赤蘚糖醇的科學(xué)共識

（中國食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會 北京 100048）

糖是維持機(jī)體生理功能不可缺少的物質(zhì)之一，是食品加工中所需的重要物質(zhì)，然而，糖的過度攝入與超重和肥胖等慢性非傳染性疾病密切相關(guān)。世界衛(wèi)生組織（WHO）建議控制和減少膳食中糖的攝入量，推薦在整個生命周期將游離糖攝入量控制在總膳食能量的10%以下[1]。我國《國民營養(yǎng)計劃（2017—2030 年）》《健康中國行動（2019—2030 年）》《“十四五”國民健康規(guī)劃》等重要政策文件都將“減糖”列為重要內(nèi)容之一。近年來，食品科技界和產(chǎn)業(yè)界一直在為實現(xiàn)“減糖”目標(biāo)努力，很多甜味劑被廣泛應(yīng)用于食品加工中，其中，赤蘚糖醇作為甜味劑的典型代表之一備受關(guān)注。目前，赤蘚糖醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，其被廣泛應(yīng)用于烘培食品、餐桌甜味料、飲料、糖果等生產(chǎn)加工過程中，是滿足消費者享受“甜蜜”的選擇之一。基于“減糖”的需要與赤蘚糖醇相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，本文在系統(tǒng)梳理相關(guān)科學(xué)研究、生產(chǎn)技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)等內(nèi)容的基礎(chǔ)上提出科學(xué)共識，以引導(dǎo)行業(yè)形成對赤蘚糖醇的科學(xué)認(rèn)識，推動其在食品產(chǎn)業(yè)中的合理使用。

1 赤蘚糖醇是一種天然存在的物質(zhì)，具有特定的理化和代謝特性

赤蘚糖醇化學(xué)名稱為1，2，3，4-丁四醇，分子式為C4H10O4，相對分子質(zhì)量為122.12。作為一種天然甜味劑，赤蘚糖醇廣泛存在于自然界中，如蘑菇、西瓜、梨、葡萄等農(nóng)產(chǎn)品以及葡萄酒、清酒、啤酒和醬油等發(fā)酵產(chǎn)品，含量最高可達(dá)0.13%[2]。

赤蘚糖醇不含有還原性醛基，對熱和酸的穩(wěn)定性高；易溶于水，在25 ℃下的溶解度為37%，溶于水并吸熱，以固體形式食用時會產(chǎn)生清涼感；結(jié)晶性好，吸濕性低，在20 ℃、相對濕度90%的環(huán)境中仍不吸潮；是蔗糖甜度的60%～80%，甜味純正，無后苦味[3-4]。

低能量與特殊代謝途徑是赤蘚糖醇代謝特性之一。赤蘚糖醇能量系數(shù)為0.88 kJ/g，是目前使用的多元醇甜味劑中能量最低的一種（表1）[5]?！妒称钒踩珖覙?biāo)準(zhǔn) 預(yù)包裝食品營養(yǎng)標(biāo)簽通則》（GB 28050-2011）問答（修訂版）第二十四條規(guī)定：“鑒于目前糖醇在部分類別食品中使用較多，為科學(xué)計算能量，建議赤蘚糖醇能量系數(shù)為0 kJ/g，其它糖醇的能量系數(shù)為10 kJ/g”[6]。在機(jī)體內(nèi)，赤蘚糖醇以被動擴(kuò)散的方式被小腸吸收，雖有80%～90%的赤蘚糖醇可以進(jìn)入血液循環(huán)，但不會被機(jī)體內(nèi)的酶系統(tǒng)分解，最終經(jīng)尿液排出體外；另外約有10%～20%的赤蘚糖醇進(jìn)入大腸中，其中僅有一半可經(jīng)發(fā)酵生成脂肪酸，并被重新吸收和代謝[7-8]。這種特殊的代謝途徑使得攝入的赤蘚糖醇中最多只有5%～10%能為人體提供能量。此外，赤蘚糖醇代謝途徑與胰島素?zé)o關(guān)，不會引起血糖波動，其平均血糖生成指數(shù)和胰島素血癥指數(shù)分別是0 和2[9]，說明攝入赤蘚糖醇不會影響肥胖患者的腸道葡萄糖吸收[10]。

表1 赤蘚糖醇與其它糖醇的性質(zhì)Table 1 Properties of erythritol and other sugar alcohols

腸道耐受性好是赤蘚糖醇的另一特性。與其它糖醇相比（表1），赤蘚糖醇的最大非致瀉劑量（Maximum non-laxative dose）為0.66～1.0+g/kg bw[6]，明顯高于其它糖醇。有關(guān)人體腸道耐受情況的研究顯示，18～24 歲健康志愿者以液體形式攝入20～35 g 赤蘚糖醇時，腸道耐受良好，無不良癥狀；當(dāng)赤蘚糖醇攝入量達(dá)到50 g 時，可觀察到腹瀉和惡心等情況[11]。同時，臨床研究顯示，4～6 歲兒童攝入含15 g 赤蘚糖醇的飲料后，未觀察到腹瀉和/或嚴(yán)重腸道癥狀[12-13]。此外，需要注意的是，過量攝入糖醇引起的腹瀉并不是一種疾病，而是對腸腔中緩慢吸收碳水化合物的簡單滲透反應(yīng)，即在小腸中未被吸收的糖醇由于滲透作用可能導(dǎo)致腹脹、腹瀉和脹氣。部分人在食用1 次后會出現(xiàn)這種癥狀，隨著持續(xù)食用，多數(shù)人會對糖醇產(chǎn)生一定程度的耐受性，相關(guān)胃腸癥狀也會減弱或消失[6]。

此外，赤蘚糖醇在口腔保護(hù)方面也有積極意義。研究表明，赤蘚糖醇在口腔中不僅不會被變形鏈球菌利用，還可抑制其在口腔中的生長和黏附[14]，從而發(fā)揮對口腔的有益作用。在一項為期3年的臨床試驗中，接受赤蘚糖醇治療的受試者牙菌斑中乙酸和丙酸水平、斑塊變形鏈球菌計數(shù)均顯著低于接受木糖醇或山梨糖醇治療的受試者[15]。

2 赤蘚糖醇的工業(yè)化生產(chǎn)目前以微生物發(fā)酵法為主，產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速

隨著相關(guān)研究與應(yīng)用的不斷深入，赤蘚糖醇的需求量持續(xù)增長。據(jù)預(yù)測，未來5 年全球赤蘚糖醇需求量將以20.3%的年均復(fù)合增長率增長，到2025 年，達(dá)到約48.9 萬t；我國赤蘚糖醇的消費量從2018 年的約5 500 t 增長至2020 年的約4.1 萬t[16]。雖然赤蘚糖醇在自然界中廣泛存在，但是其含量低，無法滿足商業(yè)化的大規(guī)模應(yīng)用需求。目前，赤蘚糖醇主要通過微生物發(fā)酵法進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。

自然界中可以合成赤蘚糖醇的微生物很多，如叢梗孢酵母（Moniliella pollinis）、三角酵母、絲孢酵母、解脂耶氏酵母等嗜高滲酵母[17]和酒類酒球菌、酒明串珠菌、乳桿菌等細(xì)菌[18]。赤蘚糖醇在酵母和細(xì)菌中的合成路徑有所不同。在酵母中，赤蘚糖醇通過磷酸戊糖途徑合成，該途徑產(chǎn)生的赤蘚糖-4-磷酸經(jīng)脫磷酸形成赤蘚糖，而后在赤蘚糖還原酶的作用下形成赤蘚糖醇；在細(xì)菌中，通過磷酸乙酮醇酶途徑中的還原型輔酶Ⅱ（NADPH）再生環(huán)節(jié)可生成赤蘚糖醇[19-20]。根據(jù)《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑 赤蘚糖醇》（GB 26404—2011），赤蘚糖醇主要以葡萄糖為生產(chǎn)原料，利用叢梗孢酵母，類絲孢酵母（Trichosporonides megachiliensis）和解脂假絲酵母（Candida lipolytica）進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)[21]。

3 赤蘚糖醇的安全性受到廣泛認(rèn)可，多國已批準(zhǔn)在食品中使用

多項體外、體內(nèi)動物實驗研究和人體臨床研究對赤蘚糖醇的安全性進(jìn)行了評估，尚沒有證據(jù)表明赤蘚糖醇在當(dāng)前使用條件下會對健康產(chǎn)生任何不良影響[2，22-23]。美國食品藥品監(jiān)督管理局（Food and Drug Administration，F(xiàn)DA）審查了已有關(guān)于赤蘚糖醇吸收和代謝、急性和亞慢性毒性、生殖和發(fā)育毒性、誘變和遺傳毒性、慢性毒性、動物致癌性以及臨床研究相關(guān)數(shù)據(jù)，未發(fā)現(xiàn)明顯的安全問題，公布了赤蘚糖醇的GRAS 認(rèn)證（Gener ally Recognized as Safe notice，GRN NO.789）[23]。

目前，赤蘚糖醇已通過國際食品法典委員會（Codex Alimentarius Commissio，CAC）、美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）、歐盟食品科學(xué)委員會（Scientific Committee on Food，SCF）、澳大利亞新西蘭食品標(biāo)準(zhǔn)局（Food Standards Australia New Zealand，F(xiàn)SANZ）等國際權(quán)威組織和多國監(jiān)管部門的安全性評估，可作為食品添加劑應(yīng)用于生產(chǎn)中（詳見表2）。

4 我國已構(gòu)建赤蘚糖醇生產(chǎn)和使用標(biāo)準(zhǔn)體系，允許在食品中按生產(chǎn)需要適量使用

參照國際相關(guān)經(jīng)驗，目前我國已構(gòu)建有關(guān)赤蘚糖醇生產(chǎn)、檢測和使用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（表3），以規(guī)范其在食品工業(yè)使用的安全性。關(guān)于赤蘚糖醇在食品加工中的具體添加量，依據(jù)GB 2760-2014《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》[33]將赤蘚糖醇?xì)w屬于附表A.2《可在各類食品中按生產(chǎn)需要適量使用的食品添加劑名單》中，即赤蘚糖醇可作為甜味劑應(yīng)用于各類食品中，無具體使用量的數(shù)值規(guī)定，按生產(chǎn)需要適量添加，因此，在食品工業(yè)生產(chǎn)中，按照國家食品安全法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)添加赤蘚糖醇是安全可行的。

5 專家建議

5.1 進(jìn)一步深化赤蘚糖醇生產(chǎn)、應(yīng)用、安全性等方面的科學(xué)研究

雖然我國赤蘚糖醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但是在生產(chǎn)與應(yīng)用等科學(xué)研究領(lǐng)域仍有待深耕。在生產(chǎn)方面，可進(jìn)一步優(yōu)化赤蘚糖醇生產(chǎn)工藝，提高微生物發(fā)酵原料利用率，提高過濾、脫色、分離、濃縮、結(jié)晶等操作單元生產(chǎn)效率，降低各操作單元能源消耗。同時，發(fā)掘更多安全的赤蘚糖醇生產(chǎn)菌株，拓寬赤蘚糖醇生產(chǎn)原料范圍，降低赤蘚糖醇生產(chǎn)成本。

在應(yīng)用方面，可持續(xù)挖掘赤蘚糖醇的加工特性，明確赤蘚糖醇與其它食品組分的互作機(jī)制。加強赤蘚糖醇功能性的研究，明確赤蘚糖醇的構(gòu)效關(guān)系，為赤蘚糖醇在食品工業(yè)中的應(yīng)用夯實理論基礎(chǔ)。此外，拓寬赤蘚糖醇的應(yīng)用范圍，如其在糖漬食品、調(diào)味品等更多食品品類中的應(yīng)用。

在安全監(jiān)管方面，盡管我國標(biāo)準(zhǔn)與國際標(biāo)準(zhǔn)以及其他國家標(biāo)準(zhǔn)一致，在各類食品的生產(chǎn)中還需適量添加赤蘚糖醇。然而，由于過量攝入赤蘚糖醇可能存在部分敏感人群胃腸出現(xiàn)不適的風(fēng)險，因此建議加強其安全性的持續(xù)評估與研究，研究制定赤蘚糖醇在我國某些食品中使用量的標(biāo)準(zhǔn)。

5.2 加強行業(yè)自律，合理使用赤蘚糖醇

依據(jù)我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB 2760-2014《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》，目前赤蘚糖醇作為甜味劑可在乳及乳制品、糖果、焙烤食品、飲料等各類食品中按生產(chǎn)需要適量使用，尚無具體限量值規(guī)定。為確保其食用安全性，行業(yè)應(yīng)加強自律，在滿足工藝必要性基礎(chǔ)上，合理添加赤蘚糖醇，為消費者提供更多健康、美味的好產(chǎn)品。

5.3 開展科普宣傳，提升消費者對赤蘚糖醇的認(rèn)知

赤蘚糖醇作為甜味劑，在食品中的使用既可滿足人們享受美味的需求，也可實現(xiàn)減糖、控糖、控制能量攝入的目標(biāo)。目前，市面上有很多標(biāo)識“低糖”“無糖”“無蔗糖”的食品，可能給消費者的正確選購造成誤導(dǎo)。鑒于此，政府部門、業(yè)界專家、企業(yè)、行業(yè)組織、新聞媒體等需從科學(xué)的角度加強科普宣傳教育工作，通過權(quán)威渠道，以社會活動、網(wǎng)絡(luò)宣傳等多種形式傳播相關(guān)科學(xué)知識，指導(dǎo)消費者科學(xué)消費。

致謝：

顧問：

孫寶國 北京工商大學(xué)

謝明勇 南昌大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國家重點實驗室

項目組專家（按姓氏漢語筆畫排序）：

丁鋼強 中國疾病預(yù)防控制中心營養(yǎng)與健康所

王君巧 南昌大學(xué)食品學(xué)院

王鷗中國疾病預(yù)防控制中心營養(yǎng)與健康所

江正強 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院

李寧國家食品安全風(fēng)險評估中心

李延嘯 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院

邵薇中國食品科技術(shù)學(xué)會

嚴(yán)衛(wèi)星國家食品安全風(fēng)險評估中心

孟素荷中國食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會

郭新光中國食品發(fā)酵工業(yè)研究院有限公司

聶少平南昌大學(xué)食品學(xué)院

夏書芹江南大學(xué)食品學(xué)院

工作組秘書：

于洋中國食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會

張悅中國食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會