Azúcares funcionales y alcoholes de azúcar., como su nombre lo indica, se refieren a azúcares y alcoholes de azúcar con determinadas funciones fisiológicas o usos especiales; incluyen monosacáridos funcionales, disacáridos funcionales, oligosacáridos funcionales y polioles funcionales.
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tipo |
Representa el azúcar y el alcohol de azúcar. |
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Monosacáridos funcionales |
Glucosa, fructosa, manosa, xilosa, arabinosa, ribosa, desoxirribosa, tagatosa, galactosa, lactulosa, alulosa, etc. |
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Disacáridos funcionales |
Sacarosa, maltosa, trehalosa, isomaltulosa, lactulosa (lactulosa), lactosa, xilobiosa, etc. |
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Oligosacáridos funcionales |
Fructooligosacáridos, isomaltooligosacáridos, galactooligosacáridos, xilooligosacáridos, oligosacáridos de soja, isomaltooligosacáridos, lactofructooligosacáridos, oligosacáridos de quitosano, oligosacáridos genéticos, estaquiosa, rafinosa (también conocida como azúcar de semilla de algodón), etc. |
Entre ellos, los oligosacáridos funcionales, en sentido estricto, son azúcares poco polimerizados que están formados por de 2 a 10 monosacáridos conectados por enlaces glicosídicos para formar cadenas lineales o ramificadas. Aquí también se clasifican como oligosacáridos los azúcares con un mayor grado de polimerización, como la inulina (también conocida como inulina) y la estaquiosa.
Los azúcares funcionales y alcoholes de azúcar comunes que ya han tenido una escala de producción industrial incluyen fructosa, glucosa, manosa, arabinosa, ribosa, trehalosa, alulosa, sorbitol, manitol, isomaltulosa (alcohol), eritritol, maltosa (alcohol), xilosa (alcohol), inulina. , lactulosa, galactosa, oligosacáridos de soja, isomaltooligosacáridos, galactooligosacáridos, fructooligosacáridos, xilooligosacáridos, etc.
Los diferentes tipos de azúcares funcionales y alcoholes de azúcar tienen diferentes propiedades fisiológicas y fisicoquímicas y usos funcionales; pero en general, la funcionalidad de los azúcares funcionales y los alcoholes de azúcar se refleja principalmente en dos aspectos: función fisiológica y función física. Hoy nos centraremos en comprender las propiedades fisicoquímicas y las aplicaciones de los azúcares funcionales y los alcoholes de azúcar.
Las propiedades fisicoquímicas de los azúcares y alcoholes de azúcar incluyen dulzor, viscosidad, presión osmótica, higroscopicidad, solubilidad, resistencia al calor, resistencia a ácidos y álcalis, colorabilidad, dificultad de fermentación, etc. Las diferentes propiedades fisicoquímicas confieren a los azúcares y alcoholes de azúcar funcionales diferentes funciones y almacenamiento diferente. , transporte y métodos de uso.
Dulzura
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nombre |
Dulzura |
nombre |
Dulzura |
|
sacarosa |
100 |
Sorbitol |
48 |
|
glucosa |
69 |
manitol |
55 |
|
fructosa |
130 |
maltitol |
79 |
|
maltosa |
40 |
Xilitol |
90~100 |
|
xilosa |
67 |
lactitol |
35 |
|
lactosa |
30 |
isomaltosa |
45~65 |
|
trehalosa |
38~45 |
eritritol |
60~70 |
|
Jarabe de fructosa (F42) |
90 |
isomaltooligosacárido |
60 |
|
Jarabe de fructosa (F45) |
110 |
Xilooligosacárido |
40~50 |
|
Fructooligosacáridos |
30~50 |
isomaltooligosacárido |
40~50 |
|
maltooligosacárido |
30 |
tagatosa |
92 |
|
manosa |
60 |
rafinosa |
20~40 |
|
Lactosa |
48~62 |
Lactofructooligosacárido |
60~70 |
|
Oligosacáridos de soja |
22~70 |
lactulosa |
48~60 |
|
Galactooligosacáridos |
35 |
galactosa |
27 |
El azúcar y los alcoholes de azúcar tienen cierto dulzor. Además, son bajos en calorías y muy seguros, por lo que se suelen utilizar como edulcorantes funcionales bajos en calorías, sustituyendo o añadiendo edulcorantes como el azúcar granulada y los caramelos de relleno. Se utilizan ampliamente en una serie de productos como dulces, bebidas, condimentos y alimentos funcionales.
Como se muestra en la tabla, entre los azúcares funcionales y los alcoholes de azúcar comunes,la fructosa tiene el mayor dulzor. Los alcoholes de azúcar son generalmente menos dulces que la sacarosa y sus calorías son en su mayoría más bajas que las de la sacarosa. Se pueden utilizar como edulcorantes bajos en azúcar y calorías o como relleno para edulcorantes muy endulzados.
Los alcoholes de azúcar generalmente absorben calor cuando se disuelven, a menudo tienen un sabor refrescante o fresco y pueden usarse como ingredientes o edulcorantes para ajustar el dulzor y el sabor. Por ejemplo, a menudo se añade xilitol, que tiene un sabor fresco, a las mentas.
El manitol y otras sustancias pueden enmascarar el sabor oxidado o amargo de algunas sacarinas y son adecuados para el procesamiento de conservas, jaleas y mermeladas muy dulces.
Los alimentos dulces elaborados con alcohol de azúcar también se denominan alimentos sin azúcar.Los oligosacáridos son generalmente menos dulces.y tienen cierto efecto en la regulación del sabor, pero cuando se elaboran alimentos que requieren un mayor dulzor, a veces es necesario utilizarlos junto con otros edulcorantes; por ejemplo, agregar oligofructosa a las bebidas puede hacer que el producto tenga un sabor más refrescante y suave.
Los xilooligosacáridos también tienen la función de realzar el sabor y su sabor es similar al de la sacarosa. Una cierta concentración de xilooligosacáridos puede hacer que el sabor de las bebidas sea más suave y rico.
higroscopicidad
La higroscopicidad es una característica muy importante del azúcar y del alcohol de azúcar. Las diferentes capacidades higroscópicas afectan directamente a sus áreas de aplicación, métodos de aplicación, condiciones de producción y almacenamiento, etc.
Algunos azúcares funcionales y alcoholes de azúcar con alta higroscopicidad, como isomaltosa, maltitol, fructooligosacáridos, xilitol, etc., se pueden utilizar como humectantes o conservantes, que tienen un buen efecto para hidratar los alimentos y mantener su calidad. Estas sustancias a menudo pueden inhibir la cristalización de sacarosa o glucosa, desempeñar un papel en la prevención del lijado y, al mismo tiempo, aumentar la dureza, viscosidad y resistencia de los dulces.
Los azúcares funcionales con fuertes propiedades humectantes generalmente tienen la función de inhibir el envejecimiento del almidón.. Para los alimentos con almidón, como el pan y los postres, agregar oligosacáridos o polifructosa puede retrasar el endurecimiento de los alimentos causado por el envejecimiento del almidón, haciéndolos suaves y deliciosos, y extendiendo su vida útil.
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proyecto |
higroscopicidad |
proyecto |
higroscopicidad |
|
Sorbitol |
alto |
Fructooligosacáridos |
Más alto |
|
manitol |
Más bajo |
Lactofructooligosacárido |
Ligeramente más alto |
|
Xilitol |
alto |
Oligosacáridos de soja |
Bajo |
|
maltitol |
alto |
isomaltooligosacárido |
Más alto |
|
isomaltosa |
muy bajo |
oligosacárido |
alto |
|
galactitol |
medio |
Gentio-oligosacárido |
Más alto |
|
eritritol |
medio |
isomaltosa |
alto |
Azúcares y alcoholes de azúcar altamente higroscópicos., como sorbitol, maltitol, oligosacáridos de quitosano, etc., también se pueden utilizar como agentes higroscópicos y humectantes en cosméticos. Por ejemplo, el oligosacárido de quitosano contiene grupos como -NH2, -OH y -NHCOCH3, que son fáciles de formar enlaces de hidrógeno y hacen que las cadenas moleculares formen una estructura de red. Por tanto, tiene un importante efecto hidratante y tiene función filmógena, lo que lo hace muy adecuado como producto funcional. Uso de aditivos cosméticos.
Generalmente, para productos con alta higroscopicidad, se debe prestar atención a un ambiente seco y húmedo durante la producción y el almacenamiento para evitar que el producto se aglomere y se humedezca. Los azúcares y alcoholes de azúcar con baja higroscopicidad se pueden utilizar como agentes impermeabilizantes o agentes antiadherentes en el procesamiento de chicles, caramelos de goma, caramelos duros y otros alimentos para evitar la adhesión.
Oligosacáridos con menos higroscopicidad.Se utilizan a menudo para preparar glaseados aromatizados para helados y chocolate, como la capa exterior del chocolate crujiente, para mantener la dureza de la piel exterior del producto o como edulcorante para galletas crujientes.
Manitol y sorbitol gamma cristalino, que tienen baja higroscopicidad, se utilizan ampliamente como excipientes para tabletas debido a su buena compresibilidad.
estabilidad
Los alcoholes de azúcar funcionales son generalmente más estables que la sacarosa y tienen mejor estabilidad de almacenamiento y uso. Los alcoholes de azúcar funcionales generalmente son resistentes al calor por encima de los 160 grados y no tienen una descomposición obvia en condiciones de pH 2-10, excepto el lactitol, que se descompondrá bajo condiciones de pH.<3 conditions.
Una buena estabilidad térmica puede mejorar su procesabilidad; por ejemplo, el procesamiento de caramelos duros requiere ebullición a alta temperatura, lo que es propenso a la descomposición o producción de pigmentos, lo que afecta el color y el sabor. Los alcoholes de azúcar tienen una alta estabilidad térmica, no se decoloran fácilmente a altas temperaturas y tienen buena transparencia. El uso de alcoholes de azúcar puede mejorar eficazmente el efecto visual de los dulces.
La resistencia al calor y a los ácidos de los oligosacáridos es más débil que la de los alcoholes de azúcar.. La mayoría de ellos están cerca de la sacarosa. Por ejemplo, la estabilidad de la oligofructosa y la oligolactofructosa es cercana a la de la sacarosa. Son estables cuando se calientan alrededor de un pH neutro, pero habrá cierta pérdida cuando se calientan en condiciones ácidas (como pH=3).
Entre ellos, la oligo xilosa y la oligo galactosa tienen una alta resistencia al calor y a los ácidos. Por ejemplo, la oligoxilosa casi no tiene ningún efecto cuando se mantiene caliente a un pH de 2.5-8.0 y 120 grados durante 1 hora; el contenido del componente permanece sin cambios cuando se almacena a pH 2.5-8.0 y 37 grados durante 2 meses; La galactosa se puede almacenar de manera estable a un pH de 3,0-4.5 y a altas temperaturas, y tiene buena resistencia al calor y a los ácidos, y se puede utilizar en alimentos y productos ácidos con requisitos de alta temperatura de procesamiento, como yogur, vino de frutas, bebidas carbonatadas, etc.
El isomaltooligosacárido no se descompondrá cuando se caliente durante mucho tiempo a 120 grados en condiciones ácidas y calientes de pH 2-10. Tiene buena estabilidad y resistencia al calor y puede usarse en bebidas, alimentos enlatados, alimentos procesados a alta temperatura o con pH bajo y piensos.
Solubilidad y cristalinidad.
Los azúcares funcionales y los alcoholes de azúcar son solubles en agua. Generalmente, cuanto mayor es la solubilidad de los azúcares y los alcoholes de azúcar, es menos probable que cristalicen. Si la solubilidad del azúcar es alta, es significativamente mayor que la de la sacarosa y la glucosa, y se difunde rápidamente en agua, por lo que es difícil cristalizar. Esto es muy beneficioso para procesar alimentos con alto contenido de azúcar como mermeladas, frutas en conserva, frutas confitadas y frutas enlatadas. No sólo preserva el sabor de la fruta sino que también evita que la superficie se vuelque y prolonga la vida útil. El sorbitol también tiene esta característica.
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nombre |
Concentración de saturación |
nombre |
Concentración de saturación |
|
/(w%,20 grados) |
/(w%,20 grados) |
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Xilitol |
63 |
sacarosa |
66 |
|
Sorbitol |
75 |
glucosa |
48 |
|
isomaltosa |
28 |
fructosa |
79 |
|
manitol |
18 |
lactosa |
16 |
|
maltitol |
62 |
Maltosa cristalizada |
52 |
|
galactitol |
3.3 |
xilosa |
34 |
|
lactitol |
55 |
trehalosa |
41 |
|
Xilooligosacárido |
53 |
isomaltulosa |
38.4 |
Otras características y aplicaciones
Los alcoholes de azúcar funcionales tienen estabilidad de emulsificación y son emulsionantes y agentes espumantes eficaces. Pueden producir características estructurales suaves con una sensación grasosa. Por ejemplo, el maltitol se puede utilizar para sustituir la grasa y producir alimentos bajos en calorías con una estructura aceitosa y un sabor muy similar al de la grasa. Por ejemplo, el sorbitol tiene buenas propiedades emulsionantes y es un tensioactivo no iónico que es hidratante y no tóxico. Después del procesamiento sintético, se utiliza como emulsionante cosmético y se agrega a bases de maquillaje, lociones, perfumes, polvos, lápices labiales, champús, etc.
Algunos azúcares y alcoholes de azúcar también son materias primas químicas importantes. Por ejemplo, el sorbitol es una materia prima importante para los productos de vitamina C, isosorbida y éster de sorbitol. La ribosa es un precursor para la producción de desoxirribosa. El xilitol se utiliza para sintetizar ésteres de ácido carboxílico con bajo contenido de carbono de xilitol, que se utilizan como plastificantes en la fabricación de cuero artificial, sandalias de plástico, películas agrícolas, etc. Este tipo de sustancia tiene buena resistencia al calor y puede reemplazar el aceite de soja epoxi como calor. -plastificante resistente en algunos productos plásticos.
Muchos azúcares y alcoholes de azúcar funcionales tienen las características de baja actividad acuosa, como los gentiooligosacáridos y los xilooligosacáridos. Cuando factores como la temperatura y el pH afectan el rápido crecimiento de microorganismos en el producto, la actividad del agua se convierte en el factor más importante para controlar el deterioro. Generalmente, cuanto menor es la actividad del agua, más estable es el alimento y es menos probable que se eche a perder.
Esta propiedad facilita evitar que algunos alimentos sean infectados por microorganismos. Algunos azúcares funcionales y alcoholes de azúcar tienen el efecto de reducir el punto de congelación. Por ejemplo, cuando se utiliza isomaltooligosacárido en alimentos congelados como el helado, puede acortar el tiempo de moldeo y reducir el consumo de energía de refrigeración. Otro ejemplo es la xilobiosa, que tiene propiedades anticongelantes y puede inhibir la congelación de los alimentos.
Algunos monosacáridos funcionales pueden ser oxidados y descompuestos por enzimas microbianas, como glucosa, fructosa, galactosa y manosa, que pueden ser utilizadas directamente por la levadura, lo que ayuda a la fermentación de masas, kimchi, bebidas de yogur, encurtidos, etc. Sin embargo, la sacarosa, la maltosa, lactosa, etc. deben hidrolizarse antes de la fermentación, y los alcoholes de azúcar generalmente no tienen fermentabilidad directa.
Las difíciles propiedades de fermentación de los alcoholes de azúcar también se pueden utilizar como conservantes. Se debe controlar moderadamente la ingesta de azúcar y alcohol. Algunos alcoholes de azúcar, como el maltitol y el sorbitol, pueden provocar gases e hinchazón cuando se consumen en exceso al mismo tiempo. Cuando se utiliza, la ingesta debe ser limitada. Sin embargo, el eritritol, por ejemplo, no participa en el metabolismo, por lo que no produce gases tras su consumo.
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