赤藓糖醇,白色结晶,微甜,相对甜度0.65,有清凉感,发热量低,约为蔗糖发热量的十分之一。因溶
解度较低,易结晶。用于有机合成和生化研究。由小麦、玉米等淀粉经安全、适当的食用级嗜高渗酵母如丛梗泡酵母(Monilielaplinis)、脂假丝酵母(Candida lipolvtica)或类丝孢酵母(Tricho sporonoides meachilensis)在高浓度下>450gL)进行酶解发酵后,发酵液经加热杀菌并过滤然后经离子交换树脂、活性炭和超滤纯化,结晶、洗涤并干燥而得。一般得率约50%。
赤藓糖醇在自然界中分布十分广泛,海藻、蘑菇以及甜瓜葡萄等水果中均含有赤藓糖醇。由于部分微生物如真菌、细菌、酵母也能产生赤藓糖醇,所以赤糖醇也存在于发酵食品中,如果酒、葡萄酒、啤酒黄酒等。赤藓糖醇的生产方法主要有化学合成法和发酵法两种工艺路线。本文主要是对赤藓糖醇的微生物。
赤藓糖醇溶解度低,20℃时仅达37%(w/w):
赤藓糖醇结晶性好,吸湿性低,易于粉碎制得粉状产品。在相对湿度90%的环境中也不吸湿,比蔗糖更难吸湿,用粉状体时,操作工序同砂糖。
藓糖醇熔点为126℃,沸点329~331℃,对酸热十分稳定。在一般食品加工条件下,几乎不会出现褐变或分解现象,能忍耐硬糖生产时的高温熬煮步骤而不褐变。加热着色试验结果如下图所示。
赤藓糖醇对水的溶解热度为葡萄糖的3倍,山梨糖醇的1.8倍,(表2),即使与糖混合使用,溶解吸热也大,故可制造有清凉感的食品。各种甜味剂对25℃的蒸馏水的溶解热比较如下:
糖类能促进酒精与水的结合,具有缓和酒精刺激性的效果;融解过程中,用差示扫描热分析的方法测定其结合度。测定结果表明,融解度的大小可表示结合的程度,所以与其它糖类比较,赤藓糖醇即使少量也可促进水与酒精的结合。
由于自然界中有很多微生物可以代谢产生赤藓糖醇,完全可以用生物技术来生产制备。以小麦或玉米淀粉为原料,经酶降解生成葡萄糖,接着由高渗透酵母发酵产生赤鲜糖醇以及少量核糖醇、丙三醇等副产物,典型得率接近 50%。高渗透酵母能在低水分条件下发酵代谢,这样可增加单位体积的得率,同时也减少了发酵过程中的污染和损失。最后,高纯度的赤藓糖醇从澄清的浓缩发酵液中结晶析出。
备注:(1)葡萄糖分批投料;(2)葡萄糖;(3)赤藓糖醇;(4)核糖醇;(5)丙三醇
山东省食品发酵工业研究设计院自1992年开始致力于发酵法生产赤藓糖醇技术的研究工作,经过几十年的努力,从花粉、蜂蜜等样品中筛选获得一株耐高渗酵母菌株,经过自然分离、多次复合诱变处理、驯化等手段,菌株耐高糖能力达50%以上,以淀粉水解糖为原料,赤藓糖醇产率达180g/L以上,转化率达50%。以上目前已完成了赤藓糖醇发酵工艺技术以及提取技术的中试及生产性实验,产品纯度达99%以上,各项理化卫生指标均达到出口要求。
前期研究结果表明,选育获得的赤糖醇生产菌性能稳定、发酵条件粗放、易于控制、发酵速度快、发酵残糖低,发酵副产物少,是一支优良的赤藓糖醇生产菌,研究确定的整套生产工艺技术路线简单易行,易于实现工业化生产。目前已具备了大规模工业化生产赤藓糖醇的技术条件。
赤藓糖醇的质量标准
内容 |
指标 |
外观 |
白色结晶性粉末 |
味觉 |
甜味,甜刺激类似蔗糖 |
气味 |
无异味 |
含量 |
≥98% |
干燥失重 |
≤0.2% |
pH值(30%水溶液) |
5~7 |
重金属(以Pb计) |
≤5mg/kg |
砷 |
≤2mg/kg |
灰分 |
≤0.01% |
大肠杆菌 |
阴性 |
赤藓糖醇是一种带有清凉口感的填充型甜味剂,甜味纯正,甜刺激接近于蔗糖,与强力甜味剂混合使用可改善甜味品质。
由于它的溶解度较低且易结晶析出,所以特别适用于那些要求蔗糖结晶晶粒极细的食品,如巧克力。其余的应用范围还包括餐桌甜味剂、糖果、蜜饯、饮料和乳制品等。下表给出应用赤藓糖醇的各种食品在保证产品质量前提下可降低能量的最大值。
赤藓糖醇作为一种国际上刚起步的新型功能食品甜味剂,由于其具有吸湿性低、低热值、结晶性良好、无致齿性可适用于糖尿病人等特性以及独特的生理代谢特性,在食品行业具有广泛的用途。
由于赤糖醇的热、酸稳定性好,在一般食品加工条件下,几乎不会引起褐变或分解现象,在硬糖生产时高温熬煮也不会引起褐变。这一点对巧克力的品质影响很大,赤藓糖醇的热稳定性高使精炼可以在更高的温度下进行,可进一步促进巧克力风味的形成,改善产品的品质。赤藓糖醇的吸湿性差,在高湿度条件下,即使湿度达到90%以上的环境也不易吸潮,这一特性在巧克力口香糖等食品加工中特别重要。
实验表明10g赤鲜糖醇溶解于90g水中时温度可下降4.8C。在100 ml22℃的水中溶解17g赤糖醇时约有6℃的降温效果鲜糖醇的高吸热性使得产品食用后具有持久的爽口清凉感觉,对改善口香糖、清凉性固体饮料和糖果的品质十分重要。赤藓糖醇甜味爽净,在与蛋白糖、甜菊糖等高甜度甜味剂复配时可有效地掩盖这些甜味剂的后苦味;赤鲜糖醇还可以降低酒精的异味,改善蒸馏酒和葡萄酒的口感与风味,在蔬菜汁饮料中使用,可有效地抑制蔬菜饮料特有的不良口味;在饮用咖啡时添加,可有效地抑制咖啡的涩味。赤糖醇的耐热和酸性等特性,巴氏、高温或超高温等杀菌工艺对以赤藓糖醇为甜味剂的饮料外观品质均不会产生影响。
赤藓糖醇的热量很低,有“零”热值甜味剂之称因而可用于生产各种低热量保健食品、减肥食品和饮料;由于赤鲜糖醇特殊的生理代谢机理,不影响血糖水平的特点,可用于开发糖尿病等葡萄糖不适症病人人群的功能食品或饮料。赤藓糖醇的抗龋齿性,不能被变形链球菌等病原菌利用,故由赤藓糖醇制成的糖果和专用洁齿用品对保护儿童的口腔健康有积极的作用。在医药行业,赤糖醇可作为药品的矫味剂和片剂的赋形剂,可有效改善药品的口感。最近的研究还表明,赤藓糖醇的衍生物--二脱赤糖具有抗HIV活性赤糖醇硝化后生成的硝基赤糖醇可用于治疗心脑血管疾病和气喘病人的药物。
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