CN119326109A

CN119326109A - 一种高溶解性甜菊糖苷溶液及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN119326109A
Application number: CN202411656803.2A
Authority: CN
Inventors: 万芝力; 丁旭君; 高亚轩; 杨韵仪; 杨晓泉
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2024-11-19
Filing date: 2024-11-19
Publication date: 2025-01-21

Abstract

本发明公开了一种高溶解性甜菊糖苷溶液及其制备方法和应用。本发明高溶解性甜菊糖苷溶液包括甜菊糖苷和增溶物质水溶液；增溶物质水溶液中增溶物质的质量摩尔浓度为大于0至溶解度，高溶解性甜菊糖苷溶液中甜菊糖苷的质量百分浓度为纯水中的溶解度至增溶物质水溶液中的溶解度，增溶物质包括乳酸、苹果酸、柠檬酸、酒石酸中的至少一种。本发明将甜菊糖苷加入增溶物质水溶液中经过简单的混合、溶解之后，即可得到相应的高溶解性甜菊糖苷溶液。本发明的甜菊糖苷复合物具有高溶解性、高稳定性、成本低、制备工艺简单等优点，易进行大规模生产，适用于餐桌甜味剂或饮料糖浆等液体浓缩物体系。

Description

一种高溶解性甜菊糖苷溶液及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及食品添加剂技术领域，具体涉及一种高溶解性甜菊糖苷溶液及其制备方法和应用。

背景技术

低糖、减糖是食品或饮料消费品目前的主要趋势，无热量或较低热量的甜味剂已逐步成为蔗糖的替代品以满足消费者的需求。人工甜味剂如安赛蜜、阿斯巴甜、纽甜、糖精和三氯蔗糖等均为高强度合成化合物，其中许多已被证明具有致癌性，并与各种其他疾病相关。因此，天然甜味剂的使用得到了广泛推崇。

甜菊糖苷作为世界第三代糖源，是一种天然非营养性甜味剂，具有高甜度(250～450倍之于蔗糖)、低热值(1/300之于蔗糖)的特点，同时还有降血压、降血糖、防龋齿和抗肿瘤等作用，已被广泛应用在食品或饮料中。从分子结构层面来看，甜菊糖苷是一种对映-贝壳杉烯类二萜类糖苷，由疏水性甜菊醇骨架和亲水性糖基构成。目前已知的甜味成分包括甜菊苷、瑞鲍迪苷A(Rebaudioside A，RA，式1)、瑞鲍迪苷B、瑞鲍迪苷C、瑞鲍迪苷D(Rebaudioside D，RD，式2)、瑞鲍迪苷E、瑞鲍迪苷F、瑞鲍迪苷M(Rebaudioside M，RM，式3)、甜茶苷、杜克苷和甜菊双糖苷等，它们在分子结构上的区别在于亲水性糖基数目和分布上的区别，进一步导致了它们在味质、理化性能上的区别。

式1瑞鲍迪苷A的分子结构式

式2瑞鲍迪苷D的分子结构式

式3瑞鲍迪苷M的分子结构式

高纯度甜菊糖苷在食品饮料中的应用存在挑战性，因为它们在水中的溶解度较差，例如：瑞鲍迪苷A的溶解度约为0.8％、瑞鲍迪苷B为0.01％～0.02％、瑞鲍迪苷D约为0.04％、瑞鲍迪苷M约为0.1％，这大大限制了它们在液体配方的应用，尤其是在液体浓缩体系中，如饮料糖浆、风味浓缩物、餐桌浓缩甜味剂等。

为了提高甜菊糖苷在水中的溶解度，现有的方法如下：

1)中国发明专利申请(公布号CN104530448A)公开了一种高溶解度甜菊糖苷复合物的的制备方法。该方法用羟丙基-β-环糊精包覆甜菊糖苷得到一种高溶解度甜菊糖苷复合物，但该方法使用甲醇、乙醇和异丙醇等溶剂，需进一步去除非可食性物质，其安全性仍有待评估。

2)中国发明专利申请(公告号CN111315233B)公开了一种甜菊醇糖苷增溶剂。该体系以没食子酸、苦杏仁酸、均苯四酸作为主体，加入玉米淀粉纤维或结冷胶共同构成甜菊糖苷增溶剂，但该方法的增溶效果有限，且溶液的储藏稳定性有待进一步考察。

因此，开发一种高溶解性、高稳定性、成本低、制备工艺简单的甜菊糖苷溶液具有十分重要的意义。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种高溶解性甜菊糖苷溶液及其制备方法和应用。

本发明所采用的技术方案是：

一种高溶解性甜菊糖苷溶液，包括甜菊糖苷和增溶物质水溶液；增溶物质水溶液中增溶物质的质量摩尔浓度为大于0至溶解度(饱和浓度)，高溶解性甜菊糖苷溶液中甜菊糖苷的质量百分浓度为纯水中的溶解度至增溶物质水溶液中的溶解度，增溶物质包括乳酸、苹果酸、柠檬酸、酒石酸中的至少一种。

本发明的高溶解性甜菊糖苷溶液具有良好的流动性和澄清透明的外观。

乳酸具有以下结构：

苹果酸具有以下结构：

柠檬酸具有以下结构：

酒石酸具有以下结构：

优选的，所述增溶物质还包括乳酸盐、苹果酸盐、柠檬酸盐、酒石酸盐中的至少一种；

进一步优选的，所述增溶物质中乳酸、苹果酸、柠檬酸、酒石酸的质量含量不低于0.5％；

优选的，所述增溶物质水溶液中增溶物质的质量摩尔浓度为1×10^-5～5×10^- ²mol/g；

进一步优选的，所述增溶物质水溶液中增溶物质的质量摩尔浓度为2.5×10^-3～1.5×10^-2mol/g。

优选的，所述高溶解性甜菊糖苷溶液中甜菊糖苷的质量百分浓度为0.10％～15％。

进一步优选的，所述高溶解性甜菊糖苷溶液中甜菊糖苷的质量百分浓度为0.10％～10％。

优选的，所述甜菊糖苷包括瑞鲍迪苷A、瑞鲍迪苷D、瑞鲍迪苷M、甜菊苷、瑞鲍迪苷B、瑞鲍迪苷C、瑞鲍迪苷E、瑞鲍迪苷F、甜茶苷、杜克苷和甜菊双糖苷中的至少一种。

进一步优选的，所述甜菊糖苷包括瑞鲍迪苷A、瑞鲍迪苷D、瑞鲍迪苷M中的至少一种。

进一步优选的，所述甜菊糖苷为瑞鲍迪苷A时，瑞鲍迪苷A的质量百分浓度为0.9％～12％；

进一步优选的，所述甜菊糖苷为瑞鲍迪苷D时，瑞鲍迪苷D的质量百分浓度为0.12％～0.31％；

进一步优选的，所述甜菊糖苷为瑞鲍迪苷M时，瑞鲍迪苷M的质量百分浓度为0.48％～0.63％。

上述的高溶解性甜菊糖苷溶液的制备方法，包括以下步骤：

将增溶物质加水溶解得到增溶物质水溶液，再将一定量甜菊糖苷加入到增溶物质水溶液中，于10℃～60℃下扰动混合，静置，得到高溶解性甜菊糖苷溶液。

优选的，所述扰动混合的时间为30s～300s。

优选的，所述扰动为机械扰动；

进一步优选的，所述机械扰动为电磁搅拌、涡旋振荡、剪切均质、超声均质、研磨均质中的一种。

优选的，所述静置的时间为12～36h。

上述的高溶解性甜菊糖苷溶液或上述的制备方法得到的高溶解性甜菊糖苷溶液在制备食品或饮料产品中的应用，所述溶液直接使用或稀释后使用。本发明高溶解性甜菊糖苷溶液作为液体浓缩物使用，适用于餐桌甜味剂或饮料糖浆等液体浓缩物体系。

一种高溶解性甜菊糖苷复合物，由上述的高溶解性甜菊糖苷溶液或上述的制备方法得到的高溶解性甜菊糖苷溶液通过冷冻干燥或喷雾干燥得到。所得高溶解性甜菊糖苷复合物为固体粉末形式的甜菊糖苷产品。

优选的，所述冷冻干燥的温度为-30℃～-50℃，时间为12～36h。

上述的高溶解性甜菊糖苷复合物在制备食品或饮料产品中的应用。本发明的高溶解性甜菊糖苷复合物直接使用或溶解后使用。

本发明的高溶解性甜菊糖苷复合物固体粉末在扫描电子显微镜下呈现出利于与水分充分接触或水分渗透的表面形貌，且具有良好的复溶稳定性。

本发明的有益效果：本发明的甜菊糖苷复合物具有高含量、高稳定性、成本低、制备工艺简单等优点，适合进行大规模生产应用。

具体来说：

1)本发明的甜菊糖苷溶液使甜菊糖苷的溶解度提高1～15倍，增溶效果明显。

2)本发明的甜菊糖苷溶液在室温下放置30天仍保持较为澄清透明且均一的状态，无明显絮状物或沉淀产生，具有良好的储藏稳定性；按实际应用场景稀释后仍保持澄清透明且均一的状态，具有良好的稀释稳定性；溶液冻干样复溶后仍保持澄清透明且均一的状态，具有良好的冻干复溶稳定性。

3)本发明的甜菊糖苷溶液的制备方法相较于目前已有的增溶方法，工艺更加简单，条件更加温和(如无需加热步骤)，大大降低生产成本，适合进行大规模生产应用。

附图说明

图1为实施例3中的溶液样品1、2、4、6稀释前的外观图。

图2为实施例4中的冻干样品2的外观图及其SEM图。

图3为实施例4中的冻干样品3的外观图及其SEM图。

图4为实施例4中的冻干样品4的外观图及其SEM图。

图5为实施例4中的冻干样品5的外观图及其SEM图。

图6为实施例4中的冻干样品6的外观图及其SEM图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明，其目的仅在于更好的说明本发明的内容但并不以任何方式限制本发明。

实施例1：

不同增溶物质对甜菊糖苷的增溶效果实验：

按表1称取不同增溶物质于水中配制成一定浓度的增溶物质水溶液，直接向其中加入过量的甜菊糖苷，在25℃下以1000rpm的振荡速率涡旋振荡180s使二者充分混合；将溶液静置24h后离心取上清液，HPLC法测定甜菊糖苷溶解度(参照“GB 1886.355-2022食品安全国家标准食品添加剂甜菊糖苷”)，得到的不同增溶物质对甜菊糖苷的增溶效果实验结果如下表1所示：

表1不同增溶物质对甜菊糖苷的增溶效果实验结果

由表1可知：

1)以上所述不同增溶物质对不同种类甜菊糖苷都有较为显著的增溶效果；

2)甜菊糖苷溶解度随着增溶物质含量的增加而增加；

3)同一增溶物质对不同种类甜菊糖苷的增溶效果不同，这可能归因于不同种类甜菊糖苷在分子结构上的差异。

对比例1：

按表2称取不同其他物质于水中配制成一定浓度的水溶液，直接向其中加入过量的甜菊糖苷，在25℃下以1000rpm的振荡速率涡旋振荡180s使二者充分混合；将溶液静置24h后离心取上清液，HPLC法测定甜菊糖苷溶解度(参照“GB 1886.355-2022食品安全国家标准食品添加剂甜菊糖苷”)，得到的不同其他物质对甜菊糖苷的增溶效果实验结果如下表所示：

表2不同其他物质对甜菊糖苷的增溶效果实验结果

由表2可知：上述其他物质虽然与本发明增溶物质有着相似的结构或性质，但同一浓度的其他物质对甜菊糖苷的增溶效果甚微甚至会降低甜菊糖苷溶解度。而部分其他物质更是由于自身溶解度不高导致加入浓度受到限制，如丙氨酸、丁二酸和天冬氨酸等本身就有溶解度限制。因此，甜菊糖苷增溶物质需要有特定的结构和性质。

实施例2：

高溶解性甜菊糖苷溶液的储藏稳定性实验：

按表3称取不同增溶物质于水中配制成一定浓度的增溶物质水溶液，向其中加入适量的瑞鲍迪苷A，在25℃下以500rpm的搅拌速率搅拌60s使瑞鲍迪苷A充分溶解后将溶液静置并观察溶液状态。

表3高溶解性甜菊糖苷溶液的储藏稳定性实验结果

由表3可知：使用本发明方法制备的低于饱和浓度的甜菊糖苷溶液能够保持较为良好的储藏稳定性。

实施例3：

高溶解性甜菊糖苷溶液的稀释稳定性实验：

为模拟实际应用场景，将实施例2中的样品1、2、4、6分别稀释不同倍数，观察短时间内稀释体系的溶液状态。取1mL样品分别加入50、100、200mL水中，搅拌使二者充分混合，静置并观察其在60s内的溶液状态。

表4高溶解性甜菊糖苷溶液的稀释稳定性实验结果

由表4和图1可知：使用该方法制备的低于饱和浓度的甜菊糖苷溶液在稀释不同倍数后都能够保持较为良好的稳定性。

实施例4：

高溶解性甜菊糖苷溶液的冻干复溶稳定性实验：

称取部分实施例2中的样品2～6进行冷冻干燥(-40℃，24h)并观察冻干样状态，使用扫描电子显微镜观察冻干样的表面形貌。等浓度复溶冻干样，在25℃下以500rpm的搅拌速率搅拌180s使冻干样与水充分混合后静置并观察其在60s内的溶液状态。

表5高溶解性甜菊糖苷溶液的冻干复溶稳定性实验结果

由表5和图2～6可知：使用该方法制备的低于饱和浓度的甜菊糖苷溶液冻干样在SEM下表现出利于与水分充分接触或水分渗透的结构。样品2、3、4、5、6在复溶后的短时间内都能保持澄清透明的状态，表现出较为良好的复溶稳定性。

Claims

1.一种高溶解性甜菊糖苷溶液，其特征在于，包括甜菊糖苷和增溶物质水溶液；增溶物质水溶液中增溶物质的质量摩尔浓度为大于0至溶解度，高溶解性甜菊糖苷溶液中甜菊糖苷的质量百分浓度为纯水中的溶解度至增溶物质水溶液中的溶解度，增溶物质包括乳酸、苹果酸、柠檬酸、酒石酸中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的高溶解性甜菊糖苷溶液，其特征在于，所述增溶物质还包括乳酸盐、苹果酸盐、柠檬酸盐、酒石酸盐中的至少一种，所述增溶物质中乳酸、苹果酸、柠檬酸、酒石酸的质量含量不低于0.5％；

所述增溶物质水溶液中增溶物质的质量摩尔浓度为1×10^-5～5×10^-2mol/g；

所述高溶解性甜菊糖苷溶液中甜菊糖苷的质量百分浓度为0.10％～15％。

3.根据权利要求1所述的高溶解性甜菊糖苷溶液，其特征在于，所述甜菊糖苷包括瑞鲍迪苷A、瑞鲍迪苷D、瑞鲍迪苷M、甜菊苷、瑞鲍迪苷B、瑞鲍迪苷C、瑞鲍迪苷E、瑞鲍迪苷F、甜茶苷、杜克苷和甜菊双糖苷中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的高溶解性甜菊糖苷溶液，其特征在于，所述甜菊糖苷为瑞鲍迪苷A时，瑞鲍迪苷A的质量百分浓度为0.9％～12％；

所述甜菊糖苷为瑞鲍迪苷D时，瑞鲍迪苷D的质量百分浓度为0.12％～0.31％；

所述甜菊糖苷为瑞鲍迪苷M时，瑞鲍迪苷M的质量百分浓度为0.48％～0.63％。

5.权利要求1～4任一项所述的高溶解性甜菊糖苷溶液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述扰动为机械扰动；所述机械扰动为电磁搅拌、涡旋振荡、剪切均质、超声均质、研磨均质中的一种。

7.权利要求1～4任一项所述的高溶解性甜菊糖苷溶液或权利要求5～6任一项所述的制备方法得到的高溶解性甜菊糖苷溶液在制备食品或饮料产品中的应用，其特征在于，所述溶液直接使用或稀释后使用。

8.一种高溶解性甜菊糖苷复合物，其特征在于，由权利要求1～4任一项所述的高溶解性甜菊糖苷溶液或权利要求5～6任一项所述的制备方法得到的高溶解性甜菊糖苷溶液通过冷冻干燥或喷雾干燥得到。

9.根据权利要求8所述的高溶解性甜菊糖苷复合物，其特征在于，所述冷冻干燥的温度为-30℃～-50℃，时间为12～36h。

10.权利要求8～9任一项所述的高溶解性甜菊糖苷复合物在制备食品或饮料产品中的应用。