乳糖醇是12碳
糖醇,可由乳糖经触媒氢化制得,有无水型和含有一个
结合水的2种产品,甜味爽口,常与高甜度
甜味剂结合使用,无
后味,
吸湿性低,
溶解度高,其
相对分子质量与
蔗糖相似,对
水分活度的影响也与蔗糖相似,在酸性及碱性条件下均稳定,在食品加工的高温条件下也十分稳定。乳糖醇适用于许多食品,例如烘焙食品、涂糖衣的
糖果以及冷冻含乳甜食等。
基本性质
外观
乳糖醇为白色结晶或
结晶性粉末,或
无色液体。无臭、味甜,甜度为蔗糖的30%~40%、热量约为蔗糖的一半(8. 4kJ/g)。
结构
乳糖醇的
化学本质是4-O-β-D-
吡喃半乳糖-
D–山梨醇,其分子式为C12H24O11,分子量344.32。结晶的乳糖醇主要有两种形式:二
水合乳糖醇和一水合乳糖醇,另有一种乳糖醇商品是含乳糖醇54%的乳糖醇溶液。
熔点
乳糖醇
无水物为146℃,一水物94~97℃,二水物70~80℃。
水合物加热至100℃以上逐渐失去水分,250℃以上发生分子内脱水生成乳焦糖。
乳糖醇极易溶于水,微溶于
乙醇,10%乳糖醇水溶液的pH为4.5~8.5。常温下乳糖醇的
溶解度和粘度与蔗糖相近,低温下其溶解度比蔗糖低。另外,当乳糖醇溶解时它不仅不会放出热量,而且还会吸收热量。
稳定性
乳糖醇的稳定性较强,在酸、碱、光及高温条件下仍能保持其稳定性。此外乳糖醇的
分子结构中不存在游离羟基,是非
还原性糖醇,不能发生
美拉德反应和
酶降解反应。这样将乳糖醇添加到需高温处理或酸性、
碱性食品中,可避免和减少食品变质,较好地保持食品原有的色、香、味。
制法
乳糖醇是由脱脂乳制得乳糖,然后在镍催化下经加压氢化(100℃,30%~40%乳糖液,4MPa)后过滤,经
离子交换树脂和
活性炭精制后浓缩、结晶而成。
安全性
1、ADI:不作特殊规定(
JECFA2006;
ADI值首建于1983)。
2、
致突变试验:
微核试验、精子畸变试验、Ames试验,均呈阴性。
3、大剂量可引起腹泻。
4、LD50:
小鼠口服大于10g/kg(体重,bw)。
保健功能
低热量
乳糖醇具有较低的热量,这是由于其
代谢途径不同于蔗糖,乳糖醇在小肠中不能被消化吸收,而在大肠中被
微生物发酵利用并分解出
短链脂肪酸及其他发酵产物,其释放的纯热量仅为一般糖类的50%。这样可将乳糖醇单独或与其他甜味剂混合,代替蔗糖低热值保健食品。
预防肥胖
高脂肪食物和蔗糖等物的摄取,会刺激血液中
胰岛素的分泌,提高
脂肪组织中
核蛋白酶的活性,从而促进细胞中
中性脂肪的积蓄乳糖醇的摄取不会引起胰岛素的上升,不会增加核蛋白
脂肪酶的活性,因此在与
高脂肪食品同时摄取时不会促进中性脂肪的体内积蓄。因此,从预防的角度讲,在高脂肪和蔗糖组合的食品中,用低热量且不会刺激胰岛素上升的乳糖醇代替蔗糖是有益的。
预防龋齿
乳糖醇具有较强的预防龋齿的功能。同蔗糖相比,乳糖醇几乎不会引起牙齿的
蚀斑形成。临床实验证实,乳糖醇不会被口腔内的微生物发酵产生酸,而这类酸可通过
去离子作用破坏牙齿的
珐琅质,产生龋齿所以乳糖醇可用来制作抗龋齿的保健食品,如口香糖、巧克力、各种糖果等。
双歧增殖因子
乳糖醇在口腔、胃及小肠内都很稳定,基本上不会被消化吸收。当进入大肠时,则易被微生物发酵分解。其中双歧杆菌尤为突出,可增殖到原来的10~100倍。像乳糖醇这类能使双歧杆菌大大增殖的物质,在医药上称为双歧增殖因子。
双歧杆菌是人体消化道中对机体十分有益的正常菌,它与人体的其它菌体按一定种群附于肠壁上,形成了稳定的
微生态平衡,起到
生物屏障、提供营养、
提高免疫力等作用。
质量标准
卫生部公告2011年第8号(2011-3-18)规定乳糖醇如下表所示。
限量标准
GB 2760-2011《
食品安全国家标准食品添加剂使用标准》规定,乳糖醇在各类食品中按生产需要适量使用,及下表所示。
鉴别实验
1、溶解度:易溶于水。
2、
比旋光度:样品溶液(100g/L)的比旋光度am(25℃,D)为+13~+15(°)·dm2/kg。
3、
高效液相色谱中的主峰:在高效
液相色谱分析中,样品主峰的
保留时间和乳糖醇
标准样品主峰的保留时间一致。
含量分析
1、用
高效液相色谱法,在选定的
工作条件下,通过
色谱柱使样品溶液中各组分分离,用示差检测器检测。
进样器为
自动进样器或
微量进样器,50uL或100uL。
2、
色谱分析条件:推荐的色谱柱及典型
操作条件见下表,各组分的近似保留时间见下表,其他能达到同等分离程度的色谱柱和色谱操作条件均可使用。
3、分析步骤:称取4g以
干基计的乳糖醇样品,加10mL
蒸馏水溶解,为试验溶液。取10mL试验溶液进样分析。记录乳糖醇及其保留时间之后的
色谱峰,同时测定标准样品的
峰面积。试样主峰的保留时间和乳糖醇标准样品主峰的保留时间一致。
4、结果计算
(1)乳糖醇含量:比较试样的响应和已知纯度的乳糖醇标准样品的响应,即可得出。
(2)其他多元醇含量:测量在乳糖醇峰和
山梨糖醇之间出现的所有峰的面积。这些峰面积的质量不得大于干燥样品质量的2.5%。
应用情况
乳糖醇的应用,很大程度在于代替蔗糖方面。使用了这种甜味剂的产品可作为低热能、无糖、无
龋齿作用,并适于
糖尿病患者食用。乳糖醇可用于各种各样的糖果生产中,例如
巧克力、硬糖果、
焦糖、
软糖和
口香糖,以及
冰淇淋和
焙烤食品。所有这些产品都表明作为乳糖醇一种大宗
甜味剂的通用性。
在口香糖的生产中,乳糖醇能取代
山梨糖醇,以避免在生产和存放期间发生吸湿。这意味着可
使用成本更低廉的包装材料,这对环境也具有积极的影响。在
硬糖和软糖中,乳糖醇和
麦芽糖醇浆的混合物在加工过程和
最终产品的质量上与传统糖果产品相似。
另外,乳糖醇可做为
品质改良剂用于
家畜饲料中以提高动物的嗜好性,也可促进动物体内
双歧杆菌增殖。在医药上可作制剂的
赋形剂,而且在牙膏、香烟、口红等化妆品中也有应用。随着食品的多样化和色、香、味综合质虽的不断提高,乳糖醇作为一种新型的
功能性甜味剂也愈来愈得到重视和开发。