综述:植物源甜味化合物化学成分与营养保健潜力综合评述,重点关注甜舌草(Lippia dulcis Trev.)

【字体: 时间:2025年10月13日 来源:Journal of Food Composition and Analysis 4.6

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  本综述系统探讨人工甜味剂的环境污染与健康风险,提出以植物源天然甜味剂(如甜菊糖苷(Stevia)、罗汉果苷、索马甜、叶甘素、甘草甜素等)作为可持续替代方案,特别推荐富含赫南杜尔辛(hernandulcin,甜度达蔗糖1000倍)的甜舌草(Lippia dulcis)及其营养保健价值,倡导"一石二鸟"策略实现甜味与健康功能双赢。

  
环境危害与人工甜味剂问题
近年来,美国环境保护署(EPA)及全球监管机构已将人工甜味剂列为新兴污染物。这些物质因其化学稳定性而在水生环境中持久存在,影响甲壳类动物生理功能与植物生长,甚至污染农业土壤并破坏自然微生物群落,导致产量下降。研究表明,阿斯巴甜、糖精、安赛蜜、三氯蔗糖等常用甜味剂在工业生产过程中排放的废水可对周边数千公里范围造成污染,被界定为痕量污染物。
与此同时,科学界对人工甜味剂的健康影响存在争议。长期摄入非营养性甜味剂可能与非酒精性脂肪肝病(NAFLD)、胰岛素抵抗和2型糖尿病风险升高相关。糖尿病患者摄入后可能出现血糖控制障碍、肠道菌群组成改变以及冠状动脉疾病等心脏代谢并发症。尽管致癌性尚存争议,欧洲食品安全局(EFSA)已对某些甜味剂设定每日允许摄入量(ADI),例如赤藓糖醇(E 968)的ADI为0.5 g/kg体重/日,阿斯巴甜(E 951)为40 mg/kg体重/日。
植物源甜味剂的绿色解决方案
植物为食品工业提供了安全可持续的甜味化合物来源。甘草(Glycyrrhiza glabra)根茎中的甘草甜素、甜叶菊(Stevia rebaudiana)叶片中的甜菊糖苷(steviol glycosides)、罗汉果(Siraitia grosvenorii)中的罗汉果苷(mogrosides),以及非洲竹芋(Thaumatococcus daniellii)果实中的索马甜(thaumatin)等,均具有抗氧化、抗糖尿病和抗菌活性。这些天然甜味剂符合绿色化学原则,其提取过程可采用超临界流体萃取、超声辅助提取等环境友好型技术。
甜味感知机制涉及味蕾中的G蛋白偶联受体(GPCRs)异源二聚体T1R2和T1R3,这些受体不仅表达于口腔,还分布于胃肠道、膀胱、大脑、胰腺和脂肪组织。植物甜味成分可通过这些受体发挥甜味效应,同时兼具营养保健功能,实现"一石二鸟"的健康策略。
甜舌草(Lippia dulcis):一种潜力天然甜味源
原产于墨西哥至哥伦比亚的甜舌草(又称阿兹特克甜草、蜜草),为马鞭草科多年生草本植物,其叶片富含赫南杜尔辛(hernandulcin)——一种甜度达蔗糖1000倍的倍半萜类化合物。该植物可在墨西哥及其他热带地区低成本集约化种植,具备大规模可持续生产的潜力。
除甜味成分外,甜舌草的精油部分含有(+)-表-α-红没药醇和α-红没药醇等具药用价值的萜类化合物,其在制药领域的应用进一步提升了该植物的经济价值。这种多重生物活性特征使甜舌草成为绿色化学与循环生物经济理念的典范作物。
结论与展望
甜味剂产业正面临结构性转变。随着蔗糖供应限制加剧和加工食品多样化需求增长,天然甜味剂市场持续扩张。以甜菊糖和罗汉果为主导的植物甜味剂,凭借清洁标签属性、健康风险认知深化和法规支持,获得消费者青睐。甜舌草及其活性成分赫南杜尔辛的代表性案例,展示了天然甜味剂在环境可持续性、健康效益和经济可行性方面的综合优势。未来研究应聚焦于甜味化合物的构效关系、绿色提取工艺优化以及符合国际规范的毒理学评估,推动植物源甜味剂在全球食品系统中的广泛应用。
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