工业中的应用已经得到重视。余东霞等探讨了影响低聚木糖酸性乳饮料的几个主要因素, 并且提出了生产低聚木糖乳饮料的条件。周翠英、陆翠珍对低聚木糖酸奶的配方和生产工艺进行了试验研究, 实现了低聚木糖集营养、保健食疗于一体的特有功能。另外, 边国、张国治也对低聚木糖山楂饮料进行了研制。孟宏昌、张国治、张华也进行了低聚木糖樱桃醋饮料的研制。这些研究将会给工业生产带来很好的借鉴。
1.2 在保健食品中的应用
随着生活水平的提高, 人们越来越重视保健食品的功能及其有效成分, 因此加强对功效成分的研究, 必将能够大大促进功能食品的发展。据专家分析, 今后保健食品重点发展心脑血管疾病和预防癌症及糖尿病的保健食品, 调节生理功能的保健食品的开发也日趋白热化。低聚木糖是一种理想的功能性食品添加剂, 可广泛用于保健食品的开发和生产。他的保健作用主要基于他对胃肠道菌群的不同影响, 能够选择性地促进双歧杆菌增殖, 活性高, 具有调节生理功能的功效。而其他的某些低聚糖只在体外具有活性, 在肠道内的活性很低甚至完全消失, 有些虽能促进双歧杆菌的增长, 但也同时促进大肠杆菌及梭状芽孢杆菌的增长, 对双歧杆菌没有选择性增殖能力。实验证明, 低聚木糖增殖双歧杆菌的选择性大大高于其他功能性低聚糖。低聚木糖有显著的双歧杆菌增殖能力, 是目前有效量用的较少的低聚糖。实验表明, 每天只需口服 0.7 g,2 周后大肠中双歧杆菌比例从 8.9 % 增长到 17.9 % ,而拟杆菌 ( 可能的致病菌) 则从 52.6 % 减少到44.4 % 。3 周后, 双歧杆菌的比例增加到 20.2 % ,拟杆菌降到 32.9 % 。
1.2.1 在糖尿病患者保健食品中的应用
糖尿病人体内的碳水化合物、脂肪和蛋白质出现程度不一的紊乱, 因此引起一系列并发症。营养问题在糖尿病的发病控制与治疗中显得重要, 膳食调理是糖尿病最基本的治疗措施。糖尿病患者的保健食品中甜味剂的选择尤其重要, 使用的甜味剂应以不影响病人血糖水平为先决条件, 包括无能量或者低能量的甜味剂或填充型甜味剂。蔗糖和葡萄糖能够引起血糖的波动, 不适合糖尿病患者食用。低聚木糖不被人体的消化酶水解, 且代谢不依赖胰岛素, 不影响病人的血糖, 属于无能量甜味剂, 可满足糖尿病患者的需要。
1.2.2 在预防癌症保健食品中的应用
大量实验证明, 利用低聚木糖的功效, 可以使双歧杆菌在肠道内大量繁殖, 能够起到抗癌作用。人体肠道中腐生菌在分解食物过程中, 必然会产生酚类、吲哚、甲基吲哚、有机胺、氨、粪臭素和硫化氢等致癌有毒代谢产物, 而双歧杆菌在代谢时产生的乳酸和乙酸能加速肠道蠕动和通便, 促使这些致癌物质迅速排出体外而解毒。低聚木糖是目前有效量用的较少的低聚糖。与其他低聚糖相比,度微量的摄入即可增加体内的双歧杆菌, 每人每天 0.7 g 就有显著效果, 连续摄取三周双歧杆菌的比例由 8.5 % 提高到 20.2 % 。如果换用其他的低聚糖类要达到这一效果, 低聚异麦芽糖需要日摄取15 g、低聚果糖需日摄取 8 g、乳酮糖需日摄取 5 g等, 比低聚木糖高许多。低聚木糖用在预防癌症保健食品中起到了保健的作用, 也顺应了保健食品的发展方向。
1.3 在焙烤食品中的应用
现在, 低能量食品越来越受到人们的青睐。低聚木糖适合添加在低能量焙烤食品中, 作为“淡化”焙烤食品配方的一种成分。焙烤食品以谷类为基础原料, 并且以油、糖、蛋等作为主要原料, 正因为焙烤食品富含油、糖等高能量组分, 从而使焙烤食品不适合那些需要限制饮食的消费者, 也因此产生了对低能量焙烤食品的需要, 更使低热量, 低甜度的配料成为食品革新家的优选。另外, 低聚木糖的水分活度比较高, 这样的性质使得它在延长焙烤食品的货架期上有一定的作用。
1.3.1 在低能量蛋糕中的应用
在蛋糕的原料中添加低聚木糖, 经打浆、烘烤等可得质地柔韧、富有弹性、香味浓郁、组织细腻多孔蛋糕, 使蛋糕具有营养与保健的双重功能。周翠英探讨了低聚木糖对蛋糕的品质、保质期、蛋糊的稳定性及主要配料用量的影响。实验结果表明,在鸡蛋 500 g、面粉 250 g、糖 325 g 的条件下, 取低聚木糖的用量分别为 12 g、15 g、18 g、21 g 和24 g 的情况下, 低聚木糖的用量为 15 g 时, 蛋糕的品质较好, 对蛋糕的保质期无太大影响, 但用量为18 g、21 g、24 g 时, 保质期明显缩短, 且有随低聚木糖用量的增加而保持不断缩短的趋势; 低聚木糖对蛋糊泡沫的稳定性无太大的影响; 主要配料蔗糖的用量降低了 15 % , 面粉降低了 5 % , 鸡蛋降低了 10 % 。因此, 低聚木糖添加到蛋糕中, 首先保证了功能型蛋糕的低糖、无糖性, 且低聚木糖的独特性能, 可明显改善产品的口感及产品的品质, 提高产品的档次。此外, 还可降低生产成本。
1.3.2 延长焙烤食品货架期的作用
低聚木糖添加到焙烤食品中, 可以延长其货架期。影响焙烤食品货架期的主要因素有物理因素,化学因素和微生物侵染。其中物理因素包括食品组织结构的变化和老化。低聚木糖具有降低水分活度的特性, 在焙烤食品中加入低聚木糖, 使产品容易控制水分, 不易老化, 从而达到延长货架期的目的。
1.4 在其他食品中的应用
果脯蜜饯是传统的食品, 但由于其含糖量高, 不适合老人、糖尿病人及龋齿儿童食用。为此, 一种由低聚木糖代替的无糖果脯蜜饯应需而生, 使得上述消费群体也能享用的传统美食。
由于低聚木糖具有与蔗糖相似的甜味, 且口感纯正, 具有保湿性, 使用后不会引起人体血糖浓度升高, 不被引起龋齿的口腔链球杆菌利用, 能量很低, 能抑制脂肪的贮存, 低聚木糖在果脯蜜饯中的应用, 既能保持传统果脯蜜饯的风味, 又能适应不同消费人群, 具市场潜力。
低聚木糖在酿造业中也有其独特的功效。白酒中的高糖含量无疑给糖尿病人带来担忧和烦恼。由山西林丰实业有限公司投资, 联合北京化工大学生命科学技术学院及山西杏花村汾酒股份有限公司最新推出的新一代健康型营养白酒在其中加入了低聚木糖, 从而解决了人们的担忧和烦恼。用低聚木糖生产中高档保健啤酒, 安全性高, 生产方便, 保健功能明显, 赋予了啤酒养生保健的功能, 不影响啤酒的风味, 营养更丰富。
另外, 低聚木糖在各种糖果、甜点心、冷饮品中都有利用, 随着人们生活水平的提高, 低聚木糖的应用将会被更广泛的应用。

来源：惠合浓缩器