功能性甜味剂的分类及研究进展

任剑豪　吴卫国

随着人们消费观念的改变，甜味剂取代蔗糖已成为食品行业发展的重要趋势。本文通过对糖醇类、低聚糖类等功能性甜味剂的分类和概述，阐明了相关甜味剂的研究进展，为未来功能性甜味剂的发展方向提供了参考意见。

《人类简史》作者在书中表示，人类戒不掉对“甜”这种味觉享受的追求。糖类便是人们最简单获取甜味的方式，也是使用范围最广、应用历史最长的甜味剂。

随着人们生活水平的逐步提高和健康意识的逐渐发展，民众对食品中的“糖”含量尤为敏感，市场上也出现了各种低糖或无糖的食品。因为糖类作为甜味剂容易引发龋齿、导致肥胖、高血脂、动脉硬化和糖尿病等病症，增加血液酸度和血液粘度，故消费者一直在寻找一类低热量的天然甜味劑来满足对甜味的追求。

甜味剂

甜味剂简单来说是指赋予食品甜味的一类食品添加剂，可根据来源分为天然甜味剂和人工合成甜味剂两种。据统计，甜味剂贸易额高达100多亿美元，近些年来，我国甜味剂由于市场需求量的增大，年产量也每年快速增长。甜味剂在全球食品添加剂产业中有着举足轻重的地位，甜味剂工业已成为添加剂工业中产量比重最大的工业。

目前世界范围内甜味剂的研究开发十分迅猛，不断涌现出品种繁多的甜味剂。理想的甜味剂应该具有与蔗糖相似的愉快、爽口甜味，有良好的加工性能且能和食品配料混合良好，性质较稳定且对人体无毒害，无色无异味且不会导致龋齿。目前我国甜味剂生产也已有数十年的历史。

根据我国现行标准（GB2760-2014）的规定，山梨糖醇、甘露糖醇、甜蜜素、麦芽糖醇、赤藓糖醇、乳糖醇、三氯蔗糖、阿斯巴甜等作为甜味剂可以用于糕点、饼干、饮料等多种不同的食品中。

功能性甜味剂

功能性甜味剂是指除了能赋予食品甜味之外，还具有

通常具有如下特点之一的，都可认为属于功能性甜味剂：

A.具有某些特殊的生理功能，如促进人体肠道中双歧杆菌的生长繁殖；

B.能量值近似为零，不参与机体代谢；

C.虽可完全被机体消化吸收，但因甜度较大或很大，在正常摄入范围内所提供的能量值较低或很低；

D.在机体中的代谢途径与胰岛素无关，进入体内后不会引起血糖波动，可供糖尿病人食用；

E.不是口腔微生物的适宜作用底物，不会引起牙齿龋变，甚至具有抗龋齿活性。

功能性甜味剂可分为强力甜味剂和填充型甜味剂两类，填充型甜味剂又可分为功能性单糖、功能性低聚糖和多元糖醇三类。下文重点介绍多元糖醇类和低聚糖类功能性甜味剂。

多元糖醇类。不同的糖醇是由其相应的糖通过加氢从而制得的，其不易被消化吸收，有保湿功能，因其不能被微生物利用，故还有防龋齿的功能。常见的多元醇类功能性甜味剂包括木糖醇、麦芽糖醇、山梨糖醇、赤藓糖醇等，具有纯正的甜味，且安全无毒，我国已经批准列入食用卫生标准的糖醇就包括他们。很多是属于不需要规定最高使用限量的。但国际粮农和卫生物质食品添加剂组委会也指出如果食用较多的糖醇，会导致腹泻问题的产生，停止食用后症状就会消失。

张碧宇利用配有蒸发光散射检测器的高效液相色谱仪，对准确测量食品中的多元糖醇的色谱条件和前处理方法进行了研究。

山梨醇。又称山梨糖醇，分子式为C6H1406，相对分子质量为182.1，热值为2.6kcal/g，相对甜度0.6。山梨糖醇十分稳定，溶解性好，吸湿性强，因其具有清凉的口感而常被用于口香糖、薄荷糖等产品中；它也可以作为食品保湿剂，还可以作为糖尿病人的甜味剂，提高糖尿病人忍耐碳水化合物的量；其缺点是甜度低，且高浓度时容易产生结晶，大量服用易导致腹泻。

自然界中山梨糖醇广泛存在于水果、蔬菜中，梨、桃中的含量达到10%以上。工业上，山梨糖醇常由葡萄糖触媒氢化制得，张晓英等在他们的研究中也明确了工艺条件，但能耗较大；朱建良研究了生物法制备山梨糖醇的可行性，相较传统方法而言，生物法条件温和，能耗少。

有研究称，预计到2020年，全球山梨糖醇市场总值将达到近40亿美元，全球需求总量将达两百多万吨。

木糖醇。热值为2.4kcal/g，相对甜度1.0。木糖醇溶解性好，吸湿性低，温度较低时和砂糖的甜味相近，但它的相对甜度在温度较高时较低，有清凉感；体内代谢和胰岛素无关，不影响血糖浓度，故糖尿病人可以食用，常用于制造无糖食品；其缺点是摄入会产生热能且价格较为昂贵，木糖醇也容易结晶，所以不能单独用以生产硬糖。

木糖醇应用范围和山梨糖醇类似，除了无糖口香糖外，含有木糖醇的食品还有奶糖、豆乳、饮料等；由于木糖醇具有一定的防龋齿和润喉的功效，故也常被用在口含片中。

木糖醇主要是利用玉米芯等中的木糖氢化出的五碳糖，工业上是通过水解含木聚糖物质生产木糖醇的，但是由于生产价格和应用范围，产量一直不高；我国北方主要是以玉米芯为原料，南方以甘蔗渣为原料生产，迄今全国木糖醇生产能力已接近万吨。有报道称用甜蜜素、木糖醇为甜味剂配方可以在膳食纤维软糖生产中取代蔗糖。

麦芽糖醇。分子式C₁₂H₂₄O₁₁其相对分子质量为344，热值为2.1kcal/g，相对甜度为0.9。麦芽糖醇不易结晶，具有显著吸湿性，非致龋齿性，可抑制体内脂肪过量积聚，吸收率低；其在pH3到7时稳定，低于3时加热缓慢分解；其缺点是生产所需条件较复杂，对生产设备要求较高。

麦芽糖醇可由淀粉经酶水解后加氢反应获得，生产成本较高；孙永泰研究的碎米制备麦芽糖醇工艺，可使麦芽糖醇千基含量达到近八成。

目前，国际上糖醇年需求量为300多万吨，而总产量仅为260余万吨，供需关系十分突出，其中麦芽糖醇的需求量排第四位，我国作为农业大国，麦芽糖醇生产原料充足，为发展相关产业提供了有利条件。endprint

赤藓糖醇。又称赤藓醇，热值为0.2kcal/g，相对甜度为0.7。无臭、通常为白色结晶粉末，可在122℃融化形成无色、无粘性的液体；其高温时稳定，熔解热高，水分活度低，有爽口甜味和清凉感；赤藓糖醇摄入后不会导致肥胖且易于代谢，由于其吸湿性差，故适用于干燥的粉末饮品中。除此之外，赤藓糖醇副作用小，且是糖醇里耐受性最好的一种。

赤藓糖醇广泛存在于天然动植物的体内，人体的眼球、血精中亦有存在。英国公司Cerester利用水解发酵和酵母法生产出赤藓糖醇，赤藓糖醇也是目前国际上唯一采用微生物发酵法生产的功能性糖醇。唐梨花等的研究表明从赤藓糖醇废弃母液中回收赤藓糖醇是可行的，在进样温度为40-50℃，进样流速为2BV/h时，赤藓糖醇母液脱盐率可达98.5%，赤藓糖醇回收率达95%以上。

赤藓糖醇作为低热量甜味剂广泛应用在糖果、糕点、乳制品及糖尿病人专用食品等多种食品中，目前，消耗赤藓糖醇最多的是饮料行业。

低聚糖类

寡糖，即低聚糖，是由2-10个相同或不同的单糖通过糖苷键聚合而构成的糖类的总称，包括功能性低聚糖和普通低聚糖。由于如麦芽糖等此类低聚糖不具备预防龋齿、降血压及促双歧杆菌增殖等生理功能，故不属于功能性低聚糖。常见的功能性低聚糖包括偶联糖和果低聚糖等，均为低热能的新型甜味剂，其中，果低聚糖有增加肠道内双叉乳杆菌和降低胆固醇的作用，对健康有利。

功能性低聚糖有生理安全，有清爽似糖的甜味，热量低，非致龋，不会引起血糖值和胰岛素水平变化等优点，同时，它们是双歧杆菌的增殖因子，能有效调整肠道菌群，从而有维持肠道正常环境、调节肠道功能的作用，对提高机体健康水平具有重要意义。因其几乎无副作用，且能提高人体免疫，对肝病、糖尿病等疾病有一定辅助作用，从而受到广大消费者的欢迎。

一般功能性低聚糖的生理活性主要有：

A.低甜度，低熱量，难以被人体消化，食用后基本上不增加血糖血脂；

B.摄入低聚糖对人体大肠内双歧杆菌有增殖作用，能抑制肠内有害菌群的繁殖，提高机体免疫力，润肠通便；

C.不会被引起龋齿的链球菌所利用，防龋齿；

D.可以促进钙铁吸收和间接调节血脂。

一般而言，低聚糖制备方法大致分为从天然原料中提取、化学法制取、生物法制取三大类。低聚糖产品目前多以淀粉、蔗糖等为原料经酶法，即生物法转化获得，常见酶类包括各种糖苷水解酶、糖基转移酶以及磷酸化酶等。我国的开发起步虽然较日本和欧洲市场晚，但开发新型低聚糖也列入我国21世纪食品工业发展的重点，目前，功能性低聚糖的应用研究除了防治疾病、营养保健之外，也在向畜牧养殖和植物生长等领域发展。

WHO制定的《成人和儿童糖摄入量指南》建议，成人每日精制糖的摄入需控制到50g（按照成年人每日需要2000千卡热量计算），而现实生活中的摄入往往很容易超标，故甜味剂部分代替糖的摄入是一种发展趋势，但食糖仍然占据着甜味剂市场的大部分，因此，功能性甜味剂的发展前景十分可观。

虽然前途光明坦荡，但目前甜味剂的发展和应用也存在很大的问题。近些年来，从国家食品药品监督管理总局的监督抽查结果中我们不难发现，超范围、超剂量使用甜味剂的不合格食品样品比重还是不小，个别生产厂家技术管理水平不高，安全意识也不到位。

因此，相关措施的实施刻不容缓：一、政府要加大相关法律法规的宣传，并进一步加强监管力度；二、食品生产企业必须严格遵守相关标准法规，合理合法地使用甜味剂；三、消费者要正确认识甜味剂等食品添加剂，理性看待，并通过正规途径购买合法的正规产品。

消费者合理膳食、均衡营养，企业严格自律、合法生产，政府加强宣传、严格监管，相信中国的食品行业会越变越好。endprint