乳糖醇的性质及其应用

乳糖醇的性质及其应用

乳糖醇又名乳梨醇，是一种甜味剂，为白色晶体或无色液体。乳糖醇在自然界中并不存在，是由乳糖经还原反应制得一种双糖醇。

一、乳糖醇的制备方法

制备乳糖醇的还原方法有高压镍催化加氢法、硼氢化盐还原法和电解还原法。目前生产乳糖醇的主要采用的方法是高压镍催化加氢法。该氢化反应在有40atm或更高压力的高压釜中进行，设备要求非常严格，若掌握不好，一些产品会发生降解。氢化反应完成后，催化剂经沉降和过滤除去，乳糖醇溶液经活性炭和离子交换树脂纯化。纯化后的乳糖醇通过浓缩、结晶、离心和干燥等过程得到乳糖醇晶体。

硼氢化盐还原方法在常压设备中进行，反应条件温和，但料液中的硼很难除去。电解还原法是在电解设备中进行，反应专一性好，降解产物好，但电极往往是“汞齐”一类物质，容易造成环境的污染，给环保带来麻烦。

二、乳糖醇的性质

1、理化性质

1）乳糖醇的存在形式

乳糖醇主要存在形式是液体乳糖醇和结晶乳糖醇。液体乳糖醇多为浓度为70％的溶液。结晶乳糖醇主要有三种形式：无水乳糖醇、一水乳糖醇和二水乳糖醇。无水乳糖醇的熔点是146℃，一水乳糖醇的熔程是94～97℃，二水乳糖醇的熔程是70～80℃。

2）乳糖醇的风味和甜度

作为一种甜味剂，乳糖醇具有清爽无后味类似蔗糖的口感，甜度约为相同浓度蔗糖的40％，适于添加到低甜度的食品中，高甜度食品添加时则需要与高强度甜味剂如阿斯巴甜、甜蜜素等混合(含有10％乳糖醇和0.03％阿斯巴甜，或0.03％甜蜜素，或0.013％糖精钠，其甜度与10％的蔗糖相当）使用，甜味口感非常接近蔗塘，并且能保持食品特有的风味及特性。

3）乳糖醇的黏度和溶解性

乳糖醇易溶于水和二甲基亚矾，微溶于乙醇，几乎不溶于氯仿、乙醚和乙酸乙酯。室温时，乳糖醇的溶解度和蔗糖相似；温度较低时，其溶解度小于蔗糖。乳糖醇溶解是一个放热的过程，25℃时一水乳糖醇的溶解热为一12.7cal/g。相同浓度的乳糖醇与蔗糖的黏度相近。

4）乳糖醇的吸湿性和保湿性

相同相对湿度下，乳糖醇的吸湿性远低于山梨醇和木糖醇。在相对湿度较低时乳糖醇与甘露醇的吸湿性相近；当相对湿度在85％以上时，乳糖醇的吸湿性略强于甘露醇。另外，乳糖醇具有较好的保湿性，可保持食品湿度和风味，防止食品因干燥而引起的口感变差。

5）冰点下降

与其他糖类和盐类物质一样，乳糖醇的水溶液会引起冰点下降，下降程度与蔗糖类似，冻结温度比葡萄糖和果糖高，冷却反应非常温和，不像木糖醇和山梨醇那样剧烈。

6）乳糖醇的稳定性

乳糖醇热稳定性较强。结晶乳糖醇高温加热至100℃开始失去结晶水，200℃以上时才会有轻微颜色变化，加热至250℃以上时发生分子内脱水，生成乳焦糖和低分子的糖醇类分解物。

乳糖醇具有较好的耐酸碱性，10％的乳糖醇溶液在pH13(用氢氧化钠调节)条件下100℃加热1h后保持稳定，没有变色反应。10％的乳糖醇溶液在pH1和2(用盐酸调节)的条件下100℃加热4h后降解率分别为5.6％和1.4％，没有变色反应，分解产物主要是山梨醇和半乳糖醇。乳糖醇的结构中没有羰基，属于非还原性糖醇，所以乳糖醇不会与氨基化合物乳蛋白质、氨基酸等发生美拉德反应。

2、乳糖醇的保健功能

1）低热量

研究表明，人体摄入乳糖醇后，在血液中检测不到乳糖醇，回收尿中只有摄入量的约0.5％，而粪便中的量可以忽略不计，粪便中短链脂肪酸和微生物增加，故乳糖醇在大肠中被微生物发酵利用，其释放的热量为8.36kJ/g，约为蔗糖的一半，属于低热量甜味剂。这样乳糖醇可以单独或者与其他甜味剂混合，代替蔗糖制备成低热量食品，满足肥胖患者的需求。

2）预防龋齿

临床实验证明，糖类物质引起龋齿形成的原因是口腔中的微生物利用摄入的糖发酵产生酸，这类酸可破坏牙齿的珐琅质，从而产生龋齿。口腔微生物利用乳糖醇的速度相当缓慢，不会引起牙齿蚀斑的形成。相反，乳糖醇对牙齿具有保护作用。

3）糖尿病患者可食用的甜味剂

人体中缺乏分解乳糖醇的β一半乳糖苷酶，单独服用乳糖醇后人体血液中测不出本品，所以乳糖醇不能被肠胃消化和吸收。血糖的管理是糖尿病病人管理的主要

目标之一，而乳糖醇的摄入不影响血糖值，也不会引起胰岛素的升高，符合糖尿病患者特殊饮食的需要，胰岛素依赖性(I型)和非胰岛素依赖性(II型)的糖尿病患者均可食用本品。

4）乳糖醇对蔗糖吸收的影响

已被证明乳糖醇抑制蔗糖吸收，乳糖醇和蔗糖按照1：1比例混合食用后，血液中的葡萄糖含量是摄入等量蔗糖后的一半，而形成的肝糖原是后者的五分之一。每日食用胆固醇的小鼠，将乳糖醇添加到其饮食中后，可降低50％的血清胆固醇。

5）增殖肠道有益菌群

众多研究表明，乳糖醇能够显著促进肠道有益菌的生长，而不会被有害菌利用，可以归为益生元。

6）舒适的通便剂

乳糖醇基本不被小肠吸收从而到达大肠在肠道中被微生物发酵生成短链脂肪酸(乳酸、乙酸、丙酸、丁酸等)，降低了肠道酸度，刺激肠道蠕动；结肠的转运速度与乳糖醇的剂量成正相关，原因是乳糖醇增加管腔内水滞留和肠蠕动，从而引起排泄物体积增大，增加排泄速度，促进排便。

7）保护肝脏的作用

乳糖醇在肠道中被分解的酸性物质可与胺、氨类物质形成难以被肠道吸收的盐而被排出体外，降低肠黏膜吸收的氨，而高血氨水平通常被认为是慢性肝性脑病和急性肝功能衰竭的主要原因。

8）降低脂肪堆积

胰岛素的分泌会提高人体脂肪组织中脂蛋白脂肪酶的活性，使脂肪过剩积累。而乳糖醇是低热量甜味剂，且摄入后不会促进胰岛素的分泌。

三、乳糖醇在食品中的应用

1、在低糖糖果中的应用

1）硬糖和软糖

乳糖醇有较高的玻璃化转变温度，能够完全替代蔗糖，制备成非常好的玻璃质低糖硬质糖果。乳糖醇吸湿性低，可以单独使用制备硬糖，不会产生反砂、烊化等不良品质的糖果，而且不必使用价格较高的防吸湿特殊包装，采用普通包装即可。乳糖醇还可作为抗结晶剂与其他糖醇复配使用制备硬糖。在软糖生产中，乳糖醇