乳糖醇的性質(zhì)及其應(yīng)用

1、乳糖醇的性質(zhì)及其應(yīng)用乳糖醇又名乳梨醇， 是一種甜味劑， 為白色晶體或無色液體。 乳糖醇在自然界中 并不存 在，是由乳糖經(jīng)還原反應(yīng)制得一種雙糖醇。一、乳糖醇的制備方法制備乳糖醇的還原方法有高壓鎳催化加氫法、 硼氫化鹽還原法和電解還原法。 目 前生產(chǎn) 乳糖醇的主要采用的方法是高壓鎳催化加氫法。 該氫化反應(yīng)在有 40atm 或 更高壓力的高 壓釜中進(jìn)行， 設(shè)備要求非常嚴(yán)格， 若掌握不好， 一些產(chǎn)品會發(fā)生降 解。氫化反應(yīng)完成后， 催化劑經(jīng)沉降和過濾除去， 乳糖醇溶液經(jīng)活性炭和離子交 換樹脂純化。 純化后的乳糖醇 通過濃縮、 結(jié)晶、離心和干燥等過程得到乳糖醇晶 體。硼氫化鹽還原方法在常壓設(shè)備中進(jìn)行，反應(yīng)

2、條件溫和，但料液中的硼很難除去。 電解還原 法是在電解設(shè)備中進(jìn)行， 反應(yīng)專一性好， 降解產(chǎn)物好，但電極往往是“汞 齊”一類物質(zhì)， 容易造成環(huán)境的污染，給環(huán)保帶來麻煩。二、乳糖醇的性質(zhì)1、理化性質(zhì)1）乳糖醇的存在形式乳糖醇主要存在形式是液體乳糖醇和結(jié)晶乳糖醇。液體乳糖醇多為濃度為70的溶液。結(jié)晶乳糖醇主要有三種形式：無水乳糖醇、一水乳糖醇和二水乳糖醇。無水乳糖醇的熔點(diǎn)是146C,水乳糖醇的熔程是 94? 97C,二水乳糖醇的熔程 是70? 80C。2）乳糖醇的風(fēng)味和甜度作為一種甜味劑 , 乳糖醇具有清爽無后味類似蔗糖的口感 , 甜度約為相同濃度蔗 糖的 40, 適于添加到低甜度的食品中 , 高甜

3、度食品添加時則需要與高強(qiáng)度甜 味劑如阿斯巴甜、甜蜜素 等混合 （含有 10乳糖醇和 0.03阿斯巴甜 ,或 0.03 甜蜜素,或 0.013糖精鈉 ,其 甜度與 10的蔗糖相當(dāng)） 使用,甜味口感非常接 近蔗塘,并且能保持食品特有的風(fēng)味及特性。3）乳糖醇的黏度和溶解性乳糖醇易溶于水和二甲基亞礬 , 微溶于乙醇 , 幾乎不溶于氯仿、 乙醚和乙酸乙酯。 室溫時 , 乳糖醇的溶解度和蔗糖相似；溫度較低時 , 其溶解度小于蔗糖。乳糖醇 溶解是一個放熱的過 程，25C時一水乳糖醇的溶解熱為一 12.7cal/g。相同濃度的 乳糖醇與蔗糖的黏度相近。4）乳糖醇的吸濕性和保濕性相同相對濕度下， 乳糖醇的吸濕性

4、遠(yuǎn)低于山梨醇和木糖醇。 在相對濕度較低時乳 糖醇與 甘露醇的吸濕性相近；當(dāng)相對濕度在 85以上時，乳糖醇的吸濕性略強(qiáng) 于甘露醇。另外，因干燥而引起的口感變差。乳糖醇具有較好的保濕性，可保持食品濕度和風(fēng)味，防止食品5）冰點(diǎn)下降與其他糖類和鹽類物質(zhì)一樣， 乳糖醇的水溶液會引起冰點(diǎn)下降， 下降程度與蔗糖 類似， 凍結(jié)溫度比葡萄糖和果糖高， 冷卻反應(yīng)非常溫和， 不像木糖醇和山梨醇那 樣劇烈。6）乳糖醇的穩(wěn)定性乳糖醇熱穩(wěn)定性較強(qiáng)。結(jié)晶乳糖醇高溫加熱至100C 開始失去結(jié)晶水， 200r 以上時才會有輕微顏色變化，加熱至 250r 以上時發(fā)生分子內(nèi)脫水，生成乳焦糖和低分子的糖醇類分解物。乳糖醇具有較好的耐

5、酸堿性， 10%的乳糖醇溶液在 pH13 （用氫氧化鈉調(diào)節(jié) ）條件下 100r 加熱 1h 后保持穩(wěn)定，沒有變色反應(yīng)。 10%的乳糖醇溶液在 pH1 和 2（用鹽 酸調(diào)節(jié) ）的條件 下100r加熱4h后降解率分別為5.6呀口 1.4%沒有變色反應(yīng)， 分解產(chǎn)物主要是山梨醇和半 乳糖醇。 乳糖醇的結(jié)構(gòu)中沒有羰基， 屬于非還原性糖 醇，所以乳糖醇不會與氨基化合物 乳蛋白質(zhì)、氨基酸等發(fā)生美拉德反應(yīng)。2、乳糖醇的保健功能 1 ）低熱量 研究表明， 人體攝入乳糖醇后， 在血液中檢測不到乳 糖醇， 回收尿中只有攝入量 的約 0.5%，而糞便中的量可以忽略不計，糞便中短鏈脂肪酸 和微生物增加，故 乳糖醇在大腸

6、中被微生物發(fā)酵利用，其釋放的熱量為 8.36kJ/g, 約為蔗糖 的一半， 屬于低熱量甜味劑。 這樣乳糖醇可以單獨(dú)或者與其他甜味劑混合， 代替蔗糖制 備 成低熱量食品，滿足肥胖患者的需求。2）預(yù)防齲齒臨床實(shí)驗(yàn)證明，糖類物質(zhì)引起齲齒形成的原因是口腔中的微生物利用攝入的糖發(fā)酵產(chǎn)生酸，這類酸可破壞牙齒的琺瑯質(zhì)， 從而產(chǎn)生齲齒。 口腔微生物利用乳糖醇 的速度相當(dāng)緩慢， 不會引起牙齒蝕斑的形成。 相反，乳糖醇對牙齒具有保護(hù)作用。3）糖尿病患者可食用的甜味劑人體中缺乏分解乳糖醇的 B 一半乳糖苷酶， 單獨(dú)服用乳糖醇后人體血液中測不出 本品，所以乳糖醇不能被腸胃消化和吸收。 血糖的管理是糖尿病病人管理的主要

7、 目標(biāo)之一， 而乳糖醇的攝入不影響血糖值， 也不會引起胰島素的升高， 符合糖尿 病患者特殊飲食的 需要，胰島素依賴性 （I 型 ）和非胰島素依賴性 （II 型 ）的糖尿病患 者均可食用本品。4）乳糖醇對蔗糖吸收的影響已被證明乳糖醇抑制蔗糖吸收，乳糖醇和蔗糖按照1 ：1 比例混合食用后，血液 中的葡萄糖含量是攝入等量蔗糖后的一半，而形成的肝糖原是后者的五分之一。每日食用膽固醇的小鼠，將乳糖醇添加到其飲食中后，可降低50的血清膽固醇。5）增殖腸道有益菌群眾多研究表明，乳糖醇能夠顯著促進(jìn)腸道有益菌的生長，而不會被有害菌利用， 可以歸為 益生元。6）舒適的通便劑乳糖醇基本不被小腸吸收從而到達(dá)大腸在腸道

8、中被微生物發(fā)酵生成短鏈脂肪酸（乳酸、乙酸、丙酸、丁酸等 ），降低了腸道酸度，刺激腸道蠕動；結(jié)腸的轉(zhuǎn)運(yùn)速度與乳糖醇的劑量成正相關(guān)， 原因是乳糖醇增加管腔內(nèi)水滯留和腸蠕動， 從而引 起排泄物體積增大，增加 排泄速度，促進(jìn)排便。7）保護(hù)肝臟的作用乳糖醇在腸道中被分解的酸性物質(zhì)可與胺、 氨類物質(zhì)形成難以被腸道吸收的鹽而 被排出體 外， 降低腸黏膜吸收的氨， 而高血氨水平通常被認(rèn)為是慢性肝性腦病和 急性肝功能衰竭 的主要原因。8）降低脂肪堆積胰島素的分泌會提高人體脂肪組織中脂蛋白脂肪酶的活性， 使脂肪過剩積累。 而 乳糖醇是低熱量甜味劑，且攝入后不會促進(jìn)胰島素的分泌。、乳糖醇在食品中的應(yīng)用1、在低糖糖果

9、中的應(yīng)用 1）硬糖和軟糖乳糖醇有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度， 能夠完全替代蔗糖， 制備成非常好的玻璃質(zhì)低 糖硬質(zhì) 糖果。乳糖醇吸濕性低，可以單獨(dú)使用制備硬糖，不會產(chǎn)生反砂、烊化等 不良品質(zhì)的糖果， 而且不必使用價格較高的防吸濕特殊包裝， 采用普通包裝即可。 乳糖醇還可作為抗結(jié)晶劑 與其他糖醇復(fù)配使用制備硬糖。 在軟糖生產(chǎn)中， 乳糖醇 也可以完全取得蔗糖制備低糖軟 糖， 且無需更改生產(chǎn)工藝， 如甜度不夠可適當(dāng)添 加高倍甜味劑。2）壓片糖乳糖醇是非常理想的壓片賦型劑， 因?yàn)槿樘谴季哂蟹浅５偷奈鼭裥浴?低吸濕性可 以保證 和延長貨架期。 另外乳糖醇的溶解性較好， 可以保證終產(chǎn)品的口感。 乳糖 醇是非致齲性

10、 的，所以也特別適合于兒童產(chǎn)品，例如無糖維生素片。3）口香糖乳糖醇可以幫助改善口感。乳糖醇溶解吸熱， 食用時有清涼之感， 所以符合口香糖的配料要求。 乳糖醇常被 用來代 替山梨醇作為體積填充劑。 乳糖醇的優(yōu)勢是它的低吸濕性， 使用乳糖醇無 需添置價格昂 貴的空調(diào)設(shè)備。相對于甘露醇， 乳糖醇溶解性好， 避免了口香糖的沙 的口感。并且乳糖醇口香糖在長的儲存期中能保持柔韌的口感。2、在低糖焙烤食品中的應(yīng)用含有乳糖醇的焙烤食品的質(zhì)構(gòu)、 體積和貨架期等特性與使用蔗糖的產(chǎn)品一樣。 某 些焙烤 食品 （如餅干 ）的重要特性之一是脆性，乳糖醇吸濕性低，用乳糖醇代替蔗糖，可以使制備的產(chǎn)品保持較好的脆性， 符合產(chǎn)

11、品要求， 而其他糖醇 （如山梨醇、 木糖醇等 ）代 替蔗糖制成的餅干脆性在幾小時后就會喪失。 某些焙烤食品 （如蛋糕、 面包 ）的重要特 征之一是松軟，乳糖醇的保濕性較好，用乳糖醇代替蔗糖，可以 維持制備的食品中的水分， 使其保持柔軟、適口的口感。3、在低糖飲料中的應(yīng)用傳統(tǒng)飲料是以蔗糖為甜味劑， 屬于高熱量食品， 糖尿病患者、 肥胖者等特殊人群 不宜食 用。乳糖醇穩(wěn)定性好，可以保持飲料的色、香、味。以乳糖醇作為甜味劑 制得的飲料中， 乳糖醇主要改善飲料的甜味，并賦予其清涼、可口的風(fēng)味。乳糖 醇屬于低熱量甜味劑，制 得的飲料屬于低糖飲料，滿足了特殊人群的需求。4、在巧克力中的應(yīng)用乳糖醇已被成功地

12、應(yīng)用到生產(chǎn)無糖巧克力中，一水乳糖醇配方的精煉溫度控制在60° C,使結(jié)晶水能穩(wěn)定結(jié)合且不會吸收空氣中的水分。高于這個溫度，巧克力糖坯的黏度升高。無水乳糖醇尤其適合于巧克力的生產(chǎn)。 因?yàn)闆]有結(jié)晶水， 所以會更穩(wěn)定。 使用無 水乳糖 醇，精煉的溫度可以高至 80C，能允許更濃的香氣并提高生產(chǎn)效率。無水乳糖醇的涼爽感弱于一水乳糖醇， 更能夠體現(xiàn)巧克力的溫和口感。 另外，乳糖 醇能避免通常糖醇帶給巧 克力的不悅回味。5、在冰淇淋中的應(yīng)用用乳糖醇制得的冰淇淋具有很好的溶解特性和結(jié)構(gòu)。 其甜味純正， 沒有后味， 但 甜度較 低， 可添加些強(qiáng)力甜味劑來彌補(bǔ)。 乳糖醇的水溶液會使凝固點(diǎn)下降， 當(dāng)濃 度為 20%（w/w） 時，凝固點(diǎn)為-1.5C; 50%寸，為-3C。這個特性會影響冰淇淋的 凝固點(diǎn)、硬度、融化等特 性，制備冰淇淋時需注意調(diào)整配方。6、在保健食品中的應(yīng)用乳糖醇具有能量低、增加有益菌群、利于通便、保護(hù)肝臟等保健功能，其在保健食品領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛。四、乳糖醇