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何谓果葡糖浆?

已有 17528 次阅读 2021-4-5 10:02 |个人分类:生态科普|系统分类:科普集锦

 

何谓果葡糖浆?

蒋高明

 

目前发达国家普遍出现了肥胖现象,以美国最为代表,我国肥胖人群也有增加的趋势。其原因是什么呢?长期以来,笔者对于这个问题始终没有找到答案,分析是与食物有关的,而高热量的糖的摄取导致肥胖可能很大。原本以为糖是直接利用植物榨取的如甘蔗、甜菜等,今天才知道我们餐桌上的很多糖是人工加工出来的,以玉米淀粉原料为主。美国人的很多食物是与玉米有关的,肉类也是玉米的衍生品,而今看到下面的文章,才知道很多国家的糖也是玉米制品。笔者以前了解反式脂肪酸、甜蜜素等食物添加剂,今天才知道还有果葡糖浆这个名词,且大量出现在食物加工领域,特介绍如下,供科学网网友参考(资料来源百度百科,经科普中国科学百科词条编写与应用工作项目审核):

 

一、概念

果葡糖浆是由植物淀粉水解和异构化制成的淀粉糖晶,是一种重要的甜味剂。生产果葡糖浆不受地区和季节限制,设备比较简单,投资费用较低。因为它的组成主要是果糖和葡萄糖;故称为果葡糖浆

无色黏稠状液体,常温下流动性好,无臭。果葡糖浆主要由葡萄糖和果糖组成。按果糖含量,果葡糖浆分为三类:第一代果葡糖浆(F42)含果糖42%;第二代果葡糖浆(F55)含果糖55%;第三代果葡糖浆(F90)含果糖90%。果葡糖浆的甜度与果糖含量成正相关,第三代果葡糖浆在食品中使用少量即可达到一定的甜度。

 

二、果葡糖浆制作工艺

淀粉-调浆-糖化-中和-脱色-过滤-树脂处理-蒸发-异构化-脱色-树脂处理-蒸发-成品。

工艺操作要点:调浆:在调粉桶内先加部分水,在搅拌情况下加入淀粉,投料完毕,继续加水使淀粉乳达到规定浓度(40%),然后加入盐酸调节至ph值为1.8

糖化:调好的淀粉乳,用耐酸泵送水糖化罐;进料完毕打开蒸汽阀升压力至 2.8千克/平方厘米左右,保持该压力3-5分钟。取样;用20%液检查糖化终点。糖化液遇碘呈酱红色时即可放料中和。

中和糖化液转入中和桶进行中和,开始搅拌时加入定量废炭作助滤剂,逐步加入10%碳酸钠溶液中和,当ph4.6-4.8时,打开出料阀,用泵将糖液送人过滤机广滤出的清糖液随即冷却至60,冷却后糖液进行脱色。

脱色:清糖液放入脱色桶内,加入定量活性炭随加随拌,脱色搅拌时间不得少于5分钟,然后再送至过滤机,滤出清液盛放在贮桶内备用。

树脂交换:将第一次脱色滤清液送至离子交换滤床进行脱盐提纯及脱色。糖液通过,阳---阴四个树脂滤床后,在贮糖桶内调整ph值至 3.8-4.2

蒸发树脂交换后,准确调好ph值的糖液,利用泵送至蒸发罐,保持真空度在500毫米柱以上。加热蒸汽压力不得超过1千克/平方厘米,当糖液浓度在42%-50%左右,即可出料。

异构化:将固相异构酶装填于竖立的保温反应柱内,反应温度控制在65,精制的糖液由柱顶进料,流过酶柱,进行异构化反应,再从柱底出料,连续操作,也可由柱底进料,经过酶柱,从柱顶出料。因酶活力处于最佳ph值时,能充分发挥催化作用,反应速度快,时间短,糖分分解副反应发生的程度低,所得的异构糖液的颜色浅,容易精制,所以,异构化时糖液的ph值大小应由所用的异构酶的型号而决定。

二次脱色:异构化反应后,所得糖液含有色物质,并在贮存期间能产生颜色及灰分等杂质,所以,需二次脱色。将糖液送人脱色桶,加入定量新鲜活性炭,操作与第一次脱色相同。

二次树脂交换:经二次脱色的糖液需再进行一次树脂交换,方法同前。最后流出的糖液ph值较高,可用盐酸调节ph值至4.0-4.5

蒸发浓缩;精制的糖液经真空蒸发罐浓缩到需要的浓度,即得果葡糖浆。由于葡萄糖易于结晶,为了防止糖浆在贮存期间出现结晶析出,不能让糖液蒸发到过高浓度,一般要求在 70%-75%(干物质浓度)之间。

 

三、果葡糖浆在食品工业中的应用

由于果葡糖浆的甜度与蔗糖相当,又有其特性,所以它的应用领域较蔗糖广泛;不但在食品工业、保健食品上广为应用,医药工业、家庭调味品、日用化工等方面都有应用。在所有应用中,食品工业是主要应用领域。果葡糖浆在食品工业中的应用如表所示:

(一)果葡糖浆在食品工业中的应用

用途 食品名

爽口、清凉、甜度 碳酸饮料、果汁饮料、冰淇淋、酸牛奶、各类冷食品等

渗透性、贮存性 果脯、蜜饯、水果、罐头、果酱等

发酵、保湿性 蛋糕、夹心糕点、面包等

控制结晶 冰淇淋、软糖果

溶解度 葡萄酒、苹果酒、果露酒、黄酒、汽酒、香槟酒等

直接吸收性,风味好 咳必清、枇杷露、药酒、保健食品等

在应用品种比例结构上,美国是这样:

74.5%用于饮料;9.3%用于面包;4.2%用于罐头;8.2%用于奶制品;0.5%用于糖果;3.3%用于其他食品。

(二)各类饮料中的应用

1、用于不含酒精的饮料。此类饮料又称软饮料,主要是指碳酸饮料、果汁饮料、茶饮料、运动饮料、乳饮料等。应用果葡糖浆的产品口感爽口,风味好;且温和无异味,透明度好,没有混浊。由于果葡糖浆用离子交换树脂制得,灰分含量低,沉淀物和絮状物都极少,稳定性好,不象蔗糖会在低 pH值时发生转化。在配方上可以用干基计1:1代替蔗糖。

2、用于含酒精的饮料。此类包括使用果葡糖浆加工的果酒;如葡萄酒、苹果酒、果露酒、黄酒;其它配制如啤酒、香槟酒等,经过预处理可避免产品出现沉淀,透明度好,使用高糖度配制时(20度以上)蜂蜜风味显著。

果葡糖浆溶解度高,易于溶化,使用方便,对要求有还原糖的产品,可简化生产工序。因为使用蔗糖生产时,需加酸先将蔗糖转化为果糖和葡萄糖。

(三)在冷食品中的应用

果糖在低温时甜度增加,果葡糖浆用于冷食品很为适宜。用果葡糖浆生产的冰棒、冰淇淋有清香味道。但在冰棒生产时,不能全用果葡糖浆,而应与蔗糖混合使用,否则冷冻速度慢,且冷冻情况不好。用于其他清凉饮料,低温下饮用,风味尤佳。

(四)在面包中的应用

把果葡糖浆用于面包生产中,果糖的发酵性、焦化性及保湿性能作为优点发挥出来。

面包是利用酵母发酵的食品,酵母利用果糖和葡萄糖发酵最快,其次才是麦芽糖、蔗糖。果葡糖浆代替蔗糖果,发酵反应快而好,产生大量气体,缩短面包发酵时间。由于产气多,面包松软,嘴嚼柔软,略有湿润感,和使用蔗糖一样,面包有好的强度和结构。

由于烘干时果糖和葡萄糖发生美拉德反应,面包易于着色,表层产生一层焦黄色,美观且风味好。

由于果糖保湿性好,所以面包贮存中可以较长时间保持新鲜和松软,这是蔗糖面包所不能及的。

(五)在软糕点及夹心糕点中的应用

由于果糖的保温性好,果葡糖浆用于蛋糕生产效果很好,我们曾经作过试验,果糖蛋糕存放30天后仍然松软而蔗糖蛋糕在数天后即干硬,再长一些时间,表层破碎,而且在贮存中果糖蛋糕重量减轻情况比蔗糖蛋糕少。

用于中秋之类的夹心食品,风味好,无异味,饼心温度低于100,所以不致产生焦苦味。

(六)在糖果中的应用

果糖的吸湿性好,易发生焦化反应产生有色物质,所以果葡糖浆用于糖果生产不利,尤其不宜用于清亮、表面干硬的硬糖果生产,因为会使硬糖果颜色深,存放一段时间,表面吸潮造成发粘。高梁饴类淀粉软糖、琼脂软糖等,成品要求还原含量高,水分含量也较高,过去生产中采用蔗糖需添加有机酸将其部分转化成果糖和葡萄糖,所以用果葡糖浆生产软糖应是理想的事,减少加酸转化,产品质量也是理想。但代替砂糖的比例不可过大,否则成品中还原糖过高而超过产品质量标准

在糖果生产中,必须使用大量的液体葡萄糖(DH42),生产中有一个熬煮过程,变色(产生有色物)时的温度称作熬煮温度,甲级葡萄糖变155,乙级葡萄糖为130。果葡糖浆的熬煮温度大致相当于乙级葡萄糖。所以用来生产高级软糖是有问题的,生产一般软糖可以。

(七)在水果罐头中的应用

果葡糖浆比蔗糖有较高的渗透压力,能防止果汁逆出水果外,利于保持水果风味。果糖透过细胞壁较快地达到均衡,提高了加工过程的稳定性,而且不受PH值(酸碱度)的影响。

果糖与果物还有亲和作用,也能防止果味逆出,有利于保持水果风味。

(八)在蜜饯(果脯)、果酱中的应用

因为渗透压高,所以果葡糖浆加工蜜饯时,渗透快。生产时间可缩短,与蔗糖混合使用,成品色泽鲜明。因为渗透压高,用于蜜饯、果酱上,防腐性好,利于保存。

1、可作药用糖浆:因为果糖和葡萄糖可以直接被吸收,所以用来加工药用糖浆更利于病人。咳必清、枇杷露等均可。

2、可作药酒:利用果葡糖浆溶解度高,操作方便,风味也好。

3、可作保健食品:用果葡糖浆为病弱孕婴加工保健食品;蛀牙病是儿童的常见牙病,用果葡糖浆加工儿童专用食品或是直接用作甜味剂,对儿童的牙齿健康会有好处。因实践证明这种儿童食品对减轻儿童的蛀牙病很有效果。

近些年来,许多国家用来制造低能量食品,婴儿食品、病弱者等营养食品和疗效食品,为食品工业开辟了广阔的道路。

 

四、果葡糖浆的健康风险

有研究者提出高果糖糖浆可能导致新陈代谢紊乱,使人罹患心脏病糖尿病的机率增加。指出高果糖浆的化学结构会刺激食欲,可能使肝脏将更多的威胁心脏安全的甘油三酯输出到血液中。另外,果糖可抑制体内的微量元素铬,而正三价的铬在维持血糖、胰岛素和胆固醇的正常水平上起重要的作用。

据在新闻周刊发言的有关食品专家观点:果葡糖浆在代谢中直接被肝脏吸收转化为脂肪,造成饮料易致人发胖。同时,代谢中产生的尿酸会增加痛风的发病率,美国研究表明近年来痛风病人剧增与果葡糖浆有关。而且它能麻痹神经,使人一直产生饥饿感,致使喝饮料过量。

2009年,来自美国加州的Stanhope等人在《临床研究杂志》(Journal of Clinical Investigation)上发表了一项有意思的研究。他们召集了一些成年超重(包括肥胖)者,并将这些人随机分为两组。一组每天喝3杯含果葡糖浆饮料,一组喝相同量的葡萄糖饮料。10周后,Stanhope等人对这些受试者之心血管疾病相关健康指标进行了检测。他们发现,与葡萄糖相比,果葡糖浆更容易造成人体脏器内脂肪的沉积、降低胰岛素的敏感度,从而导致胰岛素抵抗升高。后者意味着未来患糖尿病的风险会增加。高果葡糖浆摄入还会升高甘油三酯,低密度脂蛋白和其他一些胆固醇。

有相当数量的人认为,因为摄入果葡糖浆不会造成血糖的大幅度升高,所以果糖对于糖尿病是安全的。但是基于以上的研究进展,大量食用果葡糖浆,对糖尿病的防治,不仅无益,而且有害。201011月发表在《糖尿病治疗》(Diabetes Care)上的一篇文章支持了这个观点。Malik等人在汇总了以前发表的相关流行病学研究后发现,与不喝含糖饮料者相比,那些每天喝1-2易拉罐含果葡糖浆饮料的人患糖尿病的概率会增加26%

大量摄入果葡糖浆,还会加重肝脏负担,造成脂肪肝等疾病。20109月发表于《美国膳食协会会刊》(JADA)的一篇文章指出,果葡糖浆对肝脏的危害和酒精类似。

脂肪肝是世界上最常见的肝病之一,影响了约10%24%的成人。而在肥胖人群中,患此疾者逾半。果葡糖浆造成脂肪肝的机理较复杂。简言之,虽然葡萄糖等糖类也能在体内转化为甘油三酯,但其转化速度和程度受控于一种肝脏中的6-磷酸果糖激酶(即所谓的限速酶)。而果葡糖浆代谢则绕过此限速酶,直接进入下代谢。故更容易生成甘油三酯,从而对肥胖和脂肪肝的危害更大。

另外,果葡糖浆在体内代谢时,一种叫三磷酸腺苷(ATP)的能量物质被大量消耗,从而激活肝脏的炎性反应通路,促使炎性物质生成,同时还会造成氧化/抗氧化系统的失衡。

值得一提的是,除了会导致肝脏疾病,大量摄入果葡糖浆对脂肪肝病人的康复亦不利。

升高血液尿酸是大量摄入果葡糖浆的另外一个副作用。

尿酸对人体作用比较复杂,它本身是个抗氧化剂,对一些神经性疾病可能有保护作用。但是,血液尿酸高是痛风的明确病因。尚有研究表明,尿酸和肥胖、高血压等疾病有关。

在另外一项刊于2008年《关节炎治疗和研究》(Arthritics Care & Research)的研究中,我们发现每天摄入果葡糖浆超过50克的人(相当于23罐饮料),患高尿酸血症的风险会比每天少于10克者增加24倍。

随后其他研究者也发现了果葡糖浆摄入越多,未来患痛风的可能性越高。根据波士顿Choi等人在2010年发表于《美国医学会会刊》(JAMA)的研究结果,如果在日常生活中,用果葡糖浆替代其它碳水化合物(蔗糖和米面等),痛风的危险性也会显著增加。

 

五、结语

所谓有利必有弊,以上介绍仅供参考。看看您餐桌上食品有没有果葡糖浆?果葡糖浆,既没有果,也没有葡糖,却打着水果和葡糖的名义。其英文High fructose syrup process,或者High Fructose Corn Syrup(HFCS)还是比较客观的,而后者直接出现了玉米。中文翻译者用水果和葡糖掩盖了玉米淀粉,不得不佩服翻译者的聪明。其实所有淀粉都可以做糖,美国玉米最多,用此制作的果葡糖浆也最多,当然食用也做多。至于该国的肥胖是否与此有关?这个一个值得研究的课题。 

 

  

 






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