甜菊糖苷在食品中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)分析

◎ 王路寬，賈 娟，2

（1.河南工業(yè)大學(xué)漯河工學(xué)院，漯河 462002；2.漯河職業(yè)技術(shù)學(xué)院，漯河 462002）

甜味劑是一種有機(jī)化合物，根據(jù)來(lái)源以及合成提取方法不同，可以分為天然甜味劑和人工合成甜味劑。其中，天然甜味劑的應(yīng)用不僅可以使食品更加美味，而且不會(huì)造成蛀牙、肥胖、心腦血管疾病、糖尿病和其他代謝性疾病。甜菊糖苷是一種具有高甜度、低熱能等特點(diǎn)的天然甜味劑，其甜度是蔗糖甜度的200～300倍，而熱量?jī)H為蔗糖熱量的1/300，因此，甜菊糖苷常常代替蔗糖，它有效彌補(bǔ)了人工甜味劑可能會(huì)引發(fā)肥胖、糖尿病和冠心病等代謝疾病患病率提高的缺點(diǎn)。例如，Charlotte Debras 等人等發(fā)現(xiàn)了全球許多食品和飲料品牌使用的人工甜味劑（尤其是阿斯巴甜和安賽蜜）與癌癥風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)[1]；Michelle Pearlman 等人發(fā)現(xiàn)人工甜味劑似乎會(huì)改變宿主微生物組，導(dǎo)致飽腹感降低，改變葡萄糖穩(wěn)態(tài)，并與熱量消耗增加和體重增加有關(guān)[2]；Marie Ng 等人發(fā)現(xiàn)了人工甜味劑會(huì)引發(fā)肥胖疾病[3]。因此，使用甜菊糖苷符合現(xiàn)在人們對(duì)健康的追求。此外，Balakrishnan等人在文獻(xiàn)中指出，由于甜菊糖苷不會(huì)參與機(jī)體新陳代謝過(guò)程，從而不會(huì)引起齲齒、肥胖等疾病，因此糖尿病人可以安全食用[4-5]。目前，甜菊糖苷已經(jīng)作為添加劑被應(yīng)用于食品工業(yè)中[6]。

1 甜菊糖苷的研究現(xiàn)狀

1.1 甜菊糖苷的概念

甜葉菊（Stevia rebaudiana Bertoni）是一種多年生草本植物，屬菊科，原產(chǎn)于巴拉圭和巴西邊境的高山草甸[7]，也被稱為“巴拉圭草”。過(guò)去，人們一直認(rèn)為甜葉菊中只有甜菊糖這一種甜菊糖苷，直到廣島大學(xué)的研究人員從一種甜葉菊葉子的甲醇提取物中獲得了萊鮑迪苷A（Reb A）和萊鮑迪苷B（Reb B）[8]，人們才意識(shí)到甜菊糖苷有很多存在形式，如圖 1 便是甜菊糖苷的基本結(jié)構(gòu)。

圖1 甜菊糖苷的結(jié)構(gòu)圖

1.2 甜菊糖苷的分類

到21世紀(jì)，已有 10 種甜菊糖苷被科學(xué)家們從甜菊糖中分離出來(lái)，并準(zhǔn)確測(cè)定了各種類型的甜菊糖苷的名稱、結(jié)構(gòu)以及甜度（如表1所示）[9]。從表1可以看出，萊鮑迪苷A（rebaudioside A）的甜度為150～300，甜度最高。

表1 甜菊糖苷類的結(jié)構(gòu)和甜度表

1.3 甜菊糖苷的安全性

甜菊糖苷是從甜菊糖中提取出的二萜類糖苷衍生物，其甜度比蔗糖更甜，可作為安全甜味劑使用，因此，患有高血壓、糖尿病以及肥胖疾病患者可以使用甜菊糖苷替代甜味劑。此外，大量文獻(xiàn)也指出，甜菊糖苷具有降血壓、降血脂、抗炎癥、抗氧化、抗腫瘤等作用[10-11]。一些國(guó)家出臺(tái)了關(guān)于甜菊糖苷可作為食品添加劑的政策，如美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局分別在2008年12月以及2009年9月進(jìn)行了萊鮑迪苷A的GRAS一般安全認(rèn)證，并批準(zhǔn)總苷含量95%以上的甜菊糖苷可以作為食品添加劑使用；2017年12月29日，中國(guó)國(guó)家衛(wèi)計(jì)委公布甜菊糖苷作為食品添加劑將擴(kuò)大使用范圍。由此可見，甜菊糖苷作為食品添加劑是安全的。

1.4 甜菊糖苷的分離提純方法

現(xiàn)代工藝中甜菊糖苷的主要分離提純方法主要有4種，分別是提取法、化學(xué)合成法以及生物合成和轉(zhuǎn)化法。其中，提取法又包括結(jié)晶、重結(jié)晶、樹脂法、柱層析法等方法。劉建、孔寧、董繼遠(yuǎn)等人通過(guò)樹脂法和重結(jié)晶方法成功生產(chǎn)了甜菊糖苷單體RD[12]；張立鵬、丁燕等人采用制備型液相色譜法提高了5種甜菊苷的純度[13]；林友剛、蔡振偉等在制備萊鮑迪苷M的專利中指出，可以通過(guò)化學(xué)合成法合成高含量的產(chǎn)物[14]；楊玉鳳等通過(guò)生物合成方法實(shí)現(xiàn)了高效催化萊鮑迪苷A合成萊鮑迪苷D[15-17]；閆莽通過(guò)生物轉(zhuǎn)化方法獲得了高品質(zhì)的RUB[18]。

2 甜菊糖苷在各類食品中的應(yīng)用

目前，甜味劑的搭配越來(lái)越符合現(xiàn)代人的口味，甜菊糖苷廣泛用于飲料、蜜餞、水果罐頭、糕點(diǎn)、乳制品等甜品中，采用更自然、健康、綠色的添加劑是當(dāng)今食品行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)[19]。如今，像雀巢、聯(lián)合利華等許多食品行業(yè)巨頭已經(jīng)開始在新產(chǎn)品中應(yīng)用甜菊糖苷，表2為甜菊糖苷在各類食品中的應(yīng)用[20]。

表2 甜菊糖苷類在各類食品中的應(yīng)用表

2.1 在飲料中的應(yīng)用

飲料中的蔗糖過(guò)多，會(huì)使得飲料原本的風(fēng)味被掩蓋，而將甜菊糖苷和蔗糖混用，則可以減輕這種負(fù)面效果，從而更能體現(xiàn)出飲料原本所應(yīng)具有的風(fēng)味，并且可以減少飲料中的熱量，受眾人群更廣泛。因此，近年，許多飲料生產(chǎn)公司都將甜菊糖苷加入飲料生產(chǎn)工藝中。如食品飲料行業(yè)巨頭可口可樂(lè)公司，已經(jīng)在飲料的制作中應(yīng)用萊鮑迪苷A[21]。此外，湯瑾、周翠英等人通過(guò)研究甜菊糖苷來(lái)代替部分蔗糖的楊梅汁飲料，發(fā)現(xiàn)當(dāng)甜菊唐苷替代40%蔗糖時(shí)，可以得到風(fēng)味最佳、酸甜適口的楊梅汁飲料[22]。

2.2 在冷飲中的應(yīng)用

用甜菊糖苷代替冰淇淋和其他冰制品中的部分蔗糖，制造出的冰淇淋口感更加清涼爽口。此外，因?yàn)樘鹁仗擒栈静粎⑴c代謝，所以這樣的冰淇淋甜度高，而且熱量低，不會(huì)影響身材和體重，非常適合不能攝入高熱量的消費(fèi)者。

2.3 在酒類中的應(yīng)用

甜菊糖苷可替代部分蔗糖用來(lái)生產(chǎn)酒精，并且用這種方式釀造生產(chǎn)出的酒，能有效消除酒的辛辣味。謝亞蘇發(fā)明了一種養(yǎng)生酒，他在酒中添加了甜菊糖苷，而甜菊糖苷在此酒中的作用是保持酒的酒香，增添更多風(fēng)味，同時(shí)具有養(yǎng)生功效[22]。

2.4 在糖果中的應(yīng)用

用甜菊糖苷代替口香糖中的蔗糖，可以使口香糖吃起來(lái)清甜爽口，甜味久久不會(huì)消退，且甜菊糖苷不會(huì)像蔗糖那樣引發(fā)人們的口腔問(wèn)題。

2.5 在果脯、糕點(diǎn)類中的應(yīng)用

將甜菊糖苷用于制造果脯、糕點(diǎn)等，還能解決果脯、蛋糕等甜點(diǎn)能量高的問(wèn)題。Garcia-Noguera等人通過(guò)除去草莓自身所含有的蔗糖、葡萄糖以及果糖后，再添加甜菊糖苷，制作出的草莓蜜錢的風(fēng)味與天然草莓甜味十分相似[23]。這種技術(shù)可以降低食物中糖的含量，利用甜菊糖苷來(lái)代替糖的風(fēng)味，使糖尿病患者以及其他減糖人士也可以品嘗到草莓蜜餞。

2.6 在發(fā)酵乳制品中的應(yīng)用

用甜菊糖苷代替酸奶中30%～50%的蔗糖，可以明顯改善酸奶的口感，而且甜菊糖苷還能夠促進(jìn)胃腸道的蠕動(dòng)，有利于消化，促進(jìn)腸胃中益生菌如乳酸桿菌和雙歧桿菌的繁殖。此外，用甜菊糖苷代替蔗糖，可以使得酸奶中的熱量減少，適用于更多的人群，創(chuàng)造出更高的經(jīng)濟(jì)效益。Prakash I等人的研究表明，萊鮑迪苷M在巴氏消毒和發(fā)酵過(guò)程中甜度無(wú)明顯損失，且在酸奶儲(chǔ)存6周時(shí)能夠保持性狀穩(wěn)定[24]，很大程度上提高了酸奶的儲(chǔ)存質(zhì)量。

2.7 在水產(chǎn)品中的應(yīng)用

甜菊糖苷可以替代加工水產(chǎn)品中30%～50%的蔗糖，此方法可以減少蔗糖的使用，防止蛋白質(zhì)等與蔗糖過(guò)多接觸，發(fā)生美拉德反應(yīng)，從而引起蛋白質(zhì)的變質(zhì)現(xiàn)象，延長(zhǎng)水產(chǎn)品的保質(zhì)期，克服水產(chǎn)品儲(chǔ)存時(shí)間短的缺點(diǎn)，避免在運(yùn)輸販賣過(guò)程中造成的經(jīng)濟(jì)損失。

3 展望

近年，隨著減糖運(yùn)動(dòng)的盛行，極大地?cái)U(kuò)展了甜菊糖苷在食品加工和生產(chǎn)領(lǐng)域中的應(yīng)用。然而，甜菊糖苷中部分苷類化合物在食品中呈現(xiàn)苦味，仍然是一個(gè)棘手的問(wèn)題，同時(shí)，由于甜菊糖苷熱量低高甜度的特點(diǎn)而導(dǎo)致的添加劑濫用問(wèn)題，仍是對(duì)研究人員的挑戰(zhàn)。因此，未來(lái)，通過(guò)制定更完善的檢測(cè)程序，研究解決甜菊糖苷的苦味問(wèn)題后，相信甜菊糖苷在食品科學(xué)及其他領(lǐng)域的應(yīng)用會(huì)更為廣泛。