聚葡萄糖是一種低熱量、低血糖指數(shù)的特殊碳水化合物，具有水溶性膳食纖維和益生元的特點(diǎn)。它是由天然存在的葡萄糖和少量山梨醇、檸檬酸經(jīng)高溫熔融縮聚而成，是隨機(jī)交聯(lián)的葡萄糖組成的多糖。聚葡萄糖作為一種作用和性能良好的膳食纖維之一，近年來得到快速發(fā)展，在50多個(gè)國(guó)家被批準(zhǔn)使用，在眾多食品、飲料、保健食品中得到越來越廣泛的應(yīng)用。
1. 聚葡萄糖的理化性質(zhì)
1.1溶解度
聚葡萄糖易溶于水，25°C時(shí)溶解度為70%，加熱可促進(jìn)其溶解。
1.2黏度
聚葡萄糖溶液的黏度隨溫度的升高而降低，隨濃度的增加而增大，類似于庶糖，同濃度下，聚葡萄糖溶液的黏度略高于庶糖。
1.3穩(wěn)定性
聚葡萄糖在60℃以下可穩(wěn)定保存90天，高溫200℃下也不與酸堿反應(yīng)，但其吸濕性較強(qiáng)，須存于干燥環(huán)境下。改良型聚葡萄糖暴露在空氣中會(huì)失水，當(dāng)相對(duì)濕度為75%時(shí)，溶液濃度會(huì)濃縮至80%；相對(duì)濕度為52%，可濃縮至90%。
1.4保濕性
聚葡萄糖是一種良好的食品保濕劑，環(huán)境溫度高時(shí)可充分吸水控制溫度變化。同時(shí)它還可以控制溶液的水分活度，當(dāng)水分活度大于60%時(shí)，它能有效的降低，由于它具有高分支化的結(jié)構(gòu)而不會(huì)結(jié)晶，因此效果優(yōu)于庶糖和山梨醇等小分子物質(zhì)。
1.5風(fēng)味
聚葡萄搪沒有甜味，可與高甜度低熱量的甜味劑共用制作低熱量食品。當(dāng)其濃度高時(shí)會(huì)存不良風(fēng)味，可通過減少用量、添加調(diào)味料或風(fēng)味修飾劑來消除。
1.6融溶性質(zhì)
聚葡萄糖粉末于130℃開始溶化，冷卻后為透明玻璃狀物質(zhì)，與硬糖的脆性結(jié)構(gòu)相似，但不會(huì)形成晶體。
1.7矯正冰點(diǎn)
聚葡萄糖的冰點(diǎn)比同濃度的庶糖溶液高，用KOH中和過的聚葡萄糖溶液的冰點(diǎn)比未經(jīng)中和的低很多。冰點(diǎn)值越低，食品的口感越硬，適用于冰棒和某些甜點(diǎn)。使用高甜度甜味劑制造低熱量冷凍甜食時(shí)，可添加聚葡萄糖調(diào)整產(chǎn)品的基體，補(bǔ)償由于砂糖減少造成的基體喪失，改善不良質(zhì)構(gòu)。
2. 聚葡萄糖的生理特性
2.1低熱量
聚葡萄糖分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，糖苦鍵種類繁多，難以被微生物降解，因此熱量?jī)H為 1 kcal/g 左右。
2.2調(diào)節(jié)腸道
聚葡萄糖可被腸道中的細(xì)菌利用發(fā)酵生成二氧化碳、甲烷和SOFA（揮發(fā)性脂肪酸）等。采用同位素示蹤法測(cè)定SCFA，發(fā)現(xiàn)其主要成分是丁酸鹽和丙酸鹽。結(jié)腸細(xì)菌可以利用丁酸鹽調(diào)節(jié)其腸道環(huán)境，抑制癌細(xì)胞的形成。丙酸鹽能抑制肝臟內(nèi)膽固醇的合成，改善肝臟的葡萄糖代謝，刺激糖酵解，抑制葡萄糖異生作用。同時(shí)，伴隨著SOFA的產(chǎn)生，腸道內(nèi)容物的pH值有所下降。在攝入聚葡萄糖150min后，十二指腸液pH值由7.24±0.45降至6.44±0.3 5，說明聚葡萄糖能促進(jìn)有益菌如雙歧桿菌的生長(zhǎng)，抑制有害菌，從而改善腸內(nèi)微生物菌叢的組成。
2.3降低甘油三酯和膽固醇
聚葡萄糖可阻止甘油三醋和膽固醇進(jìn)入淋巴毛細(xì)管。同時(shí)，它被腸道微生物降解的產(chǎn)物也可抑制膽固醇的合成，吸附膽固醇的代謝物膽汁酸并將其排出體外，從而降低人體內(nèi)膽固醇的含量，預(yù)防膽結(jié)石的形。有報(bào)道稱添加了聚葡萄糖的巧克力有明顯的降低血清甘油三酯的作用，與乳糖醇配合使用，效果更佳。
2.4助控和減肥
聚葡萄糖能在胃腸壁上形成一層薄膜，包裹食物中的脂肪，限制消化道內(nèi)脂肪的吸收，促進(jìn)脂類物質(zhì)的排泄，從而減少脂肪堆積，達(dá)到預(yù)防肥胖的功效它還可以抑制食欲，減少進(jìn)食顯，增強(qiáng)飽腹感。
2.5促進(jìn)鈣吸收
研究表明，攝人聚葡萄糖( 50g/kg，21 d )后，能增加鈣的吸收。日本Hitoshi Mineo等人發(fā)現(xiàn)隨著聚葡萄糖濃度在0-100mmol/L范圍內(nèi)增加，小鼠空腸、回腸、盲腸、小腸對(duì)鈣的吸收作用呈明顯的遞增趨勢(shì)，而人腸的鈣吸收作用不顯著。
2.6排毒與提高免疫力
聚葡萄糖可降低α-苯并芘羥化酶的活性，減少苯并芘對(duì)消化系統(tǒng)的危害，增強(qiáng)機(jī)體對(duì)多氯聯(lián)苯的清除率，同時(shí)它還能促進(jìn)體內(nèi)的二惡英以糞便的形式排出體外。Ouk以聚葡萄糖按每日食量的3%飼養(yǎng)小鼠，發(fā)現(xiàn)糞便量增加，糞便在腸內(nèi)的通過時(shí)間減少，糞便溫度升高。Tomlin和Read也發(fā)現(xiàn)聚葡萄糖能增加糞便排泄量，并使其軟化。
2.7降血糖
聚葡萄糖能改善末稍組織對(duì)胰島素的感受性，降低對(duì)胰島素的要求，抑制胰島素的分泌，阻礙對(duì)糖的吸收，且聚葡萄糖本身不會(huì)被消化吸收，從而達(dá)到降低血糖的目的。
2.8非齲齒性
聚葡萄糖同樣不會(huì)被口腔里的微生物利用發(fā)酵，故對(duì)牙齒沒有損害。
3. 聚葡萄糖在食品中的應(yīng)用
聚葡萄糖作為填充劑、防凍劑、低溫防護(hù)劑、抗老化劑、膳食纖維、益生元成分及防腐保鮮、增加滲透壓等的成分添加入食品中，既提供必要的體積，又賦予逼真的質(zhì)構(gòu)和口感，還能保證優(yōu)質(zhì)的纖維來源。不僅希望攝入低熱量和保持健康的正常人群可以食用，而且糖尿病人等特殊群體也可以食用，預(yù)計(jì)將來聚葡萄糖的使用量將越來越大。
3.1保健食品中的應(yīng)用
3.1.1糖尿病人食品中的應(yīng)用
治療糖尿病除需藥物治療外，主要還是依靠飲食控制。因此，適當(dāng)調(diào)整飲食結(jié)構(gòu)，是防治糖尿病的最主要方法。聚葡萄糖可減慢葡萄糖的吸附，血液中的糖分也將緩慢增加，若胰島素稍有不足，也不致馬上引起血糖濃度增加。此外，聚葡萄糖還具有抑制血糖素分泌的作用，從而可以降低糖尿病患者血糖水平。
3.1.2便秘人群食品中的應(yīng)用
服用聚葡萄糖后，可促進(jìn)腸道雙歧桿菌、乳酸桿菌等有益菌的生長(zhǎng)繁殖，同時(shí)產(chǎn)生大量短鏈脂肪酸，如乙酸、醋酸、葉酸和乳酸，改變腸道pH值，改善有益菌群的繁殖環(huán)境，從而加快腸道蠕動(dòng)，使糞便順利排出。
3.1.3嬰幼兒食品中的應(yīng)用
嬰幼兒斷乳后體內(nèi)雙歧桿菌驟減，導(dǎo)致腹瀉厭食、發(fā)育遲緩，營(yíng)養(yǎng)成分的利用率降低；食用含聚葡萄糖的食品，可以提高營(yíng)養(yǎng)素的利用率和促進(jìn)對(duì)鈣、鐵、鋅等微量元素的吸收。
3.2普通食品中的應(yīng)用
3.2.1飲料
葡萄糖具有水溶性好、pH值低及加熱條件下穩(wěn)定高、在貨架期內(nèi)穩(wěn)定、纖維無損失等優(yōu)良特性，廣泛應(yīng)用于飲料產(chǎn)品(包括固體飲料)無不良口味，色澤和透明度均良好，并可增強(qiáng)無糖或低糖飲料的口感。這種飲料既能解渴、補(bǔ)充水分，又可提供人體所需的膳食纖維，在歐美、日本等國(guó)十分流行。如日本可口可樂公司生產(chǎn)的含膳食纖維礦泉水，西歐、美國(guó)的高纖維橙汁、高纖維茶，國(guó)內(nèi)匯源開發(fā)的高纖果汁，三元乳業(yè)的高纖奶等。
3.2.2糖果
聚葡萄糖還是無糖糖果的良好配料，耐受性好。高水溶性和高黏度，保證硬糖和橡皮糖的良好咀嚼性；能防比結(jié)晶，特別是使用糖醇的糖果；非致齲性，適用于健齒糖果。添加聚葡萄糖的蔗糖糖果，起到強(qiáng)化纖維、益生元、降低蔗糖的作用，也可降低熱量或降低總血糖生成值。
3.2.3乳品
聚葡萄糖具有低pH值條件下穩(wěn)定性好、無甜度且口味中性、黏度高等優(yōu)良特性，因而應(yīng)用于低脂、無脂乳品中，不僅可以改善乳品口感，還可提高乳品在保質(zhì)期的穩(wěn)定性，且不與其中任何成分發(fā)生對(duì)人體不利的理化反應(yīng)。此外，在乳制品中加入膳食纖維，還可滿足人體對(duì)膳食纖維的需求。該類產(chǎn)品在歐美很受消費(fèi)者歡迎。
3.2.4冷凍甜點(diǎn)
聚葡萄糖可替代葡萄糖漿應(yīng)用在很多冷凍甜點(diǎn)中。因其持水性、抑制冰晶形成、水化質(zhì)感、膨化性等均與蔗糖相似，對(duì)其組織結(jié)構(gòu)并不影響，同時(shí)還可延長(zhǎng)產(chǎn)品保質(zhì)期。當(dāng)與高強(qiáng)度甜味劑如阿斯巴甜混合使用時(shí)，即可達(dá)到與傳統(tǒng)冷凍甜品相同的味質(zhì)。在低脂冰淇淋中，添加聚葡萄糖并配合使用麥芽糊精后，可增加其奶油感和乳脂狀，而對(duì)冰淇淋的產(chǎn)量、貨架期和價(jià)格等的影響都很小。
3.2.5焙烤食品
聚葡萄糖十分耐熱，在焙烤生產(chǎn)過程中把各種優(yōu)良的特性理想地結(jié)合起來，作為有效的蔗糖替代品，能延緩淀粉老化，保持水分，提供良好的質(zhì)構(gòu)和口感，特別適于加工低糖、低脂的焙烤食品。聚葡萄糖加入餅干中，仍可獲得與傳統(tǒng)產(chǎn)品相近的質(zhì)構(gòu)和味感。加入面包中，還可充當(dāng)抗老化劑的作用。
3.2.6肉制品
用于雞塊，能減少烹制過程中的水分損失，而表層裹料依然保持酥脆；在冷凍魚糜制品中，作為冷凍保護(hù)劑而不提供甜度，改善風(fēng)味和質(zhì)構(gòu)；在肉餡和乳化型香腸中，能取代部分脂肪，不影響口感。