前景广阔的食糖替代品______木糖醇 |
| 日期：2006-10-20 21:44:25 来源: |
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编者的话
近年来，国际上对木糖醇的需求增加，在国内，木糖醇作为无糖口香糖和各种无糖食品配料也有较快发展，无糖口香糖已成为家喻户晓的一种食品。尤新先生在本文介绍了木糖醇和蔗糖的物化性质、木糖醇作为食糖替代品的特殊性能以及制作各种食品的实例、食品级木糖醇的产品标准等，可作为拟研发木糖醇的食品业内人士参考。
木糖醇是被国际粮农和卫生组织食品添加剂法规专家（JECFA）委员会于上世纪七十年代批准为A类食品添加剂，并对ADI值不作规定的公认安全食品。国际食品法典委员会（CAC）于1999年6月通过为“在食品中可以按正常生产需要使用的食品添加剂”。由于它和其他糖醇比较，有较高的能量和甜度，经国内外研究证明，且具有防龋齿、改善糖尿病患者病情、消除血酮症、改善肝功能等某些特殊的生理功能。1999年，我国通过动物和人体试验，在国际上首次证明木糖醇和低聚糖一样，具有双歧杆菌的增殖功能，受到国内外各方关注。
一、自然界存在的木糖醇在自然界，木糖醇广泛存在于各种
果蔬食物中，各种食物中木糖醇的含量，可以用薄层层析法或色谱法测出。wdahfiffl等人测得的结果如表1：
应该指出，在人体的血液中，即使不摄入外来的木糖醇，也存在着0．03～0．06mg／100mg的木糖醇。糖代谢一般由葡萄糖经由6－磷酸葡萄糖、6－磷酸果糖、1牞6－二磷酸果糖、磷酸丙糖、磷酸烯醇式丙酮酸、丙酮酸而进入三羧循环，最终转化成二氧化碳和水。这是糖代谢的正常途径。此外还有一条葡萄糖醛酸－木酮糖侧路，这到1953年才被horowitz首次确定。它是由六个碳的葡萄糖醛酸，经由L－木酮糖、木糖醇、D－木酮糖、5－磷酸木酮糖和磷酸－戊糖侧路相联系。因而确认木糖醇是人体糖类代谢的正常中间体。一个正常健康的人，即使不摄入任何一点含木糖醇的食品，在其血液中也含有0．03－0．06mg／100ml的木糖醇。每个人的肝脏每天能合成木糖醇5－15g。据国外试验指出：人体肝脏代谢木糖醇的能力达0．37～0．5g／h／kgbw。服用木糖醇后，12小时内，有50％～60％转化成CO2，从肺部呼出体外；在尿及粪便中排出2％～10％；有20％～30％转化成肝糖或其他中间体储存于细胞中。由于木糖醇代谢不同于一般糖类，不需要胰岛素促进，能直接透过细胞膜，成为组织的营养，而且还能微量促进胰岛素的分泌。所以木糖醇成为糖尿病人理想的食糖替代品。木糖醇虽然进入人体在肠部吸收缓慢，但一旦进入血液和细胞后，代谢速度相当快，每小时每公斤体重达0．7g。每克木糖醇全部代谢产生4．06卡热量。
由于在自然界含量太低，从天然物提取，将十分昂贵。所以世界上木糖醇生产，均以植物中提取的木糖氢化还原生成。但其化学结构和天然物完全相同，在体内能吸收并代谢，成为人体的营养来源，可称作视同天然物。
二、木糖醇和蔗糖的甜度、物理性质的比较
由于木糖醇能为人体代谢，作为能源供给人体吸收，所以是一种理想的营养性甜味料，木糖醇和其他天然的营养性甜味料的甜度比较如下：
（以蔗糖为100）蔗糖100、麦芽糖0．36、木糖醇105、甘露醇0．55、葡萄糖69、转化糖95、山梨醇48、木糖67、果糖120、乳糖39。
甜度的比较是指10％的水溶液在20℃时的甜度。但是由于浓度、温度等的影响，甜度也会有变化。例如在高于10％时，木糖醇比相同的蔗糖溶液甜度要大些，所以有些资料上认为木糖醇的甜度是蔗糖的100％，当浓度低于1．0％时，木糖醇的甜度不及蔗糖。当水溶液中有其他盐类时，也会改变其甜度，当木糖醇甜食含有0．06％的食盐时，显示有最高的甜度。温度升高也会影响甜度，例如冲一杯甜咖啡要用13克木糖醇代替10克蔗糖。
木糖醇具有和蔗糖相似的甜度，外形亦相类似，具有某些食糖的属性，所以能作为食品加工的甜味料来利用。木糖醇和蔗糖在物理性质方面的差别列于表2：
三、木糖醇的防龋特性糖是广大群众喜爱的一种有营养的甜食品，特别是儿童最爱吃糖。除糖尿病人外，糖也是病人的保健食品，很多药剂中均含有糖。
但是，吃糖太多也没有好处，血液中的糖浓度升高，需要消耗更多的胰岛素。吃糖太多还有一个问题是产生龋齿。城市里的儿童，就是因为吃糖太多，牙齿很少是完好的。鉴于这些问题，多年来，很多科学工作者一直在寻求新的食糖代用品，以便使健康者吃了不长龋齿。国外比较成熟的营养性食糖代用品主要是山梨醇和甘露醇，这些多元醇外形和蔗糖相仿，但甜度太差，只及蔗糖的一半，所以并不理想。作为一种理想的营养性甜味料，除了不龋齿和不影响糖尿病人的血糖值外，最好是甜度和蔗糖相仿，并能和蔗糖一样地食用和应用于食品加工工业。很早以前，就有人作过用木糖醇代替食糖对老鼠的防龋齿试验，证明木糖醇是不龋齿的。比较全面和长期的通过人做试验，是芬兰、图尔库（Turku）大学牙科研究所，他们从1973年到1975年前后共进行了两年饮食试验及一年的口香糖试验。饮食试验有125人参加，分成三个组，分别食用普通食糖（蔗糖）、果糖、木糖醇制成的各种甜食品，包括烘烤食品，罐头、蜜饯、鲜汁、饮料、糖果等。125人中，用普通食糖饮食者35人，用果糖代替食糖者38人，用木糖醇完全代替食糖者52人。所有参加试验者均有不同程度的龋齿现象。试验过程，每人除保持原有正常的饮食习惯，免费供应以上食品，每天做记录，包括临床化学及生化的检验记录。经过两年的结果，令人信服的证明，木糖醇能比蔗糖减少龋齿发生率90％，果糖能比蔗糖减少30％。两年中，按人口计算，新的龋齿百分比为：糖组7．2，果糖组3．8，木糖醇组0。在取得上述试验结果的基础上，图尔库大学又进行了用口香糖对蛀牙的对照试验，参加试验的全是牙科的学生，在一年内，仍按他们的牙齿卫生和饮食习惯，每天平均增加4～5块口香糖，第一组50人吃含普通食糖的口香糖，第二组吃含木糖醇的口香糖。经过一年试验结果，吃普通食糖做口香糖的那一组，出现2．9个新的龋齿，而吃木糖醇口香糖的那一组，几乎没有新的龋齿，虽然平时也吃含糖的食物。而且，吃了木糖醇口香糖以后，有些原有的龋齿症状，有所减轻。试验表明，木糖醇所以有防龋功能，是由于木糖醇不被产生龋齿的细菌所利用；木糖醇在口腔中不产生酸，而是在口腔中转成中性，防止了牙齿被酸蚀。芬兰这一试验结果，可以说是一个突出的发现，说明果糖能减轻龋齿，而木糖醇能防止龋齿。我国于1986年由浙江开化华康药厂在当地184例小学生中开展了服用木糖醇防龋齿试验。试验期从1986年5月至1987年5月共一年。结果证明防龋率达76．43％。实验组和对照组保护指数为5．1∶1。国际上对于木糖醇作为甜味料应用于防龋食品，给予极大的注意。北欧无糖口香糖占90％的比例，西欧各国也达50％以上。美国在保健食品商店，出售含木糖醇的口香糖和其他食品。我国近年市场上也大量出现了含木糖醇的无糖口香糖，如益达（箭牌）无糖口香糖，标明含木糖醇50％以上，还有贝洁、乐天等品牌的含木糖醇无糖口香糖。
四、木糖醇作为食糖替代品的特性和应用木糖醇和蔗糖比较，在物理性质方面还有不少特点，应该利用它的特点来制取各种可口的食品。
1．木糖醇的清凉感。木糖醇放到嘴里有一种天然的清凉感，这是由于木糖醇比蔗糖的溶解热几乎大10倍。即木糖醇溶解时，吸收大量的热，使介质产生低温。所以在各种食品中，加入木糖醇结晶以后，吃起来会感到清凉，可以增强薄荷、留兰香等食品的风味。但木糖醇溶解后制成的饮料，饮用时就没有清凉感了。
2．木糖醇加热时不产生“美拉德”褐变反应。蔗糖在食品加工受热时，会和氨基酸产生美拉德反应，即糖类的醛基和氨基酸反应，生成褐色并有焦糖味的物质。这对于面包生产是不可缺少的。但是对于绝大多数的食品加工是一个问题。因为美拉德反应会使食品的色泽发暗。木糖醇则不会和氨基酸发生反应，在食品加工过程，比较稳定，这就对某些需保持浅色的食品，以木糖醇代替蔗糖，有特别的意义。例如，番茄酱生产中加有蔗糖，会在加工过程甚至保存过程中，其色泽渐渐变深。当用木糖醇代替蔗糖制番茄酱时，其色鲜艳能保持较长的时间，甚至打开盖以后，也不容易变色。在生产白色的糕点时，用木糖醇代替蔗糖，通过加热熟制过程，不致表面产生褐变，保持洁白鲜艳。
3．木糖醇具有吸湿性。纯粹的蔗糖较少有吸湿性，但木糖醇则在不同的相对湿度下有不同的吸湿性。
由于木糖醇有吸湿性，故不适于制取脆和干的食品，例如用木糖醇代替蔗糖制饼干，烘烤成后，在空气中放久，就会变软。但如用来制作一些较软的点心时，则木糖醇能比蔗糖保留更长时间的柔软性。
4．木糖醇不易发酵，对微生物是不良的培养基。由于木糖醇具有这一特性，故所制食品能延长其保存期。例如果酱生产时在储存期，特别是开罐以后，容易败坏，如果用木糖醇代替蔗糖作果酱，这种果酱能使一般果酱保存较长的时间。（上）
表1
食物 每100克干物质或每100毫升汁液中木糖醇的毫克数
香蕉 21
木莓 268
草莓 362
菠萝 21
青梅 935
茅菜 258
胡萝卜 86.5
洋葱 89
莴苣 131
花椰菜 300
南瓜 96.5
菠菜 107
卷心菜 94
茴香 92
白蘑菇 128
苹果汁 120
表2
木糖醇 蔗糖
分子式 C5H12O5 C12H22O11
分子量 152．15 342
熔点 93～94．5℃ 179～186℃
比重 1.5 1.59
溶液比重 10％ 1.03 1.04
20％ 1.07 1.08
溶液黏度 10％ 1．23（厘泊） 1.31
20％ 1.67 2.03
溶解热 ＋34．8（卡／克） ＋4．34（卡／克）
比旋光度 （α）20／D 无 ＋66．50
热量 4．06卡／克 4．06卡／克
可发酵性 - +
结晶形状 白色斜方体 单斜品系
甜度 100 100
折射系数 10％ 1.3471 1.3478
20％ 1.3620 1.3638
作者：尤新
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