赤藓糖醇在食品中的应用优势

图源：摄图网

赤藓糖醇（Erythritol）是一款四碳分子的糖醇，是多元醇家族的成员，其外观为白色无味的晶体，分子量仅122.12。其普遍存在于各种水果中，如甜瓜、桃子、梨、葡萄等；也存在于发酵食品中，如葡萄酒、啤酒和酱油等；同时动物体液中如人体眼球、血清、精液中也有存在[1][2]。赤藓糖醇是一种带有清凉口感的填充型生物甜味剂，其不仅拥有糖醇类产品的所有卓越功能，还独具低能量值和高耐受量的特性。其热量仅0.2千卡/克，增甜特性为蔗糖增甜増力的70%，这使其成为用于患有糖尿病和肥胖症的人的低热量食物的有效安全成分[3]。毒理学研究表明赤藓糖醇耐受性良好，不会产生任何副作用或毒性作用[2]。此外，随食物摄入的赤藓糖醇90%不经历任何生化作用，以不变的形式在尿液中排出，从而不影响血糖或胰岛素水平[4]。由于特定的分子结构，赤藓糖醇还可以发挥抗氧化作用[5]。赤藓糖醇的这些潜在应用特性引发了食品工业及化妆品和制药行业对这种化合物越来越大的兴趣。

目前赤藓糖醇主要通过微生物发酵法生成，与化学合成法制备赤藓糖醇比较，微生物发酵法生产过程温和、容易控制，同时能够极大地减轻环境污染[4]。因此，产品的应用前景被广泛看好，其生产流程如下图所示：

赤藓糖醇的理化特性

赤藓糖醇同其他类型的多元糖醇相比，其各项理化指标存在一定优势，具体如下表1所示：

通过上表1可以得出：赤藓糖醇相对于其他糖醇的特点具有中等溶解度，低吸湿性，低水活，高稳定性等特点。

赤藓糖醇的生理特性

赤藓糖醇是一种采用生物方法生产的新型甜味剂，通过酵母或酵母样真菌对富含葡萄糖的底物进行生物转化[6]。赤藓糖醇具有低热量、低血糖、低胰岛素血症、结晶性好、口感佳、吸湿性低、无致龋齿性，且在常规食品加工条件下，不会出现褐变和分解的优点。由于赤藓糖醇特殊的代谢途径（见图2），使得赤藓糖醇呈现多种生理优势。

甜度适中：赤藓糖醇的甜度比蔗糖略低，是蔗糖甜度的2/3左右，属于天然绿色产品，甜感净爽，与其他糖替代品——糖醇相比，赤藓糖醇生理功能特性更显著[7,8]。另外赤藓糖醇跟甜菊糖、罗汉果甜苷等高倍甜味剂复配时，能掩盖高倍甜味剂所带来的后苦等不良口感，减少溶液的后涩味，降低刺激感，同时还可以增强溶液的柔滑口感，使甜感接近蔗糖。

热量值为零：赤蘇糖醇分子很小，人体食用后有90%左右能进入血液循环中，仅有10%左右直接进入大肠中作为碳源发酵。由于人体没有酶系可以直接代谢赤藓糖醇，因此赤藓糖醇通过被动扩散从近端肠道吸收，其方式类似许多没有主动转运系统的低分子量有机分子，这些有机分子的吸收速率与它们的分子大小有关。赤藓糖醇由于分子量小，通过肠道膜的速度快于甘露糖、葡萄糖，它在体内吸收后却不被消化降解，只能透过肾脏从尿液中排出体外[9]。赤藓糖醇这种独特的生理代谢特性，决定了赤藓糖醇低热值的特性。人体摄入的赤藓糖醇有能量价值的仅占摄入的1/10-1/20，其能量值为0.2-0.4千焦/克，是蔗糖能量的百分之五到百分之十，是所有糖替代醇中能量最低的一种。根据我国新的《预包装食品营养标签通则》(GB 28050-2011定义了赤藓糖醇的热量值为“零”，相对于其他类型糖醇的热量值如下表所示。

耐受量高，副作用小：由于赤藓糖醇的独特代谢途径，使用后的大部分糖醇经肾脏排出体外，不到10%的比例进入肠道，由于人体没有降解赤藓糖醇的酶，所以在人体被分解的量很少[10]。卫生部以“2007第12号”公告对赤藓糖醇的摄入量规定为“按需求添加”，日均摄入量可高达50克，并且没有腹泻和胀气等副作用，通过下表可以对比出人体对几种糖醇的耐受值。

对糖尿病人的适应性：Yokozawa等[11]研究了赤藓糖醇对链脲佐菌素诱导的糖尿病的影响，结果表明，赤藓糖醇可显著降低糖尿病大鼠血清、肝脏和肾脏的葡萄糖水平。由于人体缺乏代谢赤藓糖醇的酶系，进入机体的赤藓糖醇被有效吸收而不被代谢，并通过肾脏过程排出体外，表明赤藓糖醇引起血糖和胰岛素水平变化的潜力有限。因此，赤藓糖醇用于糖尿病患者的特殊食物中，对糖尿病患者是安全的[12,13]。

不致龋齿特性：Honkala等[14]研究了赤藓糖醇等对牙釉质和牙本质龋损发展的疗效，结果表明赤藓糖醇组牙本质龋坏牙齿和表面的数量最低，且最不易发生龋齿损伤。由于赤藓糖醇能减少牙菌斑酸，减少唾液和牙菌斑中变异链球菌数量，从而降低患龋齿风险[15]。此外，有实验表明赤藓糖醇防龋活性的实现机制有三个：1、减少与龋齿发展相关的主要细菌种类的生长抑制和产酸；2、减少普通链球菌口腔细菌对牙齿表面的粘附；3、减少生物体内牙菌斑重量[16]。因此赤藓糖醇有防龋齿性且对口腔健康有益处。

赤藓糖醇在食品中的应用

鉴于赤藓糖醇良好的的理化特性和生理特性，致使赤藓糖醇在食品工业中具有非常广泛的应用范围，主要包括糖果（包括巧克力食品）、保健品、乳类饮料、焙烤制品、软饮料等产品[17]。

• 糖果、巧克力类食品

糖果巧克力市场对基础原料的应用由早期的蔗糖、麦芽糖等传统食糖开始向用新的低糖低热型糖基作为原料的产品转化延伸；然而并非所有低热低糖型的糖基都可以代替蔗糖用于糖果巧克力的生产，使用的新原料必须能从口感和物理化学的角度代替蔗糖，还必须要对人身体健康有益。经过长期的实践研究证明，新型功能性原料赤藓糖醇完全符合要求，赤藓糖醇的口感与蔗糖一样，无需另外添加阿斯巴甜或糖精之类强力甜味剂，用赤藓糖醇制成的糖果比其他“非蔗糖”糖果的口感清爽冰凉，其甜味纯正，无不良后味[18]；而且赤藓糖醇和其它糖醇类共同使用可以增加耐受量以降低单方面使用所受到的风险。赤藓糖醇像其他糖醇类一样，不能为变异链球菌所利用，可以预防口腔中的变形链球菌腐烛牙齿的珐琅质，具有抗龋齿功能，所以赤藓糖醇制成的糖果和专用洁齿用品，对保护牙齿健康具有很有效的推进作用。赤藓糖醇也容易粉碎，吸湿性低[12]，因此可用其制成低热量、非蚀性、抗龋齿的糖果[19]。在糖果巧克力中最好使用高纯度的赤藓糖醇结晶粉末，这样能够获得更好的质量和口感。

• 保健品类食品

赤藓糖醇具有不易被酶降解，不参与糖代谢，不导致血糖变化的特点，适合糖尿病患者保健食品的应用；代替蔗糖制成低能量值的保健食品，适合肥胖人群、高血压病人及心血管病人食用；食用后在肠道中的代谢特点，适合肠胃功能不调人群；利用抗龋齿功能，可制成对口腔健康有益的糖果和口香糖[20]。

• 乳制品、饮料、酒等

在发酵乳制品中添加一定浓度的赤藓糖醇，能适当延长产品的保质期。赤藓糖醇对饮料主要感官特征的影响体现在提高甜度、厚重感和滑润感，降低苦涩感，掩饰异味，改善饮料的整体风味，如赤藓糖醇应用于茶饮料中可以明显减少其后苦味；利用赤藓糖醇溶解时吸热大的特点制成清凉性固体饮料；利用赤藓糖醇生产新型的低热量饮料中，添加赤藓糖醇的果汁饮料，可降低热量75%～ 80%；稳定特性可以应用在需要巴氏、高温短时和超高温等杀菌工艺的饮料中。用于生产低热量酒精饮料可以降低酒类饮料的酒精异味和感官刺激，改善蒸馏酒和葡萄酒的质量，提高产品的天然风味[21]。
焙烤制品

在焙烤食品中，蔗糖和油脂是基础原料，两者能直接影响焙烤食品本身的组织结构、口感和风味。比如食糖在焙烤食品的生产中，不仅能增加甜味、延长货架期，还会对面团的发酵、流变学性质、工艺及产品品质带来很大的影响。但随着现代消费者消费水平的提高，对健康意识的增强，消费者不再追求“高糖高热量”的烘焙产品，迫使焙烤产业朝着更营养、新健康、功能性等健康方向发展，时下有些厂家在制作的低能量或无糖焙烤食品仅通过减少油脂和糖的使用量的做法不仅会造成产品感官品质恶劣，并且很难被患有糖尿病、肥胖症及其他消费人群所接受。所以，在生产低热量或无糖烘焙产品时，需应该采用糖醇，可溶性膳食纤维、低聚糖等原料以复配的方式替代油脂和蔗糖，模拟出油脂和蔗糖的功能，提高产品的可接受性。

赤藓糖醇是一种被证明非常好的，可使焙烤制品获得较高质量的功能性或低热量的糖醇。赤藓糖醇跟聚葡萄糖复配后使用可以在物化性质方面取代蔗糖的应用优势另外还能增加健康功效，添加赤藓糖醇的焙烤产品跟同样使用蔗糖为原料的产品相比，前者具有更好的结构紧密性和柔软性，并且有着不同与蔗糖产品的的口溶性和细微的颜色差别[22]。在焙烤食品中使用的赤藓糖醇时，最好是粉状或者是粒度精细(<200um)的结晶，细小的颗粒会给产品带来平滑、圆润的口感。

随着赤藓糖醇应用行业的不断扩展及市场对低热值功能性甜味剂的需求不断增长，其用量也是在逐年递增。市场的赤藓糖醇消费需求十分活跃，赤藓糖醇有很大的需求量和广泛的市场发展空间，赤藓糖醇的应用前景十分广阔[23]。

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