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甜菊糖苷研究进展

  甜味剂对食品的口感起重要的作用,是食品最基本的配料。在食品工业中,过去常以蔗糖为主要甜味剂。近年来,由于国际糖的库存减少和用糖料生产酒精作能源代替汽油,以及欧盟取消补贴等原因,导致糖价上扬;同时,随着现代营养学和食品加工技术的发展,人们对甜味的追求摆脱了单纯用蔗糖的局限,用各种替代蔗糖的甜味剂可以在保持食品加工特性和口感的基础上,充分显示其营养功能。随着人们对健康的要求越来越高,而糖尿病、肥胖症、高血脂、龋齿等疾病与过多的蔗糖摄入量有密切关系,人们对甜味剂的要求不仅要口感好、低能量、而且价格合适满足消费水平。因此,开发高倍甜味剂成为必然。
1 甜菊糖苷的来源
        甜菊糖苷是从菊科植物甜菊的叶子中精提的天然甜味剂。甜菊原自然野生是在南美洲巴拉圭部东北部及巴西的阿尔拜起伏的山脉中。随着其生长成熟,叶中甜菊苷类不断增加,直到现蕾期,甜菊苷类含量达到高峰,可用来加工精提甜菊糖。我国自1976 年开始由南京中山植物园、中国农业科学院等科研单位引进甜叶菊试种成功。8 0 年代初向全国各地推广种植,主要产区为黑龙江、山东、安徽、江苏、江西等省市。1982年成都化学制药厂首次研制成功生产甜菊糖苷技术。1984年原国家经委首先将甜菊糖苷列入《2000年全国食品工业发展纲要》中,1985 年卫生部批准甜菊糖苷在饮料、糕点和糖果中使用,而且用量不受限制。2009年我国甜菊种植面积约25 万亩,年生产甜菊叶片原料约40000t。据中国甜菊协会统计,1996 年,我国甜菊糖产销量突破千吨大关,现已成为世界上最大的甜菊糖生产国和出口国,其中80% 左右为出口,产品远销韩国、日本、马来西亚、美国、俄罗斯、德国、加拿大、哥伦比亚等二十多个国家。2009 年甜菊糖销售量突破2600t。
2 甜菊糖苷组成
        甜菊糖苷是一系列甜菊糖苷类的混合物,是目前在自然界中发现继甘蔗糖、甜菜糖之外大量存在的第三种有开发价值的天然低热值高倍甜味剂,作为健康推崇的天然蔗糖替代品,被广泛用于饮料、糖果、糕点等食品行业中,其成本比蔗糖低50% 以上。具有高甜度、低热能的特点,其甜度是蔗糖的300~450 倍,热值仅为蔗糖的1/300。甜菊糖苷是由甜菊苷、莱鲍迪A 苷(RA)、莱鲍迪B 苷、莱鲍迪C 苷、莱鲍迪D 苷、莱鲍迪E 苷、莱鲍迪F 苷、杜尔可A 苷、甜菊醇双糖苷等糖苷组成。RA 含量越高,甜味就越纯正,也就会受越多消费者的青睐。因此,要想改善现有甜菊苷产品风味,就必须想办法提高甜菊苷产品中RA 部分含量。
3 甜菊糖苷的提取
         目前生产加工甜菊糖苷最为关键问题就是提高产品中甜菊总苷含量,降低生产成本。甜菊糖苷提取方法通常采用醇提取法、离子交换法、吸附法、浸提法、树脂法、分子筛法等,目前应用最广的是树脂工艺法。此法虽有一定的加工能力,但处于传统的方式,糖苷总收率可达85%,产品含量为90%,生产成本较高,因此降低生产成本,提高产品质量是甜菊糖苷提取工艺中亟待解决的问题。提取得到的甜菊糖苷粗品要经过进一步的浓缩和纯化。目前比较先进的工艺有两种,一种是完全反渗透法,另一种是反渗透器与热蒸发器串联浓缩法。从浓缩时间上看,两者基本相同。但改进工艺后操作简便,产品质量提高,不易吸潮,很少出现黏壁焦糖现象。这两种方法试生产效果好,完全达到生产要求,产品质量也比较高。
4 甜菊糖苷的纯化
        莱鲍迪A 苷含量越高,甜味就越纯正,也就会受越多消费者的青睐。因此,要想改善现有甜菊苷产品风味,就必须想办法提高甜菊苷产品中RA 部分含量。提高甜菊糖苷产品中莱鲍迪A 苷含量比例不仅与原料有关,而且与加工工艺技术有关。莱鲍迪A 苷提纯和精制工艺手段主要有:高效液相色谱法、液滴逆流分配层析法、薄层色谱法、毛细管电泳法、超临界萃取法、膜分离法、重结晶法。Kinghorn 用液滴逆流色谱(DCCC)纯化甜叶菊中甜味组分,分离出7 种甜菊糖苷,包括甜菊苷、莱鲍迪A 苷、莱鲍迪B 苷、莱鲍迪C 苷。文献采用重结晶法从普通甜菊叶中提取分离莱鲍迪A苷。通过对甜菊糖在甲醇中重结晶母液的处理,反复重结晶,获得纯度大于90%的莱鲍迪A 苷产品,而且对重结晶过程中分离出来的甜菊苷还可进行回收利用,然后采用酶转型等方法进行味质改进。
5 甜菊糖苷的安全性
        甜菊糖苷安全性是近年来研究的热点。自上世纪70年代起,日本、美国、韩国、巴西等国家先后进行过甜菊糖苷的安全性评价。通过致突变、致癌、致畸实验及急性毒性和亚急性毒性研究表明,甜菊糖苷具有安全、低毒的特点。
6 甜菊糖苷的检测
        甜菊糖测定方法有:质量法、碱容量法、蒽酮比色法。质量法是通过甜菊糖苷在酸性溶液中加热水解产生的异甜菊苷元与2,4- 二硝基苯肼反应生成的苯腙衍生物,从水中析出干燥称质量后再换算成总苷含量的分析方法,此方法受酸度、加热时间的影响,不易控制,且耗时相当长。碱容量法是通过经酸处理后产生异甜菊苷元具羧基呈酸性与碱发生的中和反应计算被测组分含量的方法,该法干扰多,步骤烦,误差大。蒽酮比色法利用甜菊糖苷水解脱落的葡萄糖与蒽酮反应生成黄色络合物,在波长445nm 比色测定,但此法易受加热时间、酸度、温度的影响,且操作繁琐、耗时长。
7 展望
        作为天然植物提取的高倍甜味剂,甜菊糖苷产业发展迅速,中国已经成为世界最大的甜菊糖苷生产国和出口国。然而甜菊糖苷是许多糖苷的混合物,组分复杂,甜味质差,有余味,限制了其在食品工业中的应用;同时由于甜菊糖苷混合物质量规格难以统一,大大限制了其在国内外的销售和应用。莱鲍迪A 苷是甜菊糖苷混合物中的一种糖苷,其在甜菊糖苷中含量较高,一般占混合糖苷的30%~70%,由于纯化处理去除了带余味的其他糖苷的影响,甜度高、味质好,作为甜菊糖的精加工高端产品更易被消费者所接受。因此,研究开发高纯度莱鲍迪A 苷是将来的一个重要发展方向。


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