抗性糊精的研究进展及市场现状

杨海军 原创 | 2013-01-03 14:25 | 收藏 | 投票

                                                           抗性糊精的研究进展及市场现状

尹月玲,张姝,王明珠,杨海军

(保龄宝生物股份有限公司,山东禹城,251200

抗性糊精是一种重要低分子水溶性膳食纤维,它具有独有的生理功能及良好的加工特性,可广泛应用于现代食品行业各个领域中。本文介绍了抗性糊精的生理功能及特性,概述了近几年抗性糊精的研究进展及市场现状,并对抗性糊精的前景做了展望。

关键词抗性糊精;研究进展;市场现状

Research progress and market status of resistance dextrin

YIN Yue-ling, ZHANG Shu, WANG Ming-zhu, YANG Hai-jun

Baolingbao Biology CO.,LTD.Yucheng 251200,China

Abstract: Resistant dextrin is a new type of low-calorie glucan, It has a unique physiological function, good processing characteristics and application in the modern food industry in various fields. The paper comprehensively introduce the physiological functions and characteristics of resistance dextrin. The research progress of resistant dextrin in recent years was reviewed, and to outlook the market situation and prospect of resistant dextrin at home and abroad.

Key   words: resistant dextrin; research progress; market status

收稿日期:2012-09-21

   作者简介:尹月玲(1984-),女,硕士研究生,研究方向为畜产品加工与质量控制。

膳食纤维是食品中不被人体消化酶消化的组分的总和,具有卓越的保健功能,近年来被喻为糖、蛋白质、脂肪、矿物质和维生素以外的重要营养素。根据溶解度的不同,膳食纤维可分为不溶性和水溶性膳食纤维。由于不溶性膳食纤维口感粗涩并且添加后给食品加工造成困难,而高分子水溶性膳食纤维,因其黏度高、凝胶性大,在食品加工中也难以取得理想的效果[1]。近年出现的低粘性水溶性食物纤维这种营养素具有溶解性高、粘度低、甜度低及不产生异味等特点,很容易添加到加工食品中,使食物纤维营养素变得容易吸收。而在低粘性水溶性膳食纤维之中,最具有代表性的是抗性糊精。抗性糊精又名难消化糊精,能够成为均衡饮食的组成部分,具有水溶性膳食纤维的普通功能,同时还具有调节人体的生理功能的重要作用,如降低血糖反应和改善肠道的健康等。其消化耐受阈值也非常突出,使其消化的量最适合于达到期望的肠道生态系统的良性改变。因此,抗性糊精在食品工业中具有广阔的发展前景。

1 抗性糊精及其特性

1.1 产品特性

抗性糊精是由淀粉加工而成,是将焙烤糊精的难消化成分用工业技术提取处理并精炼而成的一种低热量葡聚糖,属低分子水溶性膳食纤维。抗性糊精和通常的淀粉酵素分解物有所不同,如图1,除了淀粉原本拥有的α-1,4α-1,6 葡萄糖苷之外,还拥有α-1,2α-1,3键合的葡萄糖苷结构及很发达的分枝构造α-1,4α-1,6葡萄糖苷,从而我们推断加水分解的同时,转移反应及逆合成反应同时进行,生成了新的结合[2]

1 抗性糊精结构图

抗性糊精与其他的淀粉分解物一样,易溶于水、无异臭、低甜味(糖甜度的1/10) ,但分枝构造发达,不易老化耐冷冻冷藏,水溶液中长时间不产生沉淀,渗透压,冰点等方面的特性与同一DE (10-12)的麦芽糊精特性大体一致。表1为抗性糊精与其他膳食纤维产品比较。

抗性糊精与其他膳食纤维产品比较

纤维产品名称

改性聚葡萄糖

菊粉

抗性糊精

瓜尔豆胶水解物(PHGG

抗性糊精

原料

玉米淀粉

菊苣根

小麦淀粉

瓜尔豆

玉米淀粉

平均分子量

2000

-

5000

15000

2000

平均聚合度

12

25

16

-

-

纤维含量(%

90以上

90以上

85

80以上

90以上(85-95

纤维含量的标准测定方法

AOAC2000.11

AOAC997.08

AOAC2001.03

AOAC985.29

 

AOAC2001.03

水溶解度(%,w/w)

大于80

小于5

大于70

小于5

大于70

耐受性

90g/d

20-30g/d

30-45g/d

-

100g/d(无摄入量限制)

热量

1Kcal/g

1.5Kcal/g

2Kcal/g

0.2Kcal/g

0.5Kcal/g

加工稳定性

巴氏杀菌(7030min)无明显水解;超高温灭菌6-10s无明显水解。(pH37条件下)

高温和pH4的条件下化学性质稳定

pH2.5-7条件下稳定,适用于各种加工工艺;热加工稳定性优良

100pH5条件下稳定性良好

100pH2几乎无变化;1202kg/cm2条件下10分钟几乎无变化。

吸湿性

较小

相对湿度80%才开始吸潮

口感

中性或微甜

蔗糖的三分之一

中性

中性

低甜,蔗糖的10%

粘度

高粘,高于同等浓度蔗糖或山梨糖醇溶液

接近于蔗糖

低粘度

低粘度

极低;3030% 溶液粘度为15 cps

1.2 功能特性

根据膳食纤维含量的不同,抗性糊精分为型和型两种。目前市场上多为型难消化糊精。由于其含有抗人体消化酶(如淀粉酶、葡萄糖淀粉酶等)作用的难消化成分,在消化道中不会被消化吸收,可直接进入大肠,因此它是一种低热量食品原料,可作为膳食纤维发挥各种生理作用。与目前市场上存在的各种可溶性和不溶性的膳食纤维相比,抗性糊精具有优异的生理功能[2]:抗性糊精有助于保持正常的、健康的血糖水平和胰岛素水平,延缓和抑制小肠对糖类的消化吸收,并改善末梢组织对胰岛素的感受性,降低对胰岛素的需求。抗性糊精也能改变消化道激素的分泌和肠道内消化酶活性[3-4],抑制糖类的消化与吸收,从而起到降低血糖的作用。连续摄入抗性糊精这种低分子量水溶性膳食纤维,可降低血清胆固醇和中性脂肪浓度及体内脂肪量,抗性糊精还可吸附胆汁酸、脂肪等而使其吸收率下降,可达到降血脂,改善各种类型高血脂症患者的脂类代谢的作用。抗性糊精在小肠内不被吸收,可直接进入大肠,能促进肠道有益菌群的生长、繁殖,同时抑制肠道有害微生物的生长繁殖;抗性糊精在大肠内发酵产生短链脂肪酸,产酸量较同等膳食纤维多,这些短链脂肪酸能阻止癌细胞的生长与繁殖。抗性糊精的吸水膨胀能增加粪便体积,促进肠道蠕动,对于便秘、痔疮、结肠癌等疾病有良好的预防效果。此外,它还有助于预防龋齿功能。抗性糊精已用于饮料、果子酱、糖果、乳品和各种谷物食品中[5-7],由于生产抗性糊精的原料淀粉来源广泛,成本较低,生产安全可靠,其开发应用前景很好。

2抗性糊精的研究现状

抗性糊精由日本科学家于20世纪80年代末发明的,1989年在日本申请了专利,之后,相继在欧洲和美国申请了专利。2007年,日本松谷化学工业株式会社申请了含有异构化糖的抗性糊精的制造方法的专利,这个发明添加了异构化酶对葡萄糖进行了异构化。我国抗性糊精的研究始于20世纪90年代中后期,1995年,华南理工大学申请了难消化糊精的制备方法的专利,这个专利以淀粉为基本原料,以盐酸作催化剂且高温处理得焦糊精,再采用耐温淀粉酶和真菌α-淀粉酶,进行酶处理,精制得难消化糊精产品。林勤保,杨连生等人研究以淀粉为原料制造难消化糊精生产工艺,并对产品组成成分的影响因素一一作了阐述。2007年,广东省食品研究所申请了一种抗性糊精的制备方法的专利,这个专利利用普鲁兰酶代替传统方法中的糖化酶制备抗性麦芽糊精。2010年保龄宝生物股份有限公司申请了一种新型抗消化糊精的制备方法[8],该专利采用酶制剂直接转化生产,大大提升了淀粉向功效成分转化的转化率,使最终产品中有效成分含量达到90%以上。

目前,抗性糊精的制备方法主要是双螺旋挤压机法及高温法,这两种方法耗时耗能,热能利用率低。微波法和酶法制备抗性糊精的研究还在实验室阶段,还没有工业化生产的报道。

通过酶法生产抗性糊精的工艺基本分为两大阶段,一是焦糊精的制备,二是抗性糊精的制备。其生产工艺为:

玉米淀粉盐酸喷雾预干燥高温处理焦糊精溶液酶解灭酶发酵或色谱分离精制浓缩喷雾干燥成品。

国际检测方法以Prosky method法为基准,经酵素分解后,注入色谱分离器,从图表上的最大值的面积来计算难消化部含量。目前这种难消化性糊精的膳食纤维定量法:酵素- HPLC 法、AOAC2001. 3,已被认定为AOAC公定法。我国国内依据GB/T 22224-2008中的酶重量法-液相色谱法对含有抗性糊精的食品进行检测。

3 抗性糊精的市场概况

Frost&Sullivan公司数据发布,2004-2011年美国水溶性膳食纤维的市场增长速度为不溶性膳食纤维的两倍。根据全球工业分析公司的报告显示,全谷物,高纤维食物在亚太市场以6%的速度增长,其全球市场在2015年将达到240亿美元,在这期间烘焙行业将成为应用高纤维产品最广泛的行业。在国际上具有广泛认知度及市场份额的抗性糊精产品是日本松谷的“Fibersol-2”[9]“Fibersol-2”抗性糊精当初是以马铃薯淀粉为原料在日本国内生产的产品。在得到美国食品和药物管理局批准认可为GRAS后,原料用玉米淀粉代替马铃薯淀粉,并委托ADM公司进行生产,由两家公司联合进行销售,“Fibersol-2”现在美国市场上作为饮料中使用的有代表性的食物纤维材料。

到目前为止,美国抢办尔汤料公司的汤料产品、法国达能公司、雀巢公司等汤料、饮料和乳制品等产品也先后使用抗性糊精,饮料最大的生产公司可口可乐公司和百事可乐公司生产的健康饮料中也采用了此材料。糕点甜食和饼干等一般食品也增加了对抗性糊精的使用。此外,保健食品中安利、雅芳等公司也采用了此产品。罗盖特生产NUTRIOSE ®CODEX及欧洲、美国、日本、中国等国家认可为膳食纤维。英国泰莱公司的产品PROMITOR™ Dietary Fiber已被美国FDA认可为GRAS物质,并且没有摄取量限制。在日本,抗性糊精作为营养强化剂得到广泛的应用,获得日本厚生劳动省认定为政府特定保健食品素材的认定。在我国,卫生部[2012]516号函拟公布抗性糊精为普通食品可无限量的添加于各种食品中。抗性糊精已经逐渐引起我国相关生产企业的重视,这将使得其在食品行业中的应用范围越来越广阔。表22012年第516号函卫生部公布的抗性糊精各项指标

 

 

 

 

抗性糊精的各项指标

中文名称

抗性糊精

英文名称

Resistant Dextrin

生产工艺简述

以食用淀粉为原料,在酸性条件下经糊精化反应值得的一种膳食纤维

质量要求

性状

白色至淡黄色粉末

总膳食纤维/(g/100g)

≥82%( 根据GB/T 22224-2008第二法)

水分/(g/100g)

≤6

灰分/(g/100g)

≤0.5

pH

4-6

其他需要说明的情况

卫生安全指标应符合我国相关标准要求

3 展望

 

抗性糊精作为食品的膳食功能成分,可以添加到发酵乳或乳酸饮料中,不仅可提供膳食纤维,而且可使乳酸菌、双歧杆菌等肠内有益菌的生物机能充分的发挥,产生极大的相乘效果,可作为减肥食品和便秘人群保健食品。抗性糊精加入婴儿食品中,可促进体内双歧杆菌生长和微量元素的吸收;加入面制品中,可增加和改善面制品色泽、口感和延长货架期;也可作为一种优良的脂肪替代品,加入肉制品能提高产品出品率,增强口感和质量。最重要的是抗性糊精利用的原料可以使用直链淀粉含量高的玉米淀粉,它生产可使玉米获得更高层次的利用[10]     抗性糊精作为膳食纤维的一个种类,具有天然、不容易受潮结块、水溶性高、耐热耐酸、没有特殊口味等特性和其独有的生理功能及良好的加工特性,可作为食品及食品辅料可以无限量使用,而这正是聚葡萄糖、菊粉、低聚果糖等膳食纤维所不具备的特点,是一种值得开发的新型食品添加剂。

 

参考文献

[1]        徐仰丽,刘亚伟,任伟豪,.抗性糊精的研究进展[J].河南工业大学学报,2008,29(4):67-71.

[2]        滕健,孙英. 抗性麦芽糊精研究进展[J].粮食与饲料工业,2012 (4):35-37.

[3]        王子花,申瑞玲,李文全. 膳食纤维降血糖作用研究进展[J].粮食与油脂,2006,(7):42-44.

[4]        李忠海,钟海雁,常银子,. 百合膳食纤维降血糖作用的研究 [J].食品与机械,2005,21(5):8-9.

[5]        Toshnao Goda,Yuya Kajika,Kazuhito Suruga,et al. Availability, fermentability, and energy value of resistant maltodextrin :modeling of short-term indiect calorimetric measurements in healthy adults1-3[J].American Society for Nutrition,2006,83:1321-1330.

[6]        Kazuhiro,Isao Matsuda,Yasuo Katsuta,et al. Development of Indigestible Dextrin [J].The Japanese Society of Applied Glycoscience,2006,53:65-69.

[7]        Fred Brouns,Eva Arrigoni,Anna Maria Langkilde. Physiological and Metabolic Properties of a Digestion-Resistant Maltodextrin,Classified as Type 3 Retrograded Resistant Starch[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry.2007, 55:1574-1581.

[8]        袁卫涛,王彩梅. 一种新型抗消化糊精的制备方法[P].CN 101870991A.2010-10-27.

[9]        大隈一裕,西端豊秀. 水溶性膳食纤维Fibersol-2[J]. 食品科学. 2004(4):218-220.

[10]    周焕霞,王彩霞,袁卫涛 杨海军抗性糊精的特性、功能及市场前景[J].发酵科技通讯,2011,40(4):54-56.

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