果葡糖漿(High fructose corn syrups),又稱高果糖漿或異構糖漿,是由玉米淀粉經水解和異構化制成的淀粉糖晶,是一種重要的甜味劑。生產果葡糖漿不受地區和季節限制,設備比較簡單,投資費用較低。果葡糖漿為無色黏稠狀液體,常溫下流動性好,無臭。 其具體生產過程是:以酶法水解淀粉所得的葡萄糖液,再經葡萄糖異構酶的異構化作用,將其中一部分葡萄糖轉化(異構化)成果糖,最終形成由果糖和葡萄糖組成的混合糖漿。
1957年,發現了一種異構化酶能將葡萄糖轉化為果糖,后日本于1966年首先進行工業化生產。20世紀60年代末期和70年代初期,異構酶的工業化生產為果葡糖漿的生產拉開序幕,世界于1968年投入果葡糖漿的工業化生產。1980至1985年間,果葡糖漿產量由183.7萬噸增加到453.6萬噸,增加2.47倍。截至2000年,世界果葡糖漿產量已達1334萬噸,每年增長速度為12.5%,其中美國生產和消費占首位,約占70%,其次是日本、韓國。2015至2019年,中國果葡糖漿產量從286萬噸增長到495萬噸。
果葡糖漿的主要成分是果糖和葡萄糖,按果糖含量可分為第一代(含果糖42%,葡萄糖52%,高碳糖6%)、第二代(含果糖55%,葡萄糖40%,高碳糖5%)和第三代(含果糖90%,葡萄糖7%,高碳糖3%)。果葡糖漿的甜度與果糖含量成正相關,第三代果葡糖漿在食品中使用少量即可達到一定的甜度。果葡糖漿完全替代蔗糖,其甜度約相當于同濃度蔗糖的90%,部分替代蔗糖時,由于果糖、葡萄糖與蔗糖甜味的協同增效,總甜度仍與同濃度的蔗糖相同。果葡糖漿的生產是以高純度葡萄糖漿為底物經異構酶異構化成果糖。它具有味純、清爽、甜度大、滲透壓高、不易結晶等特點,可廣泛應用于糖果、糕點、飲料、罐頭、焙烤等食品中,提高制品的品質。然而,它也存在容易引發胰島素抵抗,以及脂肪性肝病、Ⅱ型糖尿病、痛風發病風險的危害。
歷史沿革
20世紀初,曾用不同堿和堿性鹽使葡萄糖發生異構化反應,但是因為轉化率低,產生的色度和酸性物質多,味道差,工業上未采用。1957年,發現了一種異構化酶能將葡萄糖轉化為果糖,它沒有堿催化的缺點。之后,經過數年研究,日本于1966年首先進行了工業化生產,當時稱為異構糖。中國的研究單位也相繼開始了工業性試驗。20世紀60年代末期和70年代初期,異構酶的工業化生產為果葡糖漿的生產拉開了序幕,也為新糖源的開發豎起了劃時代的里程碑。1968年,世界投入果葡糖漿的工業化生產,在之后的二三十年中得到快速發展。期間,固定化葡萄糖異構酶獲得了成功,降低了果葡糖漿生產成本,提高了質量,促進了果葡糖漿的工業化生產。
20世紀80年代以來,生產葡萄糖異構酶的菌種已采用新一代菌株,如Gistbrocades公司的米蘇里游動放線菌,Miles公司的喬木黃桿菌,Noco Nordisk公司的鼠灰鏈霉菌(S.murinus)變異株以及誘赤鏈霉菌(S.rubginosus)等。1980至1985年間,果葡糖漿產量由183.7萬噸增加到453.6萬噸,增加2.47倍,果葡糖漿在甜味劑中所占的份額由17.6%上升到41.2%。由于果葡糖漿具有良好的甜味,可取代蔗糖而應用于食品工業。在美國,其產量不斷增加。1980至1983年間,全世界的碳酸飲料約有一半的蔗糖用量被55型果葡糖漿所取代。自1984年起,在可口可樂、百事可樂及皇冠可樂等公司,55型果葡糖漿已完全取代蔗糖來使用。
世界果葡糖漿發展速度很快,截至2000年已達1334萬噸,每年增長速度為12.5%,其中美國生產和消費占首位,約占70%,其次是日本、韓國。中國果葡糖漿發展緩慢,到2000年不足萬噸,僅占淀粉糖總產量的1%,其主要原因是價格比蔗糖高,因此工廠和一般平民都不可能大量采用。2001年以來,隨著果葡糖漿成本下降,品種結構調整,再加上酶制劑的發展能提供轉化量更高的轉酶,使果葡糖漿具有很大發展潛力。中國果葡糖漿產量從2015年的286萬噸增長到2019年的495萬噸。
名稱來源
果葡糖漿的甜味成分主要是果糖和葡萄糖,故稱為果葡糖漿。又因生成果葡糖漿是以葡萄糖為原料,在異構酶的作用下,使一部分葡萄糖異構轉變成果糖,因而有時又稱之為“異構糖漿”。
基本概況
成分
果糖、葡萄糖
性能
按果糖含量,果葡糖漿分為三類。第一代果葡糖漿(F42型)含果糖42%,葡萄糖52%,高碳糖6%,總固體物約為71%;第二代果葡糖漿(F55型)含果糖55%,葡萄糖40%,高碳糖5%,總固體物約為77%;第三代果葡糖漿(F90型)含果糖90%,葡萄糖7%,高碳糖3%,總固體物約為80%。果糖的甜度為140%~170%。第三代果葡糖漿在食品中使用少量即可達到一定的甜度。
理化性質
參考資料:
特性
果葡糖漿的糖分組成決定于所用原料淀粉糖化液的糖分組成和異構化反應的程度。主要為葡萄糖和果糖,相對分子質量較低,具有較高的滲透壓力,不利于微生物生長,具有較高的防腐能力,有較好的食品保藏效果。果葡糖漿的主要成分是單糖,分子量小,其滲透壓高于二糖(如蔗糖),用于蜜餞、果脯生產時可以縮短糖漬時間。這種性質有利于蜜餞、果醬類食品的應用,保藏性質好,不易發霉;且由于具有較高的滲透壓,能較快速地透過水果細胞組織內部,加快滲糖過程。
果葡糖漿的甜度與異構化轉化率、濃度和溫度有關。一般隨異構化轉化率的升高而增加,在濃度為15%,溫度為20℃時,42%的果葡糖漿甜度與蔗糖相同,55%的果葡糖漿甜度為蔗糖的1.1倍,90%的果葡糖漿甜度為蔗糖的1.4倍。一般果葡糖漿的甜度隨濃度的增加而提高。此外,果葡糖漿在40℃以下時具有冷甜特性,甜度隨溫度的降低而升高;反之,在40℃以上,溫度越高,果糖的甜度越低。
果葡糖漿吸濕性較強,利用果葡糖漿作為甜味劑的糕點,質地松軟,儲存不易變干,保鮮性能較好。果葡糖漿的發酵性高熱穩定性低,尤其適合于面包、蛋糕等發酵和焙烤類食品。發酵性好,產品多孔,松軟可口。果糖的熱穩定性較低,受熱易分解,易與氨基酸起反應,生成有色物質具有特殊的風味,因此,使產品易獲得金黃色外表并具有濃郁的焦香風味。
毒性
美國FDA將果葡糖漿列為GRAS物質。
異構化機理
葡糖糖和果糖都是單糖,分子式為C6H12O6,但葡萄糖為己醛糖,果糖為己酮糖,二者為同分異構體,通過異構化反應能相互轉化。葡萄糖和果糖分子結構差別二在C1、C2碳原子上,葡萄糖的C1碳原子為醛基,果糖的C2碳原子為酮基,異構化反應是葡萄糖分子C2碳原子上的氫原子轉移到C1碳原子上轉化為果糖。這種反應是可逆的,在一定條件下,果糖分子C1的氫原子也能轉移到C2的碳原子上成為葡萄糖。在堿性條件下,其反應是可逆的,而葡萄糖異構酶為專一性酶,僅能使葡萄糖轉化為果糖。
制備工藝
果葡糖漿的生產是以高純度葡萄糖漿為底物經異構酶異構化成果糖。首先將待轉化的糖漿過濾除去凝聚的蛋白質、油脂以及顆粒狀雜質,然后進行脫色和離子交換,除去色素和鹽分,真空濃縮至40~50%濃度,加入一定濃度的鎂離子,調pH,將葡萄糖漿以一定的空間速度和線速度流經固定化異構酶反應柱。要保證糖化液在反應柱內有充分的停留時間,確保最大限度地發生異構化反應。
由于異構酶受轉化極限地限制以及底物地抑制作用,葡萄糖轉化成果糖只達42%,即產物中果糖占總糖量地42%,這種產物便稱為42型果葡糖漿或第一代果葡糖漿。42型果葡糖漿可用大孔徑樹脂填充柱進行分離。由于葡萄糖、果糖、低聚糖在所選吸附劑上吸附能力不同,各組分保留時間也不同,從而達到各種糖分離的目的。如選擇鈣活性數值分離柱時,一般果糖留在柱上,而葡萄糖和寡糖則流出分離柱,重新回到葡萄糖制備工序。若用水將果糖洗脫,洗脫液中果糖可達80%~90%(濃縮制成品,稱第三代果葡糖漿),它與42%果葡糖漿按一定比例混合,可制備55%果葡糖漿,稱55型果葡糖漿或第二代果葡糖漿。
質量指標
參考資料:
應用領域
果葡糖漿是淀粉糖中甜度最高的糖品,作為營養型甜味劑,除可代替蔗糖用于各種食品加工外,還具有許多優良特性,如味純、清爽、甜度大、滲透壓高、不易結晶等,可廣泛應用于糖果、糕點、飲料、罐頭、焙烤等食品中,提高制品的品質。90%的果葡糖漿還可用于果酒、低熱量食品及冷凍食品等。
發展趨勢
含有果葡糖漿的新品數量總體呈先增后降的趨勢,從2016年的1033種增加到2018年的1116種,再下降到2020年的862種,這種下降趨勢,可能與全球減糖趨勢有一定關系。
參考資料:
健康危害
果葡糖漿容易引發胰島素抵抗,以及脂肪性肝病、Ⅱ型糖尿病、痛風的發病風險,它對人體健康的危害主要體現在以下方面:
參考資料 >
果葡糖漿特性及應用.foodmate.net.2025-07-13
果葡糖漿產品特性.浙江華康藥業股份有限公司.2025-07-21
果葡糖漿等三種糖漿的應用區別.今日頭條.2025-08-08