甜菊糖苷的保健功能及其在食品中的应用

中国食物与营养2012，1813235FBODANDNUTRITIONINCHINA甜菊糖苷的保健功能及其在食品中的应用郭雪霞，赵仁邦农业部规划设计研究院，北京100125；河北农业大学食品科技学院，河北保定071001摘要甜菊糖苷是一种高甜度、低热能的纯天然甜味剂，对糖尿病、高血压病、心脏病、龋齿等有一定的辅助治疗作用，被广泛地应用到食品中。本文介绍了甜菊糖苷的特性、保健功能及其在饮料、果酒、蜜饯、果脯、罐头、糕点、调味品、乳制品和水产品中的应用，并展望了其发展前景。关键词甜菊糖苷；保健；食品；应用甜菊糖苷又名甜菊糖、甜叶菊糖、甜菊苷，是从菊科草本植物甜叶菊的叶、茎中提取的高甜度、低热能的甜昧剂，对人体无副作用的天然产物，对肥胖病、糖尿病、高血压病、心脏病、龋齿等有一定的辅助治疗作用。甜菊糖苷的甜度是蔗糖的15O一300倍，而其热值却为蔗糖的1250左右。甜菊糖苷是目前世界已发现并经我国卫生部、轻工业部批准使用的最接近蔗糖口味的天然低热值甜味剂。甜菊糖苷是继甘蔗、甜菜糖之外第三种有开发价值和健康推崇的天然蔗糖替代品，被国际上誉为“世界第三糖源”。随着人们对健康的关注程度越来越重，甜菊糖作为一种功能性糖类被广泛地应用到食品工业中，具有非常广阔的应用前景。1甜菊糖苷的特性11吸湿性纯度80以上的甜菊糖苷为白色结晶或粉末，吸湿性不大。12溶解性易溶于水、乙醇，与蔗糖、果糖、葡萄糖、麦芽糖等混合使用时，不仅甜菊糖苷味更纯正，且甜度可得到相乘效果。该糖耐热性差，不易着光，在PH值310范围内十分稳定，易存放。13稳定性溶液稳定性好，在一般饮料食品的PH范围内，进行加热处理仍很稳定。甜菊糖苷在含有蔗糖的有机酸溶液中存放半年变化不大；在酸碱类介质中不分解，可防止发酵、变色和沉淀等；可降低粘稠度，抑制细菌生长和延长产品保质期。14甜昧甜菊糖苷甜味纯正，清凉绵长，味感近似白糖，甜度却为蔗糖的15030O倍。提取的纯莱包迪A糖的甜度为蔗糖的450倍，味感更佳。甜菊糖的溶解温度与甜度味感的关系很大。一般低温溶解甜度高，高温溶解后味感好但甜度低。它与柠檬酸、苹果酸、酒石酸、乳酸，氨基酸等混合使用时，对甜菊糖苷的后味有消杀作用，故与上述物质混合使用可起到矫味作用，提高甜菊糖苷甜味质量。2甜菊糖苷的保健功能甜菊糖苷在人体中不参与生理生化反应，具有某种程度的抑制细菌和防腐的作用，安全性好。经大量药物实验证明，甜菊糖苷无毒副作用、无致癌性、食用安全，经常食用可预防高血压、糖尿病、肥胖症、心脏病、龋齿等，是一种可替代蔗糖的理想甜味剂。21预防糖尿病甜菊糖苷不能被人体消化道中的酶分解消化，摄入的甜菊糖苷通过胃及小肠进入结肠，被肠道微生物发酵利用，生成短链脂肪酸。甜菊糖苷的热值由短链脂肪酸间接生成，大约为63KJG。甜菊糖苷的不消化性使其摄入后不会引起血糖浓度的增加，更不会促进血液中胰岛素浓度上升，适合糖尿病患者使用。JEPPESENPB等以患糖尿病的鼠为试验材料，研究认为，甜菊糖苷对分离的胰岛和B一细胞具有直接的促胰岛素分泌效应，明显降低血糖水平，抑制高血糖素分泌。GREGERSENS等给2型糖尿病患者服用甜菊糖苷，观测血糖的变化，发现服用甜菊糖苷能够明显降低午餐作者简介郭雪霞1978一，女，河北石家庄人，工程师，研究方向农产品加工。通讯作者赵仁邦1973一，福建莆田人，硕士生导师，副教授，从事食品安全研究。第1期郭雪霞等甜菊糖苷的保健功能及其在食品中的应用33后血糖的提高幅度，认为它可以作为2型糖尿病患者的有益治疗手段。甜菊糖苷可能通过对矫正A一细胞功能紊乱来治疗2型糖尿病患者。22预防高血压LEECN等给原发性高血压的小鼠体内注射25MGKG甜菊糖苷，小鼠表现出对甜菊糖苷剂量依赖性地松弛抗利尿激素诱导产生的血管收缩，也就是说，甜菊糖苷具有一定抗高血压的作用，而且证明甜菊糖苷的这种作用可能与其对钙离子内流的抑制作用有关。WONGKL等研究认为，异甜菊糖醇可以作用于钾离子通道，对鼠的主动脉肌肉有松弛作用。HSIEHMH等给成年的原发性高血压患者服用甜菊糖苷2年后，发现甜菊糖苷对患者的心脏收缩压及心脏舒张压有降低作用。23预防肿瘤COUDRAYC等以虹鳟鱼为试验材料，研究发现甜菊糖苷对组胺伤害胃黏膜引起的上皮细胞脱落、增生等具有保护作用，可能是与甜菊糖苷会抑制胃的分泌或直接抑制胃蛋白酶的分泌有关。甜菊糖苷的混合物能够抑制二甲基苯并蒽引起的小鼠皮肤癌形成，可见它有预防肿瘤发生的作用。甜菊糖苷的不消化性和非发酵性，能促进维持正常的肠道生态，增加粪便体积，降低粪便PH值，对于便秘和肛门、直肠疾病等有良好的预防效果。另外，随着粪便体积增加，可将肠道中有毒物质稀释，从而防止癌症疾病的发生。24调节血脂据报道，甜菊糖苷能降低血液中胆固醇及甘油三酯的含量，使体内低密度脂蛋白LDL浓度降低，不影响高密度脂蛋白HDL浓度，使得HDLLDL比率增加。推测其原因，可能是血液中胆固醇降低是因甜菊糖苷有效增加胆酸的排除及抑制3羟基3_甲基戊二酰辅酶A活性，而减少肝脏内胆固醇的生物合成；甘油三酯的降低则与脂质吸收和脂肪酸合成减少有关。25抑制病原菌众多研究表明，甜菊糖苷可促进人体内双歧杆菌和乳酸杆菌的增殖而抑制病原菌如大肠杆菌的生长。其作用机制可能是甜菊糖苷发酵产生的乙酸和乳酸降低了肠道PH值，阻止了病原菌及腐败菌在肠内的增殖。另外，发酵产生的短链脂肪酸也抑制了细菌毒素的产生。26促进矿物质吸收许多研究者发现，甜菊糖苷能促进矿物质的吸收，特别是钙，这是由于甜菊糖苷的可发酵性使肠内PH值降低，促使钙、镁等变成可溶性的，而易于通过上皮细胞被人体吸收。3甜菊糖苷在食品中的应用31甜菊糖苷在饮料中的应用甜菊糖苷的甜度很高，用于清凉饮料、冷饮中替代1535的蔗糖，既符合国家标准要求，又不会降低产品质量。同时，可以改善饮料口感，使之具有清凉爽口的甜味，可以改变砂糖浓厚的甜腻感；实现了饮料的低糖化；生产同一品种果味汽水用甜菊糖的比全用蔗糖的可降低成本2030。这种低糖饮料适合于肥胖症和糖尿病患者饮用，符合饮料发展方向。朴美子等以甜叶菊水提液为主要原料，配以柠檬酸、蜂蜜、食盐，调制出香味浓郁，色泽明亮、酸甜可口的甜叶菊饮料。甜叶菊水提液的提取工艺为料水比1150、浸提时间3H、浸提温度60。甜叶菊饮料的最佳配比为甜叶菊水提液14、柠檬酸添加量0002、蜂蜜添加量04、食盐添加量005。32甜菊糖苷在果酒中的应用甜菊糖苷理化性质稳定，不易成为微生物营养来源，延长了产品保质期。甜菊糖苷喜酸，用于果酒中可提高果酒的风味，酸甜可口，改变了果酒粘稠感。用于刺梨、沙棘、葡萄等果酒中，代替30蔗糖，其口感较佳。添加适量于白酒中，可消除其中的辣味，提高产品质量。用于啤酒中，一则可提高产品风味，二则起到增泡作用，使啤酒泡沫丰富、洁白持久。王恭堂应用甜菊糖苷代替红葡萄酒或白葡萄酒中部分蔗糖的研究显示，其味道清甜、甘美爽口、口感纯净，可以保证葡萄酒的质量，而且其每吨酒的成本分别下降了200元和120元。崔天佑等发明了一种蚁参酒，在每1000G酒中包含有人参15G、灵芝1_5G、拟黑多刺蚁15G、甜菊糖苷00101G、调味剂01LG；含有甜菊糖甙甜而无糖，也没有药味，适用人群范围广。33甜菊糖苷在蜜饯、果脯、罐头中的应用蜜饯、果脯、果糕、凉果等产品含糖量在70左右，随着现代人群中肥胖、糖尿病的高发，一些人不愿接受含糖量过高的食品。降低上述产品含糖量，使之实现低糖、低热值，对扩大市场，满足人们需求意义重大。由于甜菊糖苷具有高甜、低热值特点，因而用甜菊糖苷替代20一30的蔗糖加工蜜饯、果脯等产品是可行的。试验亦证明，利用甜菊糖苷替代25蔗糖加工果脯、凉果等，不但产品质量没下降、风味没受影响，反而受到更多消费者青睐。崔天佑等人发明了一种含有甜菊糖苷的糖果，主要是用甜菊糖苷代替传统的蔗糖，由于甜菊糖苷能量低、甜而无糖，在提供怡人甜味中国食物与营养第18卷的同时，保证了低能量。甜菊糖苷替代20一30的蔗糖生产的水果罐头，除保持原有风味外，糖水清澈，味道清凉纯正，减少了高糖带来的甜腻感，用于肉类、鱼类罐头，明显延长了保质期。34甜菊糖苷在糕点中的应用甜菊糖苷甜度高，所以用量少，添加到糕点、饼干、面包类食品中可开发出营养、保健等适合儿童老年人尤其是患有糖尿病高血压病人的食品很有前途。这类食品适合于儿童的原因是它可以保护儿童的牙齿即防龋齿的作用。赵永焕等人以一定比例替代蔗糖调制面团，用于面包烘焙试验，结果表明，甜菊糖苷应用于面包中能降低面包的蔗糖含量，改善面包的品质，在同样的成本投入下，可以提高面包的营养价值，选出了甜菊糖苷面包的最佳配方为鸡蛋100G、乳粉50G、黄油70G、甜菊糖苷067G。35甜菊糖苷在调昧品中的应用甜菊糖苷代替蔗糖添加在酱油和醋等调味品中，可以延长产品的保质期，提高产品风味。可用于腌制咸菜，其味纯正可口，可引发食欲，缩短腌制时问，提高产品合格率，防脱水，而且甜菊糖苷代替蔗糖可以弥补单独使用蔗糖的一些缺陷，防止褐变反应，不会引起发酵性酸败。甜菊糖苷在用于加工含盐量较高的腌制品时还能抑制其咸味过高。用于香肠、火腿、挂肉等食品中，也有同样效果，代替比例一般4050J。36甜菊糖苷在乳制品中的应用人类肠道中的双歧杆菌有维持肠道微生态，增强宿主的免疫力，合成维生素，抑制肿瘤细胞生长，减少肠道内有害物质的产生与积累等多种生理功能。研究表明，甜菊糖苷可促进人体内双歧杆菌和乳酸杆菌的增值而抑制病原菌如大肠杆菌和沙门氏菌的生长。因而可向乳制品中添加合适的甜菊糖苷生产出功能性的乳制品。王孜早在1995年就把甜菊糖苷作为甜味剂代替蔗糖添加到酸奶中，添加量为003004，它的甜味特点与乳酸发酵的涩酸味结合可形成具有清凉感的奶味。37甜菊糖苷在水产品中的应用用甜菊糖苷替代3050的蔗糖加工海味食品、糜制品、海带制品等，效果较好。由于甜菊糖苷不具有发酵性，而具有调解湿润性，因而能防止水产制品中蛋白质变质或因酸败反应而引起褐变、发霉现象。甜菊糖苷与山梨酸复合使用能产生较佳效果，既可改善水产品风味，又可降低产品成本。在海带制品中使用甜菊糖苷，既能解决配制海带发黏现象，还可避免因用糖过多使海带肉质变硬、食用时易损坏牙齿等。使用用甜菊糖苷替代部分蔗糖，有利于避免糜制品因用糖过多引起的烤焦、松散等现象。4甜菊糖苷的发展前景甜菊糖苷作为一种天然甜味剂，口味纯正，甜度较高，广泛用于饮料、果酒、蜜饯、果脯、罐头、糕点、调味品、乳制品和水产品中，对人体具有保健的功能。但是甜菊糖苷在人体中的药理保健作用机理还不是非常清楚，还需要有更深入的研究，而且对于不同的人群其代谢的途径也许不同。在安全性方面的研究也应该更深入，应该有更多的医学证据证明甜菊糖苷对人体的健康状况的影响。甜菊糖苷在中国、韩国、台湾等亚洲各国和地区及南美的巴西、巴拉圭等地允许使用。欧美一些国家的观点有所不同，西方国家认为，在人为控制条件下生产的合成甜味剂比从天然植物中提取、含有许多功效不明确的混合物的甜味剂要安全得多。因此，一些西方国家还未认可将甜菊糖苷列入允许使用的食品添加剂名单，甜菊糖苷进入西方市场还存在一定的法规瓶颈。但随着我国科技的发展，甜菊糖苷的研究会更加的深入，并且会逐步得到各国市场的认可。随着甜菊糖的研究的不断深入，甜菊糖的应用前景也将会越来越广阔。参考文献1王飞生，叶荣飞，闵建甜菊糖苷的特性及应用中国调味品，2009，34109195，1172张文芝美国FDA公开表示甜菊糖可安全使用山东农业，2002，5453杨远志，李发财，琚争艳，庞明利，杨海军甜菊糖的应用现状及发展前景发酵科技通讯，2011，401404JEPPESENPB，GREGERSENS，ALSTRUPK，ETA1STEVIOSIDEINDUCESANTIHYPERGLYCAEMIC，INSULINOTROPICANDGLUCAGONOSTATICEFFECTSINVIVOSTUDIESINTHEDIABETICGOTOKAKIZAKIGKRATSPHYTOMEDICINE，2002，99145GREGERSENS，JEPPESENPB，HOLSTJJ，HEWNKANTIHYPERGLYCEMICEFFECTSOFMEDOSIDEINTYPE2DIABETICSUBJECTSMETABOLISM，2OO4，53173766LEECN，WONGKL，LIUJC，ETA1INHIBITORYEFFECTOFSTEVIOSIDEONCALCIUMINFLUXTOPRODUCEANTIHYPERTENSIONPLANTAMED，2001，697967997WONGKL，CHANP，YANGHYETA1ISOSTEVIOLACTSONPOTASSIUMCHANNELSTORELAXISOLATEDAORTICSTRIPSOFWISTARRATLIFESCIENCES，2004，741923792387第1期郭雪霞等甜菊糖苷的保健功能及其在食品中的应用358HSIEHMH，CHANP，SUEYM，ETA1EFFICACYANDTOLERABILITYOFORALSTEVIOSIDEINPATIENTSWITHMILDESSENTIALHYPERTENSIONATWOYEAR，RANDOMIZED，PLACEBOCONTROLLEDSTUDYCLINICALTHERAPEUTICS，2003，2511279728089COUDRAYC，BELLANGERJ，CASTIGLIADELAVAUDC，ETA1EFFECTOFSOLUBLEORPARTLYSOLUBLEDIETARYFIBRESSUPPLEMENTATIONONABSORPTIONANDBALANCEOFCALCIUM，MAGNESIUM，IRONANDZINCINHEALTHYYOUNGMENEURJCLINNUTL1997，516375_38010赵秀玲我国甜味剂甜菊糖苷发展状况中国调味品，2009，34511011311朴美子，张璐，于梅，姜文利甜叶菊饮料的研制食品研究与开发，2010，314798112苗玉新甜菊的综合利用黑龙江农业科学，1998，2424313王恭堂，乔春应用甜菊糖调整葡萄酒甜度葡萄栽培与酿酒，1993，32714崔天佑一种蚁参酒中国，CN2O10L01284CR74，201081115崔天佑，刘明铎一种含有甜菊糖甙的糖果及其制作方法中国，CN20101014279512010111716赵永焕，刘恒芝，江崇岩甜叶菊甙在面包中的应用研究中国畜产与食品，1999，6191017苗玉新甜菊的综合利用黑龙江农业科学，1998，242_4318KLEESSENB，ETA1EFFECTSOFINSULINANDHESSEONFECALMICROFLORA，MICROBIALACTIVITY，ANDBOWELHABITINELDERLYCONSTIPATEDPERSONSAMJCLIMNURR1997。651397140219王孜甜菊糖在风味食品中的应用北京农学院学报，1995，10112412520丁宁，郝再彬，陈秀华，原益山甜叶菊及其糖苷的研究与发展上海农业科技，