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浅谈功能饮料和功能性食品添加剂
 
食品伙伴网 (2007-07-10) 进入论坛  
      现将已经列入我国使用卫生标准以及国际上已批准使用的、具有特殊功能、有发展前途的几个主要品种分别介绍如下∶
  1.咖啡因Caffeine又称咖啡碱或茶碱。为白色至无色针状结晶,无臭、味苦。分子式C8H10N4O2,相对分子量194.19(无水物),212.21(一水物),熔点235~238。自然界存在于咖啡和茶叶中,可从其中提取天然咖啡因。1820年由郎格从咖啡中提取成功。1899年
首次由菲舍尔人工合成了咖啡因,以后世界上均是以合成法生咖啡因。我国是世界咖啡因生产和出口大国,2003年出口约7000吨,是国家定点生产经营管理品种。研究显示,小剂量咖啡因能增强大脑皮层兴奋过程,振奋精神,减少疲劳。临床主要用作中枢神经兴奋药,以咖啡因为主要成分的巴氏合剂,用以治疗神经衰弱和精神抑制症。
  我国GB2760规定咖啡因可用于可乐饮料,最大使用量0.15g/kg。红牛饮料含有咖啡因高于此标准,是因为红牛饮料还含有牛磺酸等功能成分,所以是国家卫生部持批的适合特殊人群需要的功能饮料。
  关于在饮料中添加咖啡因的安全性问题,过去曾有过不同的看法。为此,1987年美国FDA通过对大量人群调查,认为找不到可以说明在饮料中含咖啡因对人体有害的证据。并规定可乐饮料中咖啡因加入量不大于200mg/L。1994确定咖啡因为公认安全的食品GRAS(182.1180,1994),LD50192mg/kg(大鼠经口)。
  美国哈佛大学医学院PeterB.Dews曾对咖啡因做过非常详情的研究,包括咖啡因的吸收、代谢、药理学作用、健康效应等。研究结论认为:咖啡因是世界上大部分人饮食中的常规成分。世界上已经有数以百计的研究报告发表,重复性的安全结论,肯定咖啡因对健康无重大的有害作用。
  研究表明,咖啡因充分溶于水和脂质中,能很快从胃肠道吸收并分布到所有组织和器官。然后主要通过肝脏代谢成各种化合物,儿童比成人代谢速度更快。对其代谢产生的各种化合物进行了鉴定和研究,证明其毒性均比咖啡因小,而且极性大,很快排出体外,几乎没有未改变的咖啡因从尿中排出。
  药理试验证明,摄入咖啡因可减少或推迟睡眠,轻度减少疲劳。从饮料中摄入咖啡因剂量,所造成的心血管效应是很微小的,其程度低于日常活动中轻度体育锻炼所引起的变化。药理学试验说明,给怀孕的啮齿类动物以大剂量咖啡因,会增加子代出生缺陷的发生率。但
用饮料所含咖啡因水平的剂量,却不增加出生缺陷发生率。在人群的流行病学研究中,未发现怀孕妇女的含咖啡因饮料摄入,和婴儿出生缺陷的发生率和随后的生理及智力发育有任何联系。有报告说,精子在体外暴露于含咖啡因的饮料中,对精子产生不良影响。但精子在体
外接触自来水也产生副作用。综上所述,经常性地摄入含咖啡因的饮料,对人体有一种快慰感,能振奋精神减少疲劳,但对身体健康无害。
  最近,美国西雅图一家碳酸饮料公司,推出一种咖啡因高能量饮料,很受消费者欢迎。据称该新品含有促进新陈代谢的各种营养成分,包括维生素B6、蜂王浆、牛磺酸、肌醇等。
  2.牛磺酸别名氨基乙磺酸,分子式C2H7NSO3,相对分子量125.15,白色结晶或粉末。牛磺酸在pH6.8~7.8范围,能全部电离成两性离子。牛磺酸水溶性大,在乙醇、乙醚、丙酮中不溶解。广泛存在于生物体内,是一种具有特殊功能的必需氨基酸。它和一般氨基酸的不同点,在于含有磺基酸而不是羧基。它对于人体生理作用,经国内外研究报道,主要有下列几方面:
  (1)维持人体大脑正常生理功能,促进婴幼儿大脑的发育;
  (2)调节神经传导系统;
  (3)与胆酸生成牛磺胆酸,参与脂类的消化代谢;
  (4)参与内分泌活动,对增加心脏收缩力,改善心血管系统功能有一定功效;
  (5)对维持视觉正常功能有一定作用。
  尽管在人体中,牛磺酸可以由蛋氨酸或半胱氨酸代谢中间物,磺基丙氨酸脱羧形成。但婴幼儿体内这种脱羧酶活性很低,其合成有限。所以应予补充。特别是用牛乳喂养的婴儿,因牛乳中不含有牛磺酸。目前国内外婴儿配方奶粉,均用牛磺酸强化,对于婴幼儿大脑、身高、视力等的生长发育,起重要作用。
  我国营养强化剂使用卫生标准(GB14880-94)规定用于乳制品婴幼儿食品及谷类食品使用量规定为0.3~0.5g/kg;饮料乳、饮料为0.1~0.5g/kg;配制酒0.1~0.5g/kg;儿童口服液4~8g/kg。
  牛磺酸除了化学合成外,也可从海洋生物资源如扇贝加工剩余的裙边提取。中国食品添加剂协会曾委托青岛海洋研究所试验,用酶法降解鲜贝的裙边,提取可溶物,浓缩干燥成粉,成品中牛磺酸含量达20%。
  世界上牛磺酸的消费量约3.5万吨。主要生产地为日本、韩国、中国。日本主要企业有MDS公司、岩城制药、相互药业、本庄化成等。另有日本水产公司,利用海洋贝类生产天然牛磺酸。我国于上世纪80年代初开始生产牛磺酸。现在全国持有医药批文的企业20家。较大规模的有南京制药厂、湖北富池医药公司、江苏武进华夏动物药品广、广东肇庆西江制药厂、宁波东海制药厂、金华迪康化学工业公司(2000吨),常熟虞东化工厂2001年将生产能力扩大至万吨。
  据报道,发达国家人均消费牛磺酸30~60g。预计以每年5%的速度增加。美国年消费超万吨,每年进口几千吨。日本年消费5000吨。日本婴幼儿食品中不允许使用合成牛磺酸,必须使用海产品提取的天然牛磺酸。而合成品则用于一般食品、药品和饲料添加。食品工业用
牛磺酸超过4000吨,仅牛磺酸口服液,年用牛磺酸2000吨。宠物饲料年用牛磺酸300~400吨,全年消费增长8%。
  3.木糖醇Xylitol木糖醇是国际粮农和卫生组织食品添加剂专家(JECFA)委员会于上世纪70年代批准的A类食品添加剂,并对ADI值不作规定的公认安全食品。国际食品法典委员会(CAC)于1999年6月通过为“在食品中可以按正常生产需要使用的食品添加剂”食用糖醇
之一。它和其他糖醇比较,有较高的能量和甜度。经国内外研究证明,木糖醇具有防龋齿、改善糖尿病患者病情、消除血酮症、改善肝功能等某些特殊的生理功能。此外,1999年我国通过动物和人体试验在国际上首次证明;木糖醇和低聚糖一样,具有双歧杆菌的增殖功能,受到国内外各方关注。
  木糖醇代谢不同于一般糖类,不需要胰岛素促进,能直接透过细胞膜,成为组织的营养,而且还能微量促进胰岛素的分泌,所以木糖醇成为糖尿病病人理想的食糖替代品。木糖醇虽然进入人体在肠部吸收缓慢,但一旦进入血液和细胞后,代谢速度相当快,每小时每公斤体重达0.7g。每克木糖醇全部代谢产生4.06卡热量。
  我国GB2760规定它可用于糖果、糕点、饮料,按生产需要适量使用。
  各种饮料以木糖醇代替蔗糖,不会改变其风味,广东饮料厂曾用木糖醇试制了橘子汁、酸橙汁,经品评,反映良好。广东罐头厂采用天然产番石榴汁加上木糖醇(用量10%),作成“佳维他”果汁罐头,应用于糖尿病人的疗效食品,并经广州市有关医院临床试验,具有一定疗效,并销售到香港等地。但必须注意一次性饮用过量木糖醇(规定每天不超过30g,每次不超过10g),因润肠会导致一次性腹泻,但一旦停止饮用,腹泻会即停止。
  木糖醇也可以作速溶冲饮料。瑞士有一种配方,用木糖醇903克,柠檬酸60克,碳酸钠35克,橘子精1.5克,色素0.3克。分装成每包11克,冲成100~150毫升水,即是一杯清凉饮料。我国广州市日用化学研究所试制成橘子味果香精,亦系木糖醇配制,并经有关医院临床证明,对糖尿病人饮用有疗效。
  4.大豆异黄酮Isoflavons是大豆生长的次生代谢产物。1995年H.Adlercreutz首次报导了异黄酮具有和动物雌激素作用,引起广泛关注。大豆异黄酮共12种,分为游离型大豆甙元和结合型糖甙两类。甙元中的主要活性成分为染料木素(genestein)和大豆黄酮(daidzein);结合型糖甙主要含的是染料木甙(genistein)和大豆黄酮甙(daidzin
),它们在体内能酶解成染料木素和大豆黄酮,所以同样具有较高的实用效果。一般从大豆提取的大豆异黄酮,其产品中主要含的是结合型,游离状态的只百分之几。经国内外大量研究表明,大豆异黄酮的主要生理功能为预防骨质疏松、抗癌、预防心血管病、缓解更年期综
合症。
  由于异黄酮能溶于水,能作为饮料添加剂。在2000年10月在德国法兰克福的健康食品配料展上,有38家公司展出了大豆异黄酮。美国ADM公司大字标题指出:异黄酮有四大功能,即妇女的保健、心脏病的保健、降低血脂、改善骨质疏松。法国色列斯达的营养保健品部在
展台前分发用大豆异黄酮的功能饮料。
  2002年6月IFT展出的热点之一也是大豆异黄酮。美国国际著名的玉米深加工企业CARGILL推出了大豆异黄酮的饮料和口嚼片。
  我国近年大豆异黄酮的开发速度甚快,全国有山东三维、石家庄华北制药、哈高科豆企食品公司、清华大学生物科学和技术系等几十家企业生产大豆异黄酮。估计生产能力达200吨,并有部分出口。产品纯度一般在10%~40%,高的达95%。其中大豆苷50%,染料木苷
40%。低纯度品市场价1500元/kg。目前上市商品主要是经卫生部批准的多种保健食品。
  5.叶黄素Lutein叶黄素广泛存在于绿色蔬菜和人体的血浆和眼球中。它不仅和类胡萝卜素相似的抗氧化活性,而且对视网膜色斑褪化引起的视力下降和失明有明显的保护作用。
  研究表明,位于眼球水晶体后方、视网膜中心的黄色小斑,含有最高密度的视觉细胞。美国社会调查说明,与年龄相关的眼黄斑退损变性(AMDage-relatedmaculardegeneration),是导致老年人视力下降和失明的重要原因。叶黄素可预防老年性眼球视网膜黄斑退
化(AMD)引起的视力下降与失明。如能在食物中及时补充叶黄素,能延缓对眼睛退行性疾病的发生。
  美国Kemin食品公司采用美国内生产的金盏花为原料,首先开发了叶黄素的生产,使叶黄素成为一种食品添加剂。美国FDA1995年己将叶黄素列入食物补充剂名单,并推出了以猕猴桃汁为基料,添加叶黄素的护眼用饮料,名谓“超视力饮料”。2002年美国IFT食品展会
上,除了美国凯明公司、罗氏药物公司等叶黄素生产公司外,尚有ROSSPRODUCT,SUNSWEETGROWERS,COUNTRYPUREFOOD等公司展出了含有叶黄素的有益于眼睛健康饮料。在包装的显目处,标示“现在由叶黄素来帮助你保护眼睛的健康”。
  叶黄素在我国用万寿菊提取,山东诸城龙云天然食用色素公司万寿菊提取物有批量生产和出口。生产叶黄素商品的还有青岛大学天然产物研究所、青岛赛特香料公司等。
  6.番茄红素Lycopene番茄红素和胡萝卜素同属于类胡萝卜素,它是一种由11个共轭及两个非共轭的碳-碳双键组成的直链碳氢化合物。主要存在于番茄、番石榴、西瓜等食物中。过去因番茄红素不会转化成VA,而不被人们重视。由于近年发现番茄红素具有极强的抗氧化,消除体内自由基,其清除单线态氧的速度常数,是目前常用抗氧剂VE的100倍。能有效阻止低密度脂蛋白(低密度胆固醇)的氧化、防止皮肤受紫外线伤害、抑制癌细胞增加和扩散、预防前列腺癌的发生等多种优越的生理功能。因此引起各方面的重视。国外报导番茄红素和其他化合物猝灭单线态氧的速度常数,对照如文后表所示。
  国际上FAO/WHOJECFA、FDA、欧盟均已将番茄红素列入食品添加剂使用品种。
  2001年9月日本可口可乐公司推出一种名为WATERSALAD含番茄红素的红色功能饮料,番茄红素是功能性添加剂,又是饮料的着色剂。其配料含果汁、果糖、膳食纤维、麦芽糖醇、酸度调节剂、乳酸钙、三氯蔗糖,还有维生素C、B6、B12、叶酸等。标明每100毫升饮料含
有:热量17Kcal,蛋白质0.1g,钠1mg,VC4mg,膳食纤维300mg。
  在2002年IFT展会上,罗氏公司推出了罗氏番茄红素,能作为功能性添加剂加到果汁、饮料、乳制品、肉制品等食品中使用;巴斯夫推出了一种称为LYCOVIT.的合成番茄红素,能用于油溶性和各种水溶性食品。此产品正在FDA申报审批中。
  据报导,2003年世界番茄红素市场销售额约600~800万美元。
  我国新疆气候地理条件适宜番茄生长。果实水分低,番茄红素含量高。新疆全区有番茄酱生产能力达60万吨,所以是番茄红素最好的生产基地。石河子鸿博公司采用江南大学提取技术建立了番茄红素生产装置。北京联大进行了番茄下脚皮渣,经预处理,用超临界二氧化
碳萃取,获得总胡萝卜素含量,比用丙酮-乙醚萃取高出30%,其中番茄红素占90%。也在新疆建立了番茄红素生产装置。其他地区也在开发番茄红素产品,如广州优宝利用新疆番茄粉开发的番茄红素胶囊,已被卫生部批准为抗氧养颜保健食品,2001年开始上市。
  综上所述,在我国使用卫生标准中有不少具有生理活性的添加剂,可供开发功能饮料使用。同时,近年国际上比较热门的天然提取物大豆异黄酮、叶黄素、番茄红素这三种功能性添加剂,由于其来自天然且功能明显,预计今后在我国将有广阔的发展前景。
  表:类胡萝卜和其他化合物猝灭单线态氧的速率常数化合物Compound
    速率常数kq(109M-1s-1)
番茄红素Lycopene     3l
γ-胡萝卜素γ-Carotene 25
虾青素Astaxanthin     24
斑螯黄质Canthxanthin    21
α-胡萝卜素α-Carotene  19
β-胡萝卜素β-Carotene  14
安纳木红素Bixin      14
玉米黄素Zeaxanthin     10
叶黄素Lutein        8
隐黄素Cryptoxanthin    6
藏花素Cryptoxanthin    1.1
胆红素Biliubon      3.2
胆绿素Bilivenlin     2.3
维生素Eα-Tocophero   l0.3
维生素A酸Retinoicacid  无猝灭作用Nopuenching 

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Tag: 食品 饮料 功能 咖啡 番茄 牛磺酸 大豆 公司 生产 叶黄素
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