[科普中國]-L-糖

簡介

糖的D、L型指的是糖分子的構(gòu)型，是由糖分子中不對稱原子形成的立體異構(gòu)現(xiàn)象，是以甘油醛為標(biāo)準(zhǔn)而確定的相對構(gòu)型。以果糖為例，圖1表示的是果糖的兩個(gè)不對稱碳原子的構(gòu)型，即右旋果糖(D一果糖)和左旋果糖(L一果糖)。

自然界中存在的L一糖很少，在一些天然植物中含有極少量的L一糖。如在亞麻種子膠、紅海藻、蝸牛蛋中含有L一半乳糖；大蕉種子含有L一果糖和L一鼠李糖；甜菜、牧豆樹屬植物、果膠及其他植物含有L一阿戊糖；在一些漿果中含有L一山梨糖；在海藻中含有L一巖藻糖。這些L一糖的含量低，沒有開發(fā)使用價(jià)值。

生理功能特性L一糖是D一糖的鏡像異構(gòu)體，在自然界中很少存在。對于某一特定的L一糖和D一糖，兩者之間的化學(xué)組成與物理化學(xué)性質(zhì)(如沸點(diǎn)、熔點(diǎn)、可溶性、黏度、顏色和外觀)幾乎完全一樣，但在生化特性方面卻截然不同。人體內(nèi)的酶系統(tǒng)對D一型糖發(fā)生作用而對L一型糖無效，這是因?yàn)槊敢l(fā)生催化作用，就要求底物分子在形狀上能與酶分子相匹配，L一糖并不是催化糖代謝酶所要求的那種構(gòu)型，不會(huì)被消化吸收或消化吸收程度很小，因此就沒有能量。這一特點(diǎn)對那些希望攝入低能量甜味劑的人群(如糖尿病人)來說是一種理想的甜昧劑。L一糖的另一個(gè)特點(diǎn)是不像一些人工合成的甜味劑，如糖精具有后苦味。同時(shí)L一糖也不能被大部分微生物利用，因此用它們作為甜味劑制備的配方不像用傳統(tǒng)甜味劑制備的配方那樣敏感而易被降解。L一糖特點(diǎn)是：(1)不提供人體能量；(2)與D一糖的口感一樣；(3)因口腔微生物不能發(fā)酵L一糖，因此它不會(huì)引起齲齒；(4)對通常由細(xì)菌引起的腐敗、腐爛現(xiàn)象具有免疫力；(5)可作為D一糖的代替品，不需要另外添加填充劑；(6)在水溶液中穩(wěn)定；(7)在包括需經(jīng)熱處理的食品加工中穩(wěn)定；(8)g用在焙烤食品中，能發(fā)生美拉德反應(yīng)；(9)適合于糖尿病人食用。

對L一果糖和L一山梨糖已在3種動(dòng)物身上進(jìn)行了急性毒理和6個(gè)月的亞慢性毒理試驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)任何毒副作用并且根本沒有致癌致突變的嫌疑。另外，試驗(yàn)還表明L一糖無致齲齒性，至于是否有抗齲齒活性則還在研究中。歐洲一些國家還對L一果糖和L一山梨糖進(jìn)行了人體試驗(yàn)，結(jié)果證實(shí)了它的無毒性和無能量價(jià)值。然而，有關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，對L一糖也要像糖醇等甜昧劑一樣確定其最大允許日攝入量。因?yàn)橛性囼?yàn)表明，L一糖與糖醇一樣可能會(huì)引起人體出現(xiàn)輕瀉現(xiàn)象。1

合成方法自然界中存在的L一糖很少，因此廣大科研工作者們正致力于L一糖的研究和開發(fā)中，特別是兩種應(yīng)用最廣的單糖甜昧劑的左旋體L一葡萄糖和L一果糖。上世紀(jì)70年代美國學(xué)者開始了有關(guān)L一糖用作非營養(yǎng)性甜味劑的研究。1981年美國學(xué)者Levin發(fā)表了第1份L一糖生產(chǎn)的專利。隨后美國、德國、日本、意大利、英國、捷克等國的不少學(xué)者相繼展開了對L一糖的研究，開發(fā)了10多種L一糖。國外L一糖的研究進(jìn)展較快，國內(nèi)這方面的工作也已起步。

到目前為止，人們已經(jīng)合成了一些L一糖。美國直接由D一葡萄糖制備L一艾杜糖和L一葡萄糖。典型的實(shí)驗(yàn)室合成方法是應(yīng)用葡萄糖氧化酶將L一葡萄糖制成L一葡萄糖醛酮。L一葡萄糖和L一果糖是L一糖中典型的兩種糖，合成方法主要是化學(xué)合成方法和酶法合成方法。

L一葡萄糖的合成方法L一葡萄糖是一種自然界少有的糖，它可以由L一阿拉伯糖的化學(xué)轉(zhuǎn)化而合成。L一阿拉伯糖是一種廣泛存在于甘蔗漿中的糖。此方法中干燥的甘蔗漿用硫酸處理后獲得的萃取液進(jìn)行發(fā)酵、蒸發(fā)、過濾。L一阿拉伯糖從濾液中結(jié)晶制得。Snowden和Fisher在1971年研究的方法是：在甲醇鈉存在下(提供硝基乙醇的鈉鹽)，將L一阿拉伯糖用硝基甲烷濃縮，通過內(nèi)夫反應(yīng)鈉鹽直接轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的糖。

L一果糖的合成方法化學(xué)合成：通過堿作用于二溴丙醛或甘油，從得到的混合物中分離出α一合成果糖(DL一葡萄糖苯脎)，然后將其水解還原成DL一果糖。用酵母處理DL一果糖可除去D一果糖，得到L一果糖。

酶法合成：L一葡萄糖的異構(gòu)化過程可以是固定含有木糖異構(gòu)酶的細(xì)胞或破碎細(xì)胞，方法有采用乙酸丁酯質(zhì)壁分離和超聲波處理。如果破碎的細(xì)胞能產(chǎn)生胞內(nèi)異構(gòu)酶，通過離心分離和2℃下萃取滲析，20h去除不純物可獲得含酶的胞外萃取物，滲析液可以通過含有硫酸銨的常規(guī)方法進(jìn)一步純化。胞外酶可根據(jù)已有的或傳統(tǒng)的方法固定。例如，可固定在含有玻璃的硅質(zhì)或陶瓷中，也可固定在天然的或合成的多聚物(纖維素)上，如二已氨基纖維素和其他各種有機(jī)多聚物中。2

應(yīng)用L一己單糖具有甜味，溶解于水中，并在水溶液中穩(wěn)定。因此它們可使各種物質(zhì)產(chǎn)生甜味，而且可以與傳統(tǒng)的甜味劑結(jié)合使用，如與少量的蔗糖結(jié)合?？蓱?yīng)用的典型例子有水果、蔬菜、果汁或其他的由果蔬制得的液體制備物，肉制品(特別是那些用甜液處理的肉制品如熏肉、火腿)、乳制品(巧克力、乳飲料)、蛋制品(蛋黃醬、乳蛋糕、色拉醬)、腌菜和調(diào)味品、冰淇淋、冰糕、冰乳制品、焙烤制品、掛糖衣蜜餞、糖漿、食用香料、蛋糕、軟飲料、果酒、酒、日常食品、止咳糖漿及其他的醫(yī)用產(chǎn)品、工業(yè)產(chǎn)品中，如糨糊粉、泡沫、黏合劑、漱口劑和類似的口服防腐劑、麻藥等，還可用于粘郵票、信封、商標(biāo)等的黏合劑。