天然甜味剂替代蔗糖的研究（一）

糖的天然甜味糖摄入不仅能满足人对能量的需求，同时会激活大脑中的剂替愉悦及奖赏系统，引起愉悦，代蔗满足等正面情绪；因此会导致有些人对高含糖食物暴饮暴食的研究情况出现。研究表明肥胖和超重在全球范围内呈现逐渐增加的天然甜味糖趋势，预计到2030年全球将有21.6亿人受到肥胖和超重的剂替影响。导致肥胖的代蔗一个主要原因是糖过量取食。随着近现代社会经济的研究快速发展，人类饮食成分中最大的天然甜味糖变化就是蔗糖摄人量的不断增加；从1800年到2006年，世界范围内人均蔗糖消费量从5千克骤增至70千克。剂替糖过量取食不仅仅会导致肥胖，代蔗同时还可能会导致其他更有营养的研究食物的取食量减少，进而导致饮食不健康、天然甜味糖情感障碍、剂替糖尿病和药物滥用等问题。代蔗为了应对日益增加的糖摄取以及由此导致的各种疾病对社会造成的沉重的经济负担；世界卫生组织(WHO)2016年提出向高糖食品、饮料征收糖税的提议。以期通过向高糖食品增加税收的方式，控制食品生产企业食品中的蔗糖添加量。2017年英国公共卫生部(PHE)在报告中提出减糖计划，该计划预计到2020年减少20％食品中蔗糖添加量，为实现该目标，英国每年将减少20万吨蔗糖消费量。英国于2018年4月6日在英国正式实施第一部征收糖税的法规《软饮料行业税》；美、法等国家也都相继实施了相关的法规。

在一方面倡导健康饮食，一方面提高对高糖食物税收的国际大趋势之下。高甜度低热量的甜味剂，以其既能减少蔗糖添加，同时又能保持食品的甜味的特性引起人们越来越广泛的重视。目前市场上使用的甜味剂可以分为人工合成和天然甜味剂两大类。使用量较大的人工合成甜味剂包括，阿斯巴甜、三氯代蔗糖、糖精、纽甜等。但是从1970美国FDA因实验证明甜蜜素致癌而禁止其作为食品添加剂开始。关于人工合成甜味剂与某些癌症、慢性疲劳综合征、帕金森病、阿尔兹海默症、多发性硬化症、自闭症等多种疾病之间的关系就一直饱受争议。因此人工合成甜味剂并不适合作为食品中蔗糖的替代品。

味剂并不适合作为食品中蔗糖的替代品。天然甜味剂是指从植物中提取的天然高甜度低热量甚至无不含热量的甜味剂。天然甜味剂不仅甜度高热量低，而且普遍具有无毒副作用的特点，甚至有些天然甜味剂具有抗过敏，增强免疫调节，抑制肝细胞损伤等功能。在替代蔗糖作为食品甜味剂的研究方向上，天然甜味剂未来必定会占有越来越重要的地位。其中最常见的天然甜味剂有木糖醇，甜菊糖，甘草甜素和罗汉果甙。

木糖醇是一种天然的糖醇。其甜度与蔗糖相似。木糖醇的应用目前集中在食品，牙科和制药三个方面。其最重要的用途是预防龋齿，因为木糖醇可以抑制导致蛀牙的微生物的生长，除此之外，由于其代谢独立于胰岛素，有助于治疗高血糖，使其成为适合糖尿病患者使用的甜味剂。当经常用于饮食时，木糖醇还可以限制肥胖和超重的发生。

甜叶菊是甜菊糖的来源。已知的甜菊糖有30多种，甜菊糖的甜度是蔗糖的150～300倍。然而甜菊糖溶液具有随其浓度上升而逐渐增加的显著苦涩后味。甜菊糖苷在高温稳定，因此可用于烘焙或加热的产品中。而且甜菊糖在酸性和碱性介质(pH3～9)中稳定，适用于酸性食品的增甜和增酸。甜菊糖还具有可长期贮存，不会发酵，不发生褐变反应的特性。同时还具有抗菌活性。在临床研究中，甜菊糖甙还表现出抗高血糖、抗高血压、促胰岛素和葡萄糖抑制作用。

甘草甜素的甜度是蔗糖的100～500倍，入口后其甜味开始较慢，随后有甘草的余味。这种余味限制了它作为纯甜味剂的使用。甘草甜素可以增强食物的风味，掩盖苦味，增加蔗糖的甜味。同时还具有提供功能特性的潜力，包括免调节、抗肿瘤、抗病毒以及抗氧化特性。

罗汉果是一种高甜度水果。对罗汉果的甜味化学成分的研究始于20世纪70年代。作为一种理想的天然甜味剂，罗汉果被大量的添加进适合糖尿病人食用的不含糖食品的同时，罗汉果其他特性如抗氧化，护肝，增强免疫力，活血化瘀，抑制1:3腔病菌等也得到了深入的研究。

目前关于天然甜味剂的研究都集中在生产工艺的改进，品质的提升等方面。关于摄入天然甜味剂之后激活的脑区与蔗糖激活的脑区之间的是否存在差异；以及这些现象背后的具体机制目前尚未见报道。在神经生物学领域由于小鼠大脑与人类具有很高的相似性；常以小鼠为模式生物，通过对小鼠的研究来揭示人类大脑运作的机制。因此为了研究天然甜味剂替代蔗糖作为食品甜味剂添加剂的可行性，在满足人类对甜味的需求的同时降低食品中的蔗糖含量。本研究借用小鼠模型，模仿人类间断取食高糖食物的行为；研究长期间断高糖饲喂情况下，小鼠对不同高糖饲料的取食倾向。以期选择出取食量较为接近蔗糖的天然甜味剂，为后续研究取食天然甜味剂与蔗糖对大脑影响的是否存在差异打下基础。

二、实验材料和方法

1、实验动物

购买于北京维通利华实验动物技术有限公司的成年8周龄C57BL／6J雄性小鼠60只。5只一笼饲养于恒温(23℃)12h明暗交替(07:00灯亮，19:00灯灭)SPF级动物房。水与普通饲料不限制供应。所有动物相关实验均获得中国科学院深圳先进技术研究院实验动物管理和使用委员会伦理审查(IACUC编号：SIAT-IRB-171205-NS-ZYJ-A0387)，且所有实验操作均符合实验动物福利伦理审查指南。

2、实验方法

8周龄C57BL／6J雄性小鼠60只，每5只一笼。分为对照组10只、蔗糖组10只、木糖醇组10只、甜菊糖组lO只、罗汉果甙组10只、甘草甜素组10只。购买的小鼠进人动物房后先适应一周。期间，使用普通饲料饲喂。每个鼠笼中均有2个食盒，适应期间，普通饲料固定加入一个食盒中。适应一周后，于周一17:00向各组空食盒中加入相应高糖饲料过夜；第二天移除高糖饲料。然后在周三，周五17:00～19:00给各组小鼠提供高糖饲料。实验期间，每周一、三、五，17:00向高糖组小鼠鼠笼空食盒中加入各自25％甜度的高糖饲料，对照组空食盒中加普通饲料。19:00称量各组小鼠2h内取食高糖饲料和普通饲料的质量。并移除笼中高糖饲料。19:00为界，计算每24h普通饲料取食量。整个实验期间水无限制供应。整个实验持续8周。

3、饲料制作

本研究参考市场上奥利奥高糖饼干22％蔗糖含量，制作25％蔗糖含量的高糖饲料，同时以200倍甜度甜菊糖，1．05倍甜度木糖醇，200倍甜度甘草甜素，300甜度罗汉果，按其与甜度比制作同样甜度的天然甜味剂饲料；并保证所有饲料单位质量均含有相同的能量。

4、数据处理

实验数据由Origin8．0和SPSS22．0进行作图和显著性分析。

三、实验结果

为了准确了解间断高糖饲喂2h内，小鼠对不同高糖饲料的取食量的具体情况；首先在实验开始前一周，在17:00～19:00两个小时内，称量不同分组小鼠对普通饲料的取食量。以此作为参考。考虑到小鼠对间断高糖饲喂方案的适应性，前期在提供高糖饲料的两个小时内，小鼠对高糖饲料的取食动力可能没有太大；或者还没有适应高糖间断饲喂的方案，导致高糖饲料取食有浮动。因此选取最后两周，统计不同组小鼠在高糖提供日，两小时内高糖饲料以及普通饲料的取食量。结果如表1。
 

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