赤藓糖醇在低能量食品中的应用研究
帅斌，李发财，周清涛，杨海军
保龄宝生物股份有限公司 山东禹城（251200）
摘要：由于现代的一些生活方式，肥胖的人群比例越来越高，而肥胖会导致各种疾病的发生，赤藓糖醇作为天然“零热量”甜味剂，非常适合减肥人士、糖尿病人、美容人士及具有健康意识的人群。赤藓糖醇作为天然健康的食品的配料，将在低热量食品中将发挥重要作用。
关键词：赤藓糖醇；减肥；低热量食品
The Application Of Erythritol In Low Calorie Food
Shuai Bin，Li-Fa cai， Zhou-qingtao，Yang-haijun
（Baolingbao Biology Co.,Ltd，Yucheng，Shandong，251200）
Abstract: the proportion of the population is increasing,due to some of the modern way of life,which can lead to various diseases.Erythritol as natural zero calorie sweetener ,is very suitable for dieters,diabetics,beauty and health-conscious populations .As a low calorie food ingredients,erythritol will play an important role in low calorie food .
Key words：Erythritol , Dieters, Low calorie food
作者简介：帅斌(1983 - ) , 男, 硕士研究生, 研究方向: 功能性食品配料生产及研发；
1、低能量食品市场状况
随着中国经济的发展，肥胖等诸多健康问题越来越严重，体重超标的成人和儿童人数激增，据统计，中国肥胖症患者超过 7000 万 ，超重比例占人口的28.9%，越发达的城市肥胖率越高，成年人体重超重者达到了29%，青少年肥胖发生率为11%，在未来几年，中国的肥胖人口可能超过2亿。肥胖会引发一系列问题，如肥胖使慢性非传染性疾病发生的风险度增加，肥胖与心血管、糖尿病、高血压、癌症及代谢紊乱等有非常密切的关系。超重10%的45岁的人，寿命比正常体重者要缩短4年，死亡率远远高于正常体重者。肥胖症者与正常体重者相比，胆结石的发病率约高6倍。
那么人肥胖的原因是什么？归结起来有以下几点：一方面是遗传因素所致；另一方面是吃的多，运动少，即摄入的热量大于消耗的热量；对于现在多数人来说，生活压力增加，可能很少有人花很多时间去运动，因此，针对希望健康人群和爱美人士，开发低热量、低糖的食品饮料变得尤为必要。
全球关于能量限定食品法规
作为全球肥胖人口最多的区域，相关研究也证明，添加到饮料中的糖分会导致肥胖、糖尿病等一系列健康问题，而这些糖分约占美国民众所摄入添加糖分的一半。针对此情况，欧美等国都对食品饮料中糖分的添加进行了限制规定；
据美国食品安全新闻网报道，为应对美国日益严重的肥胖问题，美国医学会（AMA）提议对含糖饮料征税；
2011年初，相关报道法国拟将向含糖软饮料征收"肥胖税".按照新规，法国政府将向可口可乐、芬达等含糖软饮料加收1%的税，但是不对零热量饮料加税。
2012年5月欧盟委员会通过了禁止在果汁中加糖的提案，新条例将于2012年6月开始生效。其后，欧盟成员国将有18个月过渡时间。过渡期结束后，不论产品来源，任何在欧盟市场上销售的果汁将不再允许加糖；
2、赤藓糖醇天然“零热量”甜味剂
赤藓糖醇是一种天然的糖醇类填充型甜味剂，广泛存在于多种水果和发酵食品中，如葡萄、甜瓜、蘑菇、酱油、干酪、葡萄酒和啤酒等。赤藓糖醇为白色结晶性粉末，甜味清凉纯正，无异味，工业化生产天然发酵而成，与其他糖醇普遍采用化学加氢合成相比有着明显的天然优势。
2.1 赤藓糖醇理化特性
表1赤藓糖醇的理化性质
Table 1 Physicochemical properties of erythritol
|
名称
|
赤藓糖醇
|
|
分子式
|
C4H10O4
|
|
分子量
|
122.12
|
|
熔点
|
118-122℃
|
|
相对甜度
|
75%
|
|
溶解热
|
—43cal/g
|
|
吸湿性
|
90%的空气湿度下也不会吸湿
|
赤藓糖醇有非常稳定耐酸、耐碱性，长时间处于pH2-pH10 的条件下仍然能够保持稳定；耐热性很强，即使温度高达160℃也不分解和变色，并无美拉德反应，赤藓糖醇的这种理化特性，非常适合食品饮料的制作工艺需求。吸湿性较弱，即使在相对湿度90%的条件下也不吸湿，使得它十分适合于压片或是粉剂，如巧克力、口香糖或者一些医药片剂中。溶解度在常温下约为37%，甜度为蔗糖甜度的70%。
2.2 赤藓糖醇生理特性
表2 赤藓糖醇的生理性质
Table 2 Physilolgical properties of erythritol
|
项目名称
|
赤藓糖醇
|
|
代谢热量值
|
0-0.2Kcal/g
|
|
平均血糖指数
|
0
|
|
平均升胰岛素指数
|
2
|
|
新陈代谢
|
不参与
|
|
到达结肠的部分
|
＜10%
|
|
结肠内发酵部分
|
无
|
|
最大无作用量（g/Kg体重）
|
男：0.55-0.66
|
|
女：0.76-0.80
|
赤藓糖醇一系列生理特性源于其独特代谢途径，赤藓糖醇属于小分子物质，其很容易通过被动扩散被小肠吸收，其中90%赤藓糖醇进入血液循环，由于不能被机体内的任何酶系统消化降解，因此只能通过肾从血液中滤去，经尿排出体外。而另有10%直接进入大肠，进入大肠内的碳水化合物被肠道细菌发酵后产生挥发性脂肪酸CH4和H2。其中CH4和H2可溶解入血液中，并通过呼气排出。研究表明，摄入赤藓糖醇后，呼气中H2的数量并没增加。而摄入乳糖醇后，呼气中H2的数量明显增多。这表明，进入大肠中的少量赤藓糖醇很难被细菌发酵利用。代谢途径见图1。
图1 赤藓糖醇代谢途径
Fig.1 The metabolic pathway of erythritol
2.3赤藓糖醇生理特性研究
2.3.1耐受量
据Nebraska（美国）大学的健康科学研究中心报道，动物的耐受量达到20g/kg体重，建议人体摄入量为1g/kg体重/每天；在毒理研究部分报道（WHO1987）中提到，赤藓糖醇是几乎不代谢、不吸收、低分子量的物质；通过动物毒理实验，确定是安全的。Nebraska大学药物研究中心的W. O. BERNT[7]在急性实验部分报道赤藓糖醇在动物中的耐受量为18g/kg体重，经毒理实验也确定了赤藓糖醇是安全的。
2.3.2低血糖反应
据GeoffreyLivesey[1]（英国）的报道，赤藓糖醇的血糖指数和胰岛素指数分别为0,2，相比木糖醇的血糖指数和胰岛素指数13,11要低很多。因此，赤藓糖醇对血糖的影响要比木糖醇小得多，几乎不对血糖有任何影响。
2.3.3赤藓糖醇的抗氧化性
赤藓糖醇具有抗氧化活性，可作为一种抗氧化剂，在体内有助于防止高血糖引起的血管损伤。据欧洲医学研究中心[10]的相关研究报道：赤藓糖醇被证明是一种很好的自由基清除剂和抑制剂。利用高性能液相色谱和电子自旋共振光谱研究表明，赤藓糖醇与羟自由基反应形成赤藓糖和赤藓酮糖。在糖尿病大鼠实验中研究表明，赤藓糖醇具有保护内皮细胞的作用，根据体外实验，在大鼠尿液中发现赤藓糖。
3、赤藓糖醇在低能量食品中应用
3.1在饮料中的应用
赤藓糖醇作为低热量或零热量的天然物质，非常适合在低热量、降糖、低糖、无糖饮料中的应用。赤藓糖醇与甜菊糖或其他高倍甜味剂复合使用，可有效掩盖甜菊糖等高倍甜味剂的不良异味，可增加固形物，改善口感，非常适合作天然、无糖、降糖、低糖等宣称的饮料配料。在美容类饮料方面，现在大多的配料为胶原蛋白、辅酶Q10，透明质酸等物质，由于这些物质本身可能有些不良味道，因此现在市售的美容饮料口感一般，而赤藓糖醇作为天然甜味剂可有效掩盖胶原蛋白的不良异味，另外，国外研究报道了赤藓糖醇有抗氧化的功效，这使得赤藓糖醇在美容抗氧化等饮料方面得到更广泛的应用。赤藓糖醇的这一掩盖不良异味的特性，使得它在含有中草药提取物的保健酒类，减肥代餐类等也有广泛应用。用于生产低热量酒精饮料，可促进溶液中的乙醇分子与水分子的结合，从而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。
表3赤藓糖醇在功能饮料中的概念
Table 3 Benefits of erythritol in popular functional beverage concepts.
|
功能概念
|
主要健康调节
|
赤藓糖醇益处
|
|
美丽由内而外
|
抗衰老
|
抗氧化
|
|
抗龋齿
|
无致龋齿性
|
|
|
体重控制
|
无热量
|
|
|
高级健康
|
胆固醇控制
|
无具体效果
|
|
血糖控制
|
不引起血糖变动
|
|
|
身体抗炎
|
清除自由基
|
|
|
健康/感觉很好
|
抗压力
|
无具体效果
|
|
助消化
|
高耐受量
|
|
百事Sobe 活力水 零卡路里、天然甜味剂
配料：赤藓糖醇+甜菊糖
上市日期：2009
产品宣称: 卡路里 、天然甜味剂
配料：绿茶提取物，赤藓糖醇，葡萄糖…
|
|
可口可乐 Odwalla 果汁
配料：赤藓糖醇、甜菊糖
|
3.2、在焙烤食品中的应用
|
卡夫OREO（奥利奥）无糖进行饼干 ●特点
Ø 无糖
Ø 3g膳食纤维
Ø 0反式脂肪
Ø 不含胆固醇
●配料
强化面粉、赤藓糖醇，聚葡萄糖，牛奶乳清蛋白等
|
同时使用蔗糖的产品比较，使用了赤藓糖醇的产品可以延长产品的货架期。由于赤藓糖醇具有水合性，不仅使这类焙烤类产品中微生物不易增殖，而且可以使产品保持良好的新鲜度和柔软性。在饼干中按10％添加赤藓糖醇，极大地改善了产品的稳定性，延长了货架期
使用赤藓糖醇的产品与同样使用蔗糖的产品相比，要具有更好的紧密性和柔软性结构，并且在口溶性方面和颜色上有细微的差别。在高浓度油糖类蛋糕和松糕中，结合使用赤藓糖醇和麦芽糖醇的混合物来完全取代蔗糖，会得到具有良好的口感、较长的货架期的低糖类产品。
3.3、在糖果中的应用
赤藓糖醇是所有糖醇在人体耐受量最高的，赤藓糖醇与其他糖醇复合使用，不仅解决了人体对各种糖醇的耐受量的问题，而且赤藓糖醇的清凉特性，使得制作的糖果具有一定的清凉特性，目前在国外已被用于无糖糖果的制造，赤藓糖醇用于糖果中可使产品热量降低：例如用于胶姆糖中代替传统的甜味剂，可使热量降低约85%，在巧克力中可降低热量约30%。
|
雀巢瘦牛系列巧克力糖果 ●特点
Ø 低甜低热（120caloria）；
Ø 清凉感觉；
Ø 1g蛋白；
Ø 3g纤维；
●配料
赤藓糖醇，聚葡萄糖，黑巧克力、天然香精等
|
展望
随着人们物质生活水平的提高以及生活节奏的加快，肥胖等健康问题日益突出，而肥胖正成为诱导和加重一些慢性病最重要的因素。消费者保健意识逐步提高，一方面他们寻求减少日常中糖、热量的摄入，另一方面，对无糖、低热量、减肥等功能性保健食品的需求日益增加，成为推动新产品推出的重要市场驱动力。赤藓糖醇作为一种天然零热甜味剂，不仅满足了消费者的口感需要， 更满足了消费者对天然、低热、低GI等健康功效的需求。它广泛应用 于各种领域，因此是未来功能保健产品市场不可缺少的健康配料之一。
参考文献
[1] Geoffrey livesey.Health potential of polyols as sugar replaces,with emphasis on low glycaemic properties[J]. Nutrition research review(2003)16,163-191.
[2] D Storey, A Lee, F Bornet and F Broun. Gastrointestinal tolerance of erythritol and xylitol ingested in a liquid[J]. European Journal of Clinical Nutrition. 2006, 1–6
[3] W. TETZLOFF,F. DAUCHY, S. MEDIMAGH, D. CARR, AND A. BAR. Tolerance to Subchronic, High-Dose Ingestion of Erythritol in Human Volunteers[J]. Regulatory toxicology and pharmacology.1996(24), S286–S295
[4] Gertjan J.M. den Hartog，Agnes W. Boots，Aline Adam-Perrot.ect. Erythritol is a sweet antioxidant [J].Nutrition . 2010 (26), 449–458.
[5] Peter de Cock‡ and Claire-Lise Bechert. Erythritol. Functionality in noncaloric functional beverages [J].Pure Appl. Chem., Vol. 74, No. 7, 2002, 1281–1289
[6] WHO. “Erythritol”, in Safety Evaluation of Certain Food Additives and Contaminants, WHO Food Additives Series, 44, pp. 15–70, ICPS International Program on Chemical Safety in Cooperation with the Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives (JECFA), World Health Organisation, Geneva (2000).
[7] I. C. MUNRO, W. O. BERNT, J. F. BORZELLECA. Erythritol: An Interpretive Summary of Biochemical, Metabolic, Toxicological and Clinical Data [J]. Food and Chemical Toxicology 1998(36),1139-1174.