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代糖与人体健康

随着全世界范围内肥胖人群不断增加,减糖和控糖已成为人们最迫切的健康需求之一。代糖因能量低、甜度高等特点,成为糖的替代品,广泛应用于食品加工。

代糖主要分为3类,糖醇类、天然甜味剂和人工甜味剂。

糖醇类是将糖分子上的醛基或酮基还原成羟基而获得的低消化性化合物。我国现行《食品添加剂使用标准》(GB2760-2024)中约定了可用于食品加工的糖醇类包括木糖醇、赤藓糖醇、山梨糖醇和山梨糖醇液、乳糖醇、麦芽糖醇和麦芽糖醇液、D-甘露糖醇、异麦芽酮糖等。

天然甜味剂是从植物、谷物、水果、蔬菜等生物体中提取的甜味成分,主要包括甜菊糖苷、甘草甜素、甜茶苷、罗汉果甜苷和索马甜等。

人工合成甜味剂是用化学方法合成的甜味化合物,甜度高,性质稳定,能量低,不参与代谢。我国允许使用的人工甜味剂有二肽类如阿斯巴甜、纽甜、阿力甜,磺胺类如甜蜜素、安赛蜜、糖精钠,以及蔗糖衍生物如三氯蔗糖。

代糖

代糖

代糖的优势

1  、能量低

天然糖类如蔗糖、葡萄糖和果糖其热量为16.74 kJ·g−1。市场上常见的代糖具有不提供或只提供很少热量、高甜味的特点。《食品甜味剂科学共识(2022)》指出,甜蜜素、安赛蜜、糖精钠、三氯蔗糖和甜菊糖苷产生的热量几乎为零;阿斯巴甜每克产生12.56~16.74 kJ 的热量,但其甜度是蔗糖的200 倍,同等甜度下,用量非常少,产生的热量可忽略不计;糖醇类每克产生6.70~10.88 kJ的热量,其中赤藓糖醇每克仅产生0.879 kJ 热量,但它们进入人体后几乎不会参与代谢,被人体吸收的热量极低。

2   、提高饮品感官特性

部分代糖不仅可替代蔗糖的甜味,还可增加特定饮品的风味,提高饮品的感官特性。将安赛蜜、甜菊糖苷和罗汉果甜苷分别添加到红茶和原味酸奶中,与添加蔗糖相比,均可突显红茶本来的苦味,降低酸奶甜味刺激;将甜菊糖苷和罗汉果甜苷分别添加到巧克力牛奶中,均可激发巧克力本来的苦味。在益生菌酸奶中添加罗汉果甜苷,可显著增加干酪乳杆菌和保加利亚乳杆菌的含量,获得较高的感官属性得分。

3  、不造成龋齿

过多摄入含糖饮料是造成龋齿的危险因素之一,而多数代糖不能被口腔细菌有效利用,产生较少对牙齿有腐蚀作用的酸副产物。木糖醇和赤藓糖醇可通过减少唾液流量和牙菌斑酸来抑制口腔中细菌的数量,在预防龋齿中发挥重要作用。安赛蜜、阿斯巴甜、糖精钠和三氯蔗糖等人工甜味剂对生物膜致龋潜力的影响研究显示,与同等甜度的蔗糖相比,4 种人工甜味剂均可抑制口腔中变形链球菌和血链球菌的生长与产酸能力,并减少生物膜形成,从而减少牙菌斑和降低龋病的风险。

4  、具有生物活性

稀有糖是存在于自然界但含量很少的单糖及其核苷衍生物,可改善食品理化性质,发挥生理功能,还可修饰药物,优化其功能。D-阿洛酮糖具有抗氧化、降血糖血脂、抑制肥胖、神经保护作用,目前正成为甜味剂研究热点。D-塔格糖的口感、甜度和蔗糖最为相似,甜味刺激快,有低热量、零血糖生成指数、血糖钝化作用、益生元作用和抗氧化等特性。研究证实 D-塔格糖抑制细菌产酸的能力强于木糖醇;还可抑制葡糖基转移酶活性,减少葡聚糖生成,阻碍细菌生长。因此可被用于食品药物保健品中。

代糖

代糖

代糖对人体健康的影响

国际上代糖上市前后会经过国际食品法典委员会、欧盟食品安全局和美国食品药品监督管理局等国际食品安全机构的评估,在ADI范围内使用,食品安全风险可忽略不计,但长期摄入可能会带来潜在健康风险。随着人们对健康饮食的重视,尤其去年的阿斯巴甜风波争议,人们对人工代糖产生了普遍担忧。

1  、肥胖

随着肥胖人群的比例在全球范围内持续上升,代糖由于可控制总能量摄入和增加饱腹感(如赤藓糖醇)而迅速流行。虽然理论上代糖干预有利于体重控制,但其作为长期体重管理策略的有效性仍然受到质疑。

研究显示,代糖饮料可能会增强对甜食和饮料的渴望,从而导致肥胖。在神经通路排序中,甜味的优先级高于咖啡因等成瘾物质,频繁食用代糖,其高强度的甜味可能会过度刺激甜味受体,使人体味觉恢复到婴儿状态(对复杂口感耐受有限),久而久之人体发现高饱腹感、低甜味的食物(如苹果、蔬菜和豆类)不够有吸引力,低甜度的食物不能满足味觉,增加对高甜度、高能量食物的欲望,降低整体摄入食物的质量,导致能量摄入增加和体重增加。

现有研究发现,代糖控制体重更多基于理论层面,在肥胖的糖尿病人群中也可能产生较小的收益,而对于一般人群而言,长期食用代糖可能会增强对甜食和饮料的渴望,从而导致肥胖。世界卫生组织发布的指南也不建议用代糖来控制体重。

2  、糖尿病

近年来,在人群研究和体内外实验中均发现了特定代糖与糖尿病发生发展的相关性,但潜在的长期健康影响仍需继续探索。动物研究显示,长期大量食用阿斯巴甜可能是导致胰岛素抵抗的诱因。一项针对绝经后妇女的前瞻性观察性研究显示,与每周饮用 < 1 份(每份355 mL)代糖饮料相比,每天饮用≥2 份代糖饮料会使糖尿病发病风险增加43%。

人工甜味剂(如阿斯巴甜和糖精钠)使机体血糖上升的可能原因是摄入含人工甜味剂的食物,其强烈的甜味会刺激口腔中甜味受体,并激活相关糖代谢路径,如引起头相胰岛素释放,引起胰岛素释放,使机体血糖降低,从而会代偿性地刺激食欲并导致能量和糖摄入增加。也有体外实验提出三氯蔗糖会通过诱导钙、环磷酸腺苷、细胞外调节蛋白激酶的激活和核糖体蛋白 S6 的位点特异性磷酸化,影响 β 细胞对葡萄糖等促分泌剂的反应,从而影响糖尿病发展。

运动

运动

3  、肠道微生物群

代糖对肠道微生物群的作用可能与其来源有关。代糖对肠道微生物群的作用总体呈现天然甜味剂和糖醇类甜味剂可与肠道微生物群相互作用,增加有益肠道微生物群的多样性,但人工甜味剂更可能损害肠道微生物群的多样性,不过总体上目前的研究周期长短不一,样本量较小,需要更多大样本研究来探讨代糖与人体肠道炎症及肠道菌群的关系。

4  、高血压

多项研究发现,尽管用代糖饮料代替含糖饮料可减少糖摄入量,但代糖饮料消费与高血压的风险之间存在正相关关系。摄入代糖饮料对高血压不利影响的机制暂不清楚,可能涉及食欲失调、激素调节和肠道微生物群改变,也可能与代谢紊乱有关。

英国一项横断面研究发现,与非消费者和含糖饮料消费者相比,饮用代糖饮料青少年的收缩压和舒张压最高。2023 年,《自然医学》(Nature Medicine)杂志发表的一项包含 4147 人的研究表明,赤藓糖醇既与主要心血管不良事件有关,又能促进血栓形成,血液中赤藓糖醇水平较高的人,罹患心脏导致的重大疾病风险会升高。代糖对人体高血压主要产生负面影响,容易引起心血管事件,相关机制暂时不清楚,可能与食欲失调和肠道菌群改变有关。

5  、其他健康影响

代糖对人体的影响可能会因为其来源不同而不同。如甜菊糖苷具有抗高血压、抗肥胖、抗糖尿病、抗氧化、抗癌、抗炎、抗菌和改善肾功能的特性,还被证明对治疗皮炎、痤疮和湿疹等皮肤病有良好的效果。也有研究发现罗汉果苷有助于减轻哮喘和糖尿病症状,防止氧化和癌症,保护肝脏,调节免疫功能及降低血糖水平。

2023 年 3 月《自然》(Nature)杂志上发表的包含体内体外实验和糖尿病动物模型的文章显示,小鼠摄入高剂量的三氯蔗糖可限制 T 细胞增殖和分化。在皮下肿瘤模型和细菌感染模型中,给予三氯蔗糖的小鼠的CD8+T 细胞抗原特异性反应降低。而有更多的文献报道了人工甜味剂的不利影响。

多项病例-对照研究显示,人工甜味剂与胃癌、胰腺癌、膀胱癌和结直肠癌存在相关性,主要是糖精钠和甜蜜素有致癌作用。同样在卫生人员队列及护士队列中,研究人员探究了代糖饮料摄入量与癌症发病率之间的关联,与不饮用无糖汽水的男性相比,每天饮用≥1 份(约 250 mL)含阿斯巴甜的无糖汽水的男性会增加患非霍奇金淋巴瘤、多发性骨髓瘤和白血病的风险。

2022 年 12 月《美国国家科学院院刊》(PNAS)上发表的一项动物研究表明,持续 6~8 周每天摄入安全剂量范围内阿斯巴甜的小鼠,表现出明显的焦虑样行为,且这种效应不仅影响服用者,还会传递到后代。

阿斯巴甜代糖

阿斯巴甜代糖

根据现有研究,代糖种类较多,不同代糖有不同的代谢特性,其健康效应也不尽相同,将单一代糖的健康效应外推至所有代糖是不合适的。组合性代糖彼此之间的交互作用或修饰作用对人体健康的影响应得到更多的研究论证。

当然也不能简单认为使用代糖的食品是含糖食品的理想替代品,应引导大众正确认识代糖及其对健康的影响,同时也需要加强新资源食品或新型食品的研究,在找到能在减少添加糖对健康危害的同时不引入更多潜在危害的食品。

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