蔗糖衍生物中的食品添加剂

《中国食品添加剂》　Ｃｈｉｎａ　Ｆｏｏｄ　Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ　２００２　Ｎｏ．３　蔗糖衍生物中的食品添加剂　梁智　（南宁市化工研究设计院，南宁５３００２２）　摘要：蔗糖具有产量大、纯度高、可再生等特点，经不同途径深加工使蔗糖改性可以得到各类食品添加剂，使　蔗糖的附加值升高，适用性拓广，功能性增强，越来越引起重视　关键词：蔗糖，深加工，衍生物，食品添加剂　Ｆｏｏｄ　Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ　ｆｒＯｍ　Ｃａｎｅｓｕｇａｒ　Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ　ＬｉａｎｇＺｈｉ　（Ｎａｎｎｉｎｇ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｎａｎｎｉｎｇ　５３００２２）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｏｄ　ａｄｄｉｔｉｖｅｓ　ｃａｎ　ｂｅｍａｄｅＩｒｍａ　ｃａｎｅｓｕｇａｒｗｈｉｃｈ　ｐ∞３ｅｓ５ｅｓｏｆ　ｈｉｇｈ　ｙｉｅｌｄ，ｈｉｇｈ　ｐｕｒｉｔｙａｎｄ　ｒｅｐｒｏｄｕｃｉｂｉｉｌｔｙ　Ｉｔｉｓ　Ｄａｊｄ　ｍｏｒｅ　ａ￣ｅｎｆｉｏｒｔ　ｔＭｔ　ｔｈｅ　ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ　ｖａｌｕｅ　ｏｆ　ｃａｎｅｓｕｇａｒ　ｃａｎ　ｂｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ。ｆ　ｃａｎｅｓｕｇａｒ　ｃａｎ　ｂｅ　ｉｍ—　ｐｒｏｖｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗＩ＇ｏｄｓ￣Ｃａｎｅｓｕｇａｒ，Ｆｕｒｔｈｅｒ　ｐｒｏｃｅｓｓ，Ｄｅｆｉｖａｄｖｅ，Ｆｏｏｄ　ａｄｄｉｔｉｖｅ　蔗糖是大自然恩赐给人们的最丰富的双糖，它　蔗糖的衍生物化工工业，使蔗糖成为生产活动的原　广泛存在于植物的茎、根、叶、花、果、籽中，蔗糖含　料，当然这有一定的难度，却是蔗糖工业走出困境，　量高的植物是人们最为熟知的甘蔗（１０～１６％）、甜　保持长期稳定多样化发展的重要途径之一。　菜（１５～２０％），已成为工业上大量生产糖品的原　料。蔗糖不仅成为全世界生产量最大的高纯度碳　１蔗糖深加工的途径　水化台物，也是工业生产量最多的仅由碳、氢、氧三　蔗糖是一种相对稳定、纯度高、产量大、廉价，　元素组成的有机化合物。我国年产量达８００万吨　种植面积广的可再生的天然有机化合物之一。蔗　左右，其中９８％食用。　糖具有独特的结构，含有多元羟基，有８个羟基及　由于各种甜味剂的开发利用，蔗糖在当前错综　糖甙键（由二个半缩醛羟基间形成），在一定条件下　复杂的甜味剂领域已越来越占不到优势，一些食品　能发生一系列反应，通过这些基团，在理论上可与　添加剂来源于蔗糖的衍生物，其价格、风味、甜度、　其他化台物或自身发生氧化、还原、分解、酯化、缩　功能远在蔗糖之上　因此必须在蔗糖为主构成的　聚、醚化、取代、降解、美拉德反应，生成蔗糖衍生物　市场激烈竞争中，转变策略，开辟蔗糖新途径、新学　产品。现已有数百种蔗糖化工产品获得专利，其中　科、新市场，以拉动制糖业的发展。所谓新途径、新　通过酯化途径得到的蔗糖酯类；通过降解途径得到　学科就是要立足眼前，着眼未来，应使蔗糖摆脱传　的产物有机酸、醛、色素类；通过发酵途径得到的产　统食品工业的用途，拓展到更宽范围，一切从实际　物有机酸、氨基酸；通过氢化还原途径得到的产物　出发开创蔗糖化学工业。这需要以科技创新为基　山梨醇、甘露醇；通过水解途径得到的产物果葡糖　础，采用新技术进行深加工，向纵深领域拓展，发展　浆，通过酶工程得到的低聚糖等均已成功地工业化　维普资讯 http://www.cqvip.com

《中国食品添加剂》　Ｃｈｉｎａ　Ｆｏｏｄ　Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ　２Ｏｏ２　Ｎｏ．３　生产，这些都是蔗糖深加工的成功途径。这些成功　配料，成为其他行业中具有特殊作用的原料，使蔗　的产品中大部分是食品添加剂。形成食品添加剂　糖一这种可再生资源的用途得以向更宽的利用　中蔗糖衍生物一族。总体来说，这些蔗糖化学工业　领域辐射。　制品都是产值较高的产品，即通过深加工，可使价　利用蔗糖的物理、化学和生物特性与功能，人　值低廉的普通蔗糖升值成为昂贵的食品掭加剂、医　们现在已经开发出的部分蔗糖衍生物中的食品添　药品和精细化工产品。昔日传统食品加工业中的　加剂种类及用途见表１及表２。　表１蔗糖化学转化的部分｛目Ｉ品　化学途径　制　品　用　途　酯化　各种蔗糖酯蔗糖多酯　￣Ｌ４ｇＮ保鲜剂增溶剂Ｎ￣Ｔ？ａｌ　氯化　三氯蔗糖　甜味剂　氢化　山梨醇甘露醇甘油丙二醇　甜味剂保湿剂　水解　果葡糖高纯果糖　甜味剂　聚台　蔗糖聚氧丙烯醚等　非离子表面活性剂　降解　焦糖色素　着色剂　碱降解　乳酸　酸味剂薪腐剂抗氧化助剂　表２蔗糖生物转化的部分产品　途径　制　品　菌　株　用　途　黄原胶　黄单胞杆菌　增稠剂稳定剂乳化剂悬浮剂　衣康酸　土曲霉或衣康酸曲霉　酸味剂ｐＨ调节剂金属螯舍剂　有　苹果酸　黄曲霉、米曲霉　酸味剂ｐＨ调节剂抗氧化增效剂　发　机　酵　酸　柠檬酸　黑曲霉、假丝酵母　酸味剂螯台剂分散剂抗氧化增效剂　工　乳酸　德氏乳杆苗、赖氏乳杆菌　酸味剂薪腐剂抗氧化助剂　程　氨　各氧酸　谷氨酸小球苗　增昧剂营养增补剂　基　酸　赖氨酸　棒扦状菌　营养增补剂　酶　异麦芽酮糖　果糖转移酶　功能性甜昧剂　工　低聚果糖　一葡萄糖基转移酶　功能性甜昧剂　程　低聚乳果糖　Ｂ一畦喃果糖苷酶　功能性甜味剂　以蔗糖为原料经过物理、化学和生物途径不仅　用普及化，其自身的生产链能得以一环扣一环地延　对蔗糖进行了改性，改善了其致龋性、热量大、甜度　续或分枝延续下去，构成一个独特的蔗糖衍生物产　高等特点，同时开拓了蔗糖在食品添加剂领域的用　业网，只要牢牢把握市场，坚持科技创新，刻意独创　途所占的比例，并正在逐渐增大，且深加工产品附　进取就能将产业网越编越大。　加值高，适用性广，功能性强，越来越受到重视。　蔗糖经多级深加工后用途由较单一延伸到多　２蔗糖的深加工产物　种用途，可形成一产业阿，重要的是不仅抓住研制　２．１酯化产物　蔗糖的衍生物开发利用，也要重视蔗糖衍生物下游　在蔗糖分子中有８个羟基，其中３个伯羟基较　产品的研制，使每一级转化的物质既是直接产品又　易与有机酸发生酯化，形成蔗糖单酯、二酯、三酯。　是下一步转化的原料，转化逐级化，品种多样化，应　使用不同的有机酸可得到性质各异的蔗糖酯。合　５ｌ　维普资讯 http://www.cqvip.com

《中国食品添加剂》　Ｃｈｉｎａ　Ｆｏｏｄ　Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ　２ｏ０２　Ｎｏ、３　成食品添加剂时，为保持氧化稳定性和避免出现苦　味，常使用长链饱和脂肪，一般形成的不是单一的　蔗糖酯，而是一至三酯的混酯。　蔗糖酯的种类较多，如蔗糖脂肪酸酯、乙酸异　丁酸蔗糖酯、蔗糖甘油脂等。蔗糖脂肪酸酯用于肉　制品、鱼糜制品，可改善水分含量及制品的口感；用　于饼干、糕点，可使脂肪乳化稳定，防止结晶析出，　改善制品品质；用于焙烤食品，可增加面团韧性，增　大制品体积，使气孔细密、均匀，质地柔软，防止老　化；用于巧克力，可抑制结晶，防止起霜；用于泡泡　糖，使之易于捏合，提高咀嚼感，改善风味和软度；　用于冰淇淋，增加乳化及分散性，提高比体积，改进　热稳定性、成形性和口感；用于炼乳、掼奶油以稳定　乳液，可防止水分分离，提高奶油膨胀率；用于人造　奶油，可改善奶油和水的相溶性，对防溅有效；用于　乳化香精、固体香精，最适合于柠檬油、桔子油、葡　萄油的稳定乳化，防止制品中的香料损失；用于禽、　蛋、水果、蔬菜的涂膜保鲜，具有抗菌作用，保持果　蔬新鲜，延长贮存期。　蔗糖多酯（ＳＰＥ，脂化度６～８）具有食品用油的　表现性和口感，用来代替食品油不会产生热量，是　理想的“医疗食用油”和减肥剂。ＳＰＥ具有两种重　要用途：（１）作为降低体重的脂肪代用品；（２）降低　血清胆固醇水平，ＳＰＥ是一种不吸收的类脂肪物。　２．２水解产物　蔗糖中葡萄糖基与果糖基之间的糖甙键（由二　个半缩醛羟基间形成），经酸或生物（蔗糖酶）水解　可得果葡糖浆。果葡糖浆具有蜂蜜的组成和风味　（见表３），且甜味也接近天然水果汁。　袁３果葡糖浆与蜂蜜糖成分比较　组分（％）　水分　果糖　葡萄糖　低聚糖　蔗糖　果葡糖浆（Ｆ４２）　２９　４２　５３　５　果葡糖浆（Ｆ５５）　２３　５５　４Ｄ　５　蜂蜜　１２　７—２７　３１　９４—４６　０５　２５　４—４１　４３　０１—４　２１　果葡糖浆在食品添加剂中属营养型甜味剂。　用于软饮料、焙烤食品、冷饮、水果罐头、果酱、果　冻、色拉裱花、糖食品及谷类早餐制品。９０％的果　葡糖浆还可用于果酒、低热量食品及冷冻食品等。　果葡糖浆经分离可得葡萄糖和高纯果糖、结晶　果糖等　在食品添加剂中仍属营养型甜味剂、加工　助剂、赋型剂　是甜味强而纯的优良甜昧剂，适合　于各种食品。由于有良好的吸湿性，故特别适用于　需要保湿的食品和糖果，以防止结晶发砂。在国　外，结晶果糖主要用于：蛋糕预混合粉、甜食（明胶　类和布丁食物）、糖果、运动员用食品、桌用甜昧剂、　冷冻甜食、饮料等。　２．３降解产物　蔗糖在１２１℃以上高温下加热或加压使其水　解，再脱水缩台，进一步处理制得焦糖色素，焦糖色　素是当今世界使用量最大的一种天然食用色素，占　食用色素总量的９０％。它是性质稳定的红褐色或　黑褐色的水溶性物质，还有特殊的香味，作食品添　加剂具有色、香、味的强化功能，故广泛用于食品工　业。见表４。　袁４焦糖色素类型使用范围　焦糖色素类型　Ｉ普通焦糖　Ⅱ特种酒　Ⅲ啤酒焦糖　Ⅳ饮料焦糖　应用范围　酒类、白兰地、糖果、药品　焙烤食品　调味料　香味料　特种酒　啤酒、面包、焙烤食品、汤　调味汁　蜜饯、内制品　烟草、调昧料　可乐饮料、柠檬水、饮料基料、食醋、苦艾酒　５２　维普资讯 http://www.cqvip.com

《中国食品添加剂》　Ｃｈｉｎａ　Ｆｏｏｄ　Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ　２００２　ＮＯ．３　２．４氢化产物　蔗糖经水解得果葡糖（又称转化糖），转化糖加　氢还原得同分异构体山梨糖醇和甘露糖醇。在食　品添加剂中同属低热量、低甜度、营养性功能甜味　剂，特适合于糖尿病、肝病、胆囊炎患者食用食品。　甘露糖醇用于糕点及胶姆糖等防粘剂、营养增补　剂、品质改良剂。山梨糖醇则在食品中大量应用，　山梨糖醇用于蜜饯、软糖、巧克力，可防止产品表面　析出糖结晶；加入饼干中可防止脆硬，制糕点时加　入可使糕点更松软；能防止经深度过冷冻后的蛋白　质变质；用于肉类产品，能起湿度稳定剂的作用；在　酱类、油脂等中加入，可延长保藏期，抑制腐败；大　量使用于口香糖、口含片等无糖糖果中。　２　５生化产物　蔗糖能被微生物利用，在发酵工业上作为原　料，可生产有机酸如苹果酸、柠檬酸、黄原胶、乳酸　等，氢基酸如谷氨酸、赖氨酸等；经酶工程可得异麦　芽酮糖、低聚果糖、低聚乳果糖。　苹果酸广泛用于食品，是目前国际食品界公认　的安全性食品添加剂，是加工果酱、果冻、各式饮　料、罐头、糖果及糕点等食品的优良酸味剂和保鲜　剂。作酸味剂口感柔和，风味别致，消渴爽口，谐调　丰满，质地稳定。在酿造高级葡萄酒时如添加少量　苹果酸可促进酒的陈化。另因该酸可降低ｐＨ值，　加上其本身具有抑制细菌作用，因此有一定的抗菌　作用，可广泛地用于食品保鲜。　其他有机酸和氨基酸是都是人们熟悉常见常　用的食品添加剂。　黄原胶（又称汉生胶）是经发酵制成的一种水　溶液性阴离子多糖胶，具有独特的流变性，使饮料　具有爽１２１性。它在低ｐＨ时不完全溶解而不会水　解，使不溶成分良好地悬浮在液体中，具有良好稳　定性，是最佳悬浮稳定剂。在肉制品中黄原胶用作　凝结粘合剂，不受产品固形物和ｐＨ值限制，适用　范围大，可改善风味、口感、提高出品率和产品档　次。黄原胶可作冰淇淋、冰牛奶等乳制品的有效稳　定剂。少量黄原胶与变性淀粉混合使用，可代替阿　拉伯胶，亦可减缓变性淀粉老化，延长货架期，使产　品质量长期处于稳定状态　蛋糕、面包加入黄原胶　后，可使制品体积增大、孔隙均匀、富有弹性，并能　延迟老化，延长蛋糕的货架期。它做为增稠剂、悬　浮剂、乳化稳定剂广泛应用于食品行业　在国际上　黄原胶是最优异的生物胶，因其具有独特的理化性　质，集增稠、悬浮、乳化稳定于一身，是一种被广泛　使用的食品添加剂。　异麦芽酮糖、低聚果糖和低聚乳果糖是以蔗糖　为原料生产的一类新型功能性甜味剂，它们不易被　人体消化吸收，代谢不需要胰岛素，所提供的能量　较低，甜度也较蔗糖低，在低能低甜食品中，可最大　限度地满足喜甜人群的要求，可满足糖尿病、肥胖　症、低血糖等人群需要。低龋齿性，不易引起牙齿　龋变。低聚果糖、低聚乳果糖还是双歧杆菌的增殖　因子，可促进肠道内有益菌群——双歧杆菌的生长　繁殖，是保健用品基料的一大支柱。　２　６氯化产物　蔗糖能与它卤素起反应生成卤代衍生物，目前　食品工业上能利用的是三氯蔗糖，其具有高强甜度　（蔗糖的８１５倍），甜味的性质与人们喜爱的蔗糖相　同，多用于食品中，如烘烤食品、饼干、汽水、饮料、　果汁、乳制品、油制品、果酱、果胶冻等甜味效果很　好，且对于其他香料和添加剂无任何不利影响。由　于三氯蔗糖甜度高，用量少，因此可减少发热量。　三氯蔗糖的水解稳定性比蔗糖高６０倍，不能被龋　齿病菌利用，所以不会引起龋齿病。因代谢不用胰　岛素，故适合糖尿病等患者食用。　２．７聚合产物　蔗糖和环氧乙烷为原料，在高压釜内聚合而成　的高分子聚醚型非离子表面括性剂。另据报道福　建三明高等专科学校和华南理工大学共同研究开　发，用蔗糖与丙烯酸松香、聚乙二醇合成了一种非　离子表面活性剂，以蔗糖为原料该种表面活・｝生剂尚　属首创。为非离子表面活性剂族增添了新的品种。　３结束语　蔗糖作为食品掭加剂主要是用作甜味剂，经化　学和生物改性后，分子结构发生了变化其性能也有　变化，大部分不再具有甜味，有些则仍具有甜味，但　甜度不论是超过蔗糖或低于蔗糖，功能性却大大优　于蔗糖，用途远宽于蔗糖，适合食用的人群更多。蔗　糖的深加工产业前途十分广阔，以蔗糖为原料生产　食品添加剂，是蔗糖深加工的重要途径，加工的多级　化，产品的多样化，不仅可以满足社会各领域的需　要，还可促进我国蔗糖工业及相关行业的发展。　（下转６３页）　５３　维普资讯 http://www.cqvip.com

《中国食品添加剂》　Ｃｈｉｎａ　Ｆｏｏｄ　Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ　２００２　Ｎｏ．３　２．１３其它天然抗氧化剂　参考文献　为适应不同人群的需要，应该开发出品种多样　ｌ＿周学良，＃春绵，徐明仙．精细化学品太垒之食品和饲料添　化、功能具有互补性的天然抗氧化剂。其它经过实　加剂卷杭州：浙江科学技术出版社，加００　ｌ２，３０—４４　验研究具有抗氧化作用和多种药用成分的天然抗　２　Ｙ　Ｈ　Ｈｕｉ主编；棘生康，裘爱泳主译皿雷：油脂化学与工　氧化剂有：葡萄籽多酚类物质的提取物（对油脂有　艺学之第五版第一卷北京：中国轻工业出版社，２００１　６，　抗氧化作用）、杭白菊中的酚类物质（能清除自由　２４４　２６０　３．盒宗濂保健食品的功能评价与开发北京：中国轻工业出　基）、苦瓜提取物（抗氧化、抑菌、降低血糖）、香菇菌　版杜，２００１　２，２８　３４　丝体提取物（抗脂质过氧化反应）、核桃叶提取物　４．黄甫梅生．许显福维生素Ｅ和ｃ对肺癌介人化疗患者血浆　（抗氧化作用）等。　ＬＰＯ噩红细胞ＳＯＤ水平的影响．营养学报，１９９２，１４（４）：　３６８　３结论　５尤新天然功能性器加剂——甘草甜和抗氧化剂中国食品　经大量研究证实：多数天然抗氧化剂中的有效　添加荆．２００１　５　４　６　６丛涛，赵霖，鲍善芬蔬菜类食品“赛盘　与茄子抗氧化作用　抗氧化成分是类黄酮类化合物和酚酸类物质，这两　的研究食品科学，２００１，２２（１２）：４７—５０　大类物质广泛存在于植物中，所具有的保健功能经　７盂洁，杭瑚棱槐仁活性成分的提取噩体外抗氧化活性研　许多科学工作者的研究，证实有：清除自由基，预防　究食品科学，２００１，２２（１２）：４４　４７　和治疗心脑血管疾病，舒张血管，抗癌，抗病毒，抗　８　Ｋａｎｅｙｕｋｉ—Ｙ．Ｔｒａｂｅｒ—ＭＧ　ａｔ　．Ｓｕｐｅｒ—ｏｘｉｄｅ　Ａｎｉｏｎ　Ａｎｄ　Ｈｙｄｒｏｘｙｌ　Ｒａｄｉｃａｌ　Ｓｃａｖｅａｘｇｉｎｇ　ＡｃｔＭｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｖｅｇｅｔａｂｔｅ　Ｅｘｔｒａｃｔｓ　菌消炎，抗过敏，产生癌细胞血管阻断素，刺激免疫　Ｍｅａｓｕｒｅｄ　Ｕｓｉｎｇ　Ｅｔｅｃｔｒｏｎ　ｓｐｉｎ　Ｒｅ￣ｓｏｎａｎｃｅ　Ｂｉｏｃｈｅａｌ　Ｍｏｔ　Ｂｉ—　系统产生抗体，抑制磷酯酶Ａ２、脂肪氧化酶、环加　ｄ—Ｉｎｔ　１９９９．４７（６）：９７９　９８９．　氧酶、黄嘌呤氧化酶等酶的活性＿１　。类黄酮类化　９江苏新医学院中药太辞典（Ｍ）上海：上海科学技术出版　合物在恶性肿瘤的孕育中可有效地阻滞血管增生，　社．１９９３．１０５６—１０５７　断绝养料来源，从而延缓或阻止肿瘤变成癌症；绝　１０王建华，张民，甘璐等枸杞多糖一２的抗羟基自由基氧化　经后的妇女食用富含类黄酮类化合物的豆类制品，　作用食品科学，２００１，２２（１）：１１—１３　１１李雪华，龙盛京术耳多糖的提取与抗活性氧的研究食　其骨密度和骨中的矿物质明显增加，更年期症状也　品科学，２００１，２２（３）：２６—２９　明显减轻；类黄酮还能够对抗自由基，清除人体内　ｌ２吕晓玲，曹东旭，张泽生等天然萝ｈ红色素的抗脂质过氧　的活性氧，减少脂质过氧化物的产生和延缓人体组　化功能食品科学．２００１，２２（５）：１９—２１　织老化；还具有抗真菌活性、抗溶血活性和抗氧化　ｌ３蔡秀成，郭英，陈秋丽芦荟的体外抗脂质过氧化作用食　活性的作用。　品科学，２００１，２２（７）：８５　１４＃亲录，施兆鹏．类黄酮与酚酸等天然抗氧化剂的结构与　因此，开发各种天然抗氧化剂并最终取代化学　其抗氧化力的关系食品科学，２００１，２２（６）：８５　合成抗氧化剂，以满足我国不同人群需要的功能性　ｌ５孙克杰，汤坚＋异黄酮类化台物在不同氧化体系中的作用　食品的要求，是一系列具有广阔发展前景和深远意　研究食品科学，２００１，２２（３）｝２２—２６　义的工作　１６范继善，韩锡光，高士年实用食品器加剂天津　天津科　学技术出版社，１９９３　５，１８—２５．　（上接５３页）　京２０００　参考文献　４沈盒玉等蔗糖多酯噩其开发应用［Ｊ］中国食品用化学　品ｌ９９７　３　２９～３０　１．黎锡流等　甘蔗糖厂综音利用［Ｍ］中国轻工业出版社　５．马庆鼎果葡糖浆的性质噩其应用。Ｊ］　中国食品用化学　北京ｌ９９８　品１９９７．３２３～２５　２．中国食品添加荆生产应用工业协会食品掭加剂手册［Ｍ］　６．保国裕用蔗糖台成丙烯酸松香聚氧乙烯蔗糖脂［Ｊ］糖　中国轻工业出版社北京１９９９　业信息２００１　３　１５第５期　３．凌关庭天然食品舔加剂手册［Ｍ　化学工业出版社北