赤藓糖醇抗龋齿功能研究进展及应用前景

王趁趁+王金伟+庞明利+杨海军

赤藓糖醇为白色结晶的四碳多元醇类化合物，化学名称为1，2，3，4-丁四醇，分子式为C4H10O4，分子量为122.12，熔点126℃，沸点329～331℃，溶解热-97.4J/g，其化学性质与山梨糖醇、甘露糖醇和木糖醇等糖醇相类似。赤藓糖醇广泛存在于自然界中，比如在一些食物（如葡萄酒、西瓜、啤酒、梨、葡萄、酱油）中其含量高达0.13%（w/v）。另外，在人或动物的组织及体液中也含有赤藓糖醇成分。

赤藓糖醇像其他多元醇一样作为功能性甜味剂适合糖尿病人食用，并且能够抑制口腔细菌的代谢，防止龋齿病的发生。与其他糖醇的不同之处在于，赤藓糖醇无热量并且容易消化，其应用范围主要是糖果、口香糖、饮料及糕饼产品。由于其具有防龋齿功能，赤藓糖醇被越来越多的应用于口腔护理产品中，比如牙膏和漱口水。

儿童龋病状况和趋势

儿童龋病俗称虫牙，是一种严重影响儿童健康的疾病。近年调查资料显示，发达国家人均龋病率高达70%～90%。世界卫生组织已把龋病列为危害人类健康的3大非传染性疾病之一。随着生活水平的提高，人们的饮食和习惯发生了很大变化，儿童龋齿的发病率也越来越高，有的地方发病率高达90%甚至100%。儿童龋齿能使牙齿缺损、疼痛、影响咀嚼功能和进食，并且晚治疗还会形成牙槽脓肿并反复感染，引起骨髓炎、颜面蜂窝组织炎等，甚至导致全身疾病发生，所以减少儿童龋齿发病率成为健康产业从业者理应高度关注的问题。

赤藓糖醇的防龋齿性质

赤藓糖醇其中一个特性就是降低龋齿的风险，此特性已经经过体外研究证实。赤藓糖醇不能被口腔中的细菌发酵利用，尤其是变异链球菌。Muhlemann测试验证了用蔗糖和赤藓糖醇冲洗牙齿后的区别，与蔗糖溶液相反，赤藓糖醇对牙齿无害，因为其pH没有降到临界值5.7以下。相关体内研究证明赤藓糖醇直接抑制了几种变异链球菌的生长，并且这些研究表明赤藓糖醇抑制或减少了牙菌斑的形成。

赤藓糖醇抗龋齿的机理研究

龋病是一种多因素所致的疾病，特别是与细菌中的变异链球菌有关。国内外关于赤藓糖醇的抗龋齿性有很多研究报道，其抗龋齿机理主要是抑制口腔链球菌的生长及生物膜的形成。由于赤藓糖醇不会被口腔链球菌所利用，所以不会引起口腔表面pH的变化，从而不会产生牙菌斑。对于赤藓糖醇防龋齿的机理探究如下：

Katleen Brys等在含有蔗糖和赤藓糖醇的试管中培养变异链球菌，实验结果表明蔗糖引起酸化，而赤藓糖醇在25小时内没有引起乳酸的产生，同时，赤藓糖醇还有效抑制了变异链球菌的生长活性（见图1）。

姚军等研究了赤藓糖醇对变异链球菌细胞壁结构的影响，并且探讨了其抑制变异链球菌生长的机制。主要是通过测定变异链球菌所在液体培养中的乳酸脱氢酶的活性及变异链球菌表面的形态变化来了解赤藓糖醇对变异链球菌细胞壁的影响。

实验结果显示：在赤藓糖醇组（见图3）中，变异链球菌所在的溶液培养基内乳酸脱氢酶的含量和蔗糖组（见图2）有差别，但是差别甚微；在赤藓糖醇组中，变异链球菌的表面形态清晰，没有内含物溢出的迹象。所以赤藓糖醇可能不是通过影响细胞壁结构和功能的完整性而抑制变异链球菌的。最后，姚军推测赤藓糖醇可能会干扰细菌的正常代谢并且阻止其他营养物质进入菌体从而达到防龋齿效果。

赤藓糖醇的防龋齿机理可能与木糖醇相似，但比木糖醇有一定的应用优势。Gholam Reza Ghezelbash等研究了赤藓糖醇和木糖醇对口腔链球菌生长的影响。结果显示（见表1），在含量为4%的赤藓糖醇的条件下，变异链球菌（Streptococcus mutans）的生长降低了71%，其他两种链球菌生长也分别降低了76%和77%，其中Streptococcus mutans，Streptococcus sobrinus和Streptococcus sanguinis都是口腔链球菌的代表。

在4%的赤藓糖醇条件下，变异链球菌生物膜的形成降低了31.31%（见表2）。多糖含量的减少对变异链球菌的依附有抑制作用，从而防止了牙菌斑的形成（见图4）。

有研究表明：与木糖醇相比，赤藓糖醇达到同样的抑菌效果所需的量比木糖醇少。并且在抑制变异链球菌的生长和生物膜形成方面，赤藓糖醇的作用比木糖醇要显著。赤藓糖醇对变异链球菌的抑制并不仅仅归咎于对其活性的抑制，而是在其新陈代谢过程中产生无用的耗能，影响糖的代谢。所以赤藓糖醇抑制龋齿模式可能是替代了碳水化合物的主要来源。赤藓糖醇的防龋功能已经被初步证实，其抑制变异链球菌的作用也已经得到初步的肯定，但关于其抑菌机制尚未完全明了，还需进一步证实。

赤藓糖醇的应用前景

木糖醇和其他糖醇由于可能导致腹泻，所以较适用于体积小的食物，比如口香糖。与其他糖醇相比，赤藓糖醇无腹泻作用使得它的使用范围更加广泛。此外，由于赤藓糖醇具有抗龋齿性，不能被变异链球菌等病原菌利用，其在儿童日常饮食中的应用对降低龋发病率有重要的作用和意义。由于赤藓糖醇特殊的性质，目前其应用范围比较广泛，主要应用在食品、医药、保健品等产品中。

赤藓糖醇在糖果中的应用

儿童是糖果的主要消费人群，食糖过多是引起儿童龋齿的最主要原因。而将赤藓糖醇加入糖果中很容易被儿童接受，不仅能够有效的防止龋齿、减少牙菌斑，长期食用也不会发生任何不良反应。

赤藓糖醇在口香糖中的应用

口香糖主要是由甜味剂、胶基和香料加工而成，它具有清洁口腔、保护牙齿的作用，但是甜味剂大多使用砂糖，容易导致肥胖或引发龋齿。将赤藓糖醇加入到口香糖中，既可以发挥其防龋齿作用又可以利用口香糖的咀嚼特性，增强防龋效果。

赤藓糖醇在饮料中的应用

饮料的含糖量通常比较高，饮用过多会造成肥胖和龋齿病的发生。随着人们健康意识的提高，对饮料的选择也发生了变化。赤藓糖醇可全部替代饮料中的蔗糖，既不会引起血糖升高导致肥胖又能有效的防止龋齿。

小结

综上所述，赤藓糖醇的防龋功能已经得到科学证实，但关于其抑菌机制尚未完全明了还需进一步证实。虽然对赤藓糖醇在口腔健康方面的功效研究还不够完善，但是它已经在口腔医学方面表现出较好的发展前景。将赤藓糖醇添加到儿童食品中能够有效降低龋齿的发病率，对儿童健康有重要的保护作用。endprint