人類喜歡甜味,在幾種基本味道之中,“甜”或許是最招人喜歡的了。比如孩子,不需要后天的適應(yīng),天生就喜歡甜食。
日常生活中人們所說(shuō)的糖,幾乎默認(rèn)就是指“蔗糖”。它的地位如此超然,以至于成為了“甜度”的標(biāo)準(zhǔn)——蔗糖的甜度定義為1,如果一種物質(zhì)稀釋兩倍之后甜度與蔗糖相當(dāng),它的甜度就是2。
但是蔗糖的生產(chǎn)比較受限,不是所有的地方都適合種甘蔗。用甜菜來(lái)制糖是一大進(jìn)步,不但使糖的產(chǎn)量增加,價(jià)格也有了下降。因?yàn)樘鸩酥瞥傻奶窃诨瘜W(xué)結(jié)構(gòu)上與蔗糖一致,它委屈地失去了署名權(quán)——對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō),來(lái)自這兩種植物的糖都叫做“蔗糖”。
不過(guò),甜菜與蔗糖產(chǎn)生的糖依然不足以滿足人類的需求。而高果糖漿的出現(xiàn),大大提高人類滿足“甜味”需求的能力。短短幾十年,它打入各種食品飲料中,遍及全世界。不過(guò),近年來(lái)許多科學(xué)研究紛紛報(bào)道了對(duì)它不利的結(jié)果。它到底是一種什么東西?它會(huì)像氫化植物油一樣,成為“原生態(tài)人士們”宣揚(yáng)“現(xiàn)代工業(yè)危害人類”的一個(gè)例子么?
玉米如何成糖?
與甘蔗和甜菜相比,玉米是一種便宜高產(chǎn)、種植范圍廣泛的農(nóng)作物。如果能把它轉(zhuǎn)化成糖,就能使糖的產(chǎn)量大大增加。人們對(duì)此的嘗試大概可以追溯到古代,至今仍有活力的“飴糖”就是一個(gè)比較成功的例子。
構(gòu)成玉米的主要成分是淀粉,淀粉是由葡萄糖連接而成的高分子聚合物。兩個(gè)葡萄糖分子中,一個(gè)提供氫原子,另一個(gè)提供氫氧基團(tuán),共同失去一個(gè)水分子。剩下的部分連接起來(lái),稱為“二糖”,而連接的地方就叫做“糖苷鍵”。連起來(lái)的分子還可以繼續(xù)鏈接其他的葡萄糖分子,最終構(gòu)成一個(gè)大的淀粉分子。
如果倒過(guò)來(lái),把一個(gè)水分子分成一個(gè)氫原子和一個(gè)氫氧基團(tuán),分別加到糖苷鍵的兩邊,這個(gè)糖苷鍵就斷開(kāi)了。這個(gè)過(guò)程叫做“水解”。如果把淀粉分子中的糖苷鍵全部打開(kāi),它就變成了葡萄糖。葡萄糖也是甜的,甜度大概是0.7。
不過(guò),水解反應(yīng)不會(huì)輕易發(fā)生,所以淀粉不會(huì)輕易變成葡萄糖。最初的時(shí)候,水解淀粉是通過(guò)在酸性條件下加壓加熱來(lái)實(shí)現(xiàn)的。但這樣的水解所需要的成本比較高,水解也不容易完全?,F(xiàn)在,水解淀粉一般通過(guò)酶來(lái)催化,操作條件溫和多了。
酶是能夠催化特定反應(yīng)的蛋白質(zhì)。水解淀粉的酶稱為淀粉酶,在自然界廣泛存在——我們的唾液中就有。淀粉酶還有不同的類型,最高效的一種叫做阿爾法淀粉酶。它可以切斷淀粉分子中任何部位的糖苷鍵。其作用的結(jié)果,就是把淀粉切割成一個(gè)個(gè)小片段,每個(gè)片段可能含有幾個(gè)葡萄糖。這樣的東西被稱為“淀粉糊精”,也還是沒(méi)有甜味。淀粉酶中的老二叫做貝塔淀粉酶,它能把最頭上的兩個(gè)葡萄糖切下,得到的東西就是傳統(tǒng)零食麥芽糖(有的地方叫做“飴糖”)。而現(xiàn)代工業(yè)上水解淀粉需要用到的老三伽瑪?shù)矸勖?,每次能切下一個(gè)葡萄糖。這樣,經(jīng)過(guò)伽瑪葡萄糖的精雕細(xì)琢,淀粉糊精就變成了葡萄糖。
不過(guò),通常的水解反應(yīng)不會(huì)那么完全,得到的是以葡萄糖為主,含有一些麥芽糖以及小分子糊精的混合物,稱為“玉米糖漿”。因?yàn)橐云咸烟菫橹?,也被叫?ldquo;葡萄糖漿”,其實(shí)它跟葡萄一點(diǎn)關(guān)系也沒(méi)有。玉米糖漿就是甜的了,但是它的甜味來(lái)自于葡萄糖,而葡萄糖本身不夠甜,所以不難想象,玉米糖漿的甜度有限。
但是,不甜的玉米畢竟變成了甜的糖漿,所以也有人把玉米糖漿叫做“玉米糖”。玉米糖漿溶解性好,加到食物中還能夠增加甜度、軟化質(zhì)地并且保持水分。相對(duì)于淀粉來(lái)說(shuō),也算是一次脫胎換骨的飛躍了。
玉米糖漿到高果糖漿的變身
不過(guò),玉米糖漿的局限也是明顯的:不夠甜。為了得到足夠的甜度,不得不增加用量。而玉米糖漿本身是高熱量營(yíng)養(yǎng)單一的食物成分,對(duì)于減肥相當(dāng)不利,所以玉米糖漿要想有更大的發(fā)展,還需要變得“更甜”。
自然界中最甜的單糖是果糖。果糖的分子式和葡萄糖一樣,只是其中原子連接方式不同而已。最初的想法也是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)來(lái)轉(zhuǎn)變。這方面也有過(guò)不少研究,后來(lái)巴克(Sidney Alan Barker)等人還為此獲得了一項(xiàng)美國(guó)專利。不過(guò),這個(gè)在高溫和高堿性條件下進(jìn)行的反應(yīng)除了得到一些果糖之外,還得到一些人體不能代謝的副產(chǎn)物,以及影響產(chǎn)物顏色和味道的副產(chǎn)物。這些問(wèn)題使得通過(guò)化學(xué)反應(yīng)來(lái)“變甜”只有理論上的意義,而沒(méi)有商業(yè)生產(chǎn)的價(jià)值。
峰回路轉(zhuǎn)發(fā)生在1957年。美國(guó)一家玉米產(chǎn)品公司的研究人員理查德•馬歇爾(Richard Marshall)等人從一種細(xì)菌中得到了一種酶,可以把葡萄糖轉(zhuǎn)化為果糖。他們的發(fā)現(xiàn)發(fā)表在了當(dāng)年4月出版的《科學(xué)》(Science)雜志上。這樣的酶被稱為“葡萄糖異構(gòu)酶”。后來(lái),經(jīng)過(guò)許多人的努力,陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了其他具有同樣功能且生產(chǎn)使用更加方便的酶,使得葡萄糖“異構(gòu)”為果糖的商業(yè)化生產(chǎn)成為了可能。1967年,另一家玉米加工公司成功地實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化生產(chǎn)。
這一酶異構(gòu)反應(yīng)的價(jià)值是顯而易見(jiàn)的。首先,它具有特異性,要么轉(zhuǎn)化成果糖,要么保持葡萄糖的“真身”,而不會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物。其次,酶反應(yīng)的條件很溫和,設(shè)備也就簡(jiǎn)單。
果糖的甜度是葡萄糖的兩倍多。這樣轉(zhuǎn)化而來(lái)的產(chǎn)品被叫做“高果糖漿(High Fructose Corn Syrup,簡(jiǎn)稱HFCS)”,也有人把它叫做“葡果糖漿”。高果糖漿中的果糖含量可達(dá)90%,不過(guò)市場(chǎng)上的產(chǎn)品主要是42%和55%兩個(gè)版本。它們的甜度比蔗糖要更甜一些,應(yīng)用于加工食品和飲料的時(shí)候加工性能也更加優(yōu)越。此外,在美國(guó)市場(chǎng)上,其價(jià)格也比蔗糖還要便宜。于是,高果糖漿迅速占領(lǐng)市場(chǎng)。尤其是 1984年,兩大可樂(lè)公司開(kāi)始用高果糖漿代替蔗糖,更大大加速了它的盛行。
果糖之罪
過(guò)去40年中,高果糖漿的在美國(guó)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。據(jù)統(tǒng)計(jì),近年來(lái),美國(guó)平均每人每年消耗的高果糖漿接近30公斤。與此同時(shí),美國(guó)人群中的肥胖率也持續(xù)升高。肥胖伴隨的一系列癥狀,比如高血脂、高血壓、糖尿病等也隨著增加??茖W(xué)家們進(jìn)行了大量的研究去探討導(dǎo)致這些疾病的原因,高果糖漿是獲得特別關(guān)注的原因之一。
結(jié)果毫不意外。流行病學(xué)調(diào)查顯示,食用高果糖漿多的人群中肥胖以及與肥胖相關(guān)的癥狀發(fā)生率比食用量低的人明顯要高,大量的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也支持這一結(jié)論。
實(shí)際上,果糖的“血糖指數(shù)”很低,一度被當(dāng)作“好糖”推薦給糖尿病人。傳統(tǒng)上認(rèn)為“血糖指數(shù)”低的食物有利于保持體重。按理說(shuō),把葡萄糖轉(zhuǎn)化成果糖的高果糖漿,“應(yīng)該”更好才對(duì)。然而,“理論推測(cè)”可能會(huì)錯(cuò),而實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)卻不會(huì)撒謊??茖W(xué)家們把目光放在了其中的果糖上。
隨著研究的深入,人們對(duì)果糖代謝的認(rèn)識(shí)也逐漸清晰。原來(lái),果糖和葡萄糖的分子雖然很相似,但是在體內(nèi)的代謝途徑完全不同。首先,葡萄糖會(huì)誘發(fā)身體分泌胰島素和瘦體素。這兩種激素具有“飽足信號(hào)”的功能,能讓人更加容易感覺(jué)“飽”而減少進(jìn)食。而果糖不具有這種能力,因此也就會(huì)吃得更多。果糖進(jìn)入體內(nèi),也比葡萄糖更加容易轉(zhuǎn)化成甘油三酯,最終產(chǎn)生更多的脂肪,并在內(nèi)臟囤積。不僅如此,長(zhǎng)期攝入大量果糖,還會(huì)導(dǎo)致胰島素抗性的增加。胰島素是調(diào)節(jié)血糖的關(guān)鍵,胰島素抗性的增加意味著胰島素對(duì)血糖變化的敏感性下降,嚴(yán)重的就導(dǎo)致糖尿病。
果糖導(dǎo)致的體重增加、糖尿病、高血壓、高血脂等不良后果在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中得到了清晰的驗(yàn)證。這些“危害”會(huì)不會(huì)在人體中顯示?出于倫理的原因,我們不可能用人來(lái)做那么極端的對(duì)照實(shí)驗(yàn)——對(duì)于“被害”組來(lái)說(shuō)實(shí)在是太不人道了。人體的對(duì)照試驗(yàn)往往是監(jiān)測(cè)一些生理指標(biāo)來(lái)顯示危害或者作用。比如,過(guò)多攝入果糖導(dǎo)致了血壓、甘油三酯等指標(biāo)的升高,就被認(rèn)為會(huì)有害健康。
果糖的危害已經(jīng)有相當(dāng)?shù)淖C據(jù),而含有大量果糖的高果糖漿自然也就無(wú)法擺脫罪責(zé)。
高果糖漿與蔗糖連坐
因?yàn)楦吖菨{是經(jīng)過(guò)“工業(yè)加工”得到的,它也就很自然地被當(dāng)作了“工業(yè)加工產(chǎn)生危害”的例子。相對(duì)來(lái)說(shuō),高果糖漿的罪證,甚至比氫化油還要確鑿嚴(yán)重。許多人也發(fā)出了“禁用高果糖漿”的呼聲——從“安全至上”這個(gè)原則出發(fā),這種呼聲也算理直氣壯。
不過(guò),通常的高果糖漿含有42%或者55%的果糖,蔗糖含有50%的果糖。二者的差別只在于,高果糖漿中的果糖以單分子的狀態(tài)存在,而蔗糖中的每個(gè)果糖分子都和一個(gè)葡萄糖分子結(jié)合。許多人相信,這種差別會(huì)導(dǎo)致高果糖漿比蔗糖更糟糕,但這只是一種推測(cè)。實(shí)際上,蔗糖中果糖和葡萄糖之間的鏈接很弱,吃進(jìn)肚子之后很快就分成了單個(gè)分子,在小腸內(nèi),蔗糖依然是以葡萄糖和果糖的形式被吸收的。蜂蜜甚至更接近高果糖漿——其中的果糖也是以單分子形式存在,其含量也往往比其中的葡萄糖含量高。所以,更普遍的看法是:高果糖漿中的果糖產(chǎn)生的危害,蔗糖和蜂蜜中的果糖也難以避免。
在營(yíng)養(yǎng)和食品領(lǐng)域,絕大多數(shù)情況下都不能以“理論推測(cè)”作為公共決策或者專業(yè)推薦的依據(jù)。要禁止高果糖漿而放行蔗糖和蜂蜜,就需要用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)證實(shí)“高果糖漿確實(shí)比蔗糖和蜂蜜要壞”的假設(shè)。
在目前所能找到的文獻(xiàn)中,果糖和高果糖漿“危害性”的研究多數(shù)都是以葡萄糖或者其他食物成分作為對(duì)比的。直接比較高果糖漿和蔗糖的研究研究不多。2010 年普林斯頓大學(xué)的巴特利•霍貝爾(Bartley Hoebel)等人發(fā)表的一項(xiàng)研究表明,“與蔗糖相比,相同熱量的高果糖漿使老鼠增重更多”。但是,一項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的結(jié)果不足以“證實(shí)”這個(gè)結(jié)論,尤其是在人體中的情形是否相同還需進(jìn)一步驗(yàn)證。目前,多數(shù)文獻(xiàn)還是認(rèn)為“高果糖漿有問(wèn)題,但并不比蔗糖更糟糕”,比如2008年《美國(guó)臨床營(yíng)養(yǎng)學(xué)雜志》(American Journal of Clinical Nutrition)上的綜述就做了這樣的總結(jié)。而2010年的《生理學(xué)評(píng)論》(Physiological Review)上也有一篇類似主題的綜述,結(jié)論是:雖然有很多“高果糖漿中的游離果糖比蔗糖中的果糖帶來(lái)更多危害”的擔(dān)心,但是并沒(méi)有直接的證據(jù)來(lái)支持。
吃多少糖算適量?
可以說(shuō),不管是高果糖漿還是蔗糖,它們所帶來(lái)的健康隱患——簡(jiǎn)而言之可以用“代謝綜合征”來(lái)包括的各種不良后果——都是大量食用糖的結(jié)果。在人們無(wú)糖可吃的年代,自然不會(huì)有這些問(wèn)題。從這個(gè)意義上說(shuō),這些癥狀是典型的“富貴病”。不管將來(lái)是否有充分的科學(xué)證據(jù)來(lái)驗(yàn)證高果糖漿比蔗糖是“更糟”還是“一樣糟”,吃不吃糖都是在身體健康和口腹之欲之間進(jìn)行的權(quán)衡。
最后,需要指出的是:正如《生理學(xué)評(píng)論》上那篇綜述所指出的那樣,雖然有越來(lái)越多的證據(jù)顯示“過(guò)多飲用含糖飲料”會(huì)帶來(lái)一系列不良后果,但是并沒(méi)有明確證據(jù)說(shuō)明“適量的果糖”會(huì)帶來(lái)危害。至于多少算“過(guò)多”,多少算“適量”,也是眾說(shuō)紛紜。美國(guó)心臟協(xié)會(huì)最新的推薦相當(dāng)保守:男女分別每天攝取的熱量中來(lái)自于“添加糖”的不應(yīng)超過(guò)150大卡和100大卡。所謂的“添加糖”,包括一天之中所有食物和飲料中的蔗糖、高果糖漿和蜂蜜,等等。100大卡熱量,相當(dāng)于 25克左右的蔗糖。這個(gè)量,往往一瓶含糖的碳酸飲料就超過(guò)了。(來(lái)源:科學(xué)松鼠會(huì))