高果糖玉米糖浆

取自 食品百科全书

　　从1950年开始用发酵法生产的葡萄糖淀粉酶生产高果糖玉米糖浆，使DE值达到95——97，这种糖浆相当甜，并含有比其它玉米糖浆比率高的可发酵糖，主要用于发酵生产中，例如面包和酒类。由于它的葡萄糖含量高（高达95%）可作成商品葡萄糖结晶，用于食品。因这种糖浆结晶快，故在运输和贮藏中需要提高温度（54——61℃），以防止结晶。

　　引言

　　美国克林顿公司生产的高果糖玉米糖浆的甜度可与蔗糖和转化糖相媲美，能代替蔗糖和转化糖应用于食品，而且成本较低。这对食品加工工业者和消费者是很有意义的。

　　葡萄糖转化为成果糖

　　用上述方法由淀粉得到的最甜的葡萄糖产品，其甜度约为蔗糖的70——75%，故需寻找其它增加玉米糖浆甜度的方法。因为果糖（左旋糖）远比它的异构体右旋糖（葡萄糖）甜。

　　1964年，克林顿玉米加工公司开始研究用酶葡萄糖异构化成果糖，并在1967年首先生产出商品化的高果糖玉米糖浆产品，叫做“异构糖R30”，含有25%的果糖，是用液体葡萄糖异构酶间歇法生产的。1968年，克林顿又介绍了“异构糖100”，含有42%的果糖；也是用间歇法生产的，一开始是用液体葡萄糖异构酶，后来用了把酶固定于不溶性基质上的方法，一直到1972年11月，用固相酶的连续系统投入生产。从间歇法到连续法的转变减少了与酶接触的时间，从原来的间歇法需要2天以上减少为连续法大约只要几分钟或几小时。

　　在连续生产的方法中，设备安装在克林顿和爱荷华的克林顿工厂中，含有葡萄糖的玉米糖浆通过装有固相酶的反应器，约使一半葡萄糖转化成果糖。这是首次在连续过程中用固相酶的大规模商品化生产应用的例子，至今在世界上仍是最大规模的。

　　基本原理

　　用于商品生产的酶固定化技术的基本原理有两种：

　　1． 在深层通气条件下培养糖霉菌。对放罐的发酵醪调节pH并加热以固定葡萄糖异构酶于菌体内。过滤，并用水洗涤。滤饼进行干燥，再与含有玉米淀粉水解产物的葡萄糖，MgSO4 和NaHSO3混合物用泵打入加压叶片过滤器直到每一个叶片都涂上一层厚度为2.54——3.81厘米的固相酶制剂，此过滤器即作为反应器。

　　2． 把葡萄糖异构酶吸附于DEAE----纤维素或其它吸附剂上。将此种粉末在加压叶片过滤器上过滤，此过滤器即作为反应器。玉米糖浆用泵打入反应器，使流速控制在有45%的葡萄糖转化成果糖。当固相异构酶制剂的活性逐渐递减时，流速渐渐减少，使葡萄糖仍有45%转化成果糖。

　　危害

　　高果糖玉米糖浆与糖尿病发病率上升有关

　　我们痴迷于高果糖玉米糖浆（HFCS）可能由于它的甜蜜，但越来越多的研究人员警告说，HFCS有害于我们的健康，并指责这种甜味剂是导致肥胖激增，心血管疾病，糖尿病和肝脏疾病的罪魁祸首。

　　过去，研究人员发现，在许多发达国家，果糖消费的增长与肥胖率增长成正比，一项新研究揭示了，果糖还与正在盛行的全球2型糖尿病有关。

　　虽然这项研究不能提供明确的因果关系，但研究人员发现，一个国家果糖摄入量的上升速度，确实与2型糖尿病发病率有关。具体的结果表明，广泛使用甜味剂的国家相比那些较少使用甜味剂的国家，糖尿病患者数高出20%。

　　此外，研究人员还发现，因较多摄入高果糖玉米糖浆造成的糖尿病风险比其他糖类还要严重，如蔗糖和食糖（调味糖）。

　　牛津大学和美国南加州大学的研究人员，对比了42个国家的数据发现，糖尿病患病率在果糖高消费国家为8%，而在果糖低消费国家为6.7%。

　　该研究的共同作者，牛津大学社会文化人类研究所主任斯坦利教授在一份声明中说，“这项研究表明，HFCS能增加2型糖尿病的风险，这是目前造成世界人口死亡最常见的原因之一。”

　　HFCS被广泛用于加工食品中，如饼干和冰淇淋，因为它能提供更高的稳定性，更好的外观，加热后还能保持始终如一的棕色。

　　研究人员说，越来越多的证据表明，身体分解果糖的机理不同于分解葡萄糖。果糖代谢不依赖于胰岛素，主要在肝脏中进行代谢，所以很容易被转化为脂肪，这会增加脂肪肝的患病率

　　不仅如此，高果糖玉米糖浆可导致脂肪肝、高血压、肥胖，以及心血管代谢病的风险增加 ，被认为是代谢综合征和高血压进展的关键因素之一。

　　产品特点和应用

　　克林顿的高果糖玉米糖浆，“异构糖100”，是乳白色的，固形物含量为71% 的糖浆中约含有42%的果糖和50%的葡萄糖和极少量的多糖类；代表性的分析数据证明，除了有较高的甜度外，此糖浆还有较好的可发酵性，较大的吸湿性、粘度低、爽口、无异味等特点。由于其粘度低，难结晶，便于运输和贮藏，也易于与其它糖浆混合。当保持温度在27——32℃时，很容易用泵运输，并可贮藏很长时间而未发现结晶和发酵。

　　实际上在很多食品中，除了那些需用固体甜味剂的情况以及在某些食品上使用有不太满意的情况外，高果糖玉米糖浆（HFCS）可以代替蔗糖和转化糖。由于高果糖玉米糖浆的吸湿性，使它不适于作硬糖，因为太粘。当用高果糖玉米糖浆制造高蛋白质食品，加热到较高温度时，由于反应会产生的较深的颜色，结果减少了糖和氮的含量。对于转化糖也有这些限制情况，但蔗糖就没有这些缺点。

　　另外，高酸度食品在加工和贮藏期间，会使所含的蔗糖全部转化。在这种情况下则可使用高果糖玉米糖浆使转化减到最小限度。此外由于高果糖玉米糖浆是一种低分子量的单糖，所以它透入水果或蔬菜的细胞壁的速度比蔗糖快，因此可把高果糖玉米糖浆使用于甜泡菜和有关食品的生产中，使效果更好。因为低分子量糖类比高分子量糖类遮住水果和其它香味物质的情况少，因此在一些食品中使用高果糖玉米糖浆时，可以减少香料用量。

　　在一些产生转化的制品中，用50%的蔗糖和50%高果糖玉米糖浆混合，事实上不会改变甜味的组成。

　　成功应用于商品

　　高果糖玉米糖浆成功地应用于商品的例子如下：

　　1． 充二氧化碳饮料：可部分或全部用高果糖玉米糖浆作甜味剂。

　　2． 对于充二氧化碳饮料的基础糖浆和香味浓缩物可用高果糖玉米糖浆作唯一的甜味剂；对于不起泡的饮料，可以将高果糖玉米糖浆与葡萄糖或高DE的值的玉米糖浆一起使用。

　　3． 在酱油中，可用高果糖玉米糖浆并加高DE值的玉米糖浆。

　　4． 流动的和可用调匙的色拉调味用料，可以单独用高果糖玉米糖浆或与其它糖浆合用。

　　5． 酵母发酵烘焙食品：高果糖玉米糖浆可以单独使用或与其它玉米糖浆合用。高果糖玉米糖浆可以增加发酵能力和残留甜度，并形成烘焙食品的褐色。使用高果糖玉米糖浆的其它烘焙食品是糕点、无花果饼和小甜饼。

　　上述制品的质量至少可以与用蔗糖或转化糖做的相媲美

　　在世界范围内，肥胖人群以惊人的速度增加，并归咎于许多因素——惯于久坐的生活方式、越来越多地不在家吃饭、食物分量的增加。在美国，一个流行的假设是超重人群的增加是由于高果糖玉米糖浆（HFCS）的摄入增加造成的，后者是一种甜味剂，在美国作为蔗糖的替代物被加入到饮料和食物中。但是科学并不支持这一理论。

　　简介

　　高果糖玉米糖浆（HFCS）是什么？

　　如HFCS在20世纪70年代被引入食品供给中。它来自玉米淀粉，后者可以被分解，并通过酶促作用产生果糖。然后果糖与葡萄糖混合，以达到两者所期望的比例。

　　高果糖玉米糖浆（HFCS）由42%或55%的果糖组成（取决于HFCS的类型和所要求的甜度）。高果糖玉米糖浆（HFCS）的名字使人误以为HFCS的果糖含量很高。事实上，HFCS中果糖的含量与蔗糖中果糖的含量相似，蔗糖是由50%果糖和50%葡萄糖组成的（见下表）。每克蔗糖和HFCS都提供16千焦（或4卡路里）的热量。

　　蔗糖和HFCS的区别在于它们的结合键。蔗糖是双糖，其中葡萄糖和果糖通过化学键结合；而HFCS中的葡萄糖和果糖并不结合。一旦被吸收，这两种甜味剂的代谢似乎是相似的。

　　HFCS在1983年被美国食品药品管理局（FDA）划分为通常认为是安全（GRAS）的食物。FDA在1996年再次肯定这一划分。在美国，这种甜味剂因其独特的风味被应用于多种不同的食物和饮料中。HFCS在使食物变甜的同时，也能降低水的活性，以抑制微生物引起的腐坏，并有助于延长商品的货架期。HFCS能帮助烘焙食物更好的褐变，改善这些商品的质感。美国的所有食品，从番茄酱到非酒精性饮料，从饼干到面包，都加入了HFCS。HFCS还有助于降低食品的生产成本，因为它比蔗糖便宜，所以常常在食物和饮料中替代蔗糖。

　　纯果糖和HFCS并不相同

　　这一领域的许多误解似乎来自于对使用纯果糖进行的研究和使用HFCS进行的研究的混淆。果糖天然存在于水果、蜂蜜、某些蔬菜、甘蔗和甜菜中。

　　果糖似乎以一种不同于其它糖的方式影响食欲和饱腹感，并被假设为能增加患肥胖的风险。

　　使用高剂量纯果糖（非HFCS）的研究发现，与葡萄糖相比，果糖似乎能降低胰岛素和瘦素leptin（两者都与过饱相关）的水平，升高胃促生长素ghrelin的水平，后种激素似乎可以影响我们对饥饿的感知。因此就导致这样一种理论的形成，即HFCS能够影响正常的食物摄入，从而引起脂肪聚积增加。然而对HFCS和蔗糖的研究发现，这些甜味剂对胰岛素、瘦素或胃促生长素的影响并没有差异，即使它们的摄入量远远高于平均摄入量。

　　使用非常高剂量果糖进行的研究报道，果糖可以升高血甘油三酯的水平。然而研究中使用的剂量远远超过日常饮食中的剂量，且没有关于使用HFCS的研究。由于HFCS与蔗糖的组成相似，因此预期它与蔗糖有相似的代谢效应。典型饮食中的蔗糖数量并未显示出能增加甘油三酯水平。

　　HFCS与肥胖没有直接联系

　　关于HFCS摄入可能与肥胖发病率升高相关的理论之所以席卷美国，是因为在过去25年美国食物中HFCS的使用有显著增加，因此美国人口肥胖率的上升似乎反映出了这种增加。但是这种联系并没有能证明两者的因果关系。美国在过去25年里，许多其它的因素也发生了改变——人们活动减少，食物份量增加，在外吃饭的人数更多、次数更频繁。

　　在这场争论中需要注意的另一个重点是，超重和肥胖并不局限在美国，虽然HFCS在世界其它地区并不常用。

　　2005年，食品营养与农业政策中心的一份报告指出，“目前没有令人信服的证据支持HFCS的消费与超重/肥胖之间有联系”。

　　目前有两份关于HFCS和肥胖的综述。第一篇综述在2007年4月出版（《“高果糖玉米糖浆”——你想知道但却害怕询问的每一件事》，实验生物学年会：“High Fructose Corn Syrup – Everything you wanted to know and were afraid to ask”, Experimental Biology Annual Conference）。由马里兰大学食品营养与农业政策中心（CFNAP）完成的第二篇综述在2007年8月出版。这两篇综述得出的共同结论是，HFCS和蔗糖在化学上很相似，因此它们在体内也以相似的方式代谢。

　　这两篇综述都着眼于美国食品供给中HFCS的使用量增加。由于使用了HFCS代替蔗糖，因此蔗糖的摄入量同时减少。在蔗糖和HFCS总摄入量增加的同时，来自脂肪、油和谷类产品的能量也增加。美国过去几十年里，热量贡献物甜味剂（蔗糖、果糖、蜂蜜等等）对摄入的总热量的贡献并没有显著改变。真正原因是美国总热量摄入增加的同时，身体活动却下降了。能量摄入与消耗的不平衡被认为是导致肥胖流行的原因。而过剩的能量来自多种途径——并不只是HFCS。

　　液体和固体

　　由于美国食用HFCS的增加有相当比例是以甜味饮料的形式增加，因此研究也着眼于以液体形式摄入的热量和以固体形式摄入的热量对饱腹感的影响。然而得到的证据是矛盾的，可能是因为饱腹感是一个相当复杂的领域。它依赖于许多因素，包括热量含量、能量密度（每g或ml中的热量）以及食物或饮料的摄入方式（作为零食还是作为正餐的一部分）。

　　一些研究表明能量以固体形式摄入比以液体形式摄入更容易产生饱腹感，但是另一些研究却发现与此相反。尤其在考察HFCS对能量摄入的影响时，一项研究已经表明含有相同能量的饮料对食欲水平有相似的影响。

　　一项研究（Perrigue et al 2006）对含有相同能量的不同饮料进行了比较，表明当作为正餐的一部分摄入时，以HFCS作甜味剂的饮料与以蔗糖和奶作甜味剂的饮料，在能量摄入水平和食欲相关激素水平方面是没有差异的。研究者得出结论，“以HFCS作甜味剂的非酒精性饮料与其它等能量的饮料，如蔗糖饮料或“奶”，其能量平衡结果是没有差异的。

　　总结

　　尽管还需要进行更多的研究，但还没有科学证据表明HFCS或其它糖来源对肥胖有独特的效应（而不是贡献能量）。任何来源的过多热量均能导致体重增加。

　　但这并不意味着应该无限量地消费HFCS或蔗糖。正如健康饮食的大多数建议一样——你应当把它们作为健康饮食的一部分，适量摄入。