甜味劑是賦予食品以甜味的食品添加劑。按來(lái)源,可分為天然甜味劑和人工合成甜味劑;按營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,可分為營(yíng)養(yǎng)性甜味劑和非營(yíng)養(yǎng)性甜味劑。國(guó)內(nèi)外經(jīng)常使用的甜味劑有20多種,已成為世界上消費(fèi)量最大的一類食品添加劑;我國(guó)已批準(zhǔn)使用的約15種,主要用于飲料、糕點(diǎn)、蜜餞等食品。
1968年,研究人員從植物果實(shí)中分離得到一種能將酸味變成甜味的蛋白質(zhì)奇果蛋白,引發(fā)了人們對(duì)天然甜味蛋白的研究和應(yīng)用。
奇果蛋白
1968年,有研究人員發(fā)現(xiàn)西非植物奇異果的漿果中存在蛋白質(zhì),并分離出奇果蛋白,證實(shí)它是一種堿性糖蛋白。這種漿果因其本身并沒(méi)有甜味,但在人的口腔內(nèi)可將酸味轉(zhuǎn)變成明顯的甜味,且甜味感覺(jué)可持續(xù)數(shù)小時(shí);它還可改變產(chǎn)品整體的風(fēng)味特性,如可將醋風(fēng)味轉(zhuǎn)變成葡萄酒風(fēng)味、將酸檸檬汁風(fēng)味轉(zhuǎn)變成帶來(lái)甜味的檸檬汁風(fēng)味。
奇果蛋白是一條由191個(gè)氨基酸和N-連接寡糖組成的單一多肽鏈,相對(duì)分子質(zhì)量為24600,整個(gè)分子中碳水化合物占13.9%。肽鏈通過(guò)42與186位上的天冬酰胺殘基與碳水化合物鏈以糖苷鍵方式結(jié)合在一起,由單體間以二硫鍵相連的兩對(duì)二聚體構(gòu)成。
奇果蛋白甜蛋白在100℃以下、pH3—12范圍內(nèi)比較穩(wěn)定;本身并無(wú)甜味,遇到酸性物質(zhì)后可改變?nèi)说奈队X(jué),產(chǎn)生類似蔗糖的甜味;對(duì)于不同的酸,產(chǎn)生的甜度不同。
奇果蛋白作為一種天然非糖類的甜味劑,很有希望成為碳水糖類化合物的替代品,成為新型保健食品的甜味劑?;谄婀鞍拙哂心茏兯釣樘鸬奶厥庑再|(zhì),它可能是糖尿病、肥胖病人食物中理想的甜味劑。
巴西甜蛋白
巴西甜蛋白是研究人員在1994年從一種非洲西部野生植物果實(shí)中分離提純出的一種甜味蛋白質(zhì)。巴西甜蛋白是由54個(gè)氨基酸殘基組成的單鏈多肽,含有8個(gè)半胱氨酸,形成4對(duì)分子內(nèi)二硫鍵。巴西甜蛋白的相對(duì)分子質(zhì)量為6500,等電點(diǎn)為5,甜度是等質(zhì)量蔗糖的2000倍。
與其他甜味蛋白相比,巴西甜蛋白的分子量最小,水溶性最好,且水溶液在80℃下經(jīng)4小時(shí)的熱處理仍然保持甜味,有著良好的熱穩(wěn)定性和pH穩(wěn)定性。
索馬甜
1972年,研究人員從西非熱帶雨林中的一種竹竽科多年生灌木中分離出索馬甜,為淡黃褐色至灰褐色粉末,無(wú)臭,味極甜,甜味閾值為1.1毫克/千克,即在甜味閾值濃度時(shí)甜度約為蔗糖的5500—8000倍;在低于甜味閾值1.1毫克/千克的情況下,可增強(qiáng)食品風(fēng)味,如加0.5 毫克/千克的索馬甜,可使薄荷類香味閾值下降1/10—1/3。
天然存在的索馬甜由一多基因家族編碼,最少存在6—7種關(guān)系相近的蛋白,主要是索馬甜I和索馬甜Ⅱ,提取物中索馬甜 I約占96%,它們均由一條直鏈多肽鏈組成,含有氨基酸殘基207個(gè),分子量為22 道爾頓。索馬甜等電點(diǎn)為11.5—12.5,屬堿性蛋白,加熱可發(fā)生變性而失去甜味。在80—100℃條件下加熱,甜感可下降50%以上;100℃以上短時(shí)間加熱,對(duì)其甜度影響不大,但可與單寧結(jié)合而失去甜味。
在各種甜蛋白中,研究最多也較清楚的是索馬甜,它甜味爽口,沒(méi)有不良后味或苦澀味,且具有增強(qiáng)產(chǎn)品風(fēng)味和掩蓋不良味覺(jué)的作用,是一種很有發(fā)展前途的天然食品甜味劑。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織下的食品添加劑聯(lián)合專家委員會(huì)審查了其安全毒理性,同意將其作為一種安全的食品添加劑使用,但并沒(méi)有對(duì)其ADI值做出限定。
索馬甜在美國(guó)、英國(guó)、日本、德國(guó)等國(guó)家和地區(qū)已被批準(zhǔn)應(yīng)用于食品、醫(yī)藥和化妝品領(lǐng)域。索馬甜的商品名為T(mén)alin,它在商業(yè)開(kāi)發(fā)中的成功,極大地推動(dòng)了甜味蛋白的研究與發(fā)展。
莫奈林
莫奈林,是研究人員在1969年從西非防己科植物的漿果中分離得到的。該分子由94個(gè)氨基酸殘基組成。值得注意的是,其分子中并不含胱氨酸、組氨酸及游離的巰基,也不是一條單一的多肽鏈,而是由A、B兩條鏈組成,其中A鏈包含44個(gè)氨基酸,B鏈包含50個(gè)氨基酸,這兩條鏈通過(guò)非共價(jià)相互作用結(jié)合在一起,將莫奈林分子的A、B兩條肽鏈拆分后其甜味喪失,可見(jiàn)完整的天然結(jié)構(gòu)是其甜味產(chǎn)生的必然條件。
其相對(duì)分子量為10.7道爾頓,等電點(diǎn)為9.0—9.3,甜度為等質(zhì)量蔗糖的3000倍,甜味來(lái)得慢,去得也慢,持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),味覺(jué)延綿。溫度和pH對(duì)其影響很大,其水溶液加熱至55—60℃,甜味就會(huì)喪失;室溫下pH小于2或大于9,甜味也會(huì)喪失。
馬檳榔甜蛋白
馬檳榔甜蛋白,是中國(guó)云南等省的高海拔地區(qū)白花菜科植物馬檳榔的種子儲(chǔ)存蛋白。馬檳榔甜蛋白能引起持久甜味,相對(duì)分子質(zhì)量為11700,等電點(diǎn)為11.8,在280 納米波長(zhǎng)有最大吸收峰,其引起甜味感覺(jué)的最低濃度為0.1%,甜度是等質(zhì)量蔗糖的100倍。
馬檳榔甜蛋白由A鏈和B鏈組成,A鏈含33個(gè)氨基酸殘基,B鏈含72個(gè)氨基酸殘基,B鏈含有兩個(gè)分子內(nèi)二硫鍵,并通過(guò)兩個(gè)分子間的二硫鍵與A鏈相連。馬檳榔的熱穩(wěn)定性與B鏈47位上的氨基酸有關(guān):如是精氨酸則為熱穩(wěn)定型,如是谷氨酸則為熱不穩(wěn)定型。經(jīng)進(jìn)一步分離純化,研究人員發(fā)現(xiàn)馬檳榔有5種同工蛋白,分別為馬檳榔I、I—1、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ,其中馬檳榔II的熱穩(wěn)定性最高,其熱穩(wěn)定性在所有已知甜味蛋白中也是最高的,其甜味可在80℃下保持48小時(shí),而其他4種在80℃下保持0.5小時(shí)甜味則喪失,可見(jiàn)馬檳榔Ⅱ具有較高的開(kāi)發(fā)價(jià)值。
培它丁
培它丁,是1989年從一種非洲熱帶植物中分離出來(lái)的甜味蛋白。
培它丁和巴西甜蛋白來(lái)自同一種植物,培它丁是果實(shí)經(jīng)熱干燥后提取得到的,巴西甜蛋白是從鮮果中提取得到的。培它丁分子量約為12道爾頓,甜度是蔗糖的500倍,整個(gè)分子是以亞結(jié)構(gòu)通過(guò)二硫鍵相連的。培它丁是非天然形態(tài)的交聯(lián)培它丁分子,分子量約為巴西甜蛋白的2倍,且甜度明顯低于巴西甜蛋白。
(一鳴)