• 《食品安全導刊》刊號:CN11-5478/R 國際:ISSN1674-0270

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    赤蘚糖醇抗齲齒功能研究進展及應用前景

    2014-09-10 13:54:26 來源: 食品安全導刊

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      □ 王趁趁 王金偉 龐明利 楊海軍 保齡寶生物股份有限公司

      赤蘚糖醇為白色結晶的四碳多元醇類化合物,化學名稱為1,2,3,4-丁四醇,分子式為C4H10O4,分子量為122.12,熔點126℃,沸點329~331℃,溶解熱-97.4J/g,其化學性質與山梨糖醇、甘露糖醇和木糖醇等糖醇相類似。赤蘚糖醇廣泛存在于自然界中,比如在一些食物(如葡萄酒、西瓜、啤酒、梨、葡萄、醬油)中其含量高達0.13%(w/v)。另外,在人或動物的組織及體液中也含有赤蘚糖醇成分。

      赤蘚糖醇像其他多元醇一樣作為功能性甜味劑適合糖尿病人食用,并且能夠抑制口腔細菌的代謝,防止齲齒病的發生。與其他糖醇的不同之處在于,赤蘚糖醇無熱量并且容易消化,其應用范圍主要是糖果、口香糖、飲料及糕餅產品。由于其具有防齲齒功能,赤蘚糖醇被越來越多的應用于口腔護理產品中,比如牙膏和漱口水。

      兒童齲病狀況和趨勢

      兒童齲病俗稱蟲牙,是一種嚴重影響兒童健康的疾病。近年調查資料顯示,發達國家人均齲病率高達70%~90%。世界衛生組織已把齲病列為危害人類健康的3大非傳染性疾病之一。隨著生活水平的提高,人們的飲食和習慣發生了很大變化,兒童齲齒的發病率也越來越高,有的地方發病率高達90%甚至100%。兒童齲齒能使牙齒缺損、疼痛、影響咀嚼功能和進食,并且晚治療還會形成牙槽膿腫并反復感染,引起骨髓炎、顏面蜂窩組織炎等,甚至導致全身疾病發生,所以減少兒童齲齒發病率成為健康產業從業者理應高度關注的問題。

      赤蘚糖醇的防齲齒性質

      赤蘚糖醇其中一個特性就是降低齲齒的風險,此特性已經經過體外研究證實。赤蘚糖醇不能被口腔中的細菌發酵利用,尤其是變異鏈球菌。Muhlemann測試驗證了用蔗糖和赤蘚糖醇沖洗牙齒后的區別,與蔗糖溶液相反,赤蘚糖醇對牙齒無害,因為其pH沒有降到臨界值5.7以下。相關體內研究證明赤蘚糖醇直接抑制了幾種變異鏈球菌的生長,并且這些研究表明赤蘚糖醇抑制或減少了牙菌斑的形成。

      赤蘚糖醇抗齲齒的機理研究

      齲病是一種多因素所致的疾病,特別是與細菌中的變異鏈球菌有關。國內外關于赤蘚糖醇的抗齲齒性有很多研究報道,其抗齲齒機理主要是抑制口腔鏈球菌的生長及生物膜的形成。由于赤蘚糖醇不會被口腔鏈球菌所利用,所以不會引起口腔表面pH的變化,從而不會產生牙菌斑。對于赤蘚糖醇防齲齒的機理探究如下:

      Katleen Brys等在含有蔗糖和赤蘚糖醇的試管中培養變異鏈球菌,實驗結果表明蔗糖引起酸化,而赤蘚糖醇在25小時內沒有引起乳酸的產生,同時,赤蘚糖醇還有效抑制了變異鏈球菌的生長活性(見圖1)。

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      姚軍等研究了赤蘚糖醇對變異鏈球菌細胞壁結構的影響,并且探討了其抑制變異鏈球菌生長的機制。主要是通過測定變異鏈球菌所在液體培養中的乳酸脫氫酶的活性及變異鏈球菌表面的形態變化來了解赤蘚糖醇對變異鏈球菌細胞壁的影響。

      實驗結果顯示:在赤蘚糖醇組(見圖3)中,變異鏈球菌所在的溶液培養基內乳酸脫氫酶的含量和蔗糖組(見圖2)有差別,但是差別甚微;在赤蘚糖醇組中,變異鏈球菌的表面形態清晰,沒有內含物溢出的跡象。所以赤蘚糖醇可能不是通過影響細胞壁結構和功能的完整性而抑制變異鏈球菌的。最后,姚軍推測赤蘚糖醇可能會干擾細菌的正常代謝并且阻止其他營養物質進入菌體從而達到防齲齒效果。

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      赤蘚糖醇的防齲齒機理可能與木糖醇相似,但比木糖醇有一定的應用優勢。Gholam Reza Ghezelbash等研究了赤蘚糖醇和木糖醇對口腔鏈球菌生長的影響。結果顯示(見表1),在含量為4%的赤蘚糖醇的條件下,變異鏈球菌(Streptococcus mutans)的生長降低了71%,其他兩種鏈球菌生長也分別降低了76%和77%,其中Streptococcus mutans,Streptococcus sobrinus和Streptococcus sanguinis都是口腔鏈球菌的代表。

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      在4%的赤蘚糖醇條件下,變異鏈球菌生物膜的形成降低了31.31%(見表2)。多糖含量的減少對變異鏈球菌的依附有抑制作用,從而防止了牙菌斑的形成(見圖4)。

      有研究表明:與木糖醇相比,赤蘚糖醇達到同樣的抑菌效果所需的量比木糖醇少。并且在抑制變異鏈球菌的生長和生物膜形成方面,赤蘚糖醇的作用比木糖醇要顯著。赤蘚糖醇對變異鏈球菌的抑制并不僅僅歸咎于對其活性的抑制,而是在其新陳代謝過程中產生無用的耗能,影響糖的代謝。所以赤蘚糖醇抑制齲齒模式可能是替代了碳水化合物的主要來源。赤蘚糖醇的防齲功能已經被初步證實,其抑制變異鏈球菌的作用也已經得到初步的肯定,但關于其抑菌機制尚未完全明了,還需進一步證實。

      赤蘚糖醇的應用前景

      木糖醇和其他糖醇由于可能導致腹瀉,所以較適用于體積小的食物,比如口香糖。與其他糖醇相比,赤蘚糖醇無腹瀉作用使得它的使用范圍更加廣泛。此外,由于赤蘚糖醇具有抗齲齒性,不能被變異鏈球菌等病原菌利用,其在兒童日常飲食中的應用對降低齲發病率有重要的作用和意義。由于赤蘚糖醇特殊的性質,目前其應用范圍比較廣泛,主要應用在食品、醫藥、保健品等產品中。

      赤蘚糖醇在糖果中的應用

      兒童是糖果的主要消費人群,食糖過多是引起兒童齲齒的最主要原因。而將赤蘚糖醇加入糖果中很容易被兒童接受,不僅能夠有效的防止齲齒、減少牙菌斑,長期食用也不會發生任何不良反應。

      赤蘚糖醇在口香糖中的應用

      口香糖主要是由甜味劑、膠基和香料加工而成,它具有清潔口腔、保護牙齒的作用,但是甜味劑大多使用砂糖,容易導致肥胖或引發齲齒。將赤蘚糖醇加入到口香糖中,既可以發揮其防齲齒作用又可以利用口香糖的咀嚼特性,增強防齲效果。

      赤蘚糖醇在飲料中的應用

      飲料的含糖量通常比較高,飲用過多會造成肥胖和齲齒病的發生。隨著人們健康意識的提高,對飲料的選擇也發生了變化。赤蘚糖醇可全部替代飲料中的蔗糖,既不會引起血糖升高導致肥胖又能有效的防止齲齒。

      小結

      綜上所述,赤蘚糖醇的防齲功能已經得到科學證實,但關于其抑菌機制尚未完全明了還需進一步證實。雖然對赤蘚糖醇在口腔健康方面的功效研究還不夠完善,但是它已經在口腔醫學方面表現出較好的發展前景。將赤蘚糖醇添加到兒童食品中能夠有效降低齲齒的發病率,對兒童健康有重要的保護作用。

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