一、甜味剂及其分类
甜味剂及其分类
1 按其营养价值，甜味剂可分为营养性甜味剂和非营养性甜味剂两类。
营养性甜味剂的特点是其本身含有热量，主要是碳水化合物。甜度与蔗糖相同的甜味剂，其热值为蔗糖热值的2%以上时为营养性甜味剂。营养性甜味剂包括蔗糖、果糖、葡萄糖、乳糖、麦芽糖、异构糖浆等及多元醇和糖苷类，如麦芽糖醇、山梨糖醋和木糖醇等。营养性甜味剂不仅能赋予食品以甜味，还具有较高的营养价值。 非营养性甜味剂的热值为蔗糖2%以下，又称低热量或无热量甜味剂，几乎不提供热量，在食品中不占有体积，例如糖精、甜蜜素、阿斯巴甜、阿力甜、甜菊苷、甘草甜、三氯蔗糖及新陈皮苷二氢查耳酮等。
2 按其甜度，甜味剂可分为低甜度甜味剂和高强度甜味剂。
目前，低甜度甜味剂（例如蔗糖、异构糖浆属大量甜味剂）在甜味剂中仍占有重要位置。甜度极高的非营养性甜味剂均为高强度甜味剂。
3 按其来源，甜味剂可分为天然甜味剂和合成甜味剂。
天然甜味剂包括糖和糖的衍生物已经非糖天然甜味剂两类。合成甜味剂是人工合成的非营养性甜味剂，有些虽是合成但也是天然存在的，例如D-山梨醇等，有些则是纯合成的，例如糖精钠等。
二、糖类
（一）蔗糖
1.性状
按照蔗糖晶粒外形和泽，蔗糖有白砂糖、绵白糖、赤砂糖、红糖、冰糖和方糖等。砂糖又可分为粗制糖和精制糖。粗制糖碳水化合物含量为97%，另外含有蛋白质、铁、维生素等。精制糖碳水化合物含量为100%，不含无机物、蛋白质和维生素等。
（1）蔗糖的结晶与相对密度
蔗糖是白或无透明的单斜晶系的结晶，15℃时的相对密度为1.5879g/ml。
（2）吸湿性
砂糖在贮藏过程中往往发生结块现象，其原因是吸湿的砂糖在重新失去水分时，其晶体相互粘结在一起。纯净的砂糖结晶也有一定的吸湿性，而不纯物会增加吸湿性。精制砂糖如果贮藏在相对湿度60%以下的条件下，则在流通和贮藏过程中就很少发生结块现象。
（3）溶解性
1g蔗糖能溶于0.5ml冷水、0.2ml、170ml乙醇溶液和100ml甲醇溶液中。温度上升，溶解度增大。在低温条件下，在水中也有较高的溶解度，这一特性使砂糖适合低温保存。表3-1为砂糖在水中的溶解度。
表3-1 砂糖在水中的溶解度
温度/℃ | 溶解度/% | 温度/℃ | 溶解度/% | 温度/℃ | 溶解度/% |
0 | 64.18 | 35 | 69.55 | 70 | 76.22 |
5 | 64.87 | 40 | 70.42 | 75 | 77.27 |
10 | 65.58 | 45 | 71.32 | 80 | 78.36 |
15 | 66.23 | 50 | 72.25 | 85 | 79.46 |
20 | 67.09 | 55 | 73.20 | 90 | 80.61 |
25 | 67.89 | 60 | 74.18 | 95 | 81.77 |
30 | 68.70 | 65 | 75.18 | 100 | 82.97 |
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（4）黏度
蔗糖溶液的黏度受温度和浓度的影响较大。低温下浓度增大，黏度显著升高。
制备和使用糖浆时，通常55%～58%的浓度是适宜的，这一浓度在低温下黏度也较低，容易操作，且在短时间内也不容易受微生物污染。
（5）蔗糖的加工特性
蔗糖高温加热可使形状和调发生变化。例如：将蔗糖溶液加热至101～103℃时，就变为黏稠性糖液；继续加热至105℃时，就变为珍珠状的黏稠糖浆；加热至110.5以上时，由带丝状变至羽毛状；加热至115℃时，冷却成软玉状；119℃时呈硬玉状；160℃时成熔融状态，并着，随温度的升高，调由淡黄变黄至褐；在200℃附近时，成黑褐焦糖状。
（6）渗透性与防腐效果
高浓度的蔗糖溶液其渗透压能阻止微生物生长，浓度高的果汁饮料有较好的防腐作用。
（7）甜味
蔗糖具有独特的温和的甜味，在糖类中，其甜度仅次于果糖。甜度不会因温度差和浓度差而产生变化。
（8）水解与褐变
蔗糖在酸性溶液中加热会发生水解，生成等量的葡萄糖和果糖，这一反应叫蔗糖的转化，生成物叫转化糖。果蔬饮料在室温下放置也会慢慢发生转化反应。蔗糖溶液本身不会引起褐变，但转化生产的葡萄糖和果糖会产生褐变，其中果糖产生的褐变现象尤为显著。转化糖与氨基酸发生美拉德（Maillard）反应，也是着的原因。
2.应用注意事项
1 可以根据饮料种类和甜度要求，在较大范围内调整糖的浓度，使饮料具有特种风味。用量过多时会使饮料失去清凉感，产生腻人的甜味。
2 含有10%左右蔗糖浓度的饮料是可口的，在加糖的果汁饮料中，除特殊情况下，饮用的最佳可溶性固形物浓度为8%～14%。
蔗糖与葡萄糖混用有增效作用，在蔗糖中添加少许食盐可增加甜味感，而在酸味和苦味较强的果蔬汁饮料中增加蔗糖用量，会出现酸味和苦味减弱的现象。
3 糖对产品泽产生的影响包括蔗糖化作用和美拉德反应。焦糖化作用可产生焦糖香气，但温度过高时会产生焦臭味。美拉德反应不限于游离氨基酸，也包括蛋白质、肽和胺类物质，几乎所有食品都有发生美拉德反应的可能性，因此产品着和产生褐变在所难免。
（二）葡萄糖
1.性状
（1）熔点
ａ型为146℃，β型为148～150℃。
（2）溶解度
普通的葡萄糖为ａ型，溶于水后逐渐变为β型。ａ型溶解度比β型大。结晶葡萄糖1g可溶于1mL水中（25℃）无水葡萄糖1g可溶于1.1mL（25℃）的水中，其在水中的溶解度见表3-2.
在低温至常温的条件下，其溶解度比蔗糖低，因此对低温保藏的饮料最好将其与蔗糖混合使用，混合糖的溶解度高于单一糖。
表3-2 无水葡萄糖的溶解度
温度/℃罗汉果甜甙 | 溶解度/% | 温度/℃ | 溶解度/% | 温度/℃ | 溶解度/% |
－5.30 | 31.75 | 35.00 | 58.02 | 64.75 | 76.36 |
0.50 | 35.20 | 40.40 | 62.13 | 70.20 | 78.23 |
15.00 | 44.96 | 41.45 | 62.82 | 80.00 | 81.19 |
20.00 | 49.70 | 45.00 | 65.71 | 90.80 | 84.90 |
28.07 | 52.99 | 50.00 | 70.90 | | |
30.00 | 54.64 | 55.00 | 73.08 | | |
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（3）耐热性
耐热性比蔗糖差，而且糖纯度越高，对加热的敏感性越强，这也是还原糖共同的基本特性。长时间或高温加热会使其吸湿性、结晶性、甜度和调发生变化。
（4）甜度
甜度与其葡萄糖值有关，其葡萄糖值接近100的结晶葡萄糖甜度为蔗糖的63%～88%。一般使用条件下，葡萄糖的甜度为砂糖的75%左右。
（5）PH
葡萄糖水溶液PH为5.8左右。渗透压与其分子质量有关，葡萄糖渗透压约为蔗糖的两倍，水分活度低，可以抑制微生物生长，提高防腐效果。
（6）味质特性
葡萄糖能加强饮料的风味、泽和香气。葡萄糖溶解于水时吸热，可使饮料产生清凉感。同时葡萄糖溶解于水后，由于部分ａ型变为甜度低的β型，随时间增加，甜度有所降低，但至一定时间后甜度不变。另外，葡萄糖浓度高达20%时，也不会产生蔗糖那样的腻人甜味。
2.应用注意事项
葡萄糖具有清凉感和温和的甜味，但甜度和性状会因温度而变化，使用时应注意这一特性。在相同浓度下，一般低温时感觉甜度大。
葡萄糖浓度高时甜度大。在蔗糖中混入20%左右的结晶葡萄糖，由于增效作用，其甜度高于计算值。这样有利于提高饮料的口感和质量。对于果蔬汁饮料，如用葡萄糖取代12%～13%的砂糖，其甜度并不比单独使用砂糖时低。
葡萄糖与氨基酸和蛋白质同时加热时发生美拉德反应，引起褐变。葡萄糖液加热时容易着，对某些产品可在不损害产品风味情况下，获得适当的焦糖。
（三）果糖
1.性状
果糖通常难以结晶，其结晶为白，吸湿性强。β型（D-果糖）熔点为103～105℃。易溶于水，甜度为蔗糖的1.4～1.7倍。
2.应用注意事项
果糖是上等甜味剂，具有清凉感，除作各种食品甜味剂外，对食品还有较好的润湿作用，可防止蔗糖结晶。在制造同样甜度的饮料时，果糖用量比蔗糖少，因此可制造低热量饮料。缺点是价格高，容易吸湿和产生褐变。
（四）异构糖浆
异构糖浆亦称果葡糖浆、淀粉糖浆、高果糖浆等，主要由果糖和葡萄糖组成。
1.性状
异构糖浆是澄清透明、黏稠、无、无臭的液体，其甜度随果糖含量而异，一般为蔗糖的1.0～1.4倍。异构糖浆除含有果糖、葡萄糖外，还含有少量的麦芽糖等低聚糖。葡萄糖和果糖都是具有还原性的糖，因此异构糖浆化学稳定性差，受热易分解。
2.应用
异构糖浆的味质接近砂糖，但比砂糖更具清凉感。果糖含量越高，此倾向越强。异构糖浆的成分和风味类似蜂蜜，有“人造蜂蜜”之美名，因此异构糖浆用于清凉饮料效果较好。
（5）蜂蜜
蜂蜜大部分为蔗糖，由于酶的作用转化为果糖和葡萄糖。蜂蜜因蜂种、蜜源（花种）等的不同，其风味特征和化学成分也有不同。完全蜂蜜相对密度为1.43，波美度为43.50左右。蜂蜜成分如表3-3所示。
表3-3 蜂蜜成分
成分 | 比例/% | 成分 | 比例/% |
水分 | 12.42～26.88 | 糊精 | 0.02～11.91 |
果糖 | 24.35～48.61 | 灰分（矿物质） | 0.02～1.14 |
葡萄糖 | 24.75～46.40 | 有机酸 | 0.04～0.45 |
蔗糖 | 0～11.00 | 未知物质 | 0.04～7.51 |
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蜂蜜中的矿物质主要是镁、钾、钙、硫、钠、磷以及微量元素铁、锰、铜等。有机酸有柠檬酸、苹果酸、琥珀酸和乙酸等。蜂蜜中含有微量维生素，如维生素A、维生素B2、维生素C、维生素D和维生素K等。此外，还含有氨基酸，各种酶类，包括淀粉酶、转化酶、过
氧化氢酶及脂酶，以及促进人体生长和活动的生物活性物质。因此，蜂蜜不仅营养价值高，而且具有保健功能。
蜂蜜作为甜味剂，用于各种营养保健饮料的制造。在现代果蔬汁加工中，蜂蜜即可作为果蔬汁的澄清剂，又是抗氧化剂，可以防止果汁发生 褐变。
三、糖醇类
目前，使用较多的糖醇类有由葡萄糖还原的山梨糖醇；由麦芽糖醇；由麦芽饴糖还原的麦芽饴糖醇；由木糖还原的木糖醇；由乳糖还原的乳醇；由葡萄糖发酵而成的赤藓糖醇和由砂糖还原的甘露糖醇。其中，山梨糖醇和麦芽糖醇被指定作食品添加剂使用。
糖醇类的主要特性如下。
1 不会褐变：与淀粉酶不同，糖醇没有还原基，与氨基酸共同加热时不会发生褐变。
2 耐热性强：葡萄糖、砂糖加热至130～140℃时，由于热分解会显著褐变。但糖醇，例如山梨醇，在180℃时加热也不会分解和着；麦芽糖醇在140～150℃下尚稳定。
3 甜度低：相对于蔗糖的甜度，山梨醇为70%，还原麦芽糖醇为85%，木糖醇为65%。
4 不会引起龋齿：糖醇不会被口腔微生物分解生成有机酸，对牙齿无腐蚀作用。
5 其他：还有保水性、降低水分活性和增加光泽等特性。
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