温州大学：天然代糖物质的提取工艺及生物医学功能研究进展

展源 2022-10-17

【综述】Frontiers in Nutrition丨温州大学生命科学研究院孙达课题组：天然代糖物质的提取工艺及生物医学功能研究进展

●近日，来自温州大学生命科学研究院孙达课题组在Frontiers in Nutrition杂志（中科院1区 Top）上发表题为“Research progress on extraction technology and biomedical function of natural sugar substitutes”的综述（2022 August 03; 9:952147）。温州大学药学专业在读研究生雷鹏宇，陈豪杰和马嘉辉为本文的共同一作，孙达副研究员和金立波博士为共同通讯作者，合作单位包括温州医科大学药学院，国科温研院和吉林农业大学生命科学学院。

成果介绍

如今，人们已经意识到糖摄入过量会对健康造成不良的影响，长期过量摄入蔗糖会严重危害身体健康，引发糖尿病、肥胖症、肾功能损害和慢性心血管等慢性疾病等。所以代糖物质逐渐受到消费者的推崇。代糖物质包括人工甜味剂和天然代糖物质。

常见的人工甜味剂有糖精、甜蜜素、阿斯巴甜和三氯蔗糖等，其具有甜度高和热量低等优点，已经广泛用于糖尿病、肥胖症等特殊消费者群体的食品添加剂中。尽管它们很流行，但有研究发现，人工甜味剂食用过量会引起腹胀和腹泻，严重的将导致败血症和多器官衰竭，与此同时其也会引起葡萄糖耐受性降低，导致代谢紊乱和胰岛素抵抗，从而造成糖尿病和肥胖症等危害。

相反，天然代糖物质由于更健康的生活方式和更高的营养价值有关，像罗汉果糖苷V、阿洛酮糖、赤藓糖醇和甜菊糖苷等，不仅具有较高的甜度，而且没有热量，也不会直接参加身体内的新陈代谢，并且还具有一定程度的正面的生物学功能，是适合超重、冠心病、糖尿病等特殊人群的甜味食品，因此它们正在逐渐替代市场上已有的人工甜味剂。

本综述就对天然代糖物质的的提取技术和生物医学功能进行综述，以期为其大规模应用提供借鉴。此外，我们还重点介绍了将天然代糖物质用作患者特殊医疗用途食品的研究进展。

1.天然代糖物质的提取方法

天然代糖物质主要分布于植物、微生物和藻类中，主要包括糖苷、糖醇、酮糖、甜蛋白等生物活性物质，其中大部分属于生物的胞内产物或以复合体的形式存在。然而天然代糖物质含量不仅相对较低，而且很难直接分离和提纯。天然代糖物质的副产物也会影响产品的风味和口感，从而对提取技术构成挑战。目前使用的提取程序如溶剂提取法、超声提取法、膜过滤法和酶催化法等，然而单一的提取方法存在效率和纯度低的问题。

我们可以使多种提取方法联用的方法。将溶剂提取、超声波提取和膜分离技术相结合，溶剂提取后的物质进一步的超声波处理和膜过滤可以提高产品的产率与纯度，超声波还能有效减少结膜现象，超临界CO2萃取剂可以有效地清除膜上的有机溶剂污染。其次，超声波提取可以与微波共提取技术相结合，超声波振动的空化效应和微波的高能效应，克服了传统超声波和微波提取的不足，从而能够在低温和大气压下快速、高效和可靠地处理固体样品。与此同时，超声波提取可以与酶催化相结合，显著降低了提取温度，缩短了提取时间，节省了溶剂，提高了收率，并且不影响提取物的结构和物理化学性质。所以不同的天然代糖采用适合的提取技术联用使其能够高纯度、低成本、规模化地应用于医药、保健食品、化妆品等领域。

2.天然代糖物质的生物学功能

天然代糖物质不仅具有低GI和低卡路里，有良好的味道和风味，几乎没有副作用，而且具有一定的生物学功能，如预防糖尿病和肥胖症、降低血压、治疗心血管疾病、抗氧化和预防龋齿，其特别适合作为糖尿病以及肥胖症的特医食品的甜味剂。

3.天然代糖物质在应用中面临的挑战

虽然天然代糖物质对健康有多种有益的生物功能，并且人工甜味剂具有更大的耐受性，并且，适量的糖醇也可能对维持肠道微生物区系的动态平衡起到益生作用，然而，长期过量摄入糖醇可能会导致或多或少的肠道疾病，由于大量的糖醇难以及时消化，而未消化的糖醇可能作为肠道细菌发酵的底物进入肠道，产生可能导致腹泻、腹胀、肠易激综合征和水分滞留的气体。因此，食品管理部门应制定糖醇的消费规则，以最大限度地发挥糖醇的好处，并将对人体的不利影响降至最低。最值得注意的是，长期大量摄入甘草或其提取物会导致人体的醛固酮和皮质醇水平升高，从而增加皮质类固醇的产生，这可能会导致高血压。因此，甘草及其提取物必须适量食用，高血压患者禁忌食用。

总之，尽管过量食用某些天然代糖物质可能会引起一些身体不适，但它们在生物医学功能方面的优势要比它们的劣势更明显。幸运的是，其的不利影响可以在管理局的协助下完全预防，管理局通过为每个成分和消费者群体提供适当的摄入量范围来监管。天然代糖物质在食品、保健品和药品中具有广泛的应用前景，以取代传统的糖替代品。因此，今后应继续拓宽天然产物的研究范围，筛选有利于健康的植物资源，研究其生物药用机理，优化提取工艺，特别是多种方法的结合，为其在特医食品中的应用奠定理论基础。总之，开发具有感官和健康属性的天然代糖物质成为了未来的趋势。

参考文献

Lei, P., Chen, H., Ma, J., Fang, Y., Qu, L., Yang, Q., Peng, B., Zhang, X., Jin, L., & Sun, D. (2022). Research progress on extraction technology and biomedical function of natural sugar substitutes. Frontiers in Nutrition, 9, 952147. https://doi.org/10.3389/fnut.2022.952147

文章来源：食品加智食科技

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