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yexuqing木蟲之王 (文學(xué)泰斗)
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【轉(zhuǎn)載】高果糖漿的前世今生 已有2人參與
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高果糖漿的前世今生（上）Comments>> | Tags 標(biāo)簽：原創(chuàng), 甜, 科普, 高果糖漿 云無心 發(fā)表于 2011-03-08 14:43  人類喜歡甜味，在幾種基本味道之中，“甜”或許是最招人喜歡的了。比如孩子，不需要后天的適應(yīng)，天生就喜歡甜食。日常生活中人們所說的糖，幾乎默認(rèn)就是指“蔗糖”。它的地位如此超然，以至于成為了“甜度”的標(biāo)準(zhǔn)——蔗糖的甜度定義為1，如果一種物質(zhì)稀釋兩倍之后甜度與蔗糖相當(dāng)，它的甜度就是2。 但是蔗糖的生產(chǎn)比較受限，不是所有的地方都適合種甘蔗。用甜菜來制糖是一大進(jìn)步，不但使糖的產(chǎn)量增加，價(jià)格也有了下降。因?yàn)樘鸩酥瞥傻奶窃诨瘜W(xué)結(jié)構(gòu)上與蔗糖一致，它委屈地失去了署名權(quán)——對(duì)于消費(fèi)者來說，來自這兩種植物的糖都叫做“蔗糖”。 不過，甜菜與蔗糖產(chǎn)生的糖依然不足以滿足人類的需求。而高果糖漿的出現(xiàn)，大大提高人類滿足“甜味”需求的能力。短短幾十年，它打入各種食品飲料中，遍及全世界。不過，近年來許多科學(xué)研究紛紛報(bào)道了對(duì)它不利的結(jié)果。它到底是一種什么東西？它會(huì)像氫化植物油一樣，成為“原生態(tài)人士們 ”宣揚(yáng)“現(xiàn)代工業(yè)危害人類”的一個(gè)例子么？ 玉米如何成糖 與甘蔗和甜菜相比，玉米是一種便宜高產(chǎn)、種植范圍廣泛的農(nóng)作物。如果能把它轉(zhuǎn)化成糖，就能使糖的產(chǎn)量大大增加。人們對(duì)此的嘗試大概可以追溯到古代，至今仍有活力的“飴糖”就是一個(gè)比較成功的例子。 構(gòu)成玉米的主要成分是淀粉，淀粉是由葡萄糖連接而成的高分子聚合物。兩個(gè)葡萄糖分子中，一個(gè)提供氫原子，另一個(gè)提供氫氧基團(tuán)，共同失去一個(gè)水分子。剩下的部分連接起來，稱為“二糖”，而連接的地方就叫做“糖苷鍵”。連起來的分子還可以繼續(xù)鏈接其他的葡萄糖分子，最終構(gòu)成一個(gè)大的淀粉分子。 如果倒過來，把一個(gè)水分子分成一個(gè)氫原子和一個(gè)氫氧基團(tuán)，分別加到糖苷鍵的兩邊，這個(gè)糖苷鍵就斷開了。這個(gè)過程叫做“水解”。如果把淀粉分子中的糖苷鍵全部打開，它就變成了葡萄糖。葡萄糖也是甜的，甜度大概是0.7。  不過，水解反應(yīng)不會(huì)輕易發(fā)生，所以淀粉不會(huì)輕易變成葡萄糖。最初的時(shí)候，水解淀粉是通過在酸性條件下加壓加熱來實(shí)現(xiàn)的。但這樣的水解所需要的成本比較高，水解也不容易完全�，F(xiàn)在，水解淀粉一般通過酶來催化，操作條件溫和多了。 酶是能夠催化特定反應(yīng)的蛋白質(zhì)。水解淀粉的酶稱為淀粉酶，在自然界廣泛存在——我們的唾液中就有。淀粉酶還有不同的類型，最高效的一種叫做阿爾法淀粉酶。它可以切斷淀粉分子中任何部位的糖苷鍵。其作用的結(jié)果，就是把淀粉切割成一個(gè)個(gè)小片段，每個(gè)片段可能含有幾個(gè)葡萄糖。這樣的東西被稱為“淀粉糊精”，也還是沒有甜味。淀粉酶中的老二叫做貝塔淀粉酶，它能把最頭上的兩個(gè)葡萄糖切下，得到的東西就是傳統(tǒng)零食麥芽糖（有的地方叫做“飴糖”）。而現(xiàn)代工業(yè)上水解淀粉需要用到的老三伽瑪?shù)矸勖�，每次能切下一個(gè)葡萄糖。這樣，經(jīng)過伽瑪葡萄糖的精雕細(xì)琢，淀粉糊精就變成了葡萄糖。 不過，通常的水解反應(yīng)不會(huì)那么完全，得到的是以葡萄糖為主，含有一些麥芽糖以及小分子糊精的混合物，稱為“玉米糖漿”。因?yàn)橐云咸烟菫橹�，也被叫做“葡萄糖漿”，其實(shí)它跟葡萄一點(diǎn)關(guān)系也沒有。玉米糖漿就是甜的了，但是它的甜味來自于葡萄糖，而葡萄糖本身不夠甜，所以不難想象，玉米糖漿的甜度有限。 但是，不甜的玉米畢竟變成了甜的糖漿，所以也有人把玉米糖漿叫做“玉米糖”。玉米糖漿溶解性好，加到食物中還能夠增加甜度、軟化質(zhì)地并且保持水分。相對(duì)于淀粉來說，也算是一次脫胎換骨的飛躍了。 玉米糖漿到高果糖漿的變身 不過，玉米糖漿的局限也是明顯的：不夠甜。為了得到足夠的甜度，不得不增加用量。而玉米糖漿本身是高熱量營(yíng)養(yǎng)單一的食物成分，對(duì)于減肥相當(dāng)不利，所以玉米糖漿要想有更大的發(fā)展，還需要變得“更甜”。 自然界中最甜的單糖是果糖。果糖的分子式和葡萄糖一樣，只是其中原子連接方式不同而已。最初的想法也是通過化學(xué)反應(yīng)來轉(zhuǎn)變。這方面也有過不少研究，后來巴克（Sidney Alan Barker）等人還為此獲得了一項(xiàng)美國專利。不過，這個(gè)在高溫和高堿性條件下進(jìn)行的反應(yīng)除了得到一些果糖之外，還得到一些人體不能代謝的副產(chǎn)物，以及影響產(chǎn)物顏色和味道的副產(chǎn)物。這些問題使得通過化學(xué)反應(yīng)來“變甜”只有理論上的意義，而沒有商業(yè)生產(chǎn)的價(jià)值。 峰回路轉(zhuǎn)發(fā)生在1957年。美國一家玉米產(chǎn)品公司的研究人員理查德•馬歇爾（Richard Marshall）等人從一種細(xì)菌中得到了一種酶，可以把葡萄糖轉(zhuǎn)化為果糖。他們的發(fā)現(xiàn)發(fā)表在了當(dāng)年4月出版的《科學(xué)》（Science）雜志上。這樣的酶被稱為“葡萄糖異構(gòu)酶”。后來，經(jīng)過許多人的努力，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了其他具有同樣功能且生產(chǎn)使用更加方便的酶，使得葡萄糖“異構(gòu)”為果糖的商業(yè)化生產(chǎn)成為了可能。1967年，另一家玉米加工公司成功地實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化生產(chǎn)。  這一酶異構(gòu)反應(yīng)的價(jià)值是顯而易見的。首先，它具有特異性，要么轉(zhuǎn)化成果糖，要么保持葡萄糖的“真身”，而不會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物。其次，酶反應(yīng)的條件很溫和，設(shè)備也就簡(jiǎn)單。 果糖的甜度是葡萄糖的兩倍多。這樣轉(zhuǎn)化而來的產(chǎn)品被叫做“高果糖漿（High Fructose Corn Syrup，簡(jiǎn)稱HFCS）”，也有人把它叫做“葡果糖漿”。高果糖漿中的果糖含量可達(dá)90%，不過市場(chǎng)上的產(chǎn)品主要是42%和55%兩個(gè)版本。它們的甜度比蔗糖要更甜一些，應(yīng)用于加工食品和飲料的時(shí)候加工性能也更加優(yōu)越。此外，在美國市場(chǎng)上，其價(jià)格也比蔗糖還要便宜。于是，高果糖漿迅速占領(lǐng)市場(chǎng)。尤其是 1984年，兩大可樂公司開始用高果糖漿代替蔗糖，更大大加速了它的盛行。 高果糖漿的前世今生（下）Comments>> | Tags 標(biāo)簽：原創(chuàng), 甜, 科普, 高果糖漿 云無心 發(fā)表于 2011-03-09 13:52 果糖之罪  過去40年中，高果糖漿的在美國的應(yīng)用越來越廣泛。據(jù)統(tǒng)計(jì)，近年來，美國平均每人每年消耗的高果糖漿接近30公斤。與此同時(shí)，美國人群中的肥胖率也持續(xù)升高。肥胖伴隨的一系列癥狀，比如高血脂、高血壓、糖尿病等也隨著增加。科學(xué)家們進(jìn)行了大量的研究去探討導(dǎo)致這些疾病的原因，高果糖漿是獲得特別關(guān)注的原因之一。結(jié)果毫不意外。流行病學(xué)調(diào)查顯示，食用高果糖漿多的人群中肥胖以及與肥胖相關(guān)的癥狀發(fā)生率比食用量低的人明顯要高，大量的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也支持這一結(jié)論。 實(shí)際上，果糖的“血糖指數(shù)”很低，一度被當(dāng)作“好糖”推薦給糖尿病人。傳統(tǒng)上認(rèn)為“血糖指數(shù)”低的食物有利于保持體重。按理說，把葡萄糖轉(zhuǎn)化成果糖的高果糖漿，“應(yīng)該”更好才對(duì)。然而，“理論推測(cè)”可能會(huì)錯(cuò)，而實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)卻不會(huì)撒謊�？茖W(xué)家們把目光放在了其中的果糖上。 隨著研究的深入，人們對(duì)果糖代謝的認(rèn)識(shí)也逐漸清晰。原來，果糖和葡萄糖的分子雖然很相似，但是在體內(nèi)的代謝途徑完全不同。首先，葡萄糖會(huì)誘發(fā)身體分泌胰島素和瘦體素。這兩種激素具有“飽足信號(hào)”的功能，能讓人更加容易感覺“飽”而減少進(jìn)食。而果糖不具有這種能力，因此也就會(huì)吃得更多。果糖進(jìn)入體內(nèi)，也比葡萄糖更加容易轉(zhuǎn)化成甘油三酯，最終產(chǎn)生更多的脂肪，并在內(nèi)臟囤積。不僅如此，長(zhǎng)期攝入大量果糖，還會(huì)導(dǎo)致胰島素抗性的增加。胰島素是調(diào)節(jié)血糖的關(guān)鍵，胰島素抗性的增加意味著胰島素對(duì)血糖變化的敏感性下降，嚴(yán)重的就導(dǎo)致糖尿病。 果糖導(dǎo)致的體重增加、糖尿病、高血壓、高血脂等不良后果在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中得到了清晰的驗(yàn)證。這些“危害”會(huì)不會(huì)在人體中顯示？出于倫理的原因，我們不可能用人來做那么極端的對(duì)照實(shí)驗(yàn)——對(duì)于“被害”組來說實(shí)在是太不人道了。人體的對(duì)照試驗(yàn)往往是監(jiān)測(cè)一些生理指標(biāo)來顯示危害或者作用。比如，過多攝入果糖導(dǎo)致了血壓、甘油三酯等指標(biāo)的升高，就被認(rèn)為會(huì)有害健康。 果糖的危害已經(jīng)有相當(dāng)?shù)淖C據(jù)，而含有大量果糖的高果糖漿自然也就無法擺脫罪責(zé)。 高果糖漿與蔗糖連坐  因?yàn)楦吖菨{是經(jīng)過“工業(yè)加工”得到的，它也就很自然地被當(dāng)作了“工業(yè)加工產(chǎn)生危害”的例子。相對(duì)來說，高果糖漿的罪證，甚至比氫化油還要確鑿嚴(yán)重。許多人也發(fā)出了“禁用高果糖漿”的呼聲——從“安全至上”這個(gè)原則出發(fā)，這種呼聲也算理直氣壯。 不過，通常的高果糖漿含有42%或者55%的果糖，蔗糖含有50%的果糖。二者的差別只在于，高果糖漿中的果糖以單分子的狀態(tài)存在，而蔗糖中的每個(gè)果糖分子都和一個(gè)葡萄糖分子結(jié)合。許多人相信，這種差別會(huì)導(dǎo)致高果糖漿比蔗糖更糟糕，但這只是一種推測(cè)。實(shí)際上，蔗糖中果糖和葡萄糖之間的鏈接很弱，吃進(jìn)肚子之后很快就分成了單個(gè)分子，在小腸內(nèi)，蔗糖依然是以葡萄糖和果糖的形式被吸收的。蜂蜜甚至更接近高果糖漿——其中的果糖也是以單分子形式存在，其含量也往往比其中的葡萄糖含量高。所以，更普遍的看法是：高果糖漿中的果糖產(chǎn)生的危害，蔗糖和蜂蜜中的果糖也難以避免。 在營(yíng)養(yǎng)和食品領(lǐng)域，絕大多數(shù)情況下都不能以“理論推測(cè)”作為公共決策或者專業(yè)推薦的依據(jù)。要禁止高果糖漿而放行蔗糖和蜂蜜，就需要用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來證實(shí)“高果糖漿確實(shí)比蔗糖和蜂蜜要壞”的假設(shè)。 在目前所能找到的文獻(xiàn)中，果糖和高果糖漿“危害性”的研究多數(shù)都是以葡萄糖或者其他食物成分作為對(duì)比的。直接比較高果糖漿和蔗糖的研究研究不多。2010 年普林斯頓大學(xué)的巴特利•霍貝爾（Bartley Hoebel）等人發(fā)表的一項(xiàng)研究表明，“與蔗糖相比，相同熱量的高果糖漿使老鼠增重更多”。但是，一項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的結(jié)果不足以“證實(shí)”這個(gè)結(jié)論，尤其是在人體中的情形是否相同還需進(jìn)一步驗(yàn)證。目前，多數(shù)文獻(xiàn)還是認(rèn)為“高果糖漿有問題，但并不比蔗糖更糟糕”，比如2008年《美國臨床營(yíng)養(yǎng)學(xué)雜志》（American Journal of Clinical Nutrition）上的綜述就做了這樣的總結(jié)。而2010年的《生理學(xué)評(píng)論》（Physiological Review）上也有一篇類似主題的綜述，結(jié)論是：雖然有很多“高果糖漿中的游離果糖比蔗糖中的果糖帶來更多危害”的擔(dān)心，但是并沒有直接的證據(jù)來支持。 吃多少糖算適量？ 可以說，不管是高果糖漿還是蔗糖，它們所帶來的健康隱患——簡(jiǎn)而言之可以用“代謝綜合征”來包括的各種不良后果——都是大量食用糖的結(jié)果。在人們無糖可吃的年代，自然不會(huì)有這些問題。從這個(gè)意義上說，這些癥狀是典型的“富貴病”。不管將來是否有充分的科學(xué)證據(jù)來驗(yàn)證高果糖漿比蔗糖是“更糟”還是“一樣糟”，吃不吃糖都是在身體健康和口腹之欲之間進(jìn)行的權(quán)衡。 最后，需要指出的是：正如《生理學(xué)評(píng)論》上那篇綜述所指出的那樣，雖然有越來越多的證據(jù)顯示“過多飲用含糖飲料”會(huì)帶來一系列不良后果，但是并沒有明確證據(jù)說明“適量的果糖”會(huì)帶來危害。至于多少算“過多”，多少算“適量”，也是眾說紛紜。美國心臟協(xié)會(huì)最新的推薦相當(dāng)保守：男女分別每天攝取的熱量中來自于 “添加糖”的不應(yīng)超過150大卡和100大卡。所謂的“添加糖”，包括一天之中所有食物和飲料中的蔗糖、高果糖漿和蜂蜜，等等。100大卡熱量，相當(dāng)于 25克左右的蔗糖。這個(gè)量，往往一瓶含糖的碳酸飲料就超過了。 |
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