赤蘚糖醇抗齲齒功能研究進(jìn)展及應(yīng)用前景

王趁趁+王金偉+龐明利+楊海軍

赤蘚糖醇為白色結(jié)晶的四碳多元醇類化合物，化學(xué)名稱為1，2，3，4-丁四醇，分子式為C4H10O4，分子量為122.12，熔點(diǎn)126℃，沸點(diǎn)329～331℃，溶解熱-97.4J/g，其化學(xué)性質(zhì)與山梨糖醇、甘露糖醇和木糖醇等糖醇相類似。赤蘚糖醇廣泛存在于自然界中，比如在一些食物（如葡萄酒、西瓜、啤酒、梨、葡萄、醬油）中其含量高達(dá)0.13%（w/v）。另外，在人或動(dòng)物的組織及體液中也含有赤蘚糖醇成分。

赤蘚糖醇像其他多元醇一樣作為功能性甜味劑適合糖尿病人食用，并且能夠抑制口腔細(xì)菌的代謝，防止齲齒病的發(fā)生。與其他糖醇的不同之處在于，赤蘚糖醇無(wú)熱量并且容易消化，其應(yīng)用范圍主要是糖果、口香糖、飲料及糕餅產(chǎn)品。由于其具有防齲齒功能，赤蘚糖醇被越來(lái)越多的應(yīng)用于口腔護(hù)理產(chǎn)品中，比如牙膏和漱口水。

兒童齲病狀況和趨勢(shì)

兒童齲病俗稱蟲牙，是一種嚴(yán)重影響兒童健康的疾病。近年調(diào)查資料顯示，發(fā)達(dá)國(guó)家人均齲病率高達(dá)70%～90%。世界衛(wèi)生組織已把齲病列為危害人類健康的3大非傳染性疾病之一。隨著生活水平的提高，人們的飲食和習(xí)慣發(fā)生了很大變化，兒童齲齒的發(fā)病率也越來(lái)越高，有的地方發(fā)病率高達(dá)90%甚至100%。兒童齲齒能使牙齒缺損、疼痛、影響咀嚼功能和進(jìn)食，并且晚治療還會(huì)形成牙槽膿腫并反復(fù)感染，引起骨髓炎、顏面蜂窩組織炎等，甚至導(dǎo)致全身疾病發(fā)生，所以減少兒童齲齒發(fā)病率成為健康產(chǎn)業(yè)從業(yè)者理應(yīng)高度關(guān)注的問(wèn)題。

赤蘚糖醇的防齲齒性質(zhì)

赤蘚糖醇其中一個(gè)特性就是降低齲齒的風(fēng)險(xiǎn)，此特性已經(jīng)經(jīng)過(guò)體外研究證實(shí)。赤蘚糖醇不能被口腔中的細(xì)菌發(fā)酵利用，尤其是變異鏈球菌。Muhlemann測(cè)試驗(yàn)證了用蔗糖和赤蘚糖醇沖洗牙齒后的區(qū)別，與蔗糖溶液相反，赤蘚糖醇對(duì)牙齒無(wú)害，因?yàn)槠鋚H沒(méi)有降到臨界值5.7以下。相關(guān)體內(nèi)研究證明赤蘚糖醇直接抑制了幾種變異鏈球菌的生長(zhǎng)，并且這些研究表明赤蘚糖醇抑制或減少了牙菌斑的形成。

赤蘚糖醇抗齲齒的機(jī)理研究

齲病是一種多因素所致的疾病，特別是與細(xì)菌中的變異鏈球菌有關(guān)。國(guó)內(nèi)外關(guān)于赤蘚糖醇的抗齲齒性有很多研究報(bào)道，其抗齲齒機(jī)理主要是抑制口腔鏈球菌的生長(zhǎng)及生物膜的形成。由于赤蘚糖醇不會(huì)被口腔鏈球菌所利用，所以不會(huì)引起口腔表面pH的變化，從而不會(huì)產(chǎn)生牙菌斑。對(duì)于赤蘚糖醇防齲齒的機(jī)理探究如下：

Katleen Brys等在含有蔗糖和赤蘚糖醇的試管中培養(yǎng)變異鏈球菌，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明蔗糖引起酸化，而赤蘚糖醇在25小時(shí)內(nèi)沒(méi)有引起乳酸的產(chǎn)生，同時(shí)，赤蘚糖醇還有效抑制了變異鏈球菌的生長(zhǎng)活性（見圖1）。

姚軍等研究了赤蘚糖醇對(duì)變異鏈球菌細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的影響，并且探討了其抑制變異鏈球菌生長(zhǎng)的機(jī)制。主要是通過(guò)測(cè)定變異鏈球菌所在液體培養(yǎng)中的乳酸脫氫酶的活性及變異鏈球菌表面的形態(tài)變化來(lái)了解赤蘚糖醇對(duì)變異鏈球菌細(xì)胞壁的影響。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：在赤蘚糖醇組（見圖3）中，變異鏈球菌所在的溶液培養(yǎng)基內(nèi)乳酸脫氫酶的含量和蔗糖組（見圖2）有差別，但是差別甚微；在赤蘚糖醇組中，變異鏈球菌的表面形態(tài)清晰，沒(méi)有內(nèi)含物溢出的跡象。所以赤蘚糖醇可能不是通過(guò)影響細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)和功能的完整性而抑制變異鏈球菌的。最后，姚軍推測(cè)赤蘚糖醇可能會(huì)干擾細(xì)菌的正常代謝并且阻止其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入菌體從而達(dá)到防齲齒效果。

赤蘚糖醇的防齲齒機(jī)理可能與木糖醇相似，但比木糖醇有一定的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。Gholam Reza Ghezelbash等研究了赤蘚糖醇和木糖醇對(duì)口腔鏈球菌生長(zhǎng)的影響。結(jié)果顯示（見表1），在含量為4%的赤蘚糖醇的條件下，變異鏈球菌（Streptococcus mutans）的生長(zhǎng)降低了71%，其他兩種鏈球菌生長(zhǎng)也分別降低了76%和77%，其中Streptococcus mutans，Streptococcus sobrinus和Streptococcus sanguinis都是口腔鏈球菌的代表。

在4%的赤蘚糖醇條件下，變異鏈球菌生物膜的形成降低了31.31%（見表2）。多糖含量的減少對(duì)變異鏈球菌的依附有抑制作用，從而防止了牙菌斑的形成（見圖4）。

有研究表明：與木糖醇相比，赤蘚糖醇達(dá)到同樣的抑菌效果所需的量比木糖醇少。并且在抑制變異鏈球菌的生長(zhǎng)和生物膜形成方面，赤蘚糖醇的作用比木糖醇要顯著。赤蘚糖醇對(duì)變異鏈球菌的抑制并不僅僅歸咎于對(duì)其活性的抑制，而是在其新陳代謝過(guò)程中產(chǎn)生無(wú)用的耗能，影響糖的代謝。所以赤蘚糖醇抑制齲齒模式可能是替代了碳水化合物的主要來(lái)源。赤蘚糖醇的防齲功能已經(jīng)被初步證實(shí)，其抑制變異鏈球菌的作用也已經(jīng)得到初步的肯定，但關(guān)于其抑菌機(jī)制尚未完全明了，還需進(jìn)一步證實(shí)。

赤蘚糖醇的應(yīng)用前景

木糖醇和其他糖醇由于可能導(dǎo)致腹瀉，所以較適用于體積小的食物，比如口香糖。與其他糖醇相比，赤蘚糖醇無(wú)腹瀉作用使得它的使用范圍更加廣泛。此外，由于赤蘚糖醇具有抗齲齒性，不能被變異鏈球菌等病原菌利用，其在兒童日常飲食中的應(yīng)用對(duì)降低齲發(fā)病率有重要的作用和意義。由于赤蘚糖醇特殊的性質(zhì)，目前其應(yīng)用范圍比較廣泛，主要應(yīng)用在食品、醫(yī)藥、保健品等產(chǎn)品中。

赤蘚糖醇在糖果中的應(yīng)用

兒童是糖果的主要消費(fèi)人群，食糖過(guò)多是引起兒童齲齒的最主要原因。而將赤蘚糖醇加入糖果中很容易被兒童接受，不僅能夠有效的防止齲齒、減少牙菌斑，長(zhǎng)期食用也不會(huì)發(fā)生任何不良反應(yīng)。

赤蘚糖醇在口香糖中的應(yīng)用

口香糖主要是由甜味劑、膠基和香料加工而成，它具有清潔口腔、保護(hù)牙齒的作用，但是甜味劑大多使用砂糖，容易導(dǎo)致肥胖或引發(fā)齲齒。將赤蘚糖醇加入到口香糖中，既可以發(fā)揮其防齲齒作用又可以利用口香糖的咀嚼特性，增強(qiáng)防齲效果。

赤蘚糖醇在飲料中的應(yīng)用

飲料的含糖量通常比較高，飲用過(guò)多會(huì)造成肥胖和齲齒病的發(fā)生。隨著人們健康意識(shí)的提高，對(duì)飲料的選擇也發(fā)生了變化。赤蘚糖醇可全部替代飲料中的蔗糖，既不會(huì)引起血糖升高導(dǎo)致肥胖又能有效的防止齲齒。

小結(jié)

綜上所述，赤蘚糖醇的防齲功能已經(jīng)得到科學(xué)證實(shí)，但關(guān)于其抑菌機(jī)制尚未完全明了還需進(jìn)一步證實(shí)。雖然對(duì)赤蘚糖醇在口腔健康方面的功效研究還不夠完善，但是它已經(jīng)在口腔醫(yī)學(xué)方面表現(xiàn)出較好的發(fā)展前景。將赤蘚糖醇添加到兒童食品中能夠有效降低齲齒的發(fā)病率，對(duì)兒童健康有重要的保護(hù)作用。endprint