王乃強(qiáng) 周清濤 帥斌 王彬彬 楊海軍
海藻糖(Trehalose)是一種安全的天然糖類,是由兩個(gè)葡萄糖分子通過(guò)半縮醛羥基結(jié)合而成的非還原性雙糖,從黑麥的麥角菌中首次提取出來(lái)。其廣泛存在于細(xì)菌、藻類、酵母、低等植物、昆蟲和其他無(wú)脊椎動(dòng)物中,在霉菌,蘑菇等真菌中含量高達(dá)干重的20%。海藻糖自身性質(zhì)非常穩(wěn)定,并對(duì)多種生物活性物質(zhì)具有保護(hù)作用。
在近年的食品添加研究中,因其獨(dú)特的生物學(xué)特性,海藻糖成為研究和開發(fā)的熱點(diǎn)。海藻糖以其優(yōu)良的加工性能,已經(jīng)被應(yīng)用到食品及藥品等行業(yè),在日本近50%的海藻糖被應(yīng)用到了焙烤食品中。海藻糖在焙烤食品中應(yīng)用特點(diǎn)
海藻糖在焙烤食品中的廣泛應(yīng)用,主要由其在焙烤食品中優(yōu)良的加工性能所決定。
1 甜度、甜質(zhì)
海藻糖的甜度為蔗糖的45%,甜味純正,甜質(zhì)淡爽不留后味。與砂糖或其他糖料混合使用于焙烤食品中,能有效改善蛋糕、餅干、糖霜、奶油和餡料的甜味,減少甜膩感,充分體現(xiàn)各種產(chǎn)品獨(dú)特的風(fēng)味。
2 防止淀粉老化
無(wú)水結(jié)晶海藻糖有很強(qiáng)的吸濕性。天然的蔗糖只有無(wú)水結(jié)晶一種形態(tài),它沒(méi)有吸取其他物質(zhì)水分子的特性:乳糖和麥芽糖與海藻糖一樣具有含水結(jié)晶和無(wú)水結(jié)晶兩種結(jié)晶態(tài),它們的無(wú)水結(jié)晶粉末也有吸水性,但它們吸取的水量只有海藻糖的1/2。而且,這兩種糖具有還原性末端,對(duì)與之配合的物質(zhì)的穩(wěn)定性產(chǎn)生很大損害。防止淀粉老化是保持焙烤食品品質(zhì)的關(guān)鍵問(wèn)題,海藻糖的保濕保水性能使烤面包保持適當(dāng)?shù)乃?,防止淀粉老化,保持面包組織柔軟有彈性。在淀粉類食品中添加海藻糖,也可明顯抑制淀粉的老化,延長(zhǎng)產(chǎn)品的貨架期。
3 抑制蛋白質(zhì)變性
常用的防腐技術(shù)和工藝易產(chǎn)生蛋白質(zhì)變性問(wèn)題,且化學(xué)防腐劑又有一定的毒性,使用海藻糖能避免這些技術(shù)缺陷。據(jù)報(bào)道,在大米加工過(guò)程中加入2%的海藻糖,可使米質(zhì)保持?jǐn)?shù)年不變;在乳制品、肉類、水果等產(chǎn)品中使用,可改善其感官品質(zhì),普遍延長(zhǎng)這些產(chǎn)品的貨架壽命。因此海藻糖適用于蛋白質(zhì)含量高的食品,如蛋糕、布丁等。
4 矯味作用
海藻糖對(duì)咸味,香味有協(xié)同增強(qiáng)作用,亦能改善蔗糖或其他合成甜味劑的口感,同時(shí)還能緩和或部分掩蓋其他不良味道,如減少點(diǎn)心配料中茶粉,蔬菜粉、果汁粉的澀味和苦味,減輕蛋腥味,對(duì)檸檬的酸味起緩和作用等。另外,有報(bào)道稱引入海藻糖有利于焙烤食品中風(fēng)味物質(zhì)的形成,這些物質(zhì)主要是芳雜環(huán)類和醛類化合物,如乙苯、苯甲醛和2-癸烯醛等。
5 抑制脂肪酸分解
大部分西式點(diǎn)心富含油脂,脂肪酸在有氧、受熱、光照等條件下會(huì)自發(fā)進(jìn)行分解而產(chǎn)生異臭和苦味,且油脂中不飽和脂肪酸含量越高分解越容易產(chǎn)生。這種變化使得食品風(fēng)味劣化、營(yíng)養(yǎng)損失,甚至變質(zhì)失去食用價(jià)值。海藻糖能很好地抑制油脂中不飽和脂肪酸的分解,從而保持富含油脂的點(diǎn)心食品的保質(zhì)期和風(fēng)味。
6 抗凍效果
對(duì)需要冷凍儲(chǔ)存的焙烤食品而言,海藻糖是極佳的保護(hù)劑,解凍后仍能維持很好的品質(zhì)。諸多海外學(xué)者對(duì)海藻糖在冷凍面團(tuán)體系中的作用進(jìn)行了基礎(chǔ)和應(yīng)用研究。如針對(duì)海藻糖在冷凍面團(tuán)體系中對(duì)酵母保護(hù)作用機(jī)理的探討,發(fā)現(xiàn)外源性與內(nèi)源性海藻糖均具有非特異性保護(hù)作用。
海藻糖在焙烤食品中應(yīng)用研究
1 在面包中應(yīng)用
添加不同質(zhì)量的海藻糖對(duì)面包比容的影響結(jié)果:海藻糖添加量在3%-11%(焙烤百分比)時(shí)能明顯提高面包的比容;當(dāng)海藻糖添加量達(dá)到9%的時(shí)候,面包比容達(dá)到最大5.2mL/g。另外海藻糖可以顯著降低面包的硬度,使面包更加松軟,當(dāng)海藻糖的添加量約為7%時(shí),面包的硬度最小。并且,一定量的海藻糖對(duì)淀粉的抗老化作用十分明顯,在不添加海藻糖的面包中,隨著貯藏時(shí)間增加,硬度迅速增加;添加海藻糖后,面包硬度增速減緩,海藻糖具有明顯減緩面包老化速度的作用。
2 在糕點(diǎn)中應(yīng)用
在蛋糕中添加占總糖量20%-50%的海藻糖可以明顯改善蛋糕的松軟度、減輕甜膩感、保水保濕、保持組織松軟細(xì)膩、掩蓋部分蛋腥味、增強(qiáng)和協(xié)調(diào)口感,另外結(jié)合_定量的可溶性膳食纖維——聚葡萄糖可以代替蛋糕中30%油脂,能夠有效降低糕點(diǎn)中飽和脂肪酸的含量,同時(shí)增加膳食纖維的含量。
3 在餅干中應(yīng)用
在韌性餅干中,添加占總糖量10%-30%的海藻糖,并結(jié)合部分零熱量糖醇,如赤蘚糖醇,可用于無(wú)糖餅干的制作。該無(wú)糖韌性餅干甜度低、不易吸濕,口感良好,適合忌糖人士食用。另外,海藻糖的添加降低了淀粉老化速率,增長(zhǎng)了產(chǎn)品貨架期。
海藻糖的市場(chǎng)現(xiàn)狀及前景展望
20世紀(jì)90年代后,隨著海藻糖的生物學(xué)特性引起了人們的密切關(guān)注,國(guó)內(nèi)許多科研單位,如中科院微生物研究所、江南大學(xué)、江蘇省微生物研究所,以及廣西科學(xué)院等都進(jìn)行了相關(guān)研究。近年來(lái),我國(guó)科研人員終于取得了用生物工程酶法轉(zhuǎn)化淀粉生產(chǎn)海藻糖的技術(shù)成果,成為繼日本之后又一個(gè)用酶法轉(zhuǎn)化淀粉實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)海藻糖的國(guó)家。近年來(lái),歐美、亞太包括中國(guó)在內(nèi)的廣大地區(qū)對(duì)海藻糖的需求量不斷增加,而生產(chǎn)能力則比較有限,主要集中在日本,日本的年產(chǎn)量不到4萬(wàn)噸,存在著較大的供需缺口。國(guó)內(nèi)過(guò)去所用的海藻糖基本都是從日本進(jìn)口,用酶法生產(chǎn)海藻糖產(chǎn)品代替進(jìn)口產(chǎn)品將有很大的市場(chǎng)空間。海藻糖作為一種天然糖源,不僅在焙烤領(lǐng)域,在化妝品、保健品及藥品等領(lǐng)域都具有十分巨大的應(yīng)用潛力,因此加快國(guó)內(nèi)海藻糖生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用研究,將推動(dòng)海藻糖在國(guó)內(nèi)的工業(yè)化生產(chǎn)和各領(lǐng)域應(yīng)用的發(fā)展。