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赤蘚糖醇與木糖醇特性對比研究

2024-05-07 09:34:51 山東三元生物科技股份有限公司 閱讀

本文通過(guò)與現在比較流行的木糖醇的一些特性進(jìn)行對比,旨在為了更好的讓企業(yè)和消費者了解赤蘚糖醇的特性以及與其他糖醇相比具備的一些獨特優(yōu)勢。

    1理化性質(zhì)對比

    表1赤蘚糖醇與木糖醇的理化性質(zhì)對比


名稱(chēng)赤蘚糖醇木糖醇
分子式C4H10O4C5H10O5
分子量122.12152.15
熔點(diǎn)118-122℃94℃
相對甜度75%100%
溶解熱—43cal/g—36.5 cal/g
吸濕性90%的空氣濕度下也不會(huì )吸濕相對濕度86%(23℃,2d)水分吸收量為7.64%
相對四元醇滲透量100%80%


由表1中可以看出赤蘚糖醇的吸濕性極低,即使在相對濕度90%以上環(huán)境中也不易吸濕,使得它十分適合于壓片或是粉劑,如巧克力、口香糖或者一些醫藥片劑中;赤蘚糖醇的清涼效果比木糖醇好一些,甜度比木糖醇稍低;滲透效果赤蘚糖醇更好一些,如在罐頭等食品中使用,由于滲透性的原因,赤蘚糖醇更有優(yōu)勢。 
2生理性質(zhì)對比

    表3赤蘚糖醇與木糖醇的生理性質(zhì)對比


項目名稱(chēng)赤蘚糖醇木糖醇
代謝熱量值0-0.2Kcal/g3.5 Kcal/g
平均血糖指數013
平均升胰島素指數211
新陳代謝不參與參與
到達結腸的部分<10%
結腸內發(fā)酵部分無(wú)
最大無(wú)作用量(g/Kg體重)男:0.55-0.66男:0.3
女:0.76-0.80女:0.3-0.5

    血糖指數(GI):指參照食物(葡萄糖或白面包)攝入后血糖濃度的變化程度相比,含糖食物使血糖水平相對升高的相對能力;平均升胰島素指數是用來(lái)衡量食物對體內血糖含量影響的指數。由表三可看出赤蘚糖醇對血糖的影響比木糖醇的影響更小,并且幾乎不參加新陳代謝,90%以尿液的形式排出體外,這種特性更適合于糖尿病人使用,并且耐受量比赤蘚糖醇更大。赤蘚糖醇的代謝熱量值只有0-0.2Kcal/g,遠低于木糖醇的代謝熱量值,這一特性更適合于對“零熱量”的需求的人群使用,如“零熱量的飲料”等。

 3代謝途徑對比

    3.1赤蘚糖醇的代謝

    赤蘚糖醇屬于小分子物質(zhì),其很容易通過(guò)被動(dòng)擴散被小腸吸收,其中90%赤蘚糖醇進(jìn)入血液循環(huán),由于不能被機體內的任何酶系統消化降解,因此只能通過(guò)腎從血液中濾去,經(jīng)尿排出體外。而另有10%直接進(jìn)入大腸,代謝途徑見(jiàn)圖1。


 進(jìn)入大腸內的碳水化合物被腸道細菌發(fā)酵后產(chǎn)生揮發(fā)性脂肪酸CH4和H2。其中CH4和H2可溶解入血液中,并通過(guò)呼氣排出。研究表明,攝入赤蘚糖醇后,呼氣中H2的數量并沒(méi)增加。而攝入乳糖醇后,呼氣中H2的數量明顯增多。這表明,進(jìn)入大腸中的少量赤蘚糖醇很難被細菌發(fā)酵利用。

    3.2木糖醇的代謝

    人體攝入的木糖醇80%通過(guò)肝臟代謝,其余大部分被腦及心臟利用,很少量的參與皮下脂肪代謝。木糖醇被肝臟吸收之后,50%以上轉變?yōu)槠咸烟?,45%左右被氧化,其他很少一部分變成乳酸。根據示蹤原子實(shí)驗的相關(guān)報道,服用木糖醇之后12小時(shí)之內,50-60%的木糖醇轉化為為CO2通過(guò)肺排出體外,通過(guò)尿液及糞便各排出2-10%,20-30%轉化為糖原和中間產(chǎn)物。每克木糖醇全部代謝產(chǎn)生熱量約為4.06千卡即17.05KJ/g。

4木糖醇生理特性研究

    4.1耐受量試驗

    JulieKreloff,M.S.,R.D.[2]報道,一次性食用30克或多于30克就會(huì )造成短期的腹瀉和腸道不舒服。木糖醇的液體比粉末副作用更大,由于人吃的食物中含有大約15克左右的木糖醇,所以直接攝入的木糖醇含量要小于15-20克之間。

    4.2血糖反應試驗

    美國佛羅里達州癌癥研究中心ChristopherM.Piscitelli[4],在CEAriticle關(guān)于小狗木糖醇毒理學(xué)試驗(XylitolToxicityinDogs)研究中獲得當狗進(jìn)食大于0.1g/kg的木糖醇就有發(fā)生低血糖的危險。大于0.5g/kg有發(fā)生急性肝衰竭的危險。

    另外,在寵物雜志上[5],也報道了關(guān)于木糖醇會(huì )導致低血糖及狗的肝病。

    DStorey[8]等報道,木糖醇的攝入量要小于20g/天,才不會(huì )對血糖產(chǎn)生不利影響。

    如果攝入過(guò)量還可引起低血糖、腹瀉和增加血液中尿酸的含量。對極少數人會(huì )產(chǎn)生皮膚過(guò)敏反應。

    5赤蘚糖醇生理特性研究

    5.1耐受量研究

    據Nebraska(美國)大學(xué)的健康科學(xué)研究中心報道,動(dòng)物的耐受量達到20g/kg體重,建議人體攝入量為1g/kg體重/每天[6],[9];在毒理研究部分[6]報道(WHO1987)中提到,赤蘚糖醇是幾乎不代謝、不吸收、低分子量的物質(zhì);通過(guò)動(dòng)物毒理實(shí)驗,確定是安全的。Nebraska大學(xué)藥物研究中心的W.O.BERNT[7]在急性實(shí)驗部分報道赤蘚糖醇在動(dòng)物中的耐受量為18g/kg體重,經(jīng)毒理實(shí)驗也確定了赤蘚糖醇是安全的。

5.2血糖反應

    據GeoffreyLivesey[1](英國)的報道,赤蘚糖醇的血糖指數和胰島素指數分別為0,2,相比木糖醇的血糖指數和胰島素指數13,11要低很多。因此,赤蘚糖醇對血糖的影響要比木糖醇小得多,幾乎不對血糖有任何影響。

    5.3赤蘚糖醇的抗氧化性

    赤蘚糖醇具有抗氧化活性,可作為一種抗氧化劑,在體內有助于防止高血糖引起的血管損傷。據歐洲醫學(xué)研究中心[10]的相關(guān)研究報道:赤蘚糖醇被證明是一種很好的自由基清除劑和抑制劑。利用高性能液相色譜和電子自旋共振光譜研究表明,赤蘚糖醇與羥自由基反應形成赤蘚糖和赤蘚酮糖。在糖尿病大鼠實(shí)驗中研究表明,赤蘚糖醇具有保護內皮細胞的作用,根據體外實(shí)驗,在大鼠尿液中發(fā)現赤蘚糖。

    6應用法規

    6.1木糖醇應用法規

    美國FDA自1963年將木糖醇視為“公認安全物質(zhì)”允許在食品、飲料、醫藥和化妝品種使用;歐洲經(jīng)濟聯(lián)合體食品科學(xué)委員會(huì )認為,木糖醇可以長(cháng)期使用;20世紀70年代,國際糧農和衛生組織食品添加劑法規專(zhuān)家委員會(huì )(JECFA)將木糖醇批準為A類(lèi)食品添加劑。并認定其ADI值不作規定的安全食品。自1997年4月被批準核定為食品添加劑后,生產(chǎn)糕點(diǎn)甜食品企業(yè),其產(chǎn)品紛紛采用木糖醇作為甜味劑。

    木糖醇作為甜味劑在歐盟的添加量規定為適量,美國FDA規定達到效果即可木糖醇在歐洲主要應用于糖果,添加量較低,不過(guò)在酒類(lèi)中添加,添加量很大,如果攝入過(guò)多,會(huì )引起高血糖反應,而且木糖醇發(fā)熱量高于其他糖醇,同時(shí)攝入過(guò)多還會(huì )引起腹瀉,不能一次大量服用。

    6.2赤蘚糖醇應用法規

    赤蘚糖醇熱量值在眾多糖類(lèi)中最低,僅這一點(diǎn)就使得赤蘚糖醇比木糖醇略勝一籌。其原因是人體內沒(méi)有代謝赤蘚糖醇的酶系,所以當小腸進(jìn)入血液后,不能被代謝,而幾乎全部隨尿液排出體外,避免了像其他糖醇進(jìn)入大腸后由于過(guò)量而產(chǎn)生腹脹、腸鳴和腹瀉等副作用,能使用于各類(lèi)人群,尤其是糖尿病患者。由于其熱量值在眾多糖類(lèi)中是最低的,接近于零,號稱(chēng)“零熱量”,有利于降低高熱量食品的熱值。目前在國外已被用于無(wú)糖糖果的制造。赤蘚糖醇用于糖果中可使產(chǎn)品熱量降低:例如用于膠姆糖中代替傳統的甜味劑,可使熱量降低約85%,在巧克力中可降低熱量約30%。若用于生產(chǎn)低熱量酒精飲料,可促進(jìn)溶液中的乙醇分子與水分子的結合,從而降低酒類(lèi)飲料的酒精異味和感官刺激,改善蒸餾酒和葡萄酒的質(zhì)量。

    7結論

    綜合以上分析,赤蘚糖醇與木糖醇相比具有以下優(yōu)勢

    (1)赤蘚糖醇是天然零熱量的甜味劑,木糖醇是有熱量的。

    (2)赤蘚糖醇比木糖醇的耐受量更高。所有的糖醇吃多了都會(huì )腹瀉,有一個(gè)耐受量的問(wèn)題,而赤蘚糖醇是人體耐受量最高的。

    (3)赤蘚糖醇的平均血糖指數和平均胰島素指數都比木糖醇低,因此,赤蘚糖醇對血糖的影響更小,并且還具有抗氧化活性。

    (4)很多糖醇在吃的時(shí)候會(huì )感覺(jué)有清涼感,這個(gè)清涼感來(lái)源于溶解吸收熱,溶解的時(shí)候會(huì )吸收你的熱量,所以我們感覺(jué)清涼。每一個(gè)產(chǎn)品清涼感的程度用溶解吸收熱的系數來(lái)表達,赤蘚糖醇是溶解吸收熱最高的,它的清涼感是最高的。

    (5)從生產(chǎn)工藝來(lái)說(shuō),赤蘚糖醇是目前所有糖醇當中唯一的用發(fā)酵法生產(chǎn),發(fā)酵法更接近天然的轉化和提取。其他的糖醇都是氫化法生產(chǎn),所以生產(chǎn)工藝不同。

    (6)赤蘚糖醇基本不吸濕,其他糖醇均有不同程度的吸濕性,不吸濕就加大了應用領(lǐng)域。

    (7)木糖醇主要在歐洲應用于糖果和醫藥領(lǐng)域,雖然木糖醇在FDA和歐洲法規中規定適量添加,但人體攝入量過(guò)高,會(huì )引起血糖升高,腹瀉等癥狀。


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