高果糖玉米糖漿

美國柯林頓公司生產的高果糖玉米糖漿的甜度可與蔗糖和轉化糖相媲美，能代替蔗糖和轉化糖應用於食品，而且成本較低。這對食品加工工業者和消費者是很有意義的。

用上述方法由澱粉得到的最甜的葡萄糖產品，其甜度約為蔗糖的70～75%，故需尋找其它增加玉米糖漿甜度的方法。因為果糖（左旋糖）遠比它的異構體右旋糖（葡萄糖）甜。

1964年，柯林頓玉米加工公司開始研究用酶葡萄糖異構化成果糖，並在1967年首先生產出商品化的高果糖玉米糖漿產品，叫做“異構糖R30”，含有25%的果糖，是用液體葡萄糖異構酶間歇法生產的。1968年，柯林頓又介紹了“異構糖100”，含有42%的果糖；也是用間歇法生產的，一開始是用液體葡萄糖異構酶，後來用了把酶固定於不溶性基質上的方法，一直到1972年11月，用固相酶的連續系統投入生產。從間歇法到連續法的轉變減少了與酶接觸的時間，從原來的間歇法需要2天以上減少為連續法大約只要幾分鐘或幾小時。

在連續生產的方法中，設備安裝在柯林頓和愛荷華的柯林頓工廠中，含有葡萄糖的玉米糖漿通過裝有固相酶的反應器，約使一半葡萄糖轉化成果糖。這是首次在連續過程中用固相酶的大規模商品化生產應用的例子，至今在世界上仍是最大規模的。

用於商品生產的酶固定化技術的基本原理有兩種：

1． 在深層通氣條件下培養糖黴菌。對放罐的發酵醪調節pH並加熱以固定葡萄糖異構酶於菌體內。過濾，並用水洗滌。濾餅進行乾燥，再與含有玉米澱粉水解產物的葡萄糖，MgSO4 和NaHSO3混合物用泵打入加壓葉片過濾器直到每一個葉片都塗上一層厚度為2.54～3.81厘米的固相酶製劑，此過濾器即作為反應器。

2． 把葡萄糖異構酶吸附於DEAE----纖維素或其它吸附劑上。將此種粉末在加壓葉片過濾器上過濾，此過濾器即作為反應器。玉米糖漿用泵打入反應器，使流速控制在有45%的葡萄糖轉化成果糖。當固相異構酶製劑的活性逐漸遞減時，流速漸漸減少，使葡萄糖仍有45%轉化成果糖。

危害

高果糖玉米糖漿與糖尿病發病率上升有關

我們痴迷於高果糖玉米糖漿（HFCS）可能由於它的甜蜜，但越來越多的研究人員警告說，HFCS有害於我們的健康，並指責這種甜味劑是導致肥胖激增，心血管疾病，糖尿病和肝臟疾病的罪魁禍首。

過去，研究人員發現，在許多發達國家，果糖消費的增長與肥胖率增長成正比，一項新研究揭示了，果糖還與正在盛行的全球2型糖尿病有關。

雖然這項研究不能提供明確的因果關係，但研究人員發現，一個國家果糖攝入量的上升速度，確實與2型糖尿病發病率有關。具體的結果表明，廣泛使用甜味劑的國家相比那些較少使用甜味劑的國家，糖尿病患者數高出20%。

此外，研究人員還發現，因較多攝入高果糖玉米糖漿造成的糖尿病風險比其他糖類還要嚴重，如蔗糖和食糖（調味糖）。

牛津大學和美國南加州大學的研究人員，對比了42個國家的數據發現，糖尿病患病率在果糖高消費國家為8%，而在果糖低消費國家為6.7%。

該研究的共同作者，牛津大學社會文化人類研究所主任斯坦利教授在一份聲明中說，“這項研究表明，HFCS能增加2型糖尿病的風險，這是目前造成世界人口死亡最常見的原因之一。”

HFCS被廣泛用於加工食品中，如餅乾和冰淇淋，因為它能提供更高的穩定性，更好的外觀，加熱后還能保持始終如一的棕色。

研究人員說，越來越多的證據表明，身體分解果糖的機理不同於分解葡萄糖。果糖代謝不依賴於胰島素，主要在肝臟中進行代謝，所以很容易被轉化為脂肪，這會增加脂肪肝的患病率。

不僅如此，高果糖玉米糖漿可導致脂肪肝、高血壓、肥胖，以及心血管代謝病的風險增加，被認為是代謝綜合征和高血壓進展的關鍵因素之一。

柯林頓的高果糖玉米糖漿，“異構糖100”，是乳白色的，固形物含量為71% 的糖漿中約含有42%的果糖和50%的葡萄糖和極少量的多糖類；代表性的分析數據證明，除了有較高的甜度外，此糖漿還有較好的可發酵性，較大的吸濕性、粘度低、爽口、無異味等特點。由於其粘度低，難結晶，便於運輸和貯藏，也易於與其它糖漿混合。當保持溫度在27～32℃時，很容易用泵運輸，並可貯藏很長時間而未發現結晶和發酵。

實際上在很多食品中，除了那些需用固體甜味劑的情況以及在某些食品上使用有不太滿意的情況外，高果糖玉米糖漿（HFCS）可以代替蔗糖和轉化糖。由於高果糖玉米糖漿的吸濕性，使它不適於作硬糖，因為太粘。當用高果糖玉米糖漿製造高蛋白質食品，加熱到較高溫度時，由於反應會產生的較深的顏色，結果減少了糖和氮的含量。對於轉化糖也有這些限制情況，但蔗糖就沒有這些缺點。

另外，高酸度食品在加工和貯藏期間，會使所含的蔗糖全部轉化。在這種情況下則可使用高果糖玉米糖漿使轉化減到最小限度。此外由於高果糖玉米糖漿是一種低分子量的單糖，所以它透入水果或蔬菜的細胞壁的速度比蔗糖快，因此可把高果糖玉米糖漿使用於甜泡菜和有關食品的生產中，使效果更好。因為低分子量糖類比高分子量糖類遮住水果和其它香味物質的情況少，因此在一些食品中使用高果糖玉米糖漿時，可以減少香料用量。

在一些產生轉化的製品中，用50%的蔗糖和50%高果糖玉米糖漿混合，事實上不會改變甜味的組成。

高果糖玉米糖漿成功地應用於商品的例子如下：

1． 充二氧化碳飲料：可部分或全部用高果糖玉米糖漿作甜味劑。

2． 對於充二氧化碳飲料的基礎糖漿和香味濃縮物可用高果糖玉米糖漿作唯一的甜味劑；對於不起泡的飲料，可以將高果糖玉米糖漿與葡萄糖或高DE的值的玉米糖漿一起使用。

3． 在醬油中，可用高果糖玉米糖漿並加高DE值的玉米糖漿。

4． 流動的和可用調匙的色拉調味用料，可以單獨用高果糖玉米糖漿或與其它糖漿合用。

5． 酵母發酵烘焙食品：高果糖玉米糖漿可以單獨使用或與其它玉米糖漿合用。高果糖玉米糖漿可以增加發酵能力和殘留甜度，並形成烘焙食品的褐色。使用高果糖玉米糖漿的其它烘焙食品是糕點、無花果餅和小甜餅。

上述製品的質量至少可以與用蔗糖或轉化糖做的相媲美

在世界範圍內，肥胖人群以驚人的速度增加，並歸咎於許多因素——慣於久坐的生活方式、越來越多地不在家吃飯、食物分量的增加。在美國，一個流行的假設是超重人群的增加是由於高果糖玉米糖漿（HFCS）的攝入增加造成的，後者是一種甜味劑，在美國作為蔗糖的替代物被加入到飲料和食物中。但是科學並不支持這一理論。

高果糖玉米糖漿（HFCS）是什麼？

如HFCS在20世紀70年代被引入食品供給中。它來自玉米澱粉，後者可以被分解，並通過酶促作用產生果糖。然後果糖與葡萄糖混合，以達到兩者所期望的比例。

高果糖玉米糖漿（HFCS）由42%或55%的果糖組成（取決於HFCS的類型和所要求的甜度）。高果糖玉米糖漿（HFCS）的名字使人誤以為HFCS的果糖含量很高。事實上，HFCS中果糖的含量與蔗糖中果糖的含量相似，蔗糖是由50%果糖和50%葡萄糖組成的（見下表）。每克蔗糖和HFCS都提供16千焦（或4卡路里）的熱量。

蔗糖和HFCS的區別在於它們的結合鍵。蔗糖是雙糖，其中葡萄糖和果糖通過化學鍵結合；而HFCS中的葡萄糖和果糖並不結合。一旦被吸收，這兩種甜味劑的代謝似乎是相似的。

HFCS在1983年被美國食品藥品管理局（FDA）劃分為通常認為是安全（GRAS）的食物。FDA在1996年再次肯定這一劃分。在美國，這種甜味劑因其獨特的風味被應用於多種不同的食物和飲料中。HFCS在使食物變甜的同時，也能降低水的活性，以抑制微生物引起的腐壞，並有助於延長商品的貨架期。HFCS能幫助烘焙食物更好的褐變，改善這些商品的質感。美國的所有食品，從番茄醬到非酒精性飲料，從餅乾到麵包，都加入了HFCS。HFCS還有助於降低食品的生產成本，因為它比蔗糖便宜，所以常常在食物和飲料中替代蔗糖。

各種甜味劑中糖含量的比較

%

蔗糖

HFCS-42

HFCS-55

蜂蜜

果糖

50

42

55

49

葡萄糖

50

53

42

43

其它

5

3

5

濕度

5

29

23

18

（來自Hein et al 2005）

這一領域的許多誤解似乎來自於對使用純果糖進行的研究和使用HFCS進行的研究的混淆。果糖天然存在於水果、蜂蜜、某些蔬菜、甘蔗和甜菜中。

果糖似乎以一種不同於其它糖的方式影響食慾和飽腹感，並被假設為能增加患肥胖的風險。

使用高劑量純果糖（非HFCS）的研究發現，與葡萄糖相比，果糖似乎能降低胰島素和瘦素leptin（兩者都與過飽相關）的水平，升高胃促生長素ghrelin的水平，后種激素似乎可以影響我們對飢餓的感知。因此就導致這樣一種理論的形成，即HFCS能夠影響正常的食物攝入，從而引起脂肪聚積增加。然而對HFCS和蔗糖的研究發現，這些甜味劑對胰島素、瘦素或胃促生長素的影響並沒有差異，即使它們的攝入量遠遠高於平均攝入量。

使用非常高劑量果糖進行的研究報道，果糖可以升高血甘油三酯的水平。然而研究中使用的劑量遠遠超過日常飲食中的劑量，且沒有關於使用HFCS的研究。由於HFCS與蔗糖的組成相似，因此預期它與蔗糖有相似的代謝效應。典型飲食中的蔗糖數量並未顯示出能增加甘油三酯水平。

關於HFCS攝入可能與肥胖發病率升高相關的理論之所以席捲美國，是因為在過去25年美國食物中HFCS的使用有顯著增加，因此美國人口肥胖率的上升似乎反映出了這種增加。但是這種聯繫並沒有能證明兩者的因果關係。美國在過去25年裡，許多其它的因素也發生了改變——人們活動減少，食物份量增加，在外吃飯的人數更多、次數更頻繁。

在這場爭論中需要注意的另一個重點是，超重和肥胖並不局限在美國，雖然HFCS在世界其它地區並不常用。

2005年，食品營養與農業政策中心的一份報告指出，“目前沒有令人信服的證據支持HFCS的消費與超重/肥胖之間有聯繫”。

目前有兩份關於HFCS和肥胖的綜述。第一篇綜述在2007年4月出版（《“高果糖玉米糖漿”——你想知道但卻害怕詢問的每一件事》，實驗生物學年會：“High Fructose Corn Syrup – Everything you wanted to know and were afraid to ask”, Experimental Biology Annual Conference）。由馬里蘭大學食品營養與農業政策中心（CFNAP）完成的第二篇綜述在2007年8月出版。這兩篇綜述得出的共同結論是，HFCS和蔗糖在化學上很相似，因此它們在體內也以相似的方式代謝。

這兩篇綜述都著眼於美國食品供給中HFCS的使用量增加。由於使用了HFCS代替蔗糖，因此蔗糖的攝入量同時減少。在蔗糖和HFCS總攝入量增加的同時，來自脂肪、油和穀類產品的能量也增加。美國過去幾十年裡，熱量貢獻物甜味劑（蔗糖、果糖、蜂蜜等等）對攝入的總熱量的貢獻並沒有顯著改變。真正原因是美國總熱量攝入增加的同時，身體活動卻下降了。能量攝入與消耗的不平衡被認為是導致肥胖流行的原因。而過剩的能量來自多種途徑——並不只是HFCS。

由於美國食用HFCS的增加有相當比例是以甜味飲料的形式增加，因此研究也著眼於以液體形式攝入的熱量和以固體形式攝入的熱量對飽腹感的影響。然而得到的證據是矛盾的，可能是因為飽腹感是一個相當複雜的領域。它依賴於許多因素，包括熱量含量、能量密度（每g或ml中的熱量）以及食物或飲料的攝入方式（作為零食還是作為正餐的一部分）。

一些研究表明能量以固體形式攝入比以液體形式攝入更容易產生飽腹感，但是另一些研究卻發現與此相反。尤其在考察HFCS對能量攝入的影響時，一項研究已經表明含有相同能量的飲料對食慾水平有相似的影響。

一項研究（Perrigue et al 2006）對含有相同能量的不同飲料進行了比較，表明當作為正餐的一部分攝入時，以HFCS作甜味劑的飲料與以蔗糖和奶作甜味劑的飲料，在能量攝入水平和食慾相關激素水平方面是沒有差異的。研究者得出結論，“以HFCS作甜味劑的非酒精性飲料與其它等能量的飲料，如蔗糖飲料或“奶”，其能量平衡結果是沒有差異的。

儘管還需要進行更多的研究，但還沒有科學證據表明HFCS或其它糖來源對肥胖有獨特的效應（而不是貢獻能量）。任何來源的過多熱量均能導致體重增加。

但這並不意味著應該無限量地消費HFCS或蔗糖。正如健康飲食的大多數建議一樣——你應當把它們作為健康飲食的一部分，適量攝入。