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新资源食品L阿拉伯糖的制备功能应

发布时间:2021/4/20 12:59:35   点击数:

年5月26日,卫生部发布年第12号公告批准L-阿拉伯糖为新资源食品。

L-阿拉伯糖大揭秘

1.何为L-阿拉伯糖

L-阿拉伯糖,又称左旋阿拉伯糖。最早来自阿拉伯树胶,所以取名叫阿拉伯糖。自然界还存在另外一种D-阿拉伯糖,它能够被人体吸收,产生能量。但是L-阿拉伯糖,甜味只有白糖的一半,不能够被人体吸收,也不会产生热量,所以人们习惯于称其为低能量甜味剂。

2.碳水化合物大家族

L-阿拉伯糖最早是从阿拉伯树分泌的胶体中,经过复杂的化学和物理方法分离提取出来的单糖,是碳水化合物大家族中的一员。

3.L-阿拉伯糖含量较高的植物

在自然界中,L-阿拉伯糖很少以游离的状态存在,只在一些松柏科的树芯中以游离状态存在,多以杂多糖的形式存在于水果和粗粮的皮壳中。

以下植物细胞壁的半 和果胶中L-阿拉伯糖含量较高:

稻皮、麦子等谷类

玉米皮、玉米棒芯、秸秆

甘蔗渣

甜菜、苹果等植物

4.L-阿拉伯糖的生产制作

酸碱水解法:

酸碱水解法主要是利用酸或碱溶液的物理化学作用,分解植物的半 聚合体,将以多聚糖形式存在于半 中的阿拉伯糖转化成单糖并溶解到水溶液中,然后经过分离纯化得到高纯度的L-阿拉伯糖成品。原料主要是玉米皮、甜菜渣和甘蔗渣等富含半 的农林废弃物,工艺过程主要是碱处理、酸水解、中和、沉淀过滤、膜超滤、离子交换、浓缩分离和结晶等步骤,如图2所示。该方法过程简单、工艺成熟、工业化生产便利,制得L-阿拉伯糖纯度高达97%~99%以上,产品收率大于50%。缺点是酸碱处理原料时存在产生致癌物质的隐患,而且酸碱处理后中和溶液时产生大量高浓度含盐废水,L-阿拉伯糖提取后产生固体废弃物,导致后续处理过程成本高、难度大,并且容易污染环境。

酶水解法:

L-阿拉伯糖主要以阿拉伯聚糖、阿拉伯木聚糖、阿拉伯半乳聚糖等聚糖形式存在于植物的半 中。利用合适的酶制剂或微生物降解半 ,也可以获得L-阿拉伯糖。利用该方法制取L-阿拉伯糖,溶液中糖浓度可以达到13~18g/L,产品收率可达17%~20%左右。和酸碱水解法相比,酶水解法的L-阿拉伯糖纯度和收率相对较低,但是该方法不需要高温高压条件,可以显著减少酸碱溶液处理过程产生的糠醛等有*物质;同时没有酸碱中和过程,减少了含高浓度酸、碱和盐污水的处理和排放,简化了生产工艺、节约了生产成本,具有良好的经济效益和环境效益。

可以分解含有L-阿拉伯糖的聚合糖的酶制剂主要有阿拉伯聚糖酶、阿拉伯呋喃糖酶等。含有这些酶的微生物主要有枯草芽孢杆菌、链霉菌属、酵母菌(红酵母菌属)和丝状菌(黑曲酶、米曲酶、*曲霉、绿曲霉等)等,其中曲霉属尤其是黑曲霉属所含酶的活性较高。此外,市售的 酶、木聚糖酶、果胶酶、半乳聚糖酶等酶制剂中也含有少量标记活性以外的阿拉伯聚糖、阿拉伯木聚糖、阿拉伯半乳聚糖分解活性。

微生物法:

有L-阿拉伯糖的聚合糖经水解后,溶液中含有葡萄糖、木糖、半乳糖等多种单糖,传统方法一般使用硅藻土、阴离子交换树脂、强酸型阳离子交换树脂、沸石分子筛等方式分离提纯L-阿拉伯糖,工艺过程复杂,收率相对较低。微生物法制取L-阿拉伯糖的实质是先将含有L-阿拉伯糖的半 经过预处理降解成单糖溶液,然后利用微生物进行发酵,消耗单糖溶液中的木糖和葡萄糖等非目标糖,保留L-阿拉伯糖,降低溶液中的非目标糖含量,经过浓缩结晶后得到L-阿拉伯糖成品。和传统方法相比,微生物法降低了L-阿拉伯糖的后续提纯的技术难度,简化了生产工艺,收率一般可达10%以上。

化学法:

Kim等人用3,4 -2H-吡喃经硒的 化反应合成了L-阿拉伯糖,但该方法同时生成D型和L型的消旋体,需要拆分,并且使用原料贵、反应步骤多;Ahmed等人用核糖醇经两步反应制得L-阿拉伯糖,过程简单,成本较低;Wulff等人也合成了L-阿拉伯糖,但同时还生成了L-核糖、L-木糖和L-来苏糖等五碳糖,L-阿拉伯糖的含量仅为32.5%,不易分离。总体来说,化学法存在原料价格高、反应步骤多、产物分离难等缺点,不适合工业生产。

L-阿拉伯糖的生理功能

一、关于蔗糖的小知识

根据精制程度、来源、形态和色泽,大致可将蔗糖分为如下几类:

1.精致白砂糖

简称砂糖,为粒状晶体,根据晶体的大小,有粗砂、中砂、细砂三种。特点是纯度高、水分低、杂质少。国产砂糖含量高于99.45%、水分低于0.12%,并按标准规定分为优级、一级、二级3个等级,用于面包和面点生产。

2.粗砂糖

属于未精制的原糖,纯度低、杂质多、水分大、颜色浅*,如国产的二号糖和进口的巴西糖、古巴糖。

3.绵白糖

晶体细小均匀,颜色洁白,质地软绵,纯度低于白砂糖,含糖量在98%左右,水分低于2%,因成本高,用于 食品生产。

4.赤砂糖

粒状晶体,颜色棕*,杂质较高,但可做特殊用途。

5.红糖(片糖,*糖)

一般由土法榨制,杂质最多,纯度 ,但有特殊风味,烘焙中着色快

6.红糖粉

纯度比红糖高些,且称取方便,比红糖使用量大

蔗糖的甜味给人以愉悦的感觉,而且它的甜味纯正、稳定、回味良好。人们非常喜爱蔗糖的持久甜味,对它特有味感的依赖性难以撼动。但过多食用精制糖类会造成能量过剩,这是引起肥胖的一个重要原因。

作为一种双糖,蔗糖进入人体后只有通过蔗糖酶作用,分解成一分子葡萄糖和一分子果糖(两者均为单糖)后才能被人体吸收和利用。

二、L-阿拉伯糖的强大功能

L-阿拉伯糖对人体的生理功能主要有三项:一是抑制蔗糖的代谢吸收;二是调节脂类代谢,抑制脂肪生成;三是促进双歧杆菌生长,润肠通便。

1.抑制蔗糖的代谢吸收

L-阿拉伯糖可以非竞争性地抑制存在于小肠膜微绒毛表面的蔗糖水解酶,减缓蔗糖分解成葡萄糖和果糖的速度,从而抑制人体对糖类的吸收,稳定或降低血糖。血糖长期过高或不稳定,胰岛素会相应分泌过多或不稳定,从而增加胰腺负荷,损坏胰腺而导致糖尿病。L-阿拉伯糖能够有效降低及稳定血糖,使餐后血糖平衡运行,从而起到保护胰腺、预防糖尿病的作用。

L-阿拉伯糖可以与蔗糖配伍使用也可单独食用。研究证实,在蔗糖中添加2%L-阿拉伯糖,可以抑制50%蔗糖的吸收;加入3.5%L-阿拉伯糖,能够抑制人体60%~70%蔗糖的吸收,长期食用可以有效降低血糖。

2.调节糖脂代谢,减少脂肪

由于L-阿拉伯糖对蔗糖酶的抑制作用,在小肠里没被分解的蔗糖和L-阿拉伯糖,在大肠里被微生物分解产生大量有机酸和气体,这些有机酸可以抑制肝脏合成脂肪,从而减少体内新脂肪的产生。同时,L-阿拉伯糖能够抑制糖类吸收,从而抑制糖转化成脂肪,起到减肥的功效。另外,L-阿拉伯糖可以促进小肠对钙的吸收,从而降低肠道脂肪的吸收和脂质代谢,同时抑制肝细胞内钙内流,减少低密度脂蛋白的合成。

日本学者发现大鼠食物中添加0%~30%蔗糖后,体内脂肪组织重量和血浆内 三酯的浓度均会增加,而食物中加入1%L-阿拉伯糖后,抑制了这种增长,从而减少了脂肪的合成。

3.促进双歧杆菌生长,润肠通便

肠道酸性环境有助于双歧杆菌和 菌等益生菌的生长。L-阿拉伯糖能够抑制蔗糖在小肠内的吸收,未被吸收的蔗糖与L-阿拉伯糖经大肠微生物代谢后,产生挥发性脂肪酸、CO2和H2等物质,肠道内微环境的pH降低,渗透压升高,肠蠕动增强。Seri等人的研究表明,大鼠的食物中添加L-阿拉伯糖后,大鼠盲肠内的 、 、 、苹果酸和 酸等挥发性有机酸含量显著上升,盲肠微环境中的pH降低。三和淀粉株式会社的研究证明,蔗糖中添加5%阿拉伯糖后,可以有效促进双歧杆菌生长,快速清理体内*素和废弃物。长期食用L-阿拉伯糖可以起到润肠通便、排*养颜、美容护肤、预防疾病的作用。

三、L-阿拉伯糖的使用方法

L-阿拉伯糖与蔗糖一起摄入能够发挥 功效。在蔗糖中按比例加入3.5%的L-阿拉伯糖,就能使人体抑制约70%蔗糖的吸收,还可改善糖耐量。

蔗糖添加L-阿拉伯糖后,其自身甜味和性状保持不变,仍然可在各种食品中使用。

除了可以与蔗糖配伍使用外,L-阿拉伯糖也可单独食用。一般情况下每天服用3gL-阿拉伯糖即可有效抑制蔗糖的分解吸收。

L-阿拉伯糖在食品和药品方面的使用

一、L-阿拉伯糖的作用被权威机构认可

L-阿拉伯糖在减肥、控制糖尿病等方面的应用前景被看好:

美国医疗协会将L-阿拉伯糖列入抗肥胖的营养补充剂或非处方药中

日本厚生省将L-阿拉伯糖列入调节血糖的专用特殊保健食品清单中

中国卫生部年12号文件批准L-阿拉伯糖为新资源食品

根据中华人民共和国卫生部(现国家卫生计生委)年第12号文件公告,L-阿拉伯糖被批准为新资源食品(现称为新食品原料),使用范围为“各类食品,但不包括婴幼儿食品”;L-阿拉伯糖还在医药和保健食品领域、生物试验、生物工程、香精香料等方面有较多用途。

二、L-阿拉伯糖的主要应用领域

1.食品和保健品

糖尿病食品、减肥食品、健康功能食品、蔗糖添加剂等。L-阿拉伯糖多用于饮料及饮品、乳制品、巧克力、糖果、烘焙糕点、保健口服液、保健酒或减肥食品中,主要利用抑制蔗糖吸收的原理来达到日常饮食习惯下控制体重、血糖的目的。作为代糖原料或餐桌带糖品,可直接与蔗糖配伍。L-阿拉伯糖已经广泛添加于奶粉、酸奶和乳饮料等乳制品中。

2.作为药物合成的中间体

L-阿拉伯糖是一种重要的合成药物的中间体,能够用来合成阿糖胞苷、阿糖腺苷、D-核糖、L-核糖、去氧核糖等。也可合成核苷类抗病*药物。L-阿拉伯糖由于其结构稳定、耐热性好、不提供热量、具有类似蔗糖的甜味等特点,可以用来作为减肥和控制血糖的处方与非处方药品的添加剂或成药的赋形剂、填充剂、例如用于片剂等不同剂型中。

3.香精、香料合成的理想中间体

L-阿拉伯糖在做菜或者烘焙时的香味是普通蔗糖的10倍,可以作为香精、香料合成的中间体。

例如:

1.应用于功能性甜味剂

日本推出的健康糖由97%的蔗糖和3%的L-阿拉伯糖组成,在超市货架上代替白糖销售,主要针对家庭消费或直接在厨房使用,旨在通过控制人们日常生活中糖分的吸收达到控制体重的目的。日本开发的含有膳食纤维的“阿拉伯糖”产品,其组成成分为在g膳食纤维抗性糊精中添加7.5gL-阿拉伯糖。坚持使用能够对血糖升高具有良好的抑制效果,原理为L-阿拉伯糖在抑制小肠内蔗糖酶作用的同时,膳食纤维抗性糊精又能够抑制淀粉酶、葡萄糖酶的活性,并能抑制碳水化合物的吸收,从而能控制血糖的上升。

2.应用于糖果、巧克力等产品

加入了L-阿拉伯糖的糖果和巧克力不仅能让

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