其他食品新原料.ppt

第五章其他食品新资源 第一节食品糖源 淀粉深加工产品 淀粉 高麦芽糖浆 环状糊精 葡萄糖 高麦芽糖浆 直链淀粉 麦芽糊精 高转化糖 果糖 耦合糖 蔗糖 淀粉水解 酸法水解 酶法水解 水解难以控制 副产物少 产品破坏小 淀粉糖的生产工艺 淀粉 糊化 液化 糖化 精制 浓缩 成品 淀粉酶作用于淀粉时从淀粉分子内部以随机的方式切断 1 4糖苷键 不能水解支链淀粉中的 1 6键 不能水解麦芽糖 淀粉酶较耐热 不耐酸 在pH为5 0 8 0最稳定 淀粉酶 麦芽糖酶 作用于淀粉时从非还原性末端依次切开相隔的 1 4键 顺次将它分解为两个葡萄糖基 同时发生转化作用 最终产物全是 麦芽糖 淀粉酶 糖化酶 葡萄糖转化酶 从淀粉的非还原性末端开始 依次水解 1 4葡萄糖苷键 切下每个葡萄糖单位 生成葡萄糖 脱支酶水解支链淀粉 糖原等大分子的 1 6糖苷键 液化液化是使糊化后的淀粉发生部分水解 暴露出更多可被糖化酶作用的非还原性末端 它是利用液化酶使糊化淀粉水解到糊精和低聚糖程度 使黏度降低 流动性增强 液化酶和糖化酶的工艺称为双酶法或全酶法 糖化糖化机理糖化是利用葡萄糖淀粉酶从淀粉的非还原尾端开始水解 1 4葡萄糖苷键 使葡萄糖单位逐个分离出来 从而产生葡萄糖 糖化操作将淀粉液化液引入糖化桶中 调节适当pH值和温度 混入需要量的糖化酶制剂 保持2 3d达到最高的葡萄糖值 既糖化液 麦芽糊精是DE值小于20的淀粉水解产物 它介于淀粉和淀粉糖之间 是一种价格低廉 口感滑腻 没有任何味道的营养性多糖 一 麦芽糊精 一 食品配料型糖源 1 生产方法及特点 1 酸法 含有一部分分子链较长的糊精 易发生混浊和凝结 产品溶解性能不好 透明度低 过滤困难 工业上已不采用此法 2 酶法 酶法生产麦芽糊精DE在5 20之间 产品透明度好 溶解性强 室温储存不变浑浊 是当前主要的使用方法 3 酸酶法 生产DE值在15 20的麦芽糊精时 先用酸转化淀粉到DE值5 15 再用 淀粉酶转化到10 20DE值 产品透明度高 过滤性能好 不变混浊 但灰分较酶法稍高 2 麦芽糊精的生产工艺 1 酸 酶法 将淀粉乳先用酸转化到DE值5 15 然后现用淀粉酶继续转化至DE19 21 2 酶 酶法 将淀粉乳糊化 用淀粉酶转化至DE2 5 加热灭菌凝结蛋白质 降温至80度 再加酶转化至DE20 3 麦芽糊精产品特性麦芽糊精性能与水解率 DE 有直接关系 DE既代表水解程度 而且是产品特性的主要指标 1 黏度麦芽糊精的熟度随着淀粉的水解程度 浓度及温度的不同而产生变化 与浓度呈正相关 与温度和DE呈负相关 同一DE值产品 因制法或糖成分的分布状态不相同也可引起黏度上的差异 2 溶解度DE值10以上的产品能完全溶于水中得到澄清溶液 但溶解度也存在差别 葡萄糖值9 12产品得34 40 浓度溶液 葡萄糖值13 17和18 22产品的溶解度高 分别得60 和70 浓度溶液 3 褐变反应在食品加工中 若温度较高 还原糖含量与蛋白质含量均较高时 则会发生褐变反应 随温度增加 反应可能性增大 但总体说 麦芽糊精还是属于DE值较低的产品 褐变反应较弱 4 强着力随DE值提高 黏着力下降 这与糖的分子链大小有关 分子链变小时 鼓合张力减弱 形成膜的能力也下降 DE值越低 分子链越大 成膜能力越好 5 冰点下降冰点对冷冻食品和蜜饯是十分重要的 随DE值增加 分子量下降 冰点随之下降 用麦芽糊精部分取代蔗糖或葡萄糖 可以改变食品的冰点 6 吸湿性指产品吸水性能 尽管DE值的增加会增加吸湿能力 但几乎所有麦芽糊精均不易吸水 故用于许多食品中保持产品的低水分含量 但麦芽糊精一旦吸收水分后 保持水分能力较强 7 防止结晶在冷冻甜食品中 不希望有结晶产生 用低DE的高分子量麦芽糊精 可代替玉米糖浆或固体糖以减少晶体生成 8 甜度随DE值增加 葡萄糖含量增大 产品甜度增高 但当DE值在5 15范围内 葡萄糖最大含量仅1 对甜度几乎没有什么作用 而麦芽糊精口感温和 没有甜味 适于用在食品中作为填充剂或载体 不会掩盖风味 4 麦芽糊精的应用麦芽糊精是食品生产的基础原料之一 它在固体饮料 糖果 果脯蜜饯 饼干 啤酒 婴儿食品 运动员饮料及水果保鲜中均有应用 1 喷雾干燥剂麦芽糊精可作为风味助剂进行风味包裹 主要产品是干调味品 采用的工艺是喷雾干燥或挤压 喷雾干燥于70 80 分散阿拉伯胶和麦芽糊精 以利两者在溶液中的扩散 然后冷却至50 加入香料油 40 50 下乳化10min 喷雾干燥得到香料粉末产品 这种调味品可防止干燥风味散失 防止氧化 有较长货架期 挤压 将麦芽糊精及乳化剂一起加热到120 125 待混合物冷却至110 加人香料油 引入挤压机中 挤出物掉入异丙醇溶剂中 因为麦芽糊精不溶于异丙醇 会形成香料包裹体 调味品含油量为8 10 较高者可达12 33 挤压比喷雾干燥更优越之处是热处理温度低 香料油中挥发性物质损失少 产品储存稳定性高 油状香料成为粉末 储存和使用都更方便 2 填充剂主要是作饮料和方便食品的填充剂 速溶饮料 麦乳品 奶粉 咖啡伴侣 果茶等制品中麦芽糊精都是必备的基础原料 经合理调配 能突出原有的天然风味 减少营养损失 提高溶解性能 增强稠度 改善口感 降低甜度 在方便食品配料中加入麦芽糊精后 可大大改善产品风味 增加品种 降低成本 提高经济效益 尤其在儿童食品中 麦芽糊精因为易消化 作为载体使用具有特殊优势 3 医药工业利用麦芽糊精具有较高的溶解度和一定的融合度 可作为片剂或冲剂药品的赋形剂和填充剂 4 脂肪替代品麦芽糊精遇水生成凝胶的口感与脂肪相似 可作为脂肪替代品 如马铃薯麦芽糊精DE值为2时 具有热稳定成胶能力 口感细腻 有脂肪感 可掺用于油脂含量高的冰棋淋 也可在一些焙烤食品中取代一半脂肪 或用色拉 人造奶油等脂肪章品中 5 糖果可降低糖果甜度 增加糖果的韧性 防止糖果 返砂 和 烊化 降低糖果甜度 改变口感 改善组织结构 延长糖果货架保存期 利用麦芽御精代替蔗糖制糖果 可减轻 减少牙病 肥胖症 高血压 糖尿病等 6 其他除食品和医药工业外 麦芽糊精还可作为造纸工业中的表面施胶剂和涂布 纸 塑料的融合剂 粉末化妆品中的遮盖剂和吸附剂 农药乳剂中的分散剂和稳定剂等 以淀粉为原料 在酸法 酶法或酸酶法生产的淀粉糖化液中 经葡萄糖异构酶作用 将葡萄糖转化为一定数量的果糖 并加以精制而成 酶法生产的技术路线大致为 二 果葡糖浆 淀粉 淀粉酶液化 a 淀粉酶糖化 脱色 离子交换处理 异构酶异构 脱色 离子交换处理 浓缩 果葡糖浆 低聚异麦芽糖 IMO 是以精致玉米淀粉为原料 经酶的异构作用而制成的一种由2 10葡萄糖分子构成的功能性多聚糖源 根据产品的组分的差别将其分为以下两种产品 低聚异麦芽糖 900 IMO900 及低聚异麦芽糖 500 IMO500 IMO500同IMO900的区别在于含还原糖量不同 IMO900几乎不含糖 适合作无糖保健食品 而IMO500有一定的还原糖及甜度 适合于生产低糖食品 一 低聚异麦芽糖 二 食品功能性糖源 应用 用在液体奶中增强免疫力 低聚果糖 Fructo oligosaccharides 简称FOS 又称寡果糖或蔗果低聚糖 分子式为G F Fn n 1 3 其中G为葡萄糖基 F为果糖基 是由蔗糖和1 3个果糖基通过 2 1键与蔗糖中的果糖基结合而成的蔗果三糖 蔗果四糖和蔗果五糖 分别简称为GF2 GF3 GF4 及其混合物 二 低聚果糖 1 改善肠道菌群的功能2 低甜度 低热量3 降血脂4 润肠通便5 增强免疫力6 抗龋齿7 促进矿物质的吸收 功能 别名 甜菊 糖 苷 甜叶菊苷结构式 中国甜菊糖出口量占全球80 三 甜菊糖 甜菊糖具有高甜度 低热能的特点 其甜度是蔗糖的200 300倍 热值仅为蔗糖的1 300 应用 用甜菊糖替代15 35 的蔗糖生产饮料 甜菊糖用于冷食品中代替10 25 的蔗糖 1 化学合成法采用含木聚糖的植物原料 如玉米芯 甘蔗渣 桦木等 经水解得到木糖 木糖在高压 镍催化下加氢得木糖醇 再经精制而成 此法产率低 成本高 镍催化剂会污染环境 2 生物转化法利用酵母菌将木糖转化 生成木糖醇 条件温和 能耗低 环境污染低 产品更加安全可靠 四 木糖醇 作业简述题 1 简述糖化机理 2 简述麦芽糊精产品特性 3 麦芽糊精的应用 第二节膳食纤维 按溶解性分类 水溶性纤维主要有植物细胞内的储存物质和分泌物 另外还包括部分微生物多糖和合成多糖 其组成主要有一些胶类物质 如果胶 阿拉伯胶 角叉胶等 水不溶性纤维纤维素 半纤维素 木质素 原果胶 壳聚糖和植物蜡等 膳食纤维的功能 改善消化功能 提高肠胃舒适度膳食纤维在胃和小肠内不被消化吸收 稳定地通过上消化道直至大肠 被肠道微生物菌群代谢发酵 益生元 双歧因子膳食纤维尤其是可溶性膳食纤维因不被消化而进入大肠后 被肠道内的有益菌如双歧杆菌 乳酸杆菌等选择性吸收利用 促进了有益菌的增殖 调节肠道菌群平衡 还有使肠道内pH下调 利于矿物质的吸收等健康功效 充分地体现了益生元的作用 低能量 脂肪和糖的替代品膳食纤维因其不被人体上消化道消化吸收 所产生的能量较少 膳食纤维在食品中的应用 制约膳食纤维资源开发的关键是制取方法 应该研究膳食纤维的提取方法和改性方法 使制取的膳食纤维中含有的可溶性膳食纤维增加 这样就可将极其广泛的可食用植物资源 进一步开发成为对人体有积极作用的膳食纤维 二 膳食纤维提取方法 一 膳食纤维提取方法 提取方法 化学提取法 酶提取法 发酵法 化学 酶提取法 膜分离法 1 化学提取法指将粗产品或原料干燥 磨碎后采用化学试剂提取而制备各种膳食纤维的方法 主要有直接水提法 酸法 碱法和絮凝剂法等 2 酶提取法酶法是用多种酶逐一除去原料中除膳食纤维外的其它组分 主要是蛋白质 脂肪 还原糖 淀粉等物质 最后获得膳食纤维的方法 所用的酶包括淀粉酶 蛋白酶 半纤维素酶 阿拉伯聚糖酶等 3 化学 酶法在使用化学试剂处理的同时 用各种酶如 淀粉酶 蛋白酶 糖化酶和纤维素酶等去降解膳食纤维中含有的杂质 如脂肪 蛋白质等 再用有机溶剂处理 用清水漂洗过滤 甩干后便获得纯度较高的膳食纤维 4 膜分离法膜分离法是利用膜分离技术 将分子量大小不同的膳食纤维分离提取 是制备可溶性膳食纤维的最有前途的方法 该法能通过改变膜的分子截留量来制备不同的分子量的膳食纤维 避免了化学分离法的有机残留 缺点 不能制备不溶性膳食纤维 而且此法对设备要求较高 5 发酵法采用微生物发酵制取膳食纤维是一种比较新颖的途径 发酵法的原理 选用适当的菌种 原料采用发酵的技术提取膳食纤维 然后水洗至中性 干燥得到膳食纤维 如用保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌处理果皮原料生膳食纤维 聚葡萄糖 是一种由葡萄糖缩聚而成由 1 6糖苷键连接的的水溶性膳食纤维 三 膳食纤维资源 一 聚葡萄糖 理化特性包括 保湿性好 稳定性高 可矫正冰点等 功能特性主要包括 低热量 调节肠道平衡 降低甘油三酯和胆固醇 促进钙镁吸收 提高免疫力和抗龋齿性等 因其具有特殊的生理保健功能特性 在食品 医药 保健等多个领域有着较大的发展潜力 具有如下优点 良好的口感 更低的热量 广泛的应用范围 更多的生理功效 合理的价格 1 聚葡萄糖应用于抗冻剂领域 鱼糜产业中常用的传统抗冻剂为蔗糖 山梨醇混合物 该种传统抗冻剂具有明显的缺点和不足 它能够导致鱼糜产品过甜和能量值过高 从而影响鱼糜产品的味道 限制它在特殊消费人群 如糖尿病人和肥胖症人群 中的应用 聚葡萄糖用于提升酸奶品质 聚葡萄糖作为一种具有保健功能的水溶性膳食纤维 最常见的用途是加入奶制品中 以增强奶制品的营养保健功能和口感 在冰激凌及焙烤食品中的应用 保健食品 聚葡萄糖作为一种具有保健功能的膳食纤维 现已被广泛应用于保健食品 如保健酒 保健胶囊等产品中 膳食纤维的改性技术 是指对膳食纤维进行适当的技术处理 导致不溶性膳食纤维大分子结构的部分连接键断裂 转变为小分子低聚体的膳食纤维降解产物 其物理 化学特性以及生物活性发生变化 四 膳食纤维的改性 一 膳食纤维改性的定义及方法 目前已应用的膳食纤维改性方法有 物理方法 超微粉碎技术 挤压蒸煮技术 瞬时高压技术 冷冻粉碎技术等 化学方法 酸法和碱法 生物技术方法 酶法和发酵法 国内外学者对膳食纤维的研究可分为3个阶段 1 单纯的化学方法改性 即利用酸碱等强腐蚀化学试剂破坏膳食纤维的结构来达到改善IDF 不溶性膳食纤维 物理性质的阶段 2 酶 化学法结合 即利用微生物酶的高效性和专一性去除蛋白质和淀粉并分解纤维素以提高膳食纤维得率的阶段 二 膳食纤维改性技术的研究进展 3 物理方法改性结合酶 化学法生产高活性膳食纤维的阶段 利用微波辐射 挤压膨化 瞬时高压 超声波辅助处理等手段在提高膳食纤维得率的同时 提高SDF 水溶性膳食纤维 的得率和DF的持水力 膨胀力 以期生产高活性的膳食纤维产品 大量试验证明 物理化学复合处理技术和理化处理与复合酶解相结合的应用技术对DF的改性效果较好