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天然甜味蛋白索马甜的研究进展

目前,市面上的人工合成甜味剂主要有三氯蔗糖、阿斯巴甜、安赛蜜和糖精等,它们作为人工甜味剂被广泛的应用于食品和饮料的生产加工过程中。然而,近年来的流行病学和基础医学研究表明,高脂、高热量的饮食与心血管疾病、糖尿病、肥胖等密切相关。随着人们饮食科学性意识的提高,吃得营养、健康逐步成为消费者关心的重点。因此,市场对 纯天然、低热量甜味剂的需求也越来越大。索马甜是从非洲竹芋中提取的一种天然甜味蛋白,具有天然、低热量、安全无毒,并可降解为人体所需氨基酸等多种优点,契合了当今消费者的心理和食品添加剂发展的趋势,近些年针对索马甜的研究颇多。本文主要综述了索马甜的理化性质、生产现状及在食品工业的开发应用。 

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索马甜的来源及理化性质

1.1 来源

索马甜 (Thaumatin)又名非洲竹芋甜、沙马汀,是从竹芋中提取的一种天然甜味蛋白。竹芋属竹芋科多年生植物,生长于西非象牙海岸、苏丹附近热带雨林森林地带,其果实呈红褐色三角锥形,内有黑色种子2~3粒,种子头部有黏液状白至淡黄色假种皮覆盖,假种皮中含有强烈甜味的蛋白质索马甜,西非自古就将其作为发酵过头的酸味酒和面包之类的甜味剂。

1.2 理化性质

索马甜为白色至奶油色、无定形、无臭粉末,分子量22KD,等电点在11.5~l2.5之间,280nm处有最大吸收峰,极易溶于水,不易溶于有机 溶剂,尤其不溶于丙酮,其稳定性主要受到PH、温度和溶液中氧、离子的影响。索马甜的甜味极强,是蔗糖的1600倍,且甜味阙值极低,即使稀释至10^-8mol/L仍可感知其甜味;索马甜甜味爽口、无异味、持续时间长,PH在1.8~10范围稳定,因属蛋白质,加热可发生变性失去甜 味;索马甜与丹宁结合后会失去甜味,在高浓度的食盐溶液中甜度会降低,与糖类甜味剂共用有协同效应和改善风味作用。此外,索马甜加工稳定性好,在巴氏杀菌、焙烤食品中稳定,常用防腐剂对其没有影响,在食品和饮料配方中使用稳定,干燥产品货架期在两年以上。 

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审批现状

1979年索马甜在日本首次被批准作为天然食品添加剂投入市场;1981年,英国批准索马甜用于药品,1986年批准其作为甜味剂用于食品中;1994年起欧洲批准其作为甜味剂和风味增强剂使用;类似的批准在瑞士、以色列、加拿大、墨西哥、香港、台湾、韩国、新加坡、澳大利亚、新西兰和南美均有相关法规。随后,美国食品药品管理局(FDA)及美国食品香料和萃取物制造协会(FEMA)认为索马甜是安全的,批准其可在食品中使用。2014年我国已正式批准索马甜作为食品添加剂使用,冷冻饮品(食用冰除外)、加工坚果和籽类、焙烤食品、餐桌甜味料、饮料类(包装饮用水除外)的最大使用量为0.025g/kg,大大促进了索马甜在我国食品工业的应用。

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索马甜在食品工业中的应用现状

索马甜是一种低能量约4.2kcal/g的天然甜味蛋白,可以改善和增强食品风味,掩盖苦味和涩感。还可以降低很多芳香物质的感觉阙值。比如薄荷醇、咖啡、姜、巧克力、草莓、苹果、柠檬、橘子等。在食品工业中用作甜昧剂。低浓度的索马甜可以有效地增强食品风味,即使使用量 10^-6w/w,效果也很显著,适用于饮料、冰激凌以及基于微生物和矿物质的膳食补充饮品或咀嚼片。

索马甜与糖精、安赛蜜和阿斯巴甜等甜味剂复配使用有协同效果,可提高一般高倍甜味剂甜感,且能够掩盖金属昧和其他甜味剂带来的苦味,提供更接近蔗糖的口感,增进甜味和延长甜味感。这种天然的风味改善和增强剂,实际使用量小,在人体内基本不会产生能量。

索马甜在稍高浓度下使用时,由于其分子带有高电荷,可掩盖苦味改改善口感,已经成功用于制药,添加在抗生素、止痛药、止咳糖浆、一般 感冒药、药物胶囊和增补剂中。

索马甜用在化妆品工业,如在牙膏和漱口水中,可延长其风味和凉爽感;将其加入口香糖,咀嚼时甜味和香味更持久,在无糖口香糖中,可促进填充料的甜味,以免加进致龋物质和增加热值;将其加入咖啡提取物中,不仅可以增加咖啡的香味、苦味和酸度,还让其闻起来更有烤咖啡的味道;索马甜加到香烟的滤嘴中,可以使烟味平和而淳厚,这种效果已由日本许多烟草公司实践证实。

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索马甜的发展前景

索马甜应用前景广阔,高纯度的索马甜(>98%)在国际市场上的平均交易价格为4000欧元每千克。目前,生产上面临的主要问题是种植面积有限、产量低、非洲西部地区原料供给不稳定,基因工程生产尚处于研究阶段。国内没有索马甜生产商,市场上的产品主要从美国等地进口,产 品混杂,标准不一。我国已正式批准索马甜在食品行业的应用,此时应当适时开展索马甜在食品中的应用研究,并展开国内索马甜食品添加剂 推广工作,制定完善的食品添加剂国家标准,此举将有利于规范索马甜 国内市场,引导和管理其在食品行业的合理应用。 

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