比蔗糖甜2000倍的天然甜味劑

生活科學趣談

在所有甜味劑當中,是否有替代人工甜味劑而且比阿斯巴甜(註:甜度為蔗糖之300~500倍)更甜的天然甜味劑呢?有的,那就是「甜味蛋白」,甜味蛋白在自然界中並不常見,它們只能由少數的熱帶植物所生產,比如已知的下列七種甜味蛋白:

Sweet protein, source plants, and their geographic distribution(oreilly.com)
Tropical plant and geographic distribution Sweet protein
Pentadiplandra brazzeana; Baillon, West Africa
Brazzein
Pentadiplandra brazzeana; Baillon, West Africa
Pentadin
Capparis masakai; Levl, China Mabinlin
Thaumatococcus danielli; Benth, West Africa Thaumatin
Curculingo latifolia; Malaysia Curculin
Dioscoreophyllum cumminsii; Diels, West Africa Monellin
Richadella dulcifica; West Africa Miraculin (sweet taste modifier)

這些甜味蛋白對於易患肥胖症和糖尿病的人以及那些喜歡甜食的人尤其有益,值得注意的是,6-11歲兒童的肥胖率從1988-1994年的11.3%上升到2011-2014年的17.5%(註:CDC資料)。依據國民健康署國民營養健康狀況變遷調查,臺灣18歲以上國人糖尿病盛行率為11.5%,40歲以上之糖尿病友高達近7成有BMI過重及肥胖情形。不過這些糖友們若能配合藥物與飲食計畫,在生活中全面控糖,即可有效預防糖尿病合併症的發生。

甜味蛋白可當作食品中的甜味劑,主要好處是它們含有可忽略的卡路里熱量,而且也不會導致糖引起的負面代謝效應。至於它們為什麼會甜?先來看看其中的 Brazzein,對於所有已知的甜味蛋白而言,Brazzein可能是最被看好的,因為它的口味就像蔗糖,並且在高溫和各種pH值下均能保持其完整的結構

A Sweetener That May Be Healthy For You – Longevity 發布於2017年10月11日

Brazzein boost could pave way for next super sweetener – New Atlas 發布於2016年8月18日

影片中的紅色漿果是產自非洲中部一種稱為 Pentadiplandra Brazzeana(忘憂果)的攀藤植物,這種漿果非常甜,當地人稱它們為“Oubli”(法語為“遺忘”),因為一旦孩童吃了它,就會留連不捨而忘了回家。其果實中可分離出甜味蛋白 Brazzein(巴西甜蛋白),它是所有甜味蛋白中分子量最小的,單體蛋白質是由54個胺基酸所組成,比蔗糖甜 2,000倍(等質量條件下)。目前尚未在市面上銷售,如果美國FDA審核通過為食用安全食品,將以 Cweet 的名稱作為代糖來銷售。生產這種甜蛋白的技術目前是以基因改造玉米的方式來進行,所產出的一公噸玉米中含有一公斤的Brazzein,也就是甜度相當於一公噸的蔗糖。德克薩斯州的一家基因工程公司ProdiGene正在為糖尿病和飲食市場開發這種甜玉米粉,該公司並且測試了使用它所製作的鬆餅,根據品嚐過的人如是說:「它表現出一種更平滑,更像糖的口感,而且更加飽滿」(OS:好抽象啊~)。另外,首爾大學的研究小組則是使用乳酸克鲁维酵母(Kluyveromyceslactis)來修飾其基因,使用這種方式能生產出比使用玉米的方法多出2.6倍的Brazzein,同時該研究小組也確定了所得到的甜味劑比糖甜2,000倍。研究人員認為這是大規模生產的潛在優勢,相信在不久的將來,這種產自忘憂果的巴西甜蛋白產品將會對代糖市場產生重大的影響。

Thaumatin(索馬甜)則是1972年發現的另一種甜味蛋白,它比蔗糖甜 1,000倍。由於 Thaumatin具有廣泛的二硫鍵交聯,使其在高溫下特別穩定,因此特別適合使用在甜點烘焙用途。索馬甜單體蛋白的化學結構具有207個胺基酸,在日本的大多數食品和飲料行業中被用來當作增味劑。在美國則是以 Talin 的商品名來銷售,FDA與美國食品香料與萃取物製造協會均給它一個GRAS狀態(Generally recognized as safe)。世界健康組織食品添加劑專家委員會審查了其安全毒理性,同意將其作為一種安全的食品添加劑使用,並沒有對其每日容許攝取量ADI(Acceptable daily intake)做出限制,其在商業開發中的成功,極大的推動了甜味蛋白之研究與進展。

另外,日本科學家Masamori Kohmura及其研究小組對於Monellin進行的一項研究表明,甜味的機制至少是由於一種叫做天門冬胺酸的胺基酸,其與人類舌頭味覺受體發生離子相互作用來達成。目前科學家們才剛開始解開這些甜味蛋白的奧秘,以及它們如何誘導出我們舌頭感受到的甜味。所有這些研究都有助於我們理解為什麼我們會渴望含糖的物質,以及為什麼有些人會比其他人更想要吃甜食。基於健康的理由,由於食品中不能含太多的蔗糖,因此甜味蛋白在未來的食品中將帶來關鍵的作用。或許不久的將來,我們可能會說:「剛才品嚐了巴西甜蛋白所做的蛋糕與冰淇淋當作餐後甜點,人生多麼美好,C’est La Vie!」

延伸閱讀

Miraculin (sweet taste modifier):淺談變味現象