糖是维持机体生理功能不可缺少的物质之一，是食品加工中所需的重要物质，然而，糖的过度摄入与超重和肥胖等慢性非传染性疾病密切相关。世界卫生组织（WHO）建议控制和减少膳食中糖的摄入量，推荐在整个生命周期将游离糖摄入量控制在总膳食能量的10%以下[1]。我国《国民营养计划（2017—2030 年）》《健康中国行动（2019—2030 年）》《“十四五”国民健康规划》等重要政策文件都将“减糖”列为重要内容之一。近年来，食品科技界和产业界一直在为实现“减糖”目标努力，很多甜味剂被广泛应用于食品加工中，其中，赤藓糖醇作为甜味剂的典型代表之一备受关注。目前，赤藓糖醇产业发展迅猛，其被广泛应用于烘培食品、餐桌甜味料、饮料、糖果等生产加工过程中，是满足消费者享受“甜蜜”的选择之一。基于“减糖”的需要与赤藓糖醇相关产业的发展，本文在系统梳理相关科学研究、生产技术、标准法规等内容的基础上提出科学共识，以引导行业形成对赤藓糖醇的科学认识，推动其在食品产业中的合理使用。
1 赤藓糖醇是一种天然存在的物质，具有特定的理化和代谢特性
赤藓糖醇化学名称为1，2，3，4-丁四醇，分子式为C4H10O4，相对分子质量为122.12。作为一种天然甜味剂，赤藓糖醇广泛存在于自然界中，如蘑菇、西瓜、梨、葡萄等农产品以及葡萄酒、清酒、啤酒和酱油等发酵产品，含量最高可达0.13%[2]。
赤藓糖醇不含有还原性醛基，对热和酸的稳定性高；易溶于水，在25 ℃下的溶解度为37%，溶于水并吸热，以固体形式食用时会产生清凉感；结晶性好，吸湿性低，在20 ℃、相对湿度90%的环境中仍不吸潮；是蔗糖甜度的60%～80%，甜味纯正，无后苦味[3-4]。
低能量与特殊代谢途径是赤藓糖醇代谢特性之一。赤藓糖醇能量系数为0.88 kJ/g，是目前使用的多元醇甜味剂中能量最低的一种（表1）[5]。《食品安全国家标准 预包装食品营养标签通则》（GB 28050-2011）问答（修订版）第二十四条规定：“鉴于目前糖醇在部分类别食品中使用较多，为科学计算能量，建议赤藓糖醇能量系数为0 kJ/g，其它糖醇的能量系数为10 kJ/g”[6]。在机体内，赤藓糖醇以被动扩散的方式被小肠吸收，虽有80%～90%的赤藓糖醇可以进入血液循环，但不会被机体内的酶系统分解，最终经尿液排出体外；另外约有10%～20%的赤藓糖醇进入大肠中，其中仅有一半可经发酵生成脂肪酸，并被重新吸收和代谢[7-8]。这种特殊的代谢途径使得摄入的赤藓糖醇中最多只有5%～10%能为人体提供能量。此外，赤藓糖醇代谢途径与胰岛素无关，不会引起血糖波动，其平均血糖生成指数和胰岛素血症指数分别是0 和2[9]，说明摄入赤藓糖醇不会影响肥胖患者的肠道葡萄糖吸收[10]。
表1 赤藓糖醇与其它糖醇的性质
Table 1 Properties of erythritol and other sugar alcohols
注：a. 以蔗糖甜度为100%计算；b. 每克碳水化合物（如蔗糖、葡萄糖）能量系数约为16.7 kJ/g；c. 以葡萄糖血糖生成指数为100%计算。
肠道耐受性好是赤藓糖醇的另一特性。与其它糖醇相比（表1），赤藓糖醇的最大非致泻剂量（Maximum non-laxative dose）为0.66～1.0+g/kg bw[6]，明显高于其它糖醇。有关人体肠道耐受情况的研究显示，18～24 岁健康志愿者以液体形式摄入20～35 g 赤藓糖醇时，肠道耐受良好，无不良症状；当赤藓糖醇摄入量达到50 g 时，可观察到腹泻和恶心等情况[11]。同时，临床研究显示，4～6 岁儿童摄入含15 g 赤藓糖醇的饮料后，未观察到腹泻和/或严重肠道症状[12-13]。此外，需要注意的是，过量摄入糖醇引起的腹泻并不是一种疾病，而是对肠腔中缓慢吸收碳水化合物的简单渗透反应，即在小肠中未被吸收的糖醇由于渗透作用可能导致腹胀、腹泻和胀气。部分人在食用1 次后会出现这种症状，随着持续食用，多数人会对糖醇产生一定程度的耐受性，相关胃肠症状也会减弱或消失[6]。
此外，赤藓糖醇在口腔保护方面也有积极意义。研究表明，赤藓糖醇在口腔中不仅不会被变形链球菌利用，还可抑制其在口腔中的生长和黏附[14]，从而发挥对口腔的有益作用。在一项为期3年的临床试验中，接受赤藓糖醇治疗的受试者牙菌斑中乙酸和丙酸水平、斑块变形链球菌计数均显著低于接受木糖醇或山梨糖醇治疗的受试者[15]。
2 赤藓糖醇的工业化生产目前以微生物发酵法为主，产业发展迅速
随着相关研究与应用的不断深入，赤藓糖醇的需求量持续增长。据预测，未来5 年全球赤藓糖醇需求量将以20.3%的年均复合增长率增长，到2025 年，达到约48.9 万t；我国赤藓糖醇的消费量从2018 年的约5 500 t 增长至2020 年的约4.1 万t[16]。虽然赤藓糖醇在自然界中广泛存在，但是其含量低，无法满足商业化的大规模应用需求。目前，赤藓糖醇主要通过微生物发酵法进行工业化生产。
自然界中可以合成赤藓糖醇的微生物很多，如丛梗孢酵母（Moniliella pollinis）、三角酵母、丝孢酵母、解脂耶氏酵母等嗜高渗酵母[17]和酒类酒球菌、酒明串珠菌、乳杆菌等细菌[18]。赤藓糖醇在酵母和细菌中的合成路径有所不同。在酵母中，赤藓糖醇通过磷酸戊糖途径合成，该途径产生的赤藓糖-4-磷酸经脱磷酸形成赤藓糖，而后在赤藓糖还原酶的作用下形成赤藓糖醇；在细菌中，通过磷酸乙酮醇酶途径中的还原型辅酶Ⅱ（NADPH）再生环节可生成赤藓糖醇[19-20]。根据《食品安全国家标准 食品添加剂 赤藓糖醇》（GB 26404—2011），赤藓糖醇主要以葡萄糖为生产原料，利用丛梗孢酵母，类丝孢酵母（Trichosporonides megachiliensis）和解脂假丝酵母（Candida lipolytica）进行发酵生产[21]。
3 赤藓糖醇的安全性受到广泛认可，多国已批准在食品中使用
多项体外、体内动物实验研究和人体临床研究对赤藓糖醇的安全性进行了评估，尚没有证据表明赤藓糖醇在当前使用条件下会对健康产生任何不良影响[2，22-23]。美国食品药品监督管理局（Food and Drug Administration，FDA）审查了已有关于赤藓糖醇吸收和代谢、急性和亚慢性毒性、生殖和发育毒性、诱变和遗传毒性、慢性毒性、动物致癌性以及临床研究相关数据，未发现明显的安全问题，公布了赤藓糖醇的GRAS 认证（Gener ally Recognized as Safe notice，GRN NO.789）[23]。
目前，赤藓糖醇已通过国际食品法典委员会（Codex Alimentarius Commissio，CAC）、美国食品药品监督管理局（FDA）、欧盟食品科学委员会（Scientific Committee on Food，SCF）、澳大利亚新西兰食品标准局（Food Standards Australia New Zealand，FSANZ）等国际权威组织和多国监管部门的安全性评估，可作为食品添加剂应用于生产中（详见表2）。
4 我国已构建赤藓糖醇生产和使用标准体系，允许在食品中按生产需要适量使用
参照国际相关经验，目前我国已构建有关赤藓糖醇生产、检测和使用的相关标准（表3），以规范其在食品工业使用的安全性。关于赤藓糖醇在食品加工中的具体添加量，依据GB 2760-2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》[33]将赤藓糖醇归属于附表A.2《可在各类食品中按生产需要适量使用的食品添加剂名单》中，即赤藓糖醇可作为甜味剂应用于各类食品中，无具体使用量的数值规定，按生产需要适量添加，因此，在食品工业生产中，按照国家食品安全法规及标准添加赤藓糖醇是安全可行的。
5 专家建议
5.1 进一步深化赤藓糖醇生产、应用、安全性等方面的科学研究
虽然我国赤藓糖醇产业发展迅速，但是在生产与应用等科学研究领域仍有待深耕。在生产方面，可进一步优化赤藓糖醇生产工艺，提高微生物发酵原料利用率，提高过滤、脱色、分离、浓缩、结晶等操作单元生产效率，降低各操作单元能源消耗。同时，发掘更多安全的赤藓糖醇生产菌株，拓宽赤藓糖醇生产原料范围，降低赤藓糖醇生产成本。
在应用方面，可持续挖掘赤藓糖醇的加工特性，明确赤藓糖醇与其它食品组分的互作机制。加强赤藓糖醇功能性的研究，明确赤藓糖醇的构效关系，为赤藓糖醇在食品工业中的应用夯实理论基础。此外，拓宽赤藓糖醇的应用范围，如其在糖渍食品、调味品等更多食品品类中的应用。
在安全监管方面，尽管我国标准与国际标准以及其他国家标准一致，在各类食品的生产中还需适量添加赤藓糖醇。然而，由于过量摄入赤藓糖醇可能存在部分敏感人群胃肠出现不适的风险，因此建议加强其安全性的持续评估与研究，研究制定赤藓糖醇在我国某些食品中使用量的标准。
5.2 加强行业自律，合理使用赤藓糖醇
依据我国现行标准GB 2760-2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》，目前赤藓糖醇作为甜味剂可在乳及乳制品、糖果、焙烤食品、饮料等各类食品中按生产需要适量使用，尚无具体限量值规定。为确保其食用安全性，行业应加强自律，在满足工艺必要性基础上，合理添加赤藓糖醇，为消费者提供更多健康、美味的好产品。
5.3 开展科普宣传，提升消费者对赤藓糖醇的认知
赤藓糖醇作为甜味剂，在食品中的使用既可满足人们享受美味的需求，也可实现减糖、控糖、控制能量摄入的目标。目前，市面上有很多标识“低糖”“无糖”“无蔗糖”的食品，可能给消费者的正确选购造成误导。鉴于此，政府部门、业界专家、企业、行业组织、新闻媒体等需从科学的角度加强科普宣传教育工作，通过权威渠道，以社会活动、网络宣传等多种形式传播相关科学知识，指导消费者科学消费。
致谢：
顾问：
孙宝国 北京工商大学
谢明勇 南昌大学食品科学与技术国家重点实验室
项目组专家（按姓氏汉语笔画排序）：
丁钢强 中国疾病预防控制中心营养与健康所
王君巧 南昌大学食品学院
王鸥中国疾病预防控制中心营养与健康所
江正强 中国农业大学食品科学与营养工程学院
李宁国家食品安全风险评估中心
李延啸 中国农业大学工学院
邵薇中国食品科技术学会
严卫星国家食品安全风险评估中心
孟素荷中国食品科学技术学会
郭新光中国食品发酵工业研究院有限公司
聂少平南昌大学食品学院
夏书芹江南大学食品学院
工作组秘书：
于洋中国食品科学技术学会
张悦中国食品科学技术学会
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