食品工業科技論文
摘 要：環糊精在食品工業的應用 摘要：環糊精具有特殊的空腔結構，可與親脂化合物絡合形成主客體包合物，在食品工業中有非常廣泛的應用。近年來，環糊精作為功能成分在食品中的應用也受到越來越多的關注。本文在總結近期環糊精文獻的基礎上，簡要闡述環糊精包合物在
關鍵詞：食品工業科技論文格式
環糊精在食品工業的應用
摘要：環糊精具有特殊的空腔結構，可與親脂化合物絡合形成主客體包合物，在食品工業中有非常廣泛的應用。近年來，環糊精作為功能成分在食品中的應用也受到越來越多的關注。本文在總結近期環糊精文獻的基礎上，簡要闡述環糊精包合物在食品中的最新應用，重點探討“空”環糊精在作為膳食纖維和水包油乳劑、去除膽固醇以及抗澱粉老化回生等方面的應用。同時對環糊精作為食品新增劑在食品加工中的國內外使用標準進行綜述。目前環糊精聚合物及其衍生物在食品加工中研究較多，它與高聚物結合可製備水凝膠、奈米微粒和膠束，未來必將在食品工業中發現更多有價值的應用。
關鍵詞：環糊精;食品加工;使用標準;研究進展
環糊精是一類環狀低聚糖，通常含有六(α-環糊精)，七(β-環糊精)，八(γ-環糊精)個1，4-鍵連線的D-葡萄糖單元[1]。環糊精外部親水、內部疏水，易與疏水性客體分子形成包合物，使客體分子的理化性質尤其是水溶性得到改善。環糊精吸溼性小，保水性強、均勻純淨，在食品，製藥，化妝品和營養品行業得到了廣泛應用。環糊精用於食品，主要是對風味物質和其它敏感成分進行分子始應用於食品工業。市場上應用最多的是β-環糊精，其次是α-和γ-環糊精。取代環糊精的羥基製備衍生物，可使環糊精的水溶性和客體特異性得到改善。目前，水溶性環糊精衍生物包括β-和γ-環糊精丙基(2-羥基)衍生物，部分乙醯化β-和γ-環糊精，部分甲基化β-環糊精，七(2，6-二-O-甲基)-β-環糊精，全甲基化β-環糊精，以及磺丁基β-環糊精鈉鹽[2]。本文擬從環糊精包合物、功能性“空”環糊精(未包埋客體)在食品中的應用及其作為食品新增劑在食品加工中的使用標準等方面，對環糊精國內外最新研究進展進行綜述。重點探討“空”環糊精在食品加工中的最新研究進展，旨在為環糊精在食品中的應用、開發提供參考。
1環糊精包合物在食品中的應用
環糊精包合物可以有效地提高不溶或難溶物質在水中的溶解性，降低揮發性成分的`揮發，增加材料中客體物質的化學穩定性等，在食品中得到廣泛應用[3]。環糊精在不同果汁中作為褐變抑制劑，使果汁色澤改善，並保留濃郁的香味[4]。肉桂酸(CA)因水溶性差應用有限，α-環糊精-肉桂酸包合物溶解性增加，能顯著降低蘋果汁或橙汁中大腸桿菌O157：H7以及懸浮沙門氏菌血清型的數量[5]。最近，單步靜電紡絲法用於食用碳水化合物的聚合物(即支鏈澱粉和β-環糊精聚合)，以此聚合物包埋活性香氣成分，使其在溼度合適時觸發釋放[6]。這種結構確保芳香成分在常規環境條件(23℃，55%UR)，甚至高溫(高達230℃)下的釋放都可以忽略不計，只有在超出給定的相對溼度閾值(90%)時才會釋放香味。包埋活性奈米纖維膜技術已經用於活性包裝。聚乙烯醇奈米網(環糊精-香蘭素包合物)，含環糊精薄荷醇包合物的聚(甲基丙烯酸甲酯)奈米纖維都是透過靜電紡絲技術生產的。研究表明，包合物增強了香蘭素的永續性和高溫穩定性，降低了薄荷醇的揮發性，同時允許香氣緩慢釋放[7-8]。
2“空”環糊精在食品加工和食品中的應用
2.1作為膳食纖維和水包油乳劑
研究學者已證明α-環糊精是一種天然的水溶性膳食纖維。根據戴維斯大學(加利福尼亞)的研究，α-環糊精作為膳食纖維，能對血液膽固醇和血糖指數產生有益影響。在食品中，它不會導致產品黏度增加，高溫時很穩定，也能在低pH下使用。此外，α-環糊精具有良好的溶解性，特別適合作為飲料如乳製品和早餐麥片的新增劑。α-環糊精不含還原糖，因此不會發生美拉德反應中的變色和風味形成過程。許多食物如沙拉醬、蛋黃醬等都包含水相和油相，需要加入乳化劑使其均勻混合。傳統乳化劑對熱和酸較敏感，保質期不長，可能含有膽固醇，也可能引起過敏。作為澱粉的天然降解產物，α-環糊精為製備水包油乳液提供新的選擇。它能包埋脂肪酸，以穩定乳液。此外，α-環糊精也能製成不同黏度的乳液，口感可以按需求調整。這種乳液不僅無膽固醇和過敏原，而且是植源性的。
2.2去除膽固醇
通常人們認為乳製品是健康食品，但脂肪含量高的產品，如黃油，奶油和某些型別的乳酪，會對健康產生不利影響。世界衛生組織和美國心臟協會建議，消費者應該減少飽和脂肪酸和膽固醇的攝入量，以降低冠心病的風險。現在人們對生產低膽固醇乳製品越來越感興趣。實驗研究表明，從均質牛奶和乳酪中去除膽固醇最有效的是β-環糊精。L.Alonso[9]等人用β-環糊精處理奶製品、雞蛋和肉製品，製成低膽固醇食品，並且這種處理不會改變其中營養脂肪酸的性質。KNSoni[10]提出了一種減少黃油膽固醇的新方法。透過在牛奶奶油中形成膽固醇-β-環糊精包合物，可去除85%～90%膽固醇。該生產過程不需要極端條件，經濟效益較高，為工業化生產低膽固醇黃油開發了新途徑。López-de-Dicastillo[11]等人將含有β-環糊精的乙烯-乙烯醇共聚物應用於食品包裝，牛奶樣品透過直接接觸包裝薄膜，導致膽固醇濃度顯著減少。另外，一個研究小組把環糊精新增到與乙二醛交聯的聚乙烯醇中，經加工獲得聚乙烯醇/β-環糊精複合薄膜。目的是製備一種抗水性生物降解材料，在食品儲存過程中，它能有效地控制不穩定化合物的釋放。
2.3抗澱粉老化回生
大環糊精是一類由9個及9個以上葡萄糖殘基連線而成的環狀麥芽聚糖的總稱，主要由4-α-糖基轉移酶作用於澱粉生成。由於其環狀內腔較大，表現出不同於小環糊精的獨特性質。研究者在玉米澱粉中新增不同濃度的大環糊精後，在回生過程中，透過測定透光率、凍融穩定性及老化性，表明大環糊精有抑制澱粉回生的作用，並且大環糊精抑制澱粉回生的效果優於β-環糊精。測定結果表明，新增的大環糊精能夠改善凝膠物性，澱粉凝膠硬度減小，彈性和黏結性增加。Avrami恆溫動力學模型結果表明，新增大環糊精的玉米澱粉凝膠老化速率減小，並且澱粉老化的晶核生長模式發生了變化，這與該實驗X-射線衍射的研究結果相一致。研究也發現，大環糊精能與澱粉脂質形成包合物，對直鏈澱粉的回生起到抑制作用[12]。
3環糊精的特殊應用
近年，環糊精及其衍生物作為開發各種聚合物網路和聚集體的“基質”。高聚物和環糊精透過化學交聯或物理組合形成的水凝膠、奈米微粒和膠束，已經應用於食品和製藥領域。NuvoliD等人首次報道了透過前端聚合(FP)製備含有環糊精的高分子水凝膠的方法[13]。當環糊精新增濃度高於1%(摩爾比)時，其玻璃化轉變溫度和壓縮模量會顯著增加。這項研究表明，FP是一種獲得含環糊精水凝膠的方便技術。這種技術可適當調節環糊精的種類和數量，從而調整聚合物的效能，使其適合應用在食品和風味物質中。
4環糊精作為食品新增劑在食品加工中的使用規定
人們已經證明α-、β-、γ-環糊精，包括HP-β-環糊精和SBE-β-環糊精，既沒有致突變性，也沒有遺傳毒性。環糊精在大鼠體內進化與再生的影響因素研究表明，α-環糊精和γ-環糊精不會使胚胎中毒，產生畸形;HP-β-環糊精和SBE-β-環糊精在任何劑量水平下都沒有致畸作用[14]。值得注意的是β-環糊精可以與膽固醇形成不溶性複合物，破壞腎功能(如腎毒性)，因此不能胃腸外給藥。美國食品藥品管理局(FDA)將α-、β-和γ-環糊精作為食品新增劑列在其安全名單(GRAS)上，也將HP-β-環糊精列在非活性藥物成分表中。關於食品新增劑標識，聯合國糧農組織/世界衛生組織專家委員會建議，食品中β-環糊精的最大新增量是每天5mg/kg，α-和γ-環糊精由於具有毒理學性質，沒有定義它們的每日允許攝入量(ADI)[15]。我國《GB2760-2014》[16]食品新增劑使用標準規定α-和γ-環糊精作為穩定劑和增稠劑，可在各類食品中按生產需要適量使用;β-環糊精作為增稠劑在膠基糖果中的最大使用量為20.0g/kg，面製品和肉製品為1.0g/kg，飲料和膨化食品為0.5g/kg。
5展望
近年，環糊精聚合物、絡合物及其衍生物在食品加工中受到越來越多研究者的關注，未來必將在食品工業中發現更多有價值的應用。與環糊精有關的功能性食品與包裝，也將會是一個真正的新興領域。