甜菊糖苷在食品中的應用及發展趨勢分析

◎ 王路寬，賈 娟，2

（1.河南工業大學漯河工學院，漯河 462002；2.漯河職業技術學院，漯河 462002）

甜味劑是一種有機化合物，根據來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，天然甜味劑的應用不僅可以使食品更加美味，而且不會造成蛀牙、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、低熱能等特點的天然甜味劑，其甜度是蔗糖甜度的200～300倍，而熱量僅為蔗糖熱量的1/300，因此，甜菊糖苷常常代替蔗糖，它有效彌補了人工甜味劑可能會引發肥胖、糖尿病和冠心病等代謝疾病患病率提高的缺點。例如，Charlotte Debras 等人等發現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）與癌癥風險增加有關[1]；Michelle Pearlman 等人發現人工甜味劑似乎會改變宿主微生物組，導致飽腹感降低，改變葡萄糖穩態，并與熱量消耗增加和體重增加有關[2]；Marie Ng 等人發現了人工甜味劑會引發肥胖疾病[3]。因此，使用甜菊糖苷符合現在人們對健康的追求。此外，Balakrishnan等人在文獻中指出，由于甜菊糖苷不會參與機體新陳代謝過程，從而不會引起齲齒、肥胖等疾病，因此糖尿病人可以安全食用[4-5]。目前，甜菊糖苷已經作為添加劑被應用于食品工業中[6]。

1 甜菊糖苷的研究現狀

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，原產于巴拉圭和巴西邊境的高山草甸[7]，也被稱為“巴拉圭草”。過去，人們一直認為甜葉菊中只有甜菊糖這一種甜菊糖苷，直到廣島大學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構。

圖1 甜菊糖苷的結構圖

1.2 甜菊糖苷的分類

到21世紀，已有 10 種甜菊糖苷被科學家們從甜菊糖中分離出來，并準確測定了各種類型的甜菊糖苷的名稱、結構以及甜度（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 甜菊糖苷類的結構和甜度表

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]。一些國家出臺了關于甜菊糖苷可作為食品添加劑的政策，如美國食品藥品監督管理局分別在2008年12月以及2009年9月進行了萊鮑迪苷A的GRAS一般安全認證，并批準總苷含量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，中國國家衛計委公布甜菊糖苷作為食品添加劑將擴大使用范圍。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、化學合成法以及生物合成和轉化法。其中，提取法又包括結晶、重結晶、樹脂法、柱層析法等方法。劉建、孔寧、董繼遠等人通過樹脂法和重結晶方法成功生產了甜菊糖苷單體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，可以通過化學合成法合成高含量的產物[14]；楊玉鳳等通過生物合成方法實現了高效催化萊鮑迪苷A合成萊鮑迪苷D[15-17]；閆莽通過生物轉化方法獲得了高品質的RUB[18]。

2 甜菊糖苷在各類食品中的應用

目前，甜味劑的搭配越來越符合現代人的口味，甜菊糖苷廣泛用于飲料、蜜餞、水果罐頭、糕點、乳制品等甜品中，采用更自然、健康、綠色的添加劑是當今食品行業的發展趨勢[19]。如今，像雀巢、聯合利華等許多食品行業巨頭已經開始在新產品中應用甜菊糖苷，表2為甜菊糖苷在各類食品中的應用[20]。

表2 甜菊糖苷類在各類食品中的應用表

2.1 在飲料中的應用

飲料中的蔗糖過多，會使得飲料原本的風味被掩蓋，而將甜菊糖苷和蔗糖混用，則可以減輕這種負面效果，從而更能體現出飲料原本所應具有的風味，并且可以減少飲料中的熱量，受眾人群更廣泛。因此，近年，許多飲料生產公司都將甜菊糖苷加入飲料生產工藝中。如食品飲料行業巨頭可口可樂公司，已經在飲料的制作中應用萊鮑迪苷A[21]。此外，湯瑾、周翠英等人通過研究甜菊糖苷來代替部分蔗糖的楊梅汁飲料，發現當甜菊唐苷替代40%蔗糖時，可以得到風味最佳、酸甜適口的楊梅汁飲料[22]。

2.2 在冷飲中的應用

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，因為甜菊糖苷基本不參與代謝，所以這樣的冰淇淋甜度高，而且熱量低，不會影響身材和體重，非常適合不能攝入高熱量的消費者。

2.3 在酒類中的應用

甜菊糖苷可替代部分蔗糖用來生產酒精，并且用這種方式釀造生產出的酒，能有效消除酒的辛辣味。謝亞蘇發明了一種養生酒，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，增添更多風味，同時具有養生功效[22]。

2.4 在糖果中的應用

用甜菊糖苷代替口香糖中的蔗糖，可以使口香糖吃起來清甜爽口，甜味久久不會消退，且甜菊糖苷不會像蔗糖那樣引發人們的口腔問題。

2.5 在果脯、糕點類中的應用

將甜菊糖苷用于制造果脯、糕點等，還能解決果脯、蛋糕等甜點能量高的問題。Garcia-Noguera等人通過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味與天然草莓甜味十分相似[23]。這種技術可以降低食物中糖的含量，利用甜菊糖苷來代替糖的風味，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 在發酵乳制品中的應用

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胃腸道的蠕動，有利于消化，促進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，創造出更高的經濟效益。Prakash I等人的研究表明，萊鮑迪苷M在巴氏消毒和發酵過程中甜度無明顯損失，且在酸奶儲存6周時能夠保持性狀穩定[24]，很大程度上提高了酸奶的儲存質量。

2.7 在水產品中的應用

甜菊糖苷可以替代加工水產品中30%～50%的蔗糖，此方法可以減少蔗糖的使用，防止蛋白質等與蔗糖過多接觸，發生美拉德反應，從而引起蛋白質的變質現象，延長水產品的保質期，克服水產品儲存時間短的缺點，避免在運輸販賣過程中造成的經濟損失。

3 展望

近年，隨著減糖運動的盛行，極大地擴展了甜菊糖苷在食品加工和生產領域中的應用。然而，甜菊糖苷中部分苷類化合物在食品中呈現苦味，仍然是一個棘手的問題，同時，由于甜菊糖苷熱量低高甜度的特點而導致的添加劑濫用問題，仍是對研究人員的挑戰。因此，未來，通過制定更完善的檢測程序，研究解決甜菊糖苷的苦味問題后，相信甜菊糖苷在食品科學及其他領域的應用會更為廣泛。