环球科学：食品中的糖被甜味剂替代后会变得更健康？

本文源自:?环球科学? 作者:?Melody M. Bomgardner? ?翻译 仇艳菲

大量的研究表明，人们消耗的糖量与代谢综合征的发展密切相关，而代谢综合征会导致心血管疾病以及2型糖尿病。

十年前，内分泌学家Robert Lustig发布的一段将近90分钟的视频,改变了数百万人对日常饮食中糖的看法。在视频中，Lustig为“过度摄入糖类会导致慢性代谢疾病”的观点，提供了依据。目前，在糖类添加剂除了提高食物的卡路里没有任何其他益处上，仍存在一些争议。但大量的研究表明，人们消耗的糖量与代谢综合征的发展密切相关，而代谢综合征会导致心血管疾病以及2型糖尿病。

加工食物的含糖量变化

公共健康组织已经采取措施如推行相关法律与规定，降低高糖添加食品的生产。糖味汽水首先被列入整改目标。目前，全球已有14个国家对加糖汽水收税。此外，一些国家的食品标签政策要求在食品和饮料的包装上添加含糖量。这也使得消费者开始极其关注工业生产食品的含糖量，以及几乎所有在货架上出售的商品。

为了避免食品标签带来的损失，食品公司开始尽量减少含糖量，并避免使用消费者不信任的合成甜味剂。他们转而选择了一系列对人体“友好”的甜味剂，这类甜味剂主要由采用生物技术生产配料的供应商提供。许多食物的标签上将不再有白砂糖、糖浆或者天门冬氨酰苯丙氨酸甲酯，取而代之的是甜菊糖、赤藓糖醇以及一种新型低卡路里糖——阿洛酮糖。

美国食品和药品监督管理局（FDA）已要求所有食物标签要声明，每克产品中所含的糖类添加剂含量，以及每食用一份该产品摄入的糖分占每天建议摄入量的百分比。一些产品使用的新标签让人十分震惊，例如，一瓶约591毫升的可口可乐中包含65克的糖类添加剂，等同于一天糖类摄入量的130%。按照FDA的建议：每日糖类摄入量不超过总卡路里的10%，也就是说一名成年男性（每天2000卡路里）日常饮食中最多只应该摄入50克的糖。

食物和饮料种类以及顾客的偏好，决定了他们获取糖类的途径。即使是所谓的健康食品，如果在各种浓缩果汁和糖浆中添加糖类，也需要被所有的消费者看到。“我完全相信这些食品标签会改变消费者的购买行为，”食品与饮料配料制造企业Ingredion 全球减糖平台负责人Nate Yates说。他还表示那些忽视标签的购物者或“无忧消费”群体，每年都在收缩。那些忠实顾客可能不会因为新的食品标签而改变消费，但是消费者通过阅读食物标签调整购物的比例接近80%，且还在不断上升。

替代糖类的甜味剂

事实上，大多数食物品牌多年来一直在满足消费者对减少糖类添加剂的要求。2014年，美国食品药品管理局就提出了新标签的改革要求，这意味着一些公司为了避免生产的食品被称为高糖食品，已花费大量时间改进了食品的含糖量并测试新配方。

市场调研表明，减少糖类添加剂最常见的方法是，使用零卡路里或者是低卡路里的甜味剂将部分糖替换掉。但是，一些消费者选择食品的趋势，打破了这种简单的替代方式。例如，大多数的消费者表示会拒绝含有合成甜味剂以及人工香料的食品。他们更倾向于选择一些成分列表短、含有简单易懂的天然添加成分的食品。

虽然这对食品公司来说是艰难的处境，但却为配料公司开辟了一片广阔的竞争空间。这些公司不仅提供了新的减少含糖量的方法，与此同时，他们还能满足了消费者们对口味、外观以及价格的期望。“食品公司将能改变旗下大部分商品，而不仅仅只在一个特定的食品种类，”Yates说，“他们会根据食品的目标用户选择添加的糖量，但是我认为他们绝对都会试着去减少食物的含糖量百分比。”

食品制造商会与配料供应商共同制定策略并测试新的配方。如今，他们在这些方面的努力正在成倍地增加，因为减少含糖量的政策已经不仅限于饮料范畴，还包括烘焙食品、乳制品甚至是糖果种类。所有的公司正信心满满地朝着低糖产品的标准前进。

“一个更大的问题是对糖的妖魔化，”负责市场调研公司Innova Market Insights北美地区的Tom Vierhile说，“这种妖魔化还在一直持续，并且不会消失”。该公司的调查数据表明，当FDA宣布变更食物标签的政策时，所有新推出的食品和饮料中，有8%都声明是少糖产品，相比于2014年上升了55%。在不加糖、低糖或者是无糖的新产品中，有23%属于软饮。体育营养类别物质中也出现了相似的比例，这表明生酮类食物（高脂肪、低碳水化合物和适当蛋白质的饮食）和其它饮食趋势，正在满足消费者减糖或无糖的需求。

食品公司并不希望消费者们时刻关注他们的新配方。一方面，他们会不断进行调整，所以并不确定到底能减少多少糖分。至少目前，这些食品公司还需要依赖于人工甜味剂。Yates称，对降低含糖量的需求将会催生零卡路里或低卡路里甜味剂，包括合成代糖。例如，三氯蔗糖的甜度是糖的600倍，对于许多产品来说，这是一个物美廉价的解决方案。一些低价品牌的食物售价太低，以至于无法使用甜菊糖等昂贵的天然替代品，所以这些品牌也将继续依赖这类代糖。

在减肥饮料和低卡路里酸奶中，阿斯巴甜和乙酰磺胺酸钾是普遍的选择。这两种化合物组合，帮助英国制造商降低了小苏打汽水中的糖分，避开了糖税。尽管如此，大部分的品牌不希望在新产品中使用天（门）冬氨酰苯丙氨酸甲酯，因为许多消费者们会认为它是不安全的。

甜味剂的发展

在未来几年，植物育种、酶技术以及生物工程技术的发展，或能使得甜菊糖等的生产取得重大突破，能应用于大型的饮料市场。直到最近，人们发现甜菊糖中主要的成分是甜叶菊甙A，它是甜叶菊植物叶片中含量最丰富的甜味分子。但是，这一成分具有一种苦涩的甘草回味，并且很难被覆盖，这也限制了它作为天然甜味剂广泛使用。

目前，甜菊糖专业公司PureCircle和SweeGen表示，他们能够大量生产一种稀有的糖苷（甜叶菊甙M），这种糖苷的味道更像糖。PureCircle公司耗费了数年的时间培养和种植甜菊叶，以用来生产更多的甜叶菊甙M。前年，这家公司称已经大幅度提高了这种名为“星叶”的专利甜叶菊品种的种植。

PureCircle公司也发现了，如何通过酶将甜叶菊甙A转化为甜叶菊甙M。他们表示，这个过程一些类似于在甜叶菊植物中，所发生的一系列酶转化反应，能使一部分的甜叶菊甙A转换为甜菊糖苷。

Ingredion主要的甜菊糖供应商SweeGen还表示，甜叶菊能通过自身的酶促反应，产生甜叶菊甙M和其他目标甜菊醇糖苷。他们从波士顿地区的生物技术公司Conagen那里，获得了使用工程酶菌株和放大技术的许可。

随着，甜菊糖甜味剂逐渐被改善且变得更加便宜，更多的应用也相继被开发出来。但是，类似于合成的高强度甜味剂，甜菊糖通常不能单独取代糖类。相比于蔗糖，甜菊糖的甜味出现的晚，但还会在口中停留很长的一段时间。因此，一些食品企业会通过各种方法将一些甜味剂，混合成合适的甜度。

对混合甜味剂的需求也使得另一种甜味剂——赤藓糖醇，在食品中的应用发生了改变，它和甜菊糖经常需要同时使用。赤藓糖醇的甜度只有普通食糖的70%，但它弥补甜菊糖的缺陷：它能增加饮料浓厚的口感，消除了甜菊糖苦涩的味道，并且改善甜菊糖的甜味时效问题。

不仅如此，这两种甜味剂混合在一起的时候比单独使用更甜。甜菊糖比食糖更甜，但是在饮料中只使用甜菊糖的话，它的甜度很有限。Cavallini说，“将甜菊糖与赤藓糖醇混合在一起，我们能够获得更多的甜味，也能更好地减少用糖量。”Schultz表示，最合适的甜味剂就是能够替代原来50%或者更多的糖类，并且在口味上没有明显的改变。如果在测试配方时，消费者没有注意到口味变化时，他们就会进行下一步，即替换75%或者甚至是100%的糖类。

甜菊糖正在开始从饮料扩展到烘烤食品、奶制品以及冷冻甜点产品中，更多的挑战正在等待着它。在这些食物当中，所使用的糖类量远比所尝到的甜味更多。例如，在冰激凌中，食糖能增大冰激凌的体积，并能通过降低冰点最大化地减少冰晶体的形成，并使冰激凌呈现出丝滑的口感。

“从许多方面来看，使用甜味剂取代糖类的甜味，或许是最容易克服的一个阻碍，”Cargill高级乳制品技术服务专家Christine Addington说。使用甜菊糖作为制作配方的冰激凌，必须既丝滑又可凝固，而不只是一坨冰块。因此，食品公司在冰淇淋中会混合使用甜菊糖和赤藓糖醇，但他们还会使用一种早期食品配料——菊苣根纤维，来增加冰激凌的体积。Addington表示，即便如此，冰激凌制造商也需要调整稳定剂以及乳化剂的量，以避免水从冰激凌中流出来。

天然甜味剂

一些面包师和冰激凌制造商坚持要使用一种新的天然甜味剂，这种甜味剂不仅能够保证所需的甜度，以及产生比平常食用的糖更少的健康问题，此外还不会对配方产生任何影响。这种糖就叫阿洛酮糖，通常存在于无花果以及葡萄干中。这种糖在市场中的出现是，就已经存在于多个专利中，让人联想起当年的甜菊糖创新热潮。

“1940年，科学家首次在小麦植株的叶子中发现了阿洛酮糖，之后又在水果中发现了它的存在，”Tate & Lyle甜味剂创新平台的副总裁Abigail Storms说。阿洛酮糖也被称为D-阿洛酮糖，它能够吸引研究者们的目光的原因在于：作为一种天然单糖，每克只含0.4卡路里，仅为其他糖类卡路里量的十分之一。

和甜菊糖一样，科学家通过多种创新技术，才发现如何量产原本只在植物中少量存在的阿洛酮糖。15年前，日本松下化工的稀有糖研究专家与香川大学的研究者们，就开始研究如何利用酶转换技术将果糖转换为阿洛酮糖。他们研发了一种基于d-阿洛酮糖3-异构酶的酶处理技术，这个酶基因是从一株土壤来源的球形节杆菌（Arthrobacter globiformis）的基因中提取出来的。Ingredion公司已经和松下化工合作，利用一种产于墨西哥的植物中生产阿洛酮糖。其他一些公司还通过酶处理技术，从玉米淀粉衍生的果糖中获取低卡路里的阿洛酮糖。

阿洛酮糖通常都被FDA认为是安全的代糖，虽然它还没有被欧盟国所批准。Storms表示，“临床试验表明，阿洛酮糖是会被人体所吸收的，但不会被代谢，所以它所产生的热量可以忽略不计，并且不会对血糖产生任何的影响，也不会导致蛀牙。”Storms还表示，虽然阿洛酮糖是新研发出来的，但成本却与赤藓糖醇不相上下。它还具有一个很大优点就是，尝起来就像食用糖一样。此外，它的晶体结构以及具有和食用糖一样在美拉德反应中变为棕色的能力，使其可以运用于生存复杂的高糖产品如巧克力和焦糖。

Storms指出，“现在，消费者们对食物中的卡路里以及糖分，会产生相同的关注度。因为全世界有相当大比例的一群人都有糖尿病或者是前期糖尿病。公共健康专家希望食品公司重新制定它们的产品，以造福具有健康意识以及随性消费的购物者们。虽然，去除食品中的食用糖是一件棘手的事情，但多亏了哪些在甜味剂创新项目上的投资，使得这些过程变得更容易了一些。