食品配料和食品添加剂在功能果汁饮料中的应用.doc

食品配料和食品添加剂在功能果汁饮料中的应用史ChinaFoodit皇竺Afvs兰:兰食品配料和食品添加剂在功能果汁饮料中的应用许洪高,李绍振,高彦祥(1.北京汇源饮料食品集团有限公司研发中心,北京101305;2.中国农业大学食品科学与营养工程学院,北京100083)摘要:健康意识的增强使功能食品的消费需求不断提高.功能饮料作为流行功能食品之一,市场潜力巨大.纵观功能食品的发展,在基础理论方面,功能食品尚未建立感官特性与功能诉求之间的和谐统一关系,尚缺乏功能因子在货架期内的稳定性评价,营养标示值与功能因子稳定性之间的关系研究,功能因子间相互作用及功能因子与食品成分间相互作用研究,以及功能食品与常见药品相互作用的研究.在市场方面,功能食品的假冒伪劣,价格欺诈等乱象比比皆是.本文综述了功能饮料定义,功能饮料的品类,现状特点;针对食品配料和添加剂在功能果汁饮料中的应用,重点阐述了功能因子稳态化及功能因子间相互作用的研究进展;并对功能果汁饮料的发展趋势进行了展望.关键词:食品配料;食品添加剂;功能果汁饮料;应用中图分类号:TS202.3文献标识码:A文章编号:10062513(2010J05016007ApplicationoffoodingredientsandadditivesinfunctionaljuicebeveragesXUHong.gao一,LIShao.zhen.GAOYan-xiang(1.R&DCenter,BeijingHuiyuanBeverageandFoodGroupCo.Ltd.,Beijing101305;2.FoodScienceandNutritionalEngineeringCollege,ChinaAgriculturalUniversity,Beijing100083)Abstract.Thestrengtheninghealthconcernimprovedtheconsumptionoffunctionalfoods.Thereisatremendousmarketshareoffunctionalbeverages,oneofpopularfunctionalfoods.OverviewedthehistoryoffunctionalfoodsinChina,onthebasictheoryside,aharmoniousrelationshipbetweentheorganolepticattributesandfunctionshasnotbeenbuiltyet.Thestabilitiesoffunctionalingredientsoffunctionalfoodsduringshelflivesshouldbestudiedthoroughly.Thecor-relationbetweennutritionrecommendedvaluesandthestabilitiesoffunctioningredientsshouldalsobeevaluated.Theinteractionsamongfunctionalnutrients,foodingredientsandcommonmedicinesarealsoneededtostudy.Onthemarketside,thefakeandforgedfunctionalfoodsandpricefraudevents&realwaysbeexposedtimeandagain.Applicationoffoodingredientsandadditivesinfunctionaljuieebeveragehasbeenreviewed,especiallyintheresearchdevelopmentofstabilizationandinteractionoffunctionalingredients.Attheendofthispaper,thetrendsoffunctionaljuicebeverageshavealsobeenoutlined.Keywords:foodingredients;foodadditives;functionaljuieebeverages;application收稿日期:20100618通讯作者作者简介:许洪高(1978一),男,工程师,研究方向为饮料加工.功能食品最早发源于1980年代的日本,发展至今,已成为一个比较热门的话题.由于人口出生率的降低及人类寿命的延长,越来越多的国家已经进入或即将进人老年化社会.慢性疾病医疗费用的支出随社会老年化的进程呈几何级数增长.根据Holub的报告,功能食品每年可以节约20%的医疗开支.功能食品已成为食品创新的基石(cornerstone).从生产者的角度考虑,最流行的功能食品乃饮料食品,功能果汁饮料迎合了消费者对良好口感及有益身心健康之功能配料的向往.喜欢运动和健康饮食的消费趋势要求功能饮料具有一种可感知的健康诉求.功能饮料是一种不含酒精的,能解渴的,即饮型饮料产品,其配方中通常含有一些非传统配料,包括:中草药,维生素,矿物质,氨基酸或额外的水果或蔬菜原料等.上述配料的选择取决于目标功能宣称,从而实现普通营养之外的健康功能特性.运动饮料,能量饮料,即饮茶,强化果汁饮料,大豆饮料,强化功能水已发展成不同的功能饮料类别.根据大家对功能食品的认知,水果和蔬菜由于富含多酚,类胡萝b素等保护机体免受氧化侵害的生物活性物质而成为最简单的功能食品,果汁及果蔬汁也成为功能饮料的良好载体_2.有人将目前市面上流行的功能饮料分为:营养素饮料,运动饮料,能量饮料及保健饮料四大类.1能果汁饮料的发展现状在一些相对成熟的营养品市场中,功能食品的发展再也无法与1990年代的发展势头相提并论,但功能饮料业务的发展却如火如荼J.20032009年,全球面市的非酒精功能饮料计4362种,其中亚太地区达到了1510种,日本市场上丰富的功能饮料而名冠全球.亚洲功能饮料的主要功能宣称及数量比例见图1.图120032009年亚洲市场功能饮料的功能宣称及比例功能饮料中,强化的瓶装水和能量饮料的市场表现非常耀眼,而功能性果汁及果汁失望.根据20032005年中国国家监督管理局批准注册的保健(功能)饮息及Mintel公司GNPD数据库的资料,功能饮料有如下几大特点:1.功能诉求的饮料产品已从单一集中诉求拓展到多种功能并举的局面.以中国为例,20032005年增强免疫和缓解体力疲劳功能的产品占所有申报保健(功能)饮料的65%;而全球功能饮料的新产品中控制体重,美容,有助于心血管健康,有助消化,增强免疫力,有助于脑部和神经系统等功能诉求的产品几乎平分天下,功能性果汁饮料业在20072009年得到了很好的发展,其新品上市数量见表I.C史hinaFood童Afff1,es兰:三:表12003年2009年全球功能性果汁的新品数量2.功效成分已从最初的中药材,营养强化剂为主发展到现在的普通食品及新资源食品原料(表2)成为主要宣称对象.越来越多功能饮料的功效成分源于天然的动植物,其中的植物多糖,真菌多糖,植物甾醇,大豆异黄酮及天然食品添加剂(诸如类胡萝卜素,花青素,曲霉)等表现突出.表2不同功能宣称的有效食品配料功能类别药食同源原料食品添加剂(含营养强化剂)新资源食品其他3.产品的包装形式已经从原始的饮液向普通饮料演变,如安神补脑液,中华鳖精发展到如今的脉动,红牛,宝矿力水特,王老吉凉茶等.4.产品的配料越来越”天然”,无论是低能量产品中甜菊糖苷等天然甜昧剂,还是高能量产品中自砂糖的应用,不添加防腐剂更是成了一个卖点.部分应用于饮料的新植物原料信息可参看Gruenwald的综述o2功能果汁饮料中食品配料和添加剂的应用开发功能果汁饮料不能一味地追求功能诉求,而忽略最终产品的色泽,组织状态,风味特征及口感等基本指标,其实消费者对食品的外观及感官特性的感知远快于产品的营养功能价值.目前,功能食品的研究更多地集中于营养功能组成的研究,而忽略了添加功能活性成分对食品质构及产品质量的影响.表2中所列举的功能因子按照营养特性分为矿物质,维生素,脂肪酸,益生菌,膳食纤维,植物提取物及其他营养源.按照各自的溶解特性,又分为脂溶性功能配料和水溶性功能配料.结合果汁饮料自身的基础特性,现将食品配料及添加剂在功能果汁饮料中的应用注意事项说明如下.2.1功能因子的稳态化表2中的众多功能因子具有油溶,甚至是水油均不溶的特性,令功能因子在功能果汁饮料中应用的方便化存在挑战.如植物甾烷醇酯(2008年第20号卫生部公告批准)作为新资源食品具有良好的生理功能活性,但其油溶性的性质,决定了其应用于果汁饮料时,不能与别的水溶性配料一样可以在果汁饮料的调配步骤直接添加.而是需要预先制剂化,方可与其他配料一道进入调配,均质等工序.维生素A及维生素A元的油溶性及易氧化性可以作为功能因子的一个代表,维生素A营养素的分散性和稳定性的改良可以通过将营养成分包埋于胶体载体中制成维生素A制剂,目前的制剂形式包括单层或双层乳液,脂质体,固体脂质纳米粒(solidlipidnanoparticles,SLN)及多聚微粒或多聚纳米粒子.这些技术在化妆品,药品领域已经得到良好的应用,而在食品领域的应用还未推广开.2.1.1工程技术的研究对于一些不易获得且不易远途运输或储藏的,而又具有良好生理功能的果汁饮料原料或水果,需要预先将其制剂化,甚至将其中具有功能作用的功能因子进行分离,这也需要应用诸多工程技术,如提取分离技术,灭菌钝酶技术,包装技术等,有效保证原料的功能特性不受破坏.2.1.2稳态化基础理论研究功能因子的制剂化并不能最终完成功能因子的合理运用,因为功能果汁饮料在被消费之前其功能特性的保持至关重要,功能因子在所应用果汁饮料产品生产过程中及货架期的稳定性是功能饮料是否名副其实的关键.总所周知,DHA,EPA强化的果汁饮料有助于改善脑部神经,提高记忆力,但是DHA,EPA的高不饱和度决定了这些功能因子极易被氧化破坏;另外其油溶性的特性也决定了其所应用的果汁饮料的潜在物理不稳定性.如以明胶和阿拉伯胶为壁材,以谷氨酰胺转氨酶为固化剂,采用复合凝聚法制备鱼油微胶囊,提高优化制备工艺可得囊壁光滑,大小均一的球形多核微胶囊.微胶囊化产率和效率分别达到94.79%和93.II%LgJ.McClements等应用13一乳球蛋白与果胶通过非共价作用制备含量为1%鱼油乳液,所得产品可使鱼油在16d内不发生降解.维生素A具有相似的性质,食品中维生素A保护技术的研究进展参见Loveday和Singh的综述.2.2功能因子的相互作用功能饮料组方过程中,功能因子功能活性的影响除了经受货架期及加工工艺参数的影响外,功能因子之间的相互作也必须严格考虑.越来越多的文献资料表明,功能因子之间既存在协同增效作用,也存在拮抗作用.天然物质的体外抗氧化性被广泛研究,番茄红素(15mol/L)与V(5.0ixmol/L),VC(0.16pmol/L)及13一胡萝卜素(10.83Imol/L)混合,其清除DPPH自由基的能力显着高于各自清除能力的总和,从而表现出协同抗氧化特性.对花青素葡萄糖苷,二甲花翠素葡萄糖苷,花翠素葡萄糖苷,甲基花青素葡萄糖苷,天竺葵素葡萄糖苷,儿茶酸,表儿茶酸,山奈酚,杨梅酮,槲皮苷及异槲皮苷这11种类黄酮进行体外DPPH自由基清除实验时发现:除了山奈酚与杨梅酮之间存在协同作用外,其他黄酮之间均存在拈抗作用;上述11种黄酮进行相似的铁还原力(FRAP)实验结果表明,表儿茶酸和异槲皮苷之间的协同效应最强,但杨梅酮及槲皮苷之间存在拮抗作用.橙汁中添加VC对橙汁中环氧类胡萝卜素(9z)一紫黄质(9Z)一violaxanthin)和(9z)一或者(9Z)一花药黄质(9Z)一or(9Z)一antheraxanthin)的含量显着降低,其主要因为酸诱导的5,6一环氧化物与5,8一环氧化物之间的异构化转变,从而导致前体物质显着降低.该变化随着VC浓度的升高而更加显着.此外,强化VC的果汁增加了VC与类胡萝卜素接触的机会,类胡萝卜素异构化转变将导致果汁的色泽显着变化.因此,橙汁褐变并不仅是VC发生氧化褐变的结果,还存在VC与类胡萝卜素相互作用的结果.另外,通过熔点,荧光,构象稳定性等指标研究赤藓糖醇,木糖醇,山梨糖醇对胶原蛋白(monomeficcollagen)的影响,结果表明:胶原蛋白的熔点和发射强度随着糖醇碳链的延长而增加,圆二色谱检测结果显示多元糖醇导致胶原蛋白絮凝,而且胶原蛋白的稳定性与多元糖醇的碳链长度成负相关.了解不同功能因子之间的协同作用或拮抗作用非常有助于功能食品的配方设计与产品开发.3功能果汁饮料的发展食品市场需求将相对稳定增长的大趋势下,未来中国的果蔬汁饮料行业将呈现出:总量扩大;产品朝多元化,个性化方向发展;重视产品安全,追求食补功效;产品分级消费更加明细等诸多消费趋势.随着食品生产商越来越重视消费者的需求,功能果汁饮料将继续发展,无论是单一的,纯的生物活性物质还是富含生物活性物质的天然制剂,功能配料及食品添加剂将越来越多地应用于食品中,从而提供新的功能食品类别及新的商机.应用功能配料及食品添加剂导致的产品质量或质构的改变可以通过运用其他改善食品品质的配料令效果最小化.考虑到消费者可接受的生物活性物质的来源及产品颜色,食品产品的选择同样重要.后续的研究应该更加侧重于功能成分对食品产品感官性质的影响.欲使食品功能配料的功效得到完全发挥,通过配方和加工改变食品的组织状态也是将来功能食品研发的一个领域.另外,评价食品中生物活性物质的生物利用率与消费者生理状态的关系也是未来的一个研究领域,且是功能食品真正发挥功能作用的关键所在.食品加工技术在保证食品安全的首要前提下,必须尽可能地保证食品的口感,外观,营养成分等品质特性.后续的研究需要集中在食品组分的相互作用,加工过程对食品结构的影响,及营养功能成分的生物化学和细胞学机理方面.上述研究最终将有助于开发出感官良好,”量体裁衣”式的功能食品.由于饮料比面包,饼干等食品更为便利,果汁饮料生产商可通过强化功能性配料将果汁及果汁饮料定位成全面营养平衡的产品,而一改以往从果汁饮料中仅可以获取有益的维生素及矿物质的消费观念.饮料生产商在应用好功能配料和添加剂的同时,继续强化产品的健康诉求将会得到很好的市场表现.但开发新的功能果汁饮料必须从消费者的消费需求出发,将消费者的需求转变成相关的,可感知的功能特性,再与信誉度良好,深入人心的品牌相结合,才有可能在市场上取得成功J.参考文献:1FAOReportOI1FunctionalRoods,2007,November.2LuckowT,DelahuntyC.Whichjuieeishealthier?Aconsumerstudyofprobioticnondairyjuieedrinks.FoodQualityandPreference,2004,15,751759.3吴旦颖.功能饮料有无功能引异议.记者观察(上半期),2009,(6),10.4BleielJ.Functionalfoodsfromtheperspectiveoftheconsumer:Howtomakeitsuccess?InternationalDairyJournal,2010,20,3033o6.5GruenwaldJ.NovelbotanicalingredientsforbeveragesJ.ClinicsinDermatology,2009,27,210216.6GarimaGoelLal,GettingSpecificwithFunctionalBeveragesJ.FoodTechnology,2007,(12),2428,31.7赵洪静,徐琨.中国保健(功能)饮料分析J.中国食品,2008,8(4),106一ll1.史ChinaFood童Afff.1,s=:三:二:=8GruenwaldJ.Novelbotanicalingredientsforbeverages.ClinicsinDermatology,2009,27,210216.9路宏波,张冲,等.复合凝聚法制备鱼油微胶囊技术的研究J.食品工业科技,2008,29(6),120123.10KatsudaMS,McClementsDJ,MiglioranzaLHS,DeckerEA.Physicalandoxidativestabilityoffishoilin-wateremulsionsstabilizedwithblactoglobulinandpectin.JournalofAgficulturalandFoodChemistry,2008,56,59265931.11LovedaySM,SinghH.RecentadvancesintechnologiesforvitaminAprotectioninfoods.TrendsinFoodScience&Technology,2008,19,657668.12LiuD,ShiJ,IbarraAC,KakudaY,XueSJ.Thescaven-gingcapacityandsynesticeffectsoflycopene,vitaminE,vitaminC.and?一carotenemixturesontheDPPHfreeradica1.LWTFoodScienceandTechnology,2008,41,1344一】349.13HidalgoM,SdnchezMorenoC,dePascualTeresaS.Fla-vonoidflavonoidinteractionanditseffectontheirantioxidantactivityJ.FoodChemist(2010),doi:10.1016/j.foodchem.2009.12.097.14MelndezMartnezAJ,ViearioIM,HerediaFJ.EffectofascorbicacidondeteriorationofcarotenoidsandcolourinuhrafmzenorangejuiceJ.JournalofFoodCompositionandAnalysis,2009,22,295302.15UshaR,SundarRamanS,SubramanianV,RamasamiT.Roleofpolyols(erythritol,xylitolandsorbito1)onthestruc-turalstabilizationofcollagenJ.ChemicalPhysicsLetters,2006,430,391396.16DayL,SeymourRB,PittsKF,KonezakI,LundinL.1ncor-porationoffunctionalingredientsintofoodsJ.TrendsinFoodScience&Technology,2009,20,388395.17http:/www.foodpacific.corn.(上接第156页)3结论3.1由爬杆试验和负重力竭游泳实验可知,竹叶黄酮能够提高小鼠的运动耐力,具有降低力竭性疲劳的作用.3.2由血乳酸,血清尿素氮生化指标检测可知,竹叶黄酮能缓减治疗组小鼠中乳