云无心 发表于 2011-03-08 14:43 | Tags 标签：原创, 甜, 科普, 高果糖浆

人类喜欢甜味，在几种基本味道之中，「甜」或许是最招人喜欢的了。比如孩子，不需要后天的适应，天生就喜欢甜食。

日常生活中人们所说的糖，几乎默认就是指「蔗糖」。它的地位如此超然，以至于成为了「甜度」的标准——蔗糖的甜度定义为1，如果一种物质稀释两倍之后甜度与蔗糖相当，它的甜度就是2。

但是蔗糖的生产比较受限，不是所有的地方都适合种甘蔗。用甜菜来制糖是一大进步，不但使糖的产量增加，价格也有了下降。因为甜菜制成的糖在化学结构上与蔗糖一致，它委屈地失去了署名权——对于消费者来说，来自这两种植物的糖都叫做「蔗糖」。

不过，甜菜与蔗糖产生的糖依然不足以满足人类的需求。而高果糖浆的出现，大大提高人类满足「甜味」需求的能力。短短几十年，它打入各种食品饮料中，遍及全世界。不过，近年来许多科学研究纷纷报道了对它不利的结果。它到底是一种什么东西？它会像氢化植物油一样，成为「原生态人士们 」宣扬「现代工业危害人类」的一个例子么？

玉米如何成糖

与甘蔗和甜菜相比，玉米是一种便宜高产、种植范围广泛的农作物。如果能把它转化成糖，就能使糖的产量大大增加。人们对此的尝试大概可以追溯到古代，至今仍有活力的「饴糖」就是一个比较成功的例子。

构成玉米的主要成分是淀粉，淀粉是由葡萄糖连接而成的高分子聚合物。两个葡萄糖分子中，一个提供氢原子，另一个提供氢氧基团，共同失去一个水分子。剩下的部分连接起来，称为「二糖」，而连接的地方就叫做「糖苷键」。连起来的分子还可以继续链接其他的葡萄糖分子，最终构成一个大的淀粉分子。

如果倒过来，把一个水分子分成一个氢原子和一个氢氧基团，分别加到糖苷键的两边，这个糖苷键就断开了。这个过程叫做「水解」。如果把淀粉分子中的糖苷键全部打开，它就变成了葡萄糖。葡萄糖也是甜的，甜度大概是0.7。

不过，水解反应不会轻易发生，所以淀粉不会轻易变成葡萄糖。最初的时候，水解淀粉是通过在酸性条件下加压加热来实现的。但这样的水解所需要的成本比较高，水解也不容易完全。现在，水解淀粉一般通过酶来催化，操作条件温和多了。

酶是能够催化特定反应的蛋白质。水解淀粉的酶称为淀粉酶，在自然界广泛存在——我们的唾液中就有。淀粉酶还有不同的类型，最高效的一种叫做阿尔法淀粉酶。它可以切断淀粉分子中任何部位的糖苷键。其作用的结果，就是把淀粉切割成一个个小片段，每个片段可能含有几个葡萄糖。这样的东西被称为「淀粉糊精」，也还是没有甜味。淀粉酶中的老二叫做贝塔淀粉酶，它能把最头上的两个葡萄糖切下，得到的东西就是传统零食麦芽糖（有的地方叫做「饴糖」）。而现代工业上水解淀粉需要用到的老三伽玛淀粉酶，每次能切下一个葡萄糖。这样，经过伽玛葡萄糖的精雕细琢，淀粉糊精就变成了葡萄糖。

不过，通常的水解反应不会那么完全，得到的是以葡萄糖为主，含有一些麦芽糖以及小分子糊精的混合物，称为「玉米糖浆」。因为以葡萄糖为主，也被叫做「葡萄糖浆」，其实它跟葡萄一点关系也没有。玉米糖浆就是甜的了，但是它的甜味来自于葡萄糖，而葡萄糖本身不够甜，所以不难想像，玉米糖浆的甜度有限。

但是，不甜的玉米毕竟变成了甜的糖浆，所以也有人把玉米糖浆叫做「玉米糖」。玉米糖浆溶解性好，加到食物中还能够增加甜度、软化质地并且保持水分。相对于淀粉来说，也算是一次脱胎换骨的飞跃了。

玉米糖浆到高果糖浆的变身

不过，玉米糖浆的局限也是明显的：不够甜。为了得到足够的甜度，不得不增加用量。而玉米糖浆本身是高热量营养单一的食物成分，对于减肥相当不利，所以玉米糖浆要想有更大的发展，还需要变得「更甜」。

自然界中最甜的单糖是果糖。果糖的分子式和葡萄糖一样，只是其中原子连接方式不同而已。最初的想法也是通过化学反应来转变。这方面也有过不少研究，后来巴克（Sidney Alan Barker）等人还为此获得了一项美国专利。不过，这个在高温和高碱性条件下进行的反应除了得到一些果糖之外，还得到一些人体不能代谢的副产物，以及影响产物颜色和味道的副产物。这些问题使得通过化学反应来「变甜」只有理论上的意义，而没有商业生产的价值。

峰回路转发生在1957年。美国一家玉米产品公司的研究人员理查德?马歇尔（Richard Marshall）等人从一种细菌中得到了一种酶，可以把葡萄糖转化为果糖。他们的发现发表在了当年4月出版的《科学》（Science）杂志上。这样的酶被称为「葡萄糖异构酶」。后来，经过许多人的努力，陆续发现了其他具有同样功能且生产使用更加方便的酶，使得葡萄糖「异构」为果糖的商业化生产成为了可能。1967年，另一家玉米加工公司成功地实现了商业化生产。

这一酶异构反应的价值是显而易见的。首先，它具有特异性，要么转化成果糖，要么保持葡萄糖的「真身」，而不会产生副产物。其次，酶反应的条件很温和，设备也就简单。

果糖的甜度是葡萄糖的两倍多。这样转化而来的产品被叫做「高果糖浆（High Fructose Corn Syrup，简称HFCS）」，也有人把它叫做「葡果糖浆」。高果糖浆中的果糖含量可达90%，不过市场上的产品主要是42%和55%两个版本。它们的甜度比蔗糖要更甜一些，应用于加工食品和饮料的时候加工性能也更加优越。此外，在美国市场上，其价格也比蔗糖还要便宜。于是，高果糖浆迅速占领市场。尤其是 1984年，两大可乐公司开始用高果糖浆代替蔗糖，更大大加速了它的盛行。

（待续）

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