第7章甜味剂与饮料植物

第7章甜味剂与饮料植物一、概念甜味剂是指具有甜味的物质，能赋予食品甜味的添加剂。含有甜味剂的植物统称为甜味剂植物。食品添加剂的作用是满足人们的嗜好要求，改进食品的可口性以及其他食品的工艺性质。甜味剂具有品种多、数量大、应用范围广的特点。凡是在果实、根、茎、叶和花等植物器官中，有一种或多种可作为原料加工成饮料的植物，都可以称为饮料植物。饮料植物多般为木本植物，少数为藤本植物和多年生草本。二、分布甜味植物在我国分布广泛，种类多，主要分布于10余科：蝶形花科、棕榈科、菊科、葫芦科、白花菜科等。饮料植物分布也广，种类较多，主要分布于蔷薇科、猕猴桃科、葡萄科等。三、分类天然甜味剂植物中的调味物，大多为糖类；少数为糖苷类，如山矾科、葡萄科、山毛榉科等植物的叶子。在自然界，具有良好的甜味剂（经济性和安全性并具的）的植物不多。现在发现的还不到100种。这些植物分布于如下数科：竹芋科、防己科、蝶形花科（甘草）、葫芦科（罗汉果）、菊科（甜叶菊）、唇形科（白云参）、蔷薇科（悬钩子）、葡萄科（葡萄）等。已发现的非糖类甜味剂，大多属于萜类或黄酮类。甜味剂植物，在同一属或在亲缘关系较近的植物中，不具有可比性或相似性，即甜味化合物的存在因物种而已，很难以植物分类学（亲缘关系）作为寻找植物甜味剂的依据。1、糖苷类此类甜味剂口感好、安全性高（即毒副作用低或无），例如甜叶菊、掌叶悬钩子、假秦艽、罗汉果、甘草、多穗柯等。2、多肽类马槟榔（含有马槟榔甜蛋白）；神秘果含有一种蛋白，能改变人体的味觉蛋白，改变味觉，对酸味产生甜味感。3、糖醇类低热量的甜味剂，如野甘草中的木糖醇，现已用于治疗糖尿病即肥胖症等，主要是改善其膳食结构（饮食）。山梨醇，被广泛用作食品添加剂。麦芽糖，摄入后血糖值不上升，不增加胆固醇，是良好的疗效食品甜味剂。木糖醇是一种白色粉末状的结晶,分子式为C5H12O5,结构式为CH2OH(CHOH)3CH2OH木糖醇原产于芬兰，是从白桦树和橡树等植物中提取出来的一种天然植物甜味剂。所谓能防蛀是因为木糖醇在细菌代谢后不会产生酸性物质，所以能减少龋齿菌和齿垢的产生。但是口香糖中含有木糖醇，只能帮助避免产生龋齿，已经有了龋齿的人，不可能靠吃口香糖起到治疗作用。其次，口香糖中的木糖醇并非含量越高防龋效果越好。摄入过量，常引起腹泻、冠状动脉粥样硬化。山梨醇由法国Boussingault等从山草莓中分离而得，故名山梨醇，1958年Boye等合成成功。1961年中国辽宁大连油脂化工厂投产。目前已载入中、澳、比、英、捷、欧洲、法、德、匈、意、新西兰、葡、瑞士等药典。简介山梨醇结构式药品名：山梨醇类别：利尿脱水药。英文名：Sorbitolum别名：D-G1ucitol、Sorbol、Diakarmon、Nivitin；分子式：C6H14O6性状：为白色结晶性粉末；无臭，味略甜甜味剂按其来源，可分为天然甜味剂和人工合成甜味剂。天然甜味剂可分为糖质甜味剂（细分为糖类和糖醇类）和非糖质甜味剂（且可分为配糖体和蛋白质两类）。饮料植物饮料植物含有多种化学成分，其中某些为营养成分，如多种维生素、胡萝卜素、叶酸、氨基酸、蛋白质、糖类、微量元素、单宁、果胶、淀粉、脂肪等。根据所提取植物器官的不同，可分为：花类饮料植物：取花或花蜜、花粉作为饮料原料果类饮料植物：以新鲜的或晒干的果实作为饮料原料叶类饮料植物：以植物叶作为饮料原料根、茎类饮料植物：以植物的根、茎作为饮料原料四、分离提取提取植物有效成分的方法很多，主要有压榨法、溶剂萃取法、超声波法、超临界流体萃取法和微生物发酵法等。根据利用植物的营养器官和所含营养成分的不同，应选择不同的提取方法和提取工艺。对甜素而言，提取工艺的原理就是把含有甜素的植物部位进行浸提、过滤、除杂，最后浓缩与干燥。一般地，水提醇沉或醇提水沉的工艺方法获得粗制品。精制品是采用重结晶或层析的方法，对粗提物进行处理。甜叶菊：甜菊精（粗品）→杂质处理（吸附或低温减压浓缩结晶）→甜叶菊苷结晶五、现状与发展趋势甜味剂的筛选与开发新型甜味剂新型低热量甜味剂：甜蜜素（环己氨基磺酸钠）、阿斯巴甜（甜味素或天冬甜母/精，天门冬酰苯丙氨酸甲酯）、索马甜（天然的，称成分为蛋白质，含有17中氨基酸）、甜叶菊苷（天然产物，萜烯类配糖体）、植物甜蛋白（天然的）、阿力甜优良饮料植物的筛选、培育和开发沙棘、猕猴桃、葡萄、山楂、刺梨、天然花卉饮料；目前，主要是对野生植物进行深度的开发利用与保护，创新加工工艺与保存方法，提升民族饮料工业主要甜味剂植物罗汉果（MomordicagrosvenoriiSwingle）中文名称：罗汉果外文名称：CorsvenorMomordicaFruit界：植物界纲：双子叶植物纲目：葫芦目科：葫芦科(Cucurbitaceae)属：苦瓜属分布区域：原产中国的广西、广东、江西等省的热带、亚热带山区多年生草质攀援藤本，生于海拔300～800m的山区，长2～5m。茎纤细，暗紫色。卷须2分叉几达中部。叶互生，叶柄长2～7cm；叶片心状卵形，膜质，长8～15cm，宽3.5～12cm，先端急尖或渐尖，基部耳状心形，全缘，两面均被白色柔毛。花雌雄异株，雄花序总状，雌花花单生；花萼漏斗状，被柔毛，5裂，花冠橙黄色，5全裂，先端渐尖，外被白色夹有棕色的柔毛。瓠果圆形或长圆形，被柔毛，具10条纵线，种子淡黄色。花期6～8月，果期8～10月。有栽培。主产广西，特别是广西桂林市永福县，江西、广东有分布。化学成分含罗汉果甙（esgoside），较蔗糖甜300倍；另含果糖、氨基酸、黄酮等。果中含非糖甜味的成分，主要是三萜甙类：罗汉果甙（mogroside)Ⅴ及Ⅳ，甙Ⅴ的甜度是蔗糖（srcrose)的256-344倍，甙Ⅳ的甜度为蔗糖的126倍，不有甙Ⅳ则不呈甜味；次要的是D-甘露醇（D-mannitol)，其甜度为蔗糖的0.55-0.65倍。还含大量葡萄糖（glucose),果糖（fructose)占14%。又含锰、铁、镍、硒、锡、碘、钼等26种无机元素、蛋白质、维生素C（vitaminC)等。种仁含油脂41.07%，基中脂肪酸有：亚油酸（linoleicacid)，油酸（oleicacid)，棕榈酸（palmiticacid)，硬脂酸（stearicacid)，棕榈油酸（palmitoliecacid)，肉豆蔻酸（myristicacid)，月桂酸（lauricacid)，癸酸（decanoicacid)。罗汉果为卫生部首批公布的药食两用名贵中药材，其所含罗汉果甜甙比蔗糖甜300倍，不产生热量，是饮料、糖果行业的名贵原料，是蔗糖的最佳替代品。常饮罗汉果茶，可防多种疾病，现代医学证明，罗汉果对支气管炎、高血压等疾病有显著疗效，还是起到防治冠心病、血管硬化、肥胖症的作用。多穗柯（LithocarpuspolystachyusRehd）中文名称：甜茶、大叶桐子、多穗石柯英文名称：Tanoakbrown壳斗科Fagaceae常绿乔木，高7～15米。树皮灰褐色；小枝无毛。单叶互生；卵状披针形至近椭圆形，长12～20厘米，宽5～8厘米，先端渐尖攻尾尖，基部楔形，全缘，下面有灰白色鳞粃，无毛；叶柄长1.5～2厘米。雌花序常顶生，长15～20厘米。果序长22～25厘米，果密集；壳斗3～5枚联合，具短柄或几无柄，浅盘形，包围坚果基部，直径7～13毫米，高2～4毫米；苞片三角形，和壳斗贴生，排列成环。坚果栗色，卵形，直径1～1.5厘米，长1.2～1.6厘米，基部圆形，仅中央和壳斗愈合；果脐深陷。生于温暖的山地（400m以上的低山密林），在土壤湿润肥沃的山谷中生长最好。分布长江以南各地。由于该植物的叶浸泡后具有很高的甜味，因而被称为甜茶。多穗柯甜茶甘甜清爽，不仅生津止渴，而且具有很好的药理保健功能。据《中华中药志》记载：“多穗柯茶能防治高血压、治疗湿热痢疾、皮肤瘙痒、痈疽恶疮等症。并具有滋养肝肾、和胃降逆、润肺止咳、解困醒酒等作用”。多穗柯多以野生状态分布于长江以南各省区，而以湖南、福建、江西、广西、安徽等省资源丰富而集中，在湖南雪峰山一带分布较多。现在湖南，江西，重庆等省市已有人工栽培，由于该植物萌发力强,每年春、秋可摘两到三次嫩叶，为其开发利用提供了充足的资源保证。多穗柯甜茶是一种具有很长食用历史的民间非糖甜味饮品,中医药认为其对多种心血管疾病有预防作用。研究表明,多穗柯甜茶含有较高的黄酮类和多酚物质,其甜味和药理保健功能与其所含的黄酮类物质有关。野甘草（ScopariadulcisL.）冰糖草、土甘草玄参科（Scrophulariaceae）一年生，极少为多年生草本，或为亚灌木，高20～80厘米，全株无毛。根粗壮。茎直立，有分枝，下部木质化。叶小，对生及轮生，披针形至椭圆形或倒卵形，长5～20毫米，先端短尖，基部渐狭而成一短柄，边缘有锯齿。花小，多数，白色，单生或成对；萼片4，卵状矩圆形，长约2毫米；花冠辐状，4裂，裂片椭圆形，花径4～5毫米，喉部有毛；雄蕊4，花药箭头形，黄绿色；雌蕊1，花柱细长，柱头盘状。蒴果卵状至球形，直径2～3毫米，花柱宿存，熟后开裂。花期夏、秋间。采集：全年可采，鲜用或晒干。生境：荒地及村边。资源分布：国内：分布于广东、广西、云南、福建。国外：原产美洲热带，现已广布于全球热带。全草(地上部分)含生物碱1.6%、野甘草醇(Dulciol)和抗糖尿病成分阿迈灵(Amellin).根含甘露醇(Mannitol)约1%，并含鞣质等。根皮合廿六醇(Hexacosanol)。B-谷甾醇(B-Sitosterol)、D-甘露醇。全草含α-香树脂醇(α-amyrin)、野甘草酸(dulcioicacid)、白桦脂酸(betulinicacid)、伊佛来酸(ifflaionicacid)、无羁萜(friedelin)、粘霉醇(glutinol)、6-甲氧基苯并恶唑啉酮(6-methoxybenzoxazolino)、β-谷甾醇、二十六烷醇(hexacosanol)、D-甘露醇(D-mannitol)、三十三烷(tritriacontane)。另报导尚含野甘草醇(dulciol)、野甘草酮(dulciolone)、脂肪油、葡萄糖、氯化钾及磷酸盐等。根皮含二十烷醇(hexacosanol)。根皮含二十六烷醇、β-谷甾醇、D-甘露醇及一种无味结晶性物质scoparol和鞣质。甜叶菊（Steviarebaudiana(Bertoni)Hemsl.）菊科多年生草本植物。甜叶菊株高90－150厘米，基部木质化，茎粗0.8－1.2厘米，一级分枝30－50个，二级分枝90—160个；叶对生，呈椭圆形，纸质，叶面粗糙，一年生单株有叶片400－700片多达1200片；花序多排列成稀疏房状，总苞筒状，花擎平坦，花冠白色；果为长纺锤形瘦果，顶端着生伞状冠毛；千粒重0.3—0.4克。1969年，日本的住田哲也教授在巴西山区发现了一种很甜的菊科植物，人们叫它甜叶菊。用它提取出的糖甙，其甜度大约为糖的300倍。甜叶菊是理想的甜味剂，具有热量低的特点，它的含热量只有蔗糖的三百分之一，吃了不会使人发胖，对肥胖症患者和糖尿病人尤为适宜。长期用甜叶菊煮水喝，还有降低血压、促进新陈代谢和强壮身体的功效。因此，甜叶菊发现后，许多国家都相继引种栽培和开发利用。甜叶菊是一种多年生菊科草本植物，叶片中含有菊糖甙，其甜度为蔗糖的150～300倍，是一种极好的天然甜味剂。国外已用来代替糖精做低热食品，不但无副作用，而且能治疗某些疾病，如治糖尿病，降血压，对肥胖症、心脏病、小儿虫齿等也有疗效，并有促进新陈代谢，强健身体的作用。甜叶菊的抗逆性强，病虫害少，适应性广，我国南北方都可种植，甜叶菊生长最适温度为20～25℃，长江以南地区一般都可自然越冬，北方可采用地窖保根越冬，来年移栽定植。甜叶菊对土壤要求不严，喜温耐湿怕旱，其根系较浅，栽培以肥沃潮湿且排灌方便的沙壤土为好。可用种子、扦插、压条、分株等方式繁殖。它是短日照作物，光照长于12小时