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赤藓糖醇与木糖醇特性对比研究

2017-08-14 14:06:07 阅读

本文通过与现在比较流行的木糖醇的一些特性进行对比,旨在为了更好的让企业和消费者了解赤藓糖醇的特性以及与其他糖醇相比具备的一些独特优势。

    1理化性质对比

    表1赤藓糖醇与木糖醇的理化性质对比


名称赤藓糖醇木糖醇
分子式C4H10O4C5H10O5
分子量122.12152.15
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中可以看出赤藓糖醇的吸湿性极低,即使在相对湿度90%以上环境中也不易吸湿,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;赤藓糖醇的清凉效果比木糖醇好一些,甜度比木糖醇稍低;渗透效果赤藓糖醇更好一些,如在罐头等食品中使用,由于渗透性的原因,赤藓糖醇更有优势。 
2生理性质对比

    表3赤藓糖醇与木糖醇的生理性质对比


项目名称赤藓糖醇木糖醇
代谢热量值0-0.2Kcal/g3.5 Kcal/g
平均血糖指数013
平均升胰岛素指数211
新陈代谢不参与参与
到达结肠的部分<10%
结肠内发酵部分
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

    血糖指数(GI):指参照食物(葡萄糖或白面包)摄入后血糖浓度的变化程度相比,含糖食物使血糖水平相对升高的相对能力;平均升胰岛素指数是用来衡量食物对体内血糖含量影响的指数。由表三可看出赤藓糖醇对血糖的影响比木糖醇的影响更小,并且几乎不参加新陈代谢,90%以尿液的形式排出体外,这种特性更适合于糖尿病人使用,并且耐受量比赤藓糖醇更大。赤藓糖醇的代谢热量值只有0-0.2Kcal/g,远低于木糖醇的代谢热量值,这一特性更适合于对“零热量”的需求的人群使用,如“零热量的饮料”等。

 3代谢途径对比

    3.1赤藓糖醇的代谢

    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,代谢途径见图1。


 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。

    3.2木糖醇的代谢

    人体摄入的木糖醇80%通过肝脏代谢,其余大部分被脑及心脏利用,很少量的参与皮下脂肪代谢。木糖醇被肝脏吸收之后,50%以上转变为葡萄糖,45%左右被氧化,其他很少一部分变成乳酸。根据示踪原子实验的相关报道,服用木糖醇之后12小时之内,50-60%的木糖醇转化为为CO2通过肺排出体外,通过尿液及粪便各排出2-10%,20-30%转化为糖原和中间产物。每克木糖醇全部代谢产生热量约为4.06千卡即17.05KJ/g。

4木糖醇生理特性研究

    4.1耐受量试验

    JulieKreloff,M.S.,R.D.[2]报道,一次性食用30克或多于30克就会造成短期的腹泻和肠道不舒服。木糖醇的液体比粉末副作用更大,由于人吃的食物中含有大约15克左右的木糖醇,所以直接摄入的木糖醇含量要小于15-20克之间。

    4.2血糖反应试验

    美国佛罗里达州癌症研究中心ChristopherM.Piscitelli[4],在CEAriticle关于小狗木糖醇毒理学试验(XylitolToxicityinDogs)研究中获得当狗进食大于0.1g/kg的木糖醇就有发生低血糖的危险。大于0.5g/kg有发生急性肝衰竭的危险。

    另外,在宠物杂志上[5],也报道了关于木糖醇会导致低血糖及狗的肝病。

    DStorey[8]等报道,木糖醇的摄入量要小于20g/天,才不会对血糖产生不利影响。

    如果摄入过量还可引起低血糖、腹泻和增加血液中尿酸的含量。对极少数人会产生皮肤过敏反应。

    5赤藓糖醇生理特性研究

    5.1耐受量研究

    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[6],[9];在毒理研究部分[6]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。

5.2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。

    5.3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。

    6应用法规

    6.1木糖醇应用法规

    美国FDA自1963年将木糖醇视为“公认安全物质”允许在食品、饮料、医药和化妆品种使用;欧洲经济联合体食品科学委员会认为,木糖醇可以长期使用;20世纪70年代,国际粮农和卫生组织食品添加剂法规专家委员会(JECFA)将木糖醇批准为A类食品添加剂。并认定其ADI值不作规定的安全食品。自1997年4月被批准核定为食品添加剂后,生产糕点甜食品企业,其产品纷纷采用木糖醇作为甜味剂。

    木糖醇作为甜味剂在欧盟的添加量规定为适量,美国FDA规定达到效果即可木糖醇在欧洲主要应用于糖果,添加量较低,不过在酒类中添加,添加量很大,如果摄入过多,会引起高血糖反应,而且木糖醇发热量高于其他糖醇,同时摄入过多还会引起腹泻,不能一次大量服用。

    6.2赤藓糖醇应用法规

    赤藓糖醇热量值在众多糖类中最低,仅这一点就使得赤藓糖醇比木糖醇略胜一筹。其原因是人体内没有代谢赤藓糖醇的酶系,所以当小肠进入血液后,不能被代谢,而几乎全部随尿液排出体外,避免了像其他糖醇进入大肠后由于过量而产生腹胀、肠鸣和腹泻等副作用,能使用于各类人群,尤其是糖尿病患者。由于其热量值在众多糖类中是最低的,接近于零,号称“零热量”,有利于降低高热量食品的热值。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%。若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。

    7结论

    综合以上分析,赤藓糖醇与木糖醇相比具有以下优势

    (1)赤藓糖醇是天然零热量的甜味剂,木糖醇是有热量的。

    (2)赤藓糖醇比木糖醇的耐受量更高。所有的糖醇吃多了都会腹泻,有一个耐受量的问题,而赤藓糖醇是人体耐受量最高的。

    (3)赤藓糖醇的平均血糖指数和平均胰岛素指数都比木糖醇低,因此,赤藓糖醇对血糖的影响更小,并且还具有抗氧化活性。

    (4)很多糖醇在吃的时候会感觉有清凉感,这个清凉感来源于溶解吸收热,溶解的时候会吸收你的热量,所以我们感觉清凉。每一个产品清凉感的程度用溶解吸收热的系数来表达,赤藓糖醇是溶解吸收热最高的,它的清凉感是最高的。

    (5)从生产工艺来说,赤藓糖醇是目前所有糖醇当中唯一的用发酵法生产,发酵法更接近天然的转化和提取。其他的糖醇都是氢化法生产,所以生产工艺不同。

    (6)赤藓糖醇基本不吸湿,其他糖醇均有不同程度的吸湿性,不吸湿就加大了应用领域。

    (7)木糖醇主要在欧洲应用于糖果和医药领域,虽然木糖醇在FDA和欧洲法规中规定适量添加,但人体摄入量过高,会引起血糖升高,腹泻等症状。


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