综述：天然糖替代品的安全性、健康性和可持续生产：新兴机制见解

本综述系统梳理了2020-2025年间天然糖替代品在代谢归宿、临床安全性、健康效应及可持续生产领域的最新证据，强调其评估需基于化合物特异性（而非类别层面）的机制见解。文章指出阿洛酮糖（allulose）具有快速吸收和尿清除特性，甜菊糖苷（steviol glycosides）和罗汉果甜苷（mogrosides）安全性良好但长期数据不足，塔格糖（tagatose）存在胃肠道不耐受限制，而赤藓糖醇（erythritol）和木糖醇（xylitol）则浮现出心血管风险新关切。作者提出整合代谢归宿、暴露-反应阈值和人群异质性的评估框架，并展望了微生物发酵、酶工程等绿色生产技术的应用前景。

　　

代谢归宿

天然糖替代品并不遵循统一的生物命运。最新研究增进了我们对其吸收、分布、代谢和排泄的理解，揭示了决定其功效和潜在风险的独特化合物特异性暴露谱。研究表明，甜菊糖苷在小肠基本不被代谢，由结肠微生物群水解为甜菊醇。甜菊醇被吸收并通过葡萄糖醛酸化在尿中排泄。罗汉果苷V也经历类似的微生物转化。相比之下，阿洛酮糖在小肠被部分吸收（约30%），大部分进入结肠发酵。塔格糖的吸收率较低（约20%），导致显著的结肠发酵和气体产生。多元醇如赤藓糖醇和木糖醇的吸收程度不同：赤藓糖醇在小肠被快速吸收（约90%）并以原型经尿排出，而木糖醇的吸收不完全（约50%），未吸收部分在结肠发酵。

安全性证据

天然糖替代品的安全性评估已从广义的毒理学评估转向化合物特异性的临床证据。阿洛酮糖在短期试验中显示出良好耐受性，剂量高达0.5克/公斤体重/天时未报告严重不良事件。甜菊糖苷和罗汉果甜苷在既定每日允许摄入量（ADI）内（例如，甜菊糖苷为4毫克/公斤体重/天）表现出良好的安全性。然而，塔格糖在剂量超过30克/天时常引起腹胀和腹泻。最近的研究对赤藓糖醇和木糖醇的安全性提出了新的关切。一项前瞻性队列研究将循环赤藓糖醇水平与主要不良心血管事件（MACE）风险增加联系起来，推测机制可能与血小板聚集增强有关。木糖醇也显示出类似的血栓形成潜力，尽管证据不如赤藓糖醇充分。

健康影响

天然糖替代品的健康影响日益分化，2020年以来的证据表明其在血糖控制、体重管理、心血管结局和肠道微生物群方面存在化合物特异性特征。阿洛酮糖在人类试验中一致显示出降低餐后血糖和胰岛素反应的能力，其机制可能涉及抑制肠道α-葡萄糖苷酶和增强葡萄糖转运。甜菊糖苷和罗汉果甜苷对血糖影响中性，对体重管理有轻微益处。塔格糖提供适度的代谢优势，但受限于胃肠道不耐受。关于多元醇，赤藓糖醇对血糖影响最小，但新出现的心血管风险信号值得警惕。木糖醇显示出预防龋齿的公认益处，但高摄入量可能引起胃肠道不适。所有这些甜味剂都与肠道微生物群组成和功能的变化有关，其长期临床意义仍在探索中。

天然甜味剂的绿色可持续生产

随着全球对天然糖替代品需求的增长，可扩展性、成本和可持续性问题已成为其实际应用的核心。传统的植物提取方法资源密集且产量有限，推动了生物技术和合成生物学方法的发展。微生物发酵是生产阿洛酮糖、赤藓糖醇和甜菊糖苷等化合物的一个有前景的平台。酶工程和级联生物催化通过实现从廉价底物（如葡萄糖或蔗糖）的高效转化，进一步提高了可持续性。例如，阿洛酮糖现在可以通过D-阿洛酮糖3-差向异构酶（D-psicose 3-epimerase）从果糖生物催化生产。类似地，细胞工厂经过工程改造可从头合成甜菊糖苷，减少了对农业用地的依赖。这些进步有助于更绿色、更可扩展的生产，符合循环经济原则。

挑战

尽管证据令人鼓舞，但天然糖替代品的评估仍面临重大局限。关键挑战包括试验持续时间短、样本量小、缺乏标准化暴露评估、脆弱人群数据有限以及可持续性指标整合不足。解决这些差距对于产生可靠证据和支持天然甜味剂的安全可持续使用至关重要。

监管框架

对天然甜味剂的监管立场仍然是化合物特异性和碎片化的。世界卫生组织（WHO）2023年的指南不鼓励长期使用非糖甜味剂控制体重，理由是缺乏持久益处的证据。相比之下，欧洲食品安全局（EFSA）将甜菊糖苷的ADI维持在4毫克/公斤体重/天（以甜菊醇当量计），而美国食品药品监督管理局（FDA）继续承认罗汉果甜苷和阿洛酮糖为GRAS（一般认为安全）。这种分歧凸显了新兴机制证据与监管实践之间的不匹配。

结论与展望

过去五年的新兴见解重塑了天然糖替代品的评估方式。证据现在表明，不同的代谢归宿直接转化为差异化的安全性信号和健康结局。阿洛酮糖提供可重复的血糖益处且耐受性良好，而甜菊糖苷和罗汉果甜苷似乎良性但仍受短期数据限制。塔格糖提供适度的益处但受胃肠道不耐受限制，而赤藓糖醇和木糖醇则出现了新的心血管风险信号。这些差异凸显了需要基于机制、化合物特异性的评估，而不是类别层面的假设。未来的研究应优先进行长期随机对照试验（RCT），纳入血糖和止血终点，标准化暴露标签（以克/公斤体重/天表示），以及协调的上市后监测。在生产方面，微生物发酵、酶工程和级联生物催化的进步有望实现更可持续和可扩展的生产。总之，这些见解为在食品系统中更安全、可持续和基于证据地部署天然糖替代品指明了道路。