木糖醇生产工艺及在食品中的应用

新疆农业大学专业文献综述题目:木糖醇生产工艺及在食品中的应用姓名:陈泽学院:食品科学与药学学院专业:食品质量与安全班级:食安112学号:114033207指导教师:刘雅娜职称:讲师2014年12月25日新疆农业大学教务处制木糖醇生产工艺及在食品中的应用作者：陈泽指导教师：刘雅娜摘要：本文综述了木糖醇两种不同生产工艺的特点，同时对木糖醇在乳品新品开发及相关食品中的应用也进行了系统地阐述，特别是在功能型酸奶和无糖酸奶中的应用方面作了更系统地介绍，这对木糖醇的深入研发具有重要意义。关键词：木糖醇；生产工艺；乳品加工；应用木糖醇又称为戊五醇,是一种多元醇,分子式为C5H12O5,相对分子质量为152.15,外观为白色结晶状粉末,无臭味,熔点为92~96℃,易溶于水,溶解度169g(20℃),溶解热-145.6J/g,热能16.99J/g。微溶于甲醇、乙醇、醋酸,不溶于乙醚、氯仿。木糖醇有一定的吸湿性,味甜,甜度相当于蔗糖,发热量相当于葡萄糖。木糖醇是综合利用农业废弃物、采用高新技术生产的、具有很高实用价值的化工产品。木糖醇广泛应用于化工、医药、食品等领域,可制取表面活性剂、乳化剂、破乳剂、醇酸树脂及涂料,可代替甘油应用于造纸、日用品及国防工业,又是医药工业制造各种药物的原料。由于木糖醇在人体内的代谢与胰岛素无关,故适用于生产糖尿病患者食品。1.木糖醇生产工艺就目前来说，我国木糖醇生产有两条基本工艺，这两条工艺就是：中和脱酸工艺和离子交换脱酸工艺。1.1中和脱酸工艺中和脱酸工艺就是在净化水解液时采用中和法。上世纪六十年代，我国木糖醇在保定开始试生产时，就是采用这个方法，如保定厂的一号生产线。此法的工艺路线如下：原料→水解→中和→浓缩→脱色→离子交换→浓缩→加氢→浓缩→结晶→分离→包装这是典型的木糖醇生产工艺，在水解液净化过程中，采取了一次中和一次离子交换工艺，在这个工艺的基础上，又加了一次氢化液离子交换，就变成了一次中和脱酸二次交换工艺，都属于中和脱酸工艺。我们知道，在木糖醇生产过程中，玉米芯首先要水解生成水解液，水解时要加催化剂——硫酸，而水解后，硫酸就存在于水解液中，但在生产过程中，这部分硫酸必须除去，顾名思义中和脱酸工艺就是用中和的方法将酸除去，中和剂通常用碳酸钙。硫酸被碳酸钙中和成石膏-硫酸钙，硫酸钙在水中的溶解度很小，绝大部分石膏都成为沉淀过滤除去。中和脱酸工艺的优缺点：中和脱酸工艺比较简单，酸碱消耗低，可降低成本，设备也比较简单，易操作，投资少。但由于它是初始工艺，必然有不足之处，它的缺点主要来至工艺本身。众所周知，石膏虽然在水中的溶解度小，但也不是绝对不溶解，在进入下个浓缩工序时，随着水解液变浓，石膏在水解液中浓度也变大，呈过饱和状态，此时就有一部分石膏又沉淀出来，沉积在蒸发器的管壁上，形成隔热层，降低蒸发效力，浪费蒸汽，降低设备利用率。由于这层结垢很难除去，特别是很难用化学方法除去，不得不用机械法清除结垢，不但麻烦，而且劳动强度很大，对设备也有不同程度的损伤，降低设备的使用寿命。由于此工艺水解液的质量不是很好，也影响了产品质量，所以新建的厂家很少采用此工艺。1.2离子交换脱酸工艺为了解决中和脱酸带来的困惑，科技工作者和生产厂家的科技人员通过不懈的努力，研究开发了离子交换脱酸新工艺，如保定厂的二号生产线。离子交换脱酸工艺就是采用离子交换树脂利用离子交换的方法将硫酸根除去。此工艺也有两次交换和三次交换之分，但不管是两次交换还是三次交换都有属于离子交换的范畴。此法的工艺的路线如下：原料→水解→脱色→离子交换→浓缩→离子交换→加氢→离子交换→浓缩→结晶→分离→包装每次交换的意义不同，所以采用的离子交换树脂也不同，第一次交换主要是为了除去水解液中的硫酸根，所以采用阴离子交换，第二次交换采用阳离子交换树脂，第三次交换用阳、阴两种树脂，也有单用阳离子树脂的。离子交换脱酸工艺，工艺比较复杂，树脂用量较多，设备较多，投资大，增加了酸碱消耗，加大了成本。但离子交换脱酸工艺还有它不可替代的优点，它解决了中和脱酸工艺中设备结垢的缺点，提高了设备的利用率和使用寿命，减少了水解液中的灰份和酸的含量，提高了水解液的质量，相应的提高了产品质量。由于离子交换脱酸工艺有众多的优越性，新建厂都采用了此工艺。不论是中和脱酸工艺还是离子交换脱酸工艺，它们的最后一次交换，都是将氢化液再进行一次交换，来提高净化液的质量，继而提高产品质量。中和脱酸工艺和离子交换工艺，都有各自的优点和不足，采取那种工艺都必须扬长避短，最大限度发展优势，提高经济效益。2.木糖醇在食品中的应用2.1木糖醇在糖果中的应用食用木糖醇不会引起龋齿，可以适用于作口香糖、巧克力、硬糖等食品的甜味剂。由于其独特的功能，与其它糖类、醇类调和食用，可作为低糖食品的甜味剂。木糖醇口感清凉，冰冻后效果更好，可用在爽心的冷饮、甜点、牛奶、咖啡等行业。也可使用在健康饮品、润喉药物、止咳糖浆等方面。为了身体健康，可用于家庭做蔗糖的代用品，以防止蔗糖食用过多引起的糖尿病肥胖症。2.2木糖醇在功能型酸奶中的应用随着酸奶需求量的增加，功能和营养强化型酸奶的需求量也在上升，使得整个酸奶市场出现裂变，功能型酸奶将领导市场潮流。目前，添加功能性配料—木糖醇的酸乳在欧洲和日本比较流行，由于功能型酸奶具有奶的营养价值和促进双歧杆菌增殖，促进营养物质的消化吸收、提高人体免疫力等保健功能，越来越成为中老年人及儿童喜爱的乳制品，木糖醇经北京联合大学应用文理学院保健食品检测中心动物试验表明，一直作为无蔗糖甜食品理想甜味剂的木糖醇同低聚糖类似，具有明显改善胃肠功能，促进肠道有益菌群的增殖，达到调节胃肠免疫功能和促进双歧杆菌、乳酸菌的增殖。木糖醇作为一种新型可改善胃肠功能的功能因子，具有很高的功能特性，是一种很有前途的功能性添加因子。消费者根据不同年龄阶段和各自的身体健康状态寻求不同的产品，而木糖醇功能型酸奶更适合于年老体弱、婴幼儿及糖尿病患者。木糖醇作为一种功能性营养剂和甜味剂，能参与人体代谢，进入血液后不需胰岛素就能透入细胞，而且代谢速度快，不会引起血糖升高；同时，木糖醇能使呼吸道表面黏液层中的盐度下降，保护了“内源性抗菌物质”，抵御了空气中有害细菌和病毒的侵犯，防止了来自空气中的有害微生物在肺及呼吸道表面大量繁殖。木糖醇是国际公认的食糖替代品，是所有食用糖醇中生理活性最好的品种，根据不同消费者的不同口味，国内乳品厂以木糖醇为原料，添加果酱、果块、天然色素和香精制成不同口味的酸奶，以满足不同消费者对有营养和保健功能酸奶的需求。2.3在无糖酸奶中的应用据了解，中国现在已有糖尿病患者2500万左右，在60岁以上的老年脑力工作者中，糖尿病发病率高达11.2%,而对糖尿病至今尚无有效的治疗方法，只能通过调节饮食、综合药物治疗和合理运动。由于他们不能喝含糖牛奶和酸奶，因此长期以来对乳制品这种营养成分极高的食品不能涉足，也就无法充分地吸收钙和其它营养素。无糖酸奶的研制，解决了害怕食糖的消费者，使其不再因噎废食，可放心的喝上酸奶。无糖酸奶是一种没有添加蔗糖的健康酸奶，它和普通酸奶有两点不一样的地方：首先原料中未添加蔗糖和其它单糖，而是选用作为功能性甜味剂的木糖醇，可以避免造成血糖水平的提高。其次，添加了可溶性膳食纤维菊粉(低聚果糖)，可溶性纤维具有饱腹感，调节血糖水平，降低人体胆固醇含量，增强人体肠道功能，改善肠道的菌群平衡，提高人体免疫力，并促进人体对钙、铁的吸收，改善新陈代谢。无糖酸奶的推出，可以说真正是糖尿病患者和中老年消费者的福音。而对于那些体形有些发胖或担心自己发胖的人来讲，无糖酸奶也不失为最佳选择。无糖酸奶的保健作用主要表现为：(1).保护肠道菌群微生态，形成生物屏障，抑制有害菌对肠道的入侵。(2).通过产生大量的短链脂肪酸促进肠道蠕动及菌体大量生长，改变渗透压而防止便秘。(3).无糖酸奶含有多种酶，促进消化吸收。无糖酸奶中的甜味剂木糖醇具有预防呼吸道和肺部感染的作用。(4).通过抑制腐败菌在肠道的生长，抑制了腐败所产生的毒素，使肝胀和大脑免受这些毒素的危害，防止衰老。(5).通过抑制腐败菌和某些菌在肠道的生长。从而抑制了这些菌所产生的致癌因子，达到防癌的目的。(6).提高人体免疫功能，乳酸菌可以产生一些增强免疫功能的物质，可以提高人体免疫，防止疾病。2.4木糖醇在低能量冰淇淋中的应用低能量冰淇淋是由脂肪替代品和低能量甜味剂木糖醇并适当增加水的添加量而制成，该产品添加木糖醇后，在防龋齿、不增加血糖值、作为糖尿病患者的食品方面，显示出比山梨醇等其它糖醇更特别的优越性。同时，木糖醇在动物肠道中滞留，具有缓慢吸收作用，可促进肠道内有益菌群，即双歧杆菌的增殖，调节胃肠功能，提高人体免疫功能。参考文献[1]任鸿均.化工科技市场[J].2001,24(7):7～9.[2]中国禹城市木糖醇厂产品最新功能性甜味剂—木糖醇[J].中外轻工科技,1999,(1).[3]邓淑风,吴阿风,宋湘晋.木糖醇在糖尿病治疗中的应用[J].医药导报,1998,(1):48.[4]周昕.木糖醇的体内过程及临床应用[J].山东医药工业,2002,(4):29-30.[5]马培忠.木糖醇的生产及应用中小企业科技,1997,(8).[6]宫春波,于翠芳,张永翠.功能性甜味剂-木糖醇的性质及其应用研究[J].中国食品添加剂,2003,(5):83-86.[7]苏玉华,于勇,孙晶,卢佃华.木糖醇的体内过程及临床应用[J].中国药事,2002,(10):643-644.[8]李香妹,马少怀.木糖醇的生理功能及含木糖醇食品的试制[J].食品工业科技,2003,(7):51-52.[9]尤新.木糖醇及其功能[J].食品工业科技2003,(8)[10]尹廷文,陈为民.木糖醇的特性及其应用[J].牙膏工业,1998,(4):21-26.[11]田强,解法孔.乳业中最具魅力的产品—无糖酸奶[J].中国食品报,2004,8.31.[12]黄静.木糖醇的合成、应用及市场前景[J].化工技术与开发,2003,(6):12-15.