赤藓糖醇与木糖醇特性对比研究
本文通(tong)过与现在比(bi)较流行的(de)木糖醇(chun)的(de)一(yi)(yi)些(xie)(xie)特(te)性进行对(dui)比(bi),旨在为了(le)更好的(de)让企业和消费者了(le)解(jie)赤藓糖醇(chun)的(de)特(te)性以及与其他(ta)糖醇(chun)相比(bi)具备的(de)一(yi)(yi)些(xie)(xie)独特(te)优势。
1理化性质对(dui)比
表1赤藓糖(tang)醇与木糖(tang)醇的理化性质(zhi)对比
名称 | 赤藓糖醇 | 木糖醇 |
分子式 | C4H10O4 | C5H10O5 |
分子量 | 122.12 | 152.15 |
熔点 | 118-122℃ | 94℃ |
相对甜度 | 75% | 100% |
溶解热 | —43cal/g | —36.5 cal/g |
吸湿性 | 90%的空气湿度下也不会吸湿 | 相对湿度86%(23℃,2d)水分吸收量为7.64% |
相对四元醇渗透量 | 100% | 80% |
由表1中(zhong)(zhong)可以看(kan)出赤藓(xian)糖(tang)(tang)醇的(de)吸湿性极低(di),即(ji)使(shi)(shi)在(zai)相对湿度90%以上环(huan)境中(zhong)(zhong)也(ye)不易吸湿,使(shi)(shi)得(de)它十分适合(he)于(yu)压片或是粉剂,如(ru)巧克(ke)力、口香糖(tang)(tang)或者一些(xie)(xie)医药片剂中(zhong)(zhong);赤藓(xian)糖(tang)(tang)醇的(de)清(qing)凉效果比木(mu)糖(tang)(tang)醇好一些(xie)(xie),甜度比木(mu)糖(tang)(tang)醇稍(shao)低(di);渗(shen)透(tou)效果赤藓(xian)糖(tang)(tang)醇更(geng)好一些(xie)(xie),如(ru)在(zai)罐头等(deng)食品中(zhong)(zhong)使(shi)(shi)用,由于(yu)渗(shen)透(tou)性的(de)原因,赤藓(xian)糖(tang)(tang)醇更(geng)有优势。
2生理性质(zhi)对(dui)比
表3赤藓糖(tang)醇(chun)与木糖(tang)醇(chun)的生理性质对比
项目名称 | 赤藓糖醇 | 木糖醇 |
代谢热量值 | 0-0.2Kcal/g | 3.5 Kcal/g |
平均血糖指数 | 0 | 13 |
平均升胰岛素指数 | 2 | 11 |
新陈代谢 | 不参与 | 参与 |
到达结肠的部分 | <10% | 多 |
结肠内发酵部分 | 无 | 有 |
最大无作用量(g/Kg体重) | 男:0.55-0.66 | 男:0.3 |
女:0.76-0.80 | 女:0.3-0.5 |
血糖(tang)指数(shu)(GI):指参照食(shi)(shi)物(wu)(葡萄糖(tang)或(huo)白面包(bao))摄入后(hou)血糖(tang)浓(nong)度的变化程度相比(bi)(bi),含糖(tang)食(shi)(shi)物(wu)使(shi)血糖(tang)水平相对(dui)(dui)升(sheng)高(gao)的相对(dui)(dui)能力(li);平均升(sheng)胰岛素指数(shu)是用来(lai)衡(heng)量(liang)(liang)食(shi)(shi)物(wu)对(dui)(dui)体内血糖(tang)含量(liang)(liang)影响(xiang)的指数(shu)。由表(biao)三(san)可看出(chu)赤(chi)藓糖(tang)醇(chun)对(dui)(dui)血糖(tang)的影响(xiang)比(bi)(bi)木糖(tang)醇(chun)的影响(xiang)更(geng)小,并且几乎(hu)不参加新陈代(dai)谢(xie),90%以(yi)尿液的形式排出(chu)体外,这种特(te)性(xing)(xing)更(geng)适(shi)合(he)于(yu)糖(tang)尿病人(ren)使(shi)用,并且耐(nai)受量(liang)(liang)比(bi)(bi)赤(chi)藓糖(tang)醇(chun)更(geng)大。赤(chi)藓糖(tang)醇(chun)的代(dai)谢(xie)热(re)量(liang)(liang)值只有0-0.2Kcal/g,远低于(yu)木糖(tang)醇(chun)的代(dai)谢(xie)热(re)量(liang)(liang)值,这一特(te)性(xing)(xing)更(geng)适(shi)合(he)于(yu)对(dui)(dui)“零热(re)量(liang)(liang)”的需求的人(ren)群使(shi)用,如“零热(re)量(liang)(liang)的饮料(liao)”等(deng)。
3代谢途径对比
3.1赤藓糖醇的代谢
赤藓(xian)(xian)糖(tang)醇属于小(xiao)分(fen)子物(wu)质,其(qi)很容易通过被动扩散(san)被小(xiao)肠吸收(shou),其(qi)中(zhong)90%赤藓(xian)(xian)糖(tang)醇进(jin)入(ru)(ru)血(xue)液循环,由于不(bu)能被机(ji)体内的任何酶系统消化降解,因此只能通过肾(shen)从血(xue)液中(zhong)滤去,经尿(niao)排(pai)出体外。而另有10%直接进(jin)入(ru)(ru)大肠,代谢途径见图1。
进入(ru)大(da)肠(chang)内的碳水化合物被肠(chang)道细(xi)菌发酵后产生挥发性脂肪酸CH4和H2。其中(zhong)CH4和H2可溶解入(ru)血(xue)液中(zhong),并通过呼气排出。研究表明(ming),摄入(ru)赤藓糖(tang)醇后,呼气中(zhong)H2的数(shu)量(liang)并没增(zeng)加。而摄入(ru)乳(ru)糖(tang)醇后,呼气中(zhong)H2的数(shu)量(liang)明(ming)显增(zeng)多。这表明(ming),进入(ru)大(da)肠(chang)中(zhong)的少量(liang)赤藓糖(tang)醇很难被细(xi)菌发酵利用。
3.2木糖醇的代谢
人体摄入(ru)的木(mu)糖(tang)(tang)醇(chun)(chun)(chun)80%通(tong)过肝(gan)脏代谢,其(qi)余(yu)大部分(fen)(fen)被脑(nao)及(ji)心脏利用,很(hen)少量(liang)的参(can)与皮下脂肪代谢。木(mu)糖(tang)(tang)醇(chun)(chun)(chun)被肝(gan)脏吸收(shou)之后(hou)(hou),50%以上转(zhuan)(zhuan)变(bian)为葡萄(tao)糖(tang)(tang),45%左右被氧化,其(qi)他(ta)很(hen)少一部分(fen)(fen)变(bian)成乳酸。根据(ju)示踪(zong)原子实验(yan)的相关报道,服用木(mu)糖(tang)(tang)醇(chun)(chun)(chun)之后(hou)(hou)12小时之内,50-60%的木(mu)糖(tang)(tang)醇(chun)(chun)(chun)转(zhuan)(zhuan)化为为CO2通(tong)过肺排(pai)(pai)出体外(wai),通(tong)过尿液及(ji)粪便各(ge)排(pai)(pai)出2-10%,20-30%转(zhuan)(zhuan)化为糖(tang)(tang)原和(he)中(zhong)间产物。每克木(mu)糖(tang)(tang)醇(chun)(chun)(chun)全部代谢产生热(re)量(liang)约为4.06千卡(ka)即(ji)17.05KJ/g。
4木糖醇生理(li)特性研(yan)究
4.1耐受(shou)量试验
JulieKreloff,M.S.,R.D.[2]报(bao)道,一次性食用30克(ke)(ke)或多于30克(ke)(ke)就会造成短期的(de)(de)腹泻(xie)和(he)肠道不舒服。木(mu)糖醇的(de)(de)液体比粉末副作用更大,由于人吃的(de)(de)食物中(zhong)含有大约15克(ke)(ke)左右的(de)(de)木(mu)糖醇,所以直接(jie)摄入(ru)的(de)(de)木(mu)糖醇含量要小于15-20克(ke)(ke)之间。
4.2血糖反(fan)应试(shi)验
美国佛罗里达州癌症研究中心ChristopherM.Piscitelli[4],在(zai)CEAriticle关于小(xiao)狗木糖(tang)醇毒理学试验(XylitolToxicityinDogs)研究中获得(de)当狗进(jin)食大于0.1g/kg的(de)木糖(tang)醇就(jiu)有发(fa)生低血(xue)糖(tang)的(de)危险。大于0.5g/kg有发(fa)生急性肝(gan)衰竭的(de)危险。
另外(wai),在宠物杂(za)志上[5],也报(bao)道了(le)关(guan)于木糖醇会(hui)导致低血糖及狗的肝病。
DStorey[8]等报道,木糖醇的(de)摄入量要小于(yu)20g/天,才不会对血糖产生不利(li)影(ying)响(xiang)。
如果(guo)摄入过(guo)量(liang)还可引(yin)起低血糖、腹泻和增加血液中尿(niao)酸的含量(liang)。对(dui)极少(shao)数人(ren)会产生皮(pi)肤过(guo)敏反(fan)应。
5赤(chi)藓(xian)糖(tang)醇生理(li)特性(xing)研究
5.1耐受量研究(jiu)
据(ju)Nebraska(美(mei)国)大学(xue)的(de)(de)健康科学(xue)研(yan)究(jiu)中(zhong)(zhong)心(xin)报(bao)道,动(dong)物的(de)(de)耐(nai)受量(liang)(liang)达到20g/kg体重(zhong),建议人体摄入量(liang)(liang)为1g/kg体重(zhong)/每天[6],[9];在(zai)毒(du)理研(yan)究(jiu)部分[6]报(bao)道(WHO1987)中(zhong)(zhong)提到,赤藓(xian)(xian)(xian)糖(tang)(tang)醇(chun)是几乎不代谢、不吸收、低分子(zi)量(liang)(liang)的(de)(de)物质;通过动(dong)物毒(du)理实验(yan),确定(ding)是安全的(de)(de)。Nebraska大学(xue)药物研(yan)究(jiu)中(zhong)(zhong)心(xin)的(de)(de)W.O.BERNT[7]在(zai)急性实验(yan)部分报(bao)道赤藓(xian)(xian)(xian)糖(tang)(tang)醇(chun)在(zai)动(dong)物中(zhong)(zhong)的(de)(de)耐(nai)受量(liang)(liang)为18g/kg体重(zhong),经(jing)毒(du)理实验(yan)也确定(ding)了赤藓(xian)(xian)(xian)糖(tang)(tang)醇(chun)是安全的(de)(de)。
5.2血糖反应
据GeoffreyLivesey[1](英国)的(de)报道(dao),赤藓糖(tang)醇(chun)的(de)血糖(tang)指数和(he)(he)胰岛(dao)素指数分别为0,2,相比(bi)木(mu)(mu)糖(tang)醇(chun)的(de)血糖(tang)指数和(he)(he)胰岛(dao)素指数13,11要(yao)低很多(duo)。因此,赤藓糖(tang)醇(chun)对血糖(tang)的(de)影响(xiang)要(yao)比(bi)木(mu)(mu)糖(tang)醇(chun)小得(de)多(duo),几乎不对血糖(tang)有(you)任何影响(xiang)。
5.3赤藓(xian)糖醇(chun)的抗氧(yang)化性
赤(chi)藓(xian)(xian)糖(tang)(tang)(tang)(tang)醇具有抗氧化活性(xing),可(ke)作为(wei)一种抗氧化剂(ji),在(zai)体(ti)(ti)内有助于防止高血糖(tang)(tang)(tang)(tang)引起的血管损(sun)伤。据(ju)欧洲医学研究中(zhong)心(xin)[10]的相关研究报道:赤(chi)藓(xian)(xian)糖(tang)(tang)(tang)(tang)醇被(bei)证(zheng)明是一种很好的自由基清除剂(ji)和抑制(zhi)剂(ji)。利用高性(xing)能液相色(se)谱和电子(zi)自旋共振光谱研究表(biao)明,赤(chi)藓(xian)(xian)糖(tang)(tang)(tang)(tang)醇与(yu)羟自由基反(fan)应形成赤(chi)藓(xian)(xian)糖(tang)(tang)(tang)(tang)和赤(chi)藓(xian)(xian)酮(tong)糖(tang)(tang)(tang)(tang)。在(zai)糖(tang)(tang)(tang)(tang)尿病大鼠实(shi)验中(zhong)研究表(biao)明,赤(chi)藓(xian)(xian)糖(tang)(tang)(tang)(tang)醇具有保护(hu)内皮细胞的作用,根据(ju)体(ti)(ti)外实(shi)验,在(zai)大鼠尿液中(zhong)发现赤(chi)藓(xian)(xian)糖(tang)(tang)(tang)(tang)。
6应用法规
6.1木糖醇(chun)应用法规
美国(guo)(guo)FDA自1963年将(jiang)木(mu)糖(tang)(tang)醇视为(wei)“公认(ren)安全物质”允许在食(shi)品(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)、饮料、医药和化妆品(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)种使用;欧洲经(jing)济(ji)联合体食(shi)品(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)科学委员会认(ren)为(wei),木(mu)糖(tang)(tang)醇可(ke)以长期使用;20世纪70年代,国(guo)(guo)际粮农和卫生组织食(shi)品(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)添加(jia)剂(ji)(ji)法(fa)规专家(jia)委员会(JECFA)将(jiang)木(mu)糖(tang)(tang)醇批准为(wei)A类食(shi)品(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)添加(jia)剂(ji)(ji)。并认(ren)定其(qi)ADI值不作规定的安全食(shi)品(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)。自1997年4月被批准核定为(wei)食(shi)品(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)添加(jia)剂(ji)(ji)后,生产(chan)糕点(dian)甜食(shi)品(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)企业,其(qi)产(chan)品(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)纷(fen)纷(fen)采用木(mu)糖(tang)(tang)醇作为(wei)甜味剂(ji)(ji)。
木糖醇作为甜味剂在(zai)欧(ou)盟(meng)的添(tian)加(jia)量(liang)规(gui)定(ding)为适量(liang),美国FDA规(gui)定(ding)达到效果(guo)即(ji)可(ke)木糖醇在(zai)欧(ou)洲主要应用于糖果(guo),添(tian)加(jia)量(liang)较低,不(bu)过在(zai)酒类中添(tian)加(jia),添(tian)加(jia)量(liang)很大(da),如(ru)果(guo)摄(she)入过多,会引起高血糖反应,而且木糖醇发热量(liang)高于其他糖醇,同时摄(she)入过多还会引起腹泻,不(bu)能(neng)一次大(da)量(liang)服用。
6.2赤藓糖醇应用法规
赤(chi)藓糖(tang)(tang)(tang)(tang)醇(chun)(chun)(chun)(chun)热(re)(re)量(liang)值(zhi)在众(zhong)多(duo)糖(tang)(tang)(tang)(tang)类(lei)中最(zui)低(di)(di),仅(jin)这一点就使得赤(chi)藓糖(tang)(tang)(tang)(tang)醇(chun)(chun)(chun)(chun)比木糖(tang)(tang)(tang)(tang)醇(chun)(chun)(chun)(chun)略胜一筹。其(qi)原因是人(ren)体内没有代(dai)谢赤(chi)藓糖(tang)(tang)(tang)(tang)醇(chun)(chun)(chun)(chun)的(de)(de)酶系,所以当小(xiao)肠进入血(xue)液后,不(bu)能(neng)被代(dai)谢,而几乎全部随尿(niao)液排出体外,避(bi)免了像其(qi)他糖(tang)(tang)(tang)(tang)醇(chun)(chun)(chun)(chun)进入大肠后由于(yu)(yu)(yu)过量(liang)而产生腹胀、肠鸣和(he)腹泻等副作(zuo)用(yong),能(neng)使用(yong)于(yu)(yu)(yu)各类(lei)人(ren)群,尤其(qi)是糖(tang)(tang)(tang)(tang)尿(niao)病患者(zhe)。由于(yu)(yu)(yu)其(qi)热(re)(re)量(liang)值(zhi)在众(zhong)多(duo)糖(tang)(tang)(tang)(tang)类(lei)中是最(zui)低(di)(di)的(de)(de),接近于(yu)(yu)(yu)零,号称(cheng)“零热(re)(re)量(liang)”,有利于(yu)(yu)(yu)降(jiang)低(di)(di)高热(re)(re)量(liang)食品(pin)的(de)(de)热(re)(re)值(zhi)。目前在国外已被用(yong)于(yu)(yu)(yu)无糖(tang)(tang)(tang)(tang)糖(tang)(tang)(tang)(tang)果的(de)(de)制造。赤(chi)藓糖(tang)(tang)(tang)(tang)醇(chun)(chun)(chun)(chun)用(yong)于(yu)(yu)(yu)糖(tang)(tang)(tang)(tang)果中可使产品(pin)热(re)(re)量(liang)降(jiang)低(di)(di):例(li)如用(yong)于(yu)(yu)(yu)胶(jiao)姆糖(tang)(tang)(tang)(tang)中代(dai)替传统的(de)(de)甜味(wei)剂,可使热(re)(re)量(liang)降(jiang)低(di)(di)约(yue)(yue)85%,在巧(qiao)克力中可降(jiang)低(di)(di)热(re)(re)量(liang)约(yue)(yue)30%。若(ruo)用(yong)于(yu)(yu)(yu)生产低(di)(di)热(re)(re)量(liang)酒(jiu)精饮料(liao),可促进溶液中的(de)(de)乙(yi)醇(chun)(chun)(chun)(chun)分(fen)子(zi)(zi)与水分(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)结合,从而降(jiang)低(di)(di)酒(jiu)类(lei)饮料(liao)的(de)(de)酒(jiu)精异(yi)味(wei)和(he)感官刺激(ji),改(gai)善蒸馏酒(jiu)和(he)葡(pu)萄酒(jiu)的(de)(de)质量(liang)。
7结论
综(zong)合以(yi)上分析,赤藓糖(tang)醇与木糖(tang)醇相比具有以(yi)下(xia)优势
(1)赤藓糖醇是天然零热量(liang)的甜味剂,木糖醇是有热量(liang)的。
(2)赤(chi)(chi)藓(xian)糖(tang)醇(chun)比木糖(tang)醇(chun)的(de)耐受(shou)量更高(gao)。所有的(de)糖(tang)醇(chun)吃(chi)多了都(dou)会腹泻,有一(yi)个耐受(shou)量的(de)问题,而赤(chi)(chi)藓(xian)糖(tang)醇(chun)是人体耐受(shou)量最(zui)高(gao)的(de)。
(3)赤(chi)藓(xian)糖醇的(de)平均血糖指数和平均胰岛素指数都(dou)比木糖醇低(di),因此,赤(chi)藓(xian)糖醇对血糖的(de)影响更小,并且(qie)还具有抗氧(yang)化活性(xing)。
(4)很(hen)多糖醇(chun)在吃的(de)(de)(de)时(shi)候(hou)会感觉有(you)清(qing)(qing)(qing)凉(liang)(liang)感,这个清(qing)(qing)(qing)凉(liang)(liang)感来源(yuan)于溶(rong)解吸(xi)收(shou)(shou)(shou)热,溶(rong)解的(de)(de)(de)时(shi)候(hou)会吸(xi)收(shou)(shou)(shou)你的(de)(de)(de)热量,所以我们感觉清(qing)(qing)(qing)凉(liang)(liang)。每一个产(chan)品(pin)清(qing)(qing)(qing)凉(liang)(liang)感的(de)(de)(de)程度(du)用溶(rong)解吸(xi)收(shou)(shou)(shou)热的(de)(de)(de)系数来表达,赤藓(xian)糖醇(chun)是(shi)溶(rong)解吸(xi)收(shou)(shou)(shou)热最(zui)高的(de)(de)(de),它的(de)(de)(de)清(qing)(qing)(qing)凉(liang)(liang)感是(shi)最(zui)高的(de)(de)(de)。
(5)从生产(chan)工艺(yi)来说(shuo),赤藓糖(tang)醇(chun)是目前所有糖(tang)醇(chun)当中唯一的(de)用发酵(jiao)法(fa)生产(chan),发酵(jiao)法(fa)更接近天然(ran)的(de)转化和提取。其他的(de)糖(tang)醇(chun)都是氢化法(fa)生产(chan),所以生产(chan)工艺(yi)不同(tong)。
(6)赤藓糖(tang)醇基本不(bu)吸湿(shi)(shi),其他糖(tang)醇均有不(bu)同程度(du)的(de)吸湿(shi)(shi)性,不(bu)吸湿(shi)(shi)就(jiu)加大了应用(yong)领域(yu)。
(7)木(mu)糖(tang)醇(chun)主要在(zai)欧(ou)洲应用于糖(tang)果和(he)医药领域,虽(sui)然木(mu)糖(tang)醇(chun)在(zai)FDA和(he)欧(ou)洲法(fa)规(gui)中规(gui)定适(shi)量添加,但(dan)人(ren)体摄(she)入量过(guo)高,会引起(qi)血糖(tang)升高,腹泻等症状。
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