食品添加剂解密丨可溶性大豆多糖的特性及在食品中的应用

美食   2024-11-28 12:13   山东  

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可溶性大豆多糖(solublesoybeanpolysaccharides,SSPS)多为白色或淡黄色粉末状,是一类低黏度的酸性多糖,在水中有较高的溶解性。其结构与果胶类似,由长链的鼠李糖半乳糖醛酸和短链的高聚半乳糖醛酸构成主链,半乳糖和阿拉伯糖组成中性的侧链,还含有鼠李糖、阿拉伯糖、葡萄糖、岩藻糖和木糖等多种单糖组分。不同提取工艺使大豆多糖的分子质量有较大差异,一般分布在5~1000kDa之间。



01

可溶性大豆多糖的功能特性


1、高溶解性,对蛋白的稳定作用

可溶性大豆多糖可溶于冷、热水中,配制10%的水溶液不会出现凝胶现象。作为稳定剂用于低pH酸性乳饮料及风味发酵乳中,具有稳定蛋白、提高产品稳定性的作用。


2、耐酸、耐热、耐盐的高稳定性

可溶性大豆多糖受热、酸、盐的影响很小,在pH值为2~12范围内都能呈现稳定的状态,且其粘度在该pH范围内表现出良好的可逆性,即使在强酸环境下,大豆多糖也没有凝胶形成,这一点和果胶、海藻酸有所不同。在向大豆多糖溶液(浓度10%)中加入不同浓度的NaCl、KCl、CaCl2等金属阳离子之后,可溶性大豆多糖的粘度基本不变化,也就是说,大豆多糖不与这些金属阳离子发生反应,因此可考虑将大豆多糖应用于含盐食品中而不必担心其流变学性质的改变。


3、粘度低、口感清爽

相对于其它稳定剂,可溶性大豆多糖的粘度更低,有助于提升产品清爽的口感。下图为可溶性大豆多糖与其他几种常见胶体的水溶液粘度对比。



4、良好的成膜性、乳化性,泡沫稳定性

在我国,可溶性大豆多糖可做为增稠剂、乳化剂、被膜剂、抗结剂等,可应用于脂肪类甜品、冷冻饮品、大米制品、小麦粉制品、淀粉制品、方便米面制品、冷冻米面制品、焙烤食品及风味发酵乳等食品中。




02

可溶性大豆多糖在食品上的应用


作为食品添加剂的一种,SSPS 主要分为 A 型大豆可溶性多糖(低黏度)和 B 型大豆可溶性多糖(中黏度),目前,我国市场主要流通的是 B 型大豆可溶性多糖,主要用于乳酸饮料、米面制品、其他产品(保健品、雪糕等),其中乳酸饮料和米面制品为主要的用途,多作为乳化剂、食品特性改良剂使用;同时,SSPS 具有降低胆固醇、预防动脉粥硬化等生理功能,对于未来开发功能性食品应用也有很大参考研究价值。


一、乳化稳定剂


SSPS作为阴离子多糖在等电点以下可与带正电荷的蛋白络合,可以在蛋白分子界面形成膜,利用空间位阻来防止蛋白沉淀聚合,可以起到稳定蛋白体系的作用。


此外,与果胶及CMC等常用食品稳定剂相比,SSPS具有黏度小的特点,可在稳定蛋白的同时避免体系增稠所产生的糊口感。因此,以SSPS作为稳定剂的酸乳饮料备受推崇。


姚晶等人研究发现,酸性乳饮料产品中添加适量的SSPS作为稳定剂,能减少体系粒径,减弱水分流动性,提高体系Zeta电位,从而减少了沉淀的产生。


廖文艳等人报道,添加SSPS的乳饮料黏度明显低于添加果胶的产品。周森等人也发现,对于蛋白含量为1.0%的酸乳饮料,SSPS添加量为0.4%时效果最好,且SSPS和果胶具有协同作用,向体系中添加0.1%的SSPS和0.3%的果胶可使酸奶系统的稳定性最大化。


此外,酶改性SSPS相关研究发现,当用鼠李糖半乳糖醛酸酶处理过的SSPS用作乳化剂时,在pH=4.0和20%大豆油含量的条件下的乳化液在30d内是稳定的,并且比SSPS乳化剂更有效,且该体系对pH、温度、固液比较为敏感,但受盐离子浓度(CaCl2:5~25mmol·L-1;NaCl:5~25mmol·L-1)影响较小。因此,SSPS经酶改性后可作为优良的乳化稳定剂应用于O/W型溶液中。[1]


二、抗结剂


SSPS分子中含有羟基、羧基等基团,可以吸附游离水,提高冷冻产品的持水性,同时利用抗黏结性和成膜性,可以应用于馄饨、汤圆、鱼丸等产品中,防止面皮皲裂,改善面皮的筋度和爽滑性。SSPS会在米饭、面条制品等表面形成水合层,以达到抑制淀粉回生的效果。据王博文研究表明,SSPS可用于鲜湿米粉中,起到有效的黏性改良作用。


赵启竹研究表明,SSPS可通过对水分的控制及其与淀粉的相互作用,来影响淀粉糊化过程,中分子量,低酯化度的SSPS可以提升面条的品质,提高面条热稳定性并抑制淀粉回生。王馨然研究表明,添加0.2%SSPS的方便米饭的老化度的改善效果最好。


王雨研究表明,酯化度越小,SSPS的极性越大,静电斥力越大,对面团、淀粉和面筋蛋白的影响程度越大。


刘倩研究表明,在面包中添加1.0%〜1.5%的SSPS可提高面包的烘焙品质,延缓淀粉老化,延长保质期。吴慧清将SSPS做为助干剂,改善南瓜消渴苷果粉品质,提高集粉率,提升喷粉色度品质、减小粉体粒径和粉体聚集状况。由此可见,SSPS在抑制淀粉回生、防粘连、改善面筋蛋白等方面起到一定效果。[2]


三、作为膳食纤维应用于功能食品


Madar通过AOAC组织发布的膳食纤维含量测试方法,测得水溶性大豆多糖中水溶性膳食纤维含量高达60%以上,因此可溶性大豆多糖具备膳食纤维的生理功能。


根据已有资料,膳食纤维能降低血糖、血脂和胆固醇,膳食纤维是一类不能被人体消化的多糖,进入消化器官后吸水膨胀,形成具有黏性的水溶液,阻碍消化酶与食物的接触,同时还有一部分附着在肠壁上形成隔膜,从而限制小肠对葡萄糖、脂肪和胆固醇等物质的吸收。


膳食纤维还能预防肥胖,膳食纤维具有良好的持水力和膨胀力,可增加饱腹感,延长胃排空时间,减少人体对食物的摄入量,进而达到预防肥胖的目的。


膳食纤维还具有促进肠道有益菌群的生长,预防肠道疾病的能力,膳食纤维在肠道内可被部分有益菌利用,从而促进肠道有益菌的生长,抑制腐败菌的繁殖。同时膳食纤维还能促进胃肠蠕动,加快排便,缩短有害物质在肠道内的停留时间。


Maeta等发现富含膳食纤维的豆渣汤可有效治疗便秘。膳食纤维还能预防癌症,膳食纤维可与有害的金属离子等物质结合避免被人体吸收,同时可加快有害物质的排泄,缩短与人体接触的时间。[3]


国内外上市代表性产品信息汇总[2]






03

可溶性大豆多糖市场发展及主要供应商


2023年中国大豆多糖市场规模达到3.47亿元(人民币),全球大豆多糖市场规模为8.9亿元。报告预计全球大豆多糖市场规模有望以3.5%的CAGR增长至2029年的10.8亿元。中国大豆多糖行业内主要竞争企业包括:Fuji Oil Group、金晶生物, 味博等。


一、Fuji Oil Group[3]


不二(中国)投资有限公司隶属于日本不二制油集团(Fuji Oil Group),成立于2015年,为不二集团中国地区总部。公司开发的SOYAFIBE-S是水溶性大豆多糖类的商品名称,在全球范围内享有专利权。


SOYAFIBE-S是以豆渣为原料的水溶性食物纤维,可在稳定酸性乳饮料和甜点等中的蛋白质、保持熟面条、寿司等加工米饭的品质等方面发挥各种功能。


SOYAFIBE-S的特征如下:

1)膳食纤维含量高 AOAC法(Prosky法)测定其膳食纤维含量高达70%,具有一般水溶性膳食纤维所具有的调整肠道功能等生理机能。


2)高溶解性及优良的对热、酸、盐的稳定性
温水、冷水都可以溶解,不会凝胶化,并可以调制30%以上高浓度的水溶液。水溶液的黏度较低,具有良好的耐热性和耐酸性,并且几乎不受盐类影响,非常适合各种食品加工工艺。


3)优良的造膜、被膜性具有优良的造膜性,从水溶液可以很容易形成有一定强度的无色透明的可食用的水溶性薄膜。


二、金晶生物


公司成立于2010年,是一家集研发、生产、销售可溶性大豆多糖和大豆膳食纤维为一体的高新技术企业。公司自成立以来,一直致力于可溶性大豆多糖与大豆膳食纤维工艺技术及产品应用的研发,主要利用双联法与醇洗法这两项核心技术生产可溶性大豆多糖与功能性大豆纤维,目前拥有10项实用新型专利技术、1项发明专利独占许可,1项发明专利。服务的客户包括丹尼斯克公司、嘉吉食品、杭州味全、旺旺集团、光明乳业、伊利、蒙牛等知名企业。


公司可溶性大豆多糖产品及功能特征如下[5]

型号

      用途

        功能特征

TJ-300系列

pH3.2~4.5的乳酸菌饮料、风味发酵乳、豆奶、蛋白水等

稳定蛋白,粘度低,口感清爽,防止析水

TJ-200系列

米面制品,如寿司、乌冬面等

防粘连,改善淀粉类制品的品质

TJ-100系列

乳化香精,乳化剂,化工等

良好的乳化性,涂膜性

啤酒,冰激凌

良好的起泡性,提升口感,抑制冰晶的形成

医药崩解剂

耐酸性好,溶解性适中

引用资料:

[1]贺丽珍,郑宗平,陈洪彬,郭凤仙.可溶性大豆多糖在食品领域中应用研究进展[J].现代食品,2021(6):37-3947

[2]于上富,李柏良,刘文慧,申寒,李绍振.可溶性大豆多糖的功能特性与应用研究进展[J].中国食品添加剂,2024,35(1):296-302

[3]刘赵,沈海军,周凌晨,曹仲文.可溶性大豆多糖的提取及在食品中的应用研究进展[J].中国调味品,2023,48(6):199-208

[4]营养科技.2018年11月29日.「行业介绍」天津不二蛋白有限公司。

[5]金晶生物.2019年03月19日.可溶性大豆多糖


来源:食品研发与生产,转载请联系。封面图来源:创客贴

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