C103 山梨醇

C103  山梨醇

一、化学结构与理化性质

山梨醇（sorbitol）又名山梨糖醇、葡萄糖醇，与甘露醇互为同分异构体。分子式为C6H14O6，分子量为182.17，CAS号为50-70-4。

山梨醇的化学结构

常见的山梨醇有液体和固体2种。液体山梨醇外观为无色透明黏稠液，无嗅，味甜。固体山梨醇在常温下为白色针状结晶或结晶性粉末，无嗅，有甜味，有吸湿性，可含1/2分子或1分子结晶水。

固体山梨醇有α、β、γ、δ四种晶型和一种非晶型ε的玻璃转化体，以γ晶型为主（占95%以上）。吸湿性小，熔点高，流动性好，硬度大，可压缩性好，稳定性高。山梨醇对热稳定性比糖高很多，纯山梨醇加热到180℃，也不会变色，易于储存、保管和使用。

山梨醇的甜味清凉爽口，甜度是蔗糖的60%。熔点88～102℃，相对密度1.47（-5℃）、1.48（20℃/4℃），折射率1.3477（10%水溶液）。溶于水（235g/100g水，25℃）、甘油和丙二醇，微溶于甲醇、乙醇、醋酸、苯酚和乙酰胺，溶液的pH为6～7。可燃。

二、主要来源与生产制备方法

主要来源  山梨醇存在于许多植物的果实中，如梨、樱桃和苹果等，其山梨醇含量分别为11.0～26.4g/L、14.7～21.3g/L和1.8～13.5g/L。

生产制备方法  山梨醇的生产方法有氢化法、电化学法和发酵法。其中，氢化法是目前最常用的制备方法。该方法以葡萄糖或淀粉糖化液为原料，在催化剂的作用下加氢氢化，所得山梨糖醇溶液再通过离子交换树脂精制即得。用硼氢化钾对葡萄糖或淀粉糖化液进行预处理，再通过氢化和精制，也可生产高纯山梨醇。

三、分析方法

GB  GB/T 22222-2008  高效液相色谱法和定量分析法[1]。

AOAC  Official Method 973.28  气相色谱法 食品中的山梨醇测定。

Official  Method 971.18  气相色谱法  果汁中的山梨醇测定。

其他  FAO/WHO的JECFA采用高效液相色谱法。美国Food Chemical Codex采用高效液相色谱法。欧盟标准EN 15086:2006采用采用高效液相色谱法。

四、生理功能及作用

稳定血糖  山梨醇在哺乳动物及人体内通过山梨醇脱氢酶氧化成果糖，然后进入果糖-1-磷酸酯途径代谢，其代谢与机体内的胰岛素无关。山梨醇作为糖尿病人可以食用的甜味剂自20世纪20年代即有报道应用，人体摄取大量山梨醇后血糖水平的上升幅度较小[19,20]，也不会引起人体对胰岛素需求量的增加，适合糖尿病人使用。

降低龋齿发生率  某些口腔微生物能发酵糖生成酸，这些酸侵蚀牙齿表面的釉质而形成空洞，这就是龋齿形成的主要原因。但摄入山梨醇等多元醇后生成的酸所引起的口腔pH下降较少，仍大于致龋齿的pH临界值5.5，因此不会引起龋齿。

其他作用  山梨醇具有利尿、脱水的特性，能降低颅内压，防止水肿。

五、安全性研究

人群资料  通过饮食摄入40g/d的山梨醇，结果表明山梨醇能长期被受试者无影响的接受。86名受试者每人分2次摄入25g山梨醇，结果未发现有腹泻现象。约5%的受试者的肠内稍微增加了一些气体。大于50g/d的剂量则会导致轻微腹泻，其原因可能是由于小肠吸收山梨醇的速率相对较慢引起的[9]。

人们在饮食中摄入山梨醇已有多年，尤其是糖尿病人。目前还没有发现任何大的不良反应报道。

代谢情况  给大鼠腹腔注射sorbitol-U-14C后发现，57.4%的山梨醇被代谢为CO2排出，17.3%经尿液排出，4.2%转变为肝糖原，0.6%转变为肝脂肪酸。对于糖尿病大鼠，只有一小部分山梨醇被氧化，大部分则通过尿液排出。在急性糖尿病鼠的肝内，多元醇比葡萄糖和果糖具有更有效的抗酮体产生的作用。但在健康鼠体内，三者的作用类似。

山梨醇在体内大多被吸收利用，对家兔经脉注射山梨醇后，发现有一个迅速的果糖胺化反应和随后发生的随机的第二级氨基葡萄糖化反应。在对大鼠使用sorbitol-U-14C后发现，在体内至少有2种山梨醇氧化的渠道：转变为葡萄糖后氧化以及直接氧化为最初形成的果糖。但在被切除肝的动物体内山梨醇不被吸收代谢。山梨醇被吸收后的代谢途径包括氧化成相应的酮糖或醛糖，或磷酸化成多羟基-1-磷酸盐。而糖醇的磷酸化作用只存在于微生物内。

进入肠道的山梨醇主要依靠被动扩散而被缓慢吸收。山梨醇的分子量为182.17，接近可能发生游离扩散的极限，因此它也可能出现游离扩散。通常，人体肠道可能吸收的山梨醇量不多于10～20g/h，如果摄入量过多，会引起渗透性腹泻。

在哺乳动物及人体内，通常由山梨醇脱氢酶将山梨醇氧化为果糖，之后进入1-磷酸-果糖途径进行代谢。该途径的第一个反应是通过果糖激酶将果糖转化成1-磷酸-果糖。相比于葡萄糖代谢与葡萄糖激酶，果糖激酶的活性与胰岛素无关，不受胰岛素的调节。

急性毒性  据报道[9]，雄性小鼠口服LD50=23 200mg/kg，雌性小鼠口服LD50=25 700mg/kg，雄性大鼠口服LD50=17 500mg/kg，雌性大鼠口服LD50=15 900mg/kg，雄性大鼠静脉注射LD50=7 100mg/kg，雌性大鼠静脉注射LD50=7300mg/kg。

遗传毒性  未查见相关文献资料。

亚慢性毒性  给3只体重为2.9～3kg的家兔静脉注射山梨醇及氨基酸，器官组织检查结果表明未见异常。

在不同情况下给6只体重为6.4～18.9kg的狗注射2.5ml/kg的50%山梨醇溶液，1h后发现有显著的利尿效果。山梨醇通过肾小球过滤作用排出。狗的肾清除率为74～77ml/min。

给2只体重为8.9～16kg的成年杂交狗（性别不限）灌胃90%（w/vol）的山梨醇溶液，剂量分别为0.675g/kg和1.35g/kg。结果仅在高剂量组出现了胃部充血现象。与大鼠相同，相同条件下给予甘油导致的充血现象要严重许多。

慢性毒性与致癌性  

（1）大鼠[9,10]：给15只刚断奶的雄性Wistar大鼠含有10%或15%山梨醇的食物，持续17个月。结果发现，山梨醇对于雄鼠体重的增加以及繁殖期、哺乳期或者主要器官的组织病理学上都无有害影响。唯一的影响是轻微的腹泻和因此造成的生长减缓，但可以迅速地回复正常状态。

以Sprague-Dawley大鼠为研究对象，分为20%山梨醇组、20%大米淀粉组和20%蔗糖组，每组包括雌雄各75只大鼠。其中，50只雄性和50只雌性大鼠用于致癌评价，15只雌性和15只雄性大鼠用于试验室观察。此外，在试验第26周和52周分别处死5只雌性和5只雄性大鼠。大米淀粉组中大鼠饲料保持20%含量的碳水化合物，并添加干酪素以保持其中蛋白质的含量。20%蔗糖组则每周增加5%碳水化合物直到达到所需水平。试验的前78周中，20%山梨醇组中雌雄大鼠体重增加量较低，而且食物利用率降低。同时，20%山梨醇组中雌雄大鼠摄入的水量及尿液排泄量较高，但在摄食量、死亡率和临床症状方面并没有其他异常。

尿液分析显示，20%山梨醇组在正常范围内。蔗糖组大鼠的胆固醇水平提高，78周后雌雄大鼠的胆固醇水平都有所升高。蔗糖组和山梨醇组在26周和52周时发现有胰岛素水平上升，但在78周时又回到正常水平。对20%山梨醇、20%蔗糖或20%大米淀粉组血液的生物化学研究都没有发现其他异常。尸体解剖发现20%山梨醇组和20%蔗糖组的雌性和雄性大鼠的绝对和相对甲状腺质量较低。宏观检验发现，20%山梨醇组中雌雄大鼠有盲肠增大现象。除此以外，没有其他病理异常。

（2）狗[10]：在纯种猎兔犬（每组雄性、雌性各八只）饲料中加入0%或20%的山梨醇，另设一组摄入20%的蔗糖作为对照。试验期104周。在第52周时，每组处死雌雄各2只动物。检测指标包括死亡率、总的临床症状、体重、食物消耗量、食物转换率、水消耗量、眼睛、神经学的征象以及牙齿的变化情况。分别在1周、12周、26周、38周、50周、64周、76周、89周和100周进行血液学、临床化学和尿检分析。结果发现，与0%山梨醇组相比，20%山梨醇组的总血清蛋白、体重和器官质量都有所增加，食物利用率也有轻微的增长，其他则无任何明显差异。

生殖与发育毒性  用正常没有特殊病原体的Sprague-Dawley大鼠为研究对象，研究山梨醇对大鼠三代繁殖的影响。试验鼠分为3组，每组雌雄各20只，分别通过饮食摄入20%大米淀粉、20%山梨醇和20%蔗糖。

F2b代观察结果发现，有2例上一辈大鼠死亡，试验全过程中死亡了9只，但这是偶然事件。食物的消耗量受到了显著的抑制，且发生体重增长受到抑制的现象。交配和怀孕比率没有受到影响，但对于第1次交配产仔的大鼠有36%妊娠期延长（23～24d），第2次交配产仔的大鼠有23.2%妊娠期延长。尸体解剖显示，盲肠有所增大。同胎的幼仔数（总的和能生存下去的幼体）和同胎的体重减小，但是平均幼体质量却有所增长。未见畸胎。

F3b代发现了盲肠的增大。同一胎2只大鼠发现无胸腺组织，皮层的淋巴细胞衰竭和一些其他组织的变化。此外，还发现2只雄性和1只雌性大鼠肝脏缺乏髓外造血功能。这是否与所给与的测试物有关，目前还未知。

对31-33CFT种属无特殊病原体的雌性刚断奶的大鼠进行研究，结果表明，每组大鼠的怀孕率都较低（大约50%）并没有发现有明显的畸胎现象，没有因给予试验物质而导致的骨骼变化，其他指标也都在正常范围之内。

在妊娠期给予20只体重2.7～3kg的3～4个月大的远亲繁殖的兔子无限制摄入含有20%山梨醇或20%蔗糖的焙烤食物颗粒，试验时间7～19天。结果显示，试验组与对照组兔子骨骼畸形的概率相近，没有明显的内脏异常情况。

其他  有报告应用山梨醇溶液于慢性肾衰竭病人的腹膜透析，可发生腹痛、呕吐和高血压少数病人发生昏迷。过量口服山梨醇会导致腹部痉挛、胃肠胀气或腹泻。吸入、摄入、不慎入眼或皮肤接触山梨醇有引起过敏反应的可能性。

六、常见使用方法与调查/推荐摄入量

1、常见使用方法

（1）食品  山梨醇是一种低能量的营养型甜味剂，并可用作膨松剂、乳化剂、水分保持剂、稳定剂或增稠剂，可以在《食品添加剂使用卫生标准》所规定的范围内按规定的用量使用。山梨醇可用于糖尿病人的食品和特殊膳食产品中[4]。山梨醇具有良好的吸湿性，可保持食品一定水分以调整食品的干湿度，可防止食品干燥和老化，延长产品的货架期，保持食品的新鲜柔软度。山梨醇还能有效地防止糖、盐等结晶析出，可维持甜、酸、苦味强度平衡和增加食品风味[1]。

（2）保健食品  未查见相关文献资料。

（3）其他  山梨醇是一种重要的医药中间体，是合成维生素C的主要原料[1]。山梨醇还在药物制剂中广泛用作辅料。

2、调查/推荐摄入量

（1）调查摄入量  未查见相关文献资料。

（2）推荐摄入量  山梨醇的每日最大推荐摄入量为60～80g，但单次剂量不应超过10～20g，无毒性作用[15]。当山梨醇用作缓泻药时，成人的口服剂量通常应在20～50g[17]。

七、国际组织和各国政府评价、批准、认可情况

中国  批准为食品添加剂，可用作甜味剂、膨松剂、乳化剂、水分保持剂、稳定剂、增稠剂和凝固剂。在《食品添加剂使用卫生标准（GB 2760）》中规定了其具体使用范围和使用量。

美国  CFR 184.1835认为GRAS，同时FDA还规定了山梨醇按照GMP规范在食品中的最高用量：硬糖和止咳糖为99%，胶姆糖为75%，软糖为98%，非标准化商业制造的果酱和果冻为30%，冷冻乳品甜食及其预混合品为17%，其他所有食品为12%[14]。但美国FDA规定：对于预见每日消费可能摄食50g山梨醇的食品，其标签和标志上应说明：“过度消费可导致缓泻” [14]。

欧盟  山梨醇可以作为甜味剂，按照GMP规范用于低能量或不添加糖的甜品及相似的产品、低能量或不添加糖的水果制品、低能量或不添加糖的糖果、酱类、低能量或不添加糖的焙烤产品、有特殊营养用途的产品以及某些以固体形式使用的食物补充剂中[17]。作为非甜味剂，山梨醇可按照GMP规范用于一般的普通食品（饮料及一些特殊说明的食品除外），冷冻及低温冷冻的未加工的鱼类制品、甲壳类、软体动物和头足类动物及利口酒中。山梨醇还可在食品中用作载体及载体溶液18。其能量值，欧盟认为是10kJ/g。1985年起欧盟对山梨醇的使用不进行限量[15]。

澳/新  澳大利亚-新西兰食品标准法典规定，山梨醇可以按照优良的生产规范（GMP）用于该法典列出的50余个食品种类中[20]。其能量值是14kJ/g[16]。

其他  食品法典委员会（CAC）的食品添加剂专家委员会（JECFA）对山梨醇进行了评估[4,9]，对其每日允许摄入量（ADI）不进行规定13。1999年山梨醇被列入《食品添加剂法典通用标准》（Codex General Standard for Food Additives）的表三“按优良的生产规范（GMP）允许在一般食品中使用的食品添加剂” [16]。英国1983年就将山梨醇列为12种允许使用的甜味剂之一，与美国的一般认为安全的物质（GRAS）要求一致[15]。

八、注意事项和禁忌

不适宜人群  心功能不全或体弱病人慎用。

禁忌  过量口服山梨醇会导致缓泻。不能耐受果糖的病人禁用山梨醇。

与药物相互作用  未查见相关文献资料。

九、小结

山梨醇主要存在于植物果实中，具有稳定血糖值和调节肠道功能作用，不会引起龋齿。JECFA研究证明从毒理学的角度没有必要限制添加剂山梨醇的使用，中国批准其为食品添加剂，美国将其批准为GRAS物质（21CFR 184.1835），CAC、欧盟、澳/新也将其批准为食品添加剂。

参考文献

[1] 郑建仙.功能性糖醇.北京：化学工业出版社，2005.

[2] Food Chemical Codex. Institute of Medicine of the National Academies, USA. 2003, 5: 443-444.

[3] JECFA specifications-FAO Food and Nutrition, 1996: 52/4.

[4] WHO/Food Add. FAO Nutrition Meetings Report Series, No.40A, B, C/67.29.

[5] GB 7658-2005.北京：中国标准出版社，2005.

[6] Cunnif R Official Methods of Analysis of AOAC International, 16 thed, AOAC International, Arlington, 1995.

[7] Carbohydrates in fruit juices, gas chromatography method, Official Methods of Analysis, AOAC, 1984, 37: 14-15.

[8] Foodstuffs-Determination of Isomalt., Lactitol, Maltitol, Mannitol, Sorbitol and Xylitol in Foodstuffs, European Committee for Standardization. 2006, 15086.

[9] WHO Food Additives Series No. 5, World Health Organization. Geneva, 1974.

[10] WHO Food Additives Series No. 13, World Health Organization,1978.

[11] CAC. Summary of Evaluations Performed by JECFA. Sorbitol, 2003.

[12] Code of Federal Regulations, U.S. Food and Drug Administration, 2006, 21 （180/25）.

[13] Smith J, Hong-Shum L. Food Additive Data Book. Blackwell Science, 2003: 968-981.

[14] Codex General Standard for Food Additives. 1995, 192.

[15] EUROPEAN PARLIAMENT AND COUNCIL DIRECTIVE, 1995, 61（95/2）.

[16] Australia New Zealand Food Standards Code 2007, Standard 1.3.1. Food Additives.

[17] Food Sanitation Law, Table 1. Japan External Trade Organization, 2006.

[18] Material Safety Data Sheet—Sorbitol. The United States Pharmacopeial, 2003.

[19] 杨月欣.食物血糖生成指数.北京：北京大学医学出版社，2006.

[20] 张印法，杨月欣.食物血糖生成指数在糖尿病营养教育中的应用研究.营养学报，2003，25（3）：248-25