糖醇

糖醇是單糖經催化氫化及硼氫化鈉還原為相應的多元醇。糖醇雖然不是糖但具有某些糖的屬性。目前開發的有山梨糖醇、甘露糖醇、赤蘚糖醇、麥芽糖醇、乳糖醇、木糖醇等，這些糖醇對酸、熱有較高的穩定性，不容易發生美拉德反應，成為低熱值食品甜味劑，廣泛應用於低熱值食品配方。國外已把糖醇作為食糖替代品，廣泛應用於食品工業中。

用糖醇製取的甜味食品稱無糖食品，糖醇因不被口腔中微生物利用，又不使口腔pH降低，反而會上升，所以不腐蝕牙齒，是防齲齒的好材料。糖醇對人體血糖值上升無影響，且能為糖尿病人提供一定熱量，所以可作為糖尿病人提供熱量的營養性甜味劑。糖醇現在已成為國際食品和衛生組織批准的無須限量使用的。

1．甜度

所有糖醇均有一定甜度，但比其原來的糖，甜度有明顯變化，例如山梨醇的甜度低於葡萄糖，木糖醇的甜度高於木糖，現將不同的糖和其相應的醇的甜度，對照如下：（以蔗糖的甜度為100計）。

葡萄糖69 山梨醇48 麥芽糖40 麥芽糖醇79 果糖130

甘露醇55 木糖67 木糖醇90～100 乳糖30 乳糖醇35

總的說，除了木糖醇其甜度和蔗糖相近，其他糖醇的甜度均比蔗糖低。

2．熱量

由於糖醇能被人體小腸吸收進入血液代謝，有一些進入大腸，被腸內有益細菌利用，所以具有一定熱量，根據國外在不同條件下測試的結果，以Kcal／g計列如下：

山梨醇2.4—3.3 麥芽糖醇2.8—3.2 木糖醇2.4—3.5 氫化澱粉糖漿2.8—3.2

乳糖醇1.2—2.2 甘露醇1.6 異麥芽酮糖醇2

以上數據說明，人體攝入糖醇，均產生一定的熱量，所以和其他合成甜味劑不同，是一種營養性甜味劑。但其熱值均比葡萄糖4．06Kcal／g要低些。

3．溶解度

糖醇在水中有較好的溶解性。按20℃／100克水中能溶解的克數計，蔗糖為195g，糖醇則因品種不同而有很大差別。溶解度大於蔗糖的為山梨醇220g；溶解度低於蔗糖的有甘露醇17g、赤蘚糖醇50g、異麥芽酮糖醇25g。和蔗糖相近的有麥芽糖醇150g、乳糖醇170g和木糖醇170g。一般來說，在工業生產上，溶解度大的糖醇，難結晶，溶解度小的容易結晶。

4．溶解熱

糖醇在水中溶解，和蔗糖一樣要吸收熱量，叫溶解熱。因而糖醇入口吸熱，有清涼感，各種糖醇的溶解熱（J／g）如下：

木糖醇153 甘露醇120.8 山梨醇110.8

麥芽糖醇79 乳糖醇58.1 異麥芽酮糖醇39.3

以上數據說明，糖醇的溶解熱高於蔗糖17.9。因而糖醇，特別是木糖醇很適於製取清涼感的薄荷糖等食品。

5．黏度和吸濕性

純的糖醇類比蔗糖相對黏度要低，如70％的藥用山梨醇其黏度為180里泊，而食品工業用75％的麥芽糖醇漿，其黏度為1500里泊，高黏度和難結晶的糖醇，適於各種軟性食品加工，如軟糖、糕點、冰淇淋。糖醇除了甘露醇，異麥芽酮糖醇，均有一定吸濕性，特別在相對濕度較高的情況下，此外糖醇的吸濕性和其自身的純度有關，一般純度低其吸濕性也高，鑒於糖醇的吸濕性適於製取軟式糕點和膏體的保濕劑。要注意在乾燥條件下保存糖醇，以防止吸濕結塊。

6．熱穩定性

糖醇不含有醛基，無還原作用，不能像葡萄糖作還原劑使用；比蔗糖有較好的耐熱性，在焙烤食品中替代蔗糖時，不產生美拉德反應（褐變反應），因而適合製造色澤鮮艷的食品，而作麵包甜味料時，則不會產生令人好感的色彩和香味。

7．糖醇在較高的溫度和有無機酸存在時，能在分子內部失去一分子水，成為脫水糖醇，如木糖醇的第一個碳原子上的羥基和第四個碳原子上的羥基共同失去一個水，成為1，4失水木糖醇。糖醇分子內部失水后，黏度增加，一般情況下，成為不能結晶的漿狀物。

8．糖醇水溶液有絡合作用。例如和鎳和硼等礦物質能生成絡合物，故能用於油脂等的重金屬脫除劑。

2004年10月12日公布的“中國居民營養與健康現狀”報告指出：由於飲食結構不合理如脂肪攝人量過多等原因，各種常見病如高血壓、糖尿病、肥胖病的患病率增加，居民營養與健康問題不容忽視。報告指出，有約超過10%的人群不能或不宜攝入食糖，這就為來源廣闊、功能明顯、安全可靠的糖醇在食品添加劑方面的發展帶來了機遇，我國蔗糖產量為1450萬噸，10%就是145萬噸，如果其中一半用糖醇代替，就是70多萬噸的市場。隨著廣大消費者對糖醇認可度的增強，糖醇市場前景是相當廣闊的。

健康食品是當今食品市場的消費熱點和開發重點，在歐洲，功能性糖果的發展令人矚目，特別是無糖口香糖，佔了口香糖市場的50%，無糖糖果佔了糖果市場的四分之一以上，而這些無糖糖果多數是用糖醇類產品代替蔗糖與澱粉糖製造的。我國無糖食品才開始起步，作為13億人口的大國，糖醇在無糖糖果與食品添加劑上的應用有著廣闊的發展空間。

糖醇類營養型合成甜味劑結構上的共同特點是具有多個羥基。它們的甜度均小於蔗糖，熱量也大多低於蔗糖，因此用作低甜度、低熱量的甜味劑或高甜度甜味劑的填充劑。同時，它們一般都不受胰島素的制約，不會引起血糖值的升高，故常用作糖尿病、肥胖症患者的甜味劑。在口腔中，這類甜味劑不受微生物作用，不產酸，故無齲齒性。隨著近代糖尿病、肥胖症、高血脂症、齲齒等問題的日益突出，對安全性高、口感好、不齲齒、不影響血糖值的各種糖醇，人們愈來愈重視。此外，它們的多羥基結構使其具有與水結合的能力，有一定的吸水性（異麥芽糖醇、赤蘚糖醇除外）。因此，它們具有保持食品濕度、改善或保持柔軟度、改善脫水食品的復水性、控制結晶乃至控制食品的粘度和組織結構、降低水分活度等作用，得到了較快的發展。

此外，糖醇類均不參與褐變反應，加熱時也不發生焦糖化作用。學術屆已經提出“功能性食品添加劑”概念，對具有確定的保健功能因子和科學詳細的測試數據的部分食品添加劑品種，可以歸入這個範疇。糖醇類是較為典型的“功能性食品添加劑”之一。當然，糖醇類在大劑量服用時，一般都具有緩瀉作用，故美國等國家規定，在所加食品的標籤上要標明，當每天超過一定食用量時（視糖醇種類而異），應標明“過量可致緩瀉”字樣，有的糖醇在一次攝食過多時，可致產氣、腹脹，如山梨糖醇、麥芽糖醇；但有的（如赤蘚糖醇）則因不參與代謝作用，故食后也不產氣。

1975年，科學家在植物的韌皮部汁液中發現糖醇物質，其遠遠高於氨基酸的含量（5~40g/L）。1980年美國布蘭特股份有限公司開始研製開發糖醇物質，1992年相關產品問世。但直到1996年，美國加利福尼亞大學的Patrick Brown 教授才發現糖醇可作為硼等其它營養元素載體，攜帶礦質養分在植物韌皮部中快速運輸，隨後與布蘭特公司合作研發糖醇複合體技術，並於2001年將糖醇系列微肥產品推向國際市場。美國布蘭特股份有限公司成立於1953年，致力於農業產業研發已有54年的歷史，公司80%的產品應用在農業領域。目前是美國第二大液體肥料生產商，其中生產的微量元素液體肥料在美國銷售量第一位。該公司生產的一系列滿你圃（American ManniPlex）微肥產品，是以甘露糖醇和山梨糖醇為微量元素載體的複合體，其性質與螯合物相似，但營養元素的有效性卻遠遠高於同類產品，因其可以在韌皮部進行養分運輸這一獨特之處，成為國際上葉面肥領域的第五代更新產品，而該公司的肥料配方技術也是美國的第三大技術體系。

目前市場上普遍存在的葉面肥品種包括無機鹽類、有機酸類、氨基酸類、木質素類和人工螯合物，糖醇複合體類葉面肥與其相比，具有如下優點：

是中、微量元素等養分的良好絡合劑，可與多種營養物質結合形成穩定的複合體；

是目前唯一能攜帶礦質養分在韌皮部中進行快速運輸的物質；

是植物韌皮部汁液中的天然提取物，無毒、對植物、人體無任何損傷；

分子量低，很容易被葉片吸收，進入到植株體內容易降解釋放出養分，耗能低；

是一種天然濕潤劑，具有保濕功能，能避免藥液因在葉片迅速乾燥而失效，延長葉片吸收營養元素的時間；

是一種天然的表面活性劑，可使營養元素在整個葉片上擴展並均勻復蓋，提高葉片的吸收面積，同時避免由於微量營養局部濃度過高而灼傷葉片；

以液態為穩定的存在形式，尤其在鹼性溶液中溶解度更高。由於韌皮部內是鹼性環境，大部分金屬類礦質養分在鹼性環境下溶解性和移動性都較差，而糖醇複合體更能體現其能攜帶礦質養分在韌皮部移動的優勢；

提高植物的抗逆性。一方面，糖醇是參與細胞內滲透調節的重要物質。植物在鹽害、乾旱、淹水等逆境脅迫下，糖醇可通過調節細胞滲透性使植物適應逆境生長；另一方面，糖醇可以提高對活性氧的抗性，避免由於紫外線日灼、乾旱、病害、缺氧等原因造成的植株活性氧損傷。

首先引入糖醇螯合中微量元素肥並在全國推廣的是北京新禾豐農化有限公司，美國布蘭特股份有限公司委託北京新禾豐對滿你圃果蔬鈣肥在全國範圍內進行推廣和銷售。經過了幾年的示範試驗與使用，滿你圃果蔬鈣肥憑藉糖醇複合體技術出眾的效果，得到了國內眾多經銷商和廣大農戶的廣泛認可，因此糖醇複合產品有很大的市場前景。

糖醇複合體技術在水稻、大豆種植中也發揮了極其重要的作用，以其技術特點研發並推廣的微量元素水溶肥料也開始了大規模的應用。2014年北京谷潤陽光科技有限公司的優樂適產品也順勢走向市場，成為繼滿你圃果蔬鈣肥之後又一應用糖醇複合體技術的更新換代性水溶性肥料。

作為重要的供能物質，糖的代謝機理，包括酵解、三羧酸循環、戊糖磷酸途徑，以及生醇發酵和乙醛酸循環等已比較明確（戊糖磷酸途徑非氧化階段的機理尚有爭議）。

1．木糖醇

木糖醇作為現在普遍應用一種糖醇，由於其本身抗齲齒等優良特性，研究較多。

研究結果顯示，人體攝入的木糖醇80％通過肝臟代謝，其餘大部分被腦及心臟利用，很少量的參與皮下脂肪代謝。木糖醇被肝臟吸收之後，50％以上轉變為葡萄糖，45％左右被氧化，其他很少一部分變成乳酸。

2．山梨糖醇

山梨糖醇、甘露糖醇和麥芽糖醇目前應用也較廣泛，尤其是日本應用山梨糖醇較多，其主要代謝途徑是首先氧化成對應的酮糖或醛糖，或者磷酸化為糖醇－1－磷酸酯，之後參與正常的糖代謝。山梨糖醇被山梨糖醇脫氫酶氧化為果糖，然後經果糖－1－磷酸酯途徑代謝。

3．甘露醇

甘露醇代謝途徑與山梨醇相同，麥芽糖醇一小部分在胃內被分解為山梨糖醇和葡萄糖，通過小腸直接吸收一部分，還有一部分被大腸微生物發酵。

4．異麥芽糖醇

異麥芽糖醇在腸道內被雙糖水解酶分解非常緩慢，通過對鼠、豬和人類進行的比較動物屍體分析、間接熱量測定法、成長監控、人類體重變化研究和因子方法等的結論，確定其生理熱量值為8.4KJ/g。

5．赤蘚糖醇

赤蘚糖醇由於分子量較小，可以被小腸直接吸收。赤蘚糖醇被吸收入血液后，不被代謝，而直接通過腎臟以尿液的形式排出體外。根據日本厚生省的糖類熱量評價法（平成3年衛新第71號）測定的結果，赤蘚糖醇熱量為0KJ/g。

赤蘚糖醇生理熱量低的原因在於其代謝機理的特殊性，其他大多數糖醇都是經過一定的途徑轉化后參與正常的糖代謝，而實驗結果顯示，赤蘚糖醇在體內不被代謝，排出時仍然是赤蘚糖醇分子的形式。

通過以上對各種糖醇代謝及實際生理熱量的總結，我們可以得出一個初步的結論：無糖並不代表低熱量，大部分糖醇的實際生理熱量是比較可觀的，各種糖醇在實際應用中應根據其自身特點應用於不同的產品中。

山梨醇主要是用於維生素C的生產與牙膏的生產，現已經在糖果行業、海產品加工、藥片賦形劑方面得到廣泛應用。

木糖醇除了人所共知的護齒作用與可供糖尿病人服用外，人們發現木糖醇可以改變呼吸道粘膜的酸鹼性，增強人體對呼吸道感染的抵抗力，具有抵制鏈球菌的作用，可以防治主要因這種菌引起的中耳炎、鼻炎與咽喉炎等頑症。

甘露糖可以對90%左右的經常困擾人們的尿道炎、膀胱炎起明顯的治療作用，這些病，具有頑固性與易發作性，如長期採用抗菌素治療，會對人們的免疫系統造成極大的傷害。

甘露醇則具有明顯的擴張血管的作用，對防止心血管系統疾病有保健效果。

開發糖醇的功能性作用，使用具有功能性保健作用的糖醇，取代部分抗生素的治療作用，對於減少人們長期大量使用抗生素而造成的抗藥性，保護人類長期健康，具有重要意義。