作   者

杨雨婷，* 孔宇

作者单位

天津科技大学 食品科学与工程学院

引用格式

杨雨婷,孔宇.D-阿洛酮糖的安全性生理功能及其在食品中的应用[J].农产品加工,2025,(12):88-92.

基金项目

天津市科技计划项目（23ZYCGSN00970）；大学生创新创业训练项目 （202310057259）。

摘   要

高糖饮食引发的肥胖、糖尿病等代谢性疾病的发病率在全球急剧上升，人们对食品营养和食品健康等问题日 益关注。D - 阿洛酮糖是蔗糖的理想“替代品”，具有包括降低血糖、调节胰岛素敏感性在内的多种生理功效，在多 个领域表现出良好的开发应用前景。对 D - 阿洛酮糖的安全性、生理功能及其在食品领域中的应用研究进行综述， 以期为 D - 阿洛酮糖的食品安全认可提供参考，加快 D - 阿洛酮糖在生物、医药和食品等领域的开发应用。

正   文

摄入过量糖分所引发的健康风险是一项全球卫 生挑战。大量研究数据表明，过量摄入糖分导致内 脏脂肪含量增加，患心血管疾病和 2 型糖尿病等代 谢疾病的风险大幅提高。因此，开发并生产一种安 全、稳定、热量低、口感指标良好的蔗糖“替代品” 是目前食品领域亟需解决的问题之一。

D - 阿洛酮糖 （D-Psicose，D-allulose） 是一种 天然甜味剂，是 D - 果糖的 C-3 差向异构体，少量存在于甘蔗、小麦等食物中。D - 阿洛酮糖甜度为蔗糖的 70%，每 100 g D - 阿洛酮糖的热量仅有 20 kcal， 口感柔和、甜味稳定、残留甜度和持续时间等特性 与甜菊糖苷或其他天然甜味剂相比更接近蔗糖，具有抗炎、抗氧化、增强饱腹感等生理功效，显示出良好的食品应用潜力。随着与饮食习惯相关的全球健康挑战持续存在，了解和利用 D - 阿洛酮糖的独特特性可为健康的食品选择奠定基础。

D - 果糖和 D - 阿洛酮糖的化学结构式见图 1。

1 D - 阿洛酮糖的安全性

食品甜味剂被广泛用于食品加工中，对 D - 阿洛酮糖的安全性进行研究能够评估其对人体健康是否存在潜在影响。

多项动物和体外模拟试验表明，D - 阿洛酮糖代谢稳定，安全性良好，无累积效应。D - 阿洛酮糖 LD50 值为 16.3 g /（kg·bw），NOAEL 值为每日 5 000 mg·kg-1·d-1。YAMADA J 等人^[1]研究表明，大鼠摄入较低剂量 D - 阿洛酮糖后无明显副作用。 NISHII N 等人^[2]在 12 周内对健康狗连续给药 D - 阿洛酮糖后，发现 D - 阿洛酮糖在狗体内并没有产生累积效应，耐药性表现良好。MAENG H J 等人^[3] 通过体外代谢稳定性试验发现，D - 阿洛酮糖在含有消化酶的模拟胃液、禁食状态模拟肠液、冷冻保存的人肝细胞和冷冻保存的大鼠肝细胞中表现出高度稳定，残留率均在 90%以上。大鼠静脉药代动力学研究表明，D - 阿洛酮糖的平均消除半衰期为 72.2 min， 全身清除率为 15.8 mL·min-1·kg-1。

D - 阿洛酮糖在人体试验中耐药性表现良好，儿童和青年低剂量摄入 D - 阿洛酮糖均未出现不良反应。TEYSSEIRE F 等人^[4] 采取随机双盲交叉试验，对18 名受试者进行急性灌胃 D - 阿洛酮糖后，间隔抽取血液样本检测发现，D - 阿洛酮糖对生长素释放肽、血脂、尿酸和高敏 C 反应蛋白浓度没有影响，急性服用 D - 阿洛酮糖不会在体内发起促炎作用， 表现出良好的临床安全性。DAVIDE R 等人^[5]对儿童进行了急性随机双盲对照交叉试验，确定了 D - 阿洛酮糖在饮料中以 2.5 g/120 mL 和 4.3 g/120 mL 的量摄入，在儿童中的胃肠耐受性良好，无严重不良事件产生。HAN Y 等人^[6]对青年的 D - 阿洛酮糖的胃肠道耐受性进行研究，发现日摄入剂量超过 1.0 g/（kg·bw）后会出现腹痛、厌食等症状，试验推荐 D - 阿洛酮糖的最大单次摄入剂量为 0.4 g/（kg·bw）。

2011 年，美国食品药品管理局认证 D - 阿洛酮糖为安全食品 （GRAS）；2021 年我国已受理将 D - 阿洛酮糖作为新食品原料的申请；2023 年澳新食品标准局拟批准 D - 阿洛酮糖作为新资源食品用于水基风味饮料、焙烤食品糖等食品类别中；近期 D - 阿洛酮糖 - 3 - 差向异构酶 （DPE） 作为食品工业用

酶制剂的申请在我国已成功获批，关于 D - 阿洛酮糖在食品中的应用审批正在推进。

2 D - 阿洛酮糖的消化代谢途径

早期研究认为 D - 阿洛酮糖可能来自饮食，且 大部分 D - 阿洛酮糖随人体代谢而排出，不被人体吸收。HISHIIKI T 等人^[7]使用 Caco-2 细胞研究了人肠细胞中 D - 阿洛酮糖的跨细胞途径，结果表明， D - 阿洛酮糖通过葡萄糖转运蛋白 5 （GLUT5） 从肠腔进入肠细胞，并通过位于肠细胞基底外侧膜上的葡萄糖转运蛋白 2 （GLUT2） 释放到肠黏膜固有层。 此外，KISHIDA K 等人^[8]的研究也印证了 GLUT5 介 导了肠道 D - 阿洛酮糖的转运。CHEN K 等人^[9]在 Caco-2 细胞中加入钠解偶联葡萄糖共转运蛋白 1（SGLT1） 抑制剂根皮苷和 GLUT2 抑制剂根皮素后， D - 阿洛酮糖的渗透速率显著降低，表明 SGLT1 和 GLUT2 均参与介导 D - 阿洛酮糖在小肠中的转运。

多项研究表明，D - 阿洛酮糖在消化系统中被部 分吸收后，通过尿液和粪便等形式排出体外，在体内

几乎不会被消化代谢。同时，GLUT5、GLUT2、SGLT1 均参与介导 D - 阿洛酮糖在小肠中的转运。但目前 D - 阿洛酮糖在人体内部的代谢过程仍然缺乏系统 性、完整性、深入性的研究。

3 D - 阿洛酮糖的生理作用

3.1 调节血糖代谢

D - 阿洛酮糖有助于调节血糖代谢，在抗糖尿病 领域展现出良好的作用效果。较早的研究认为 D - 阿洛酮糖通过抑制 α - 葡萄糖苷酶的抑制作用调节 血糖代谢。部分研究认为，高脂饮食诱导的胰岛素抵 抗可由 D - 阿洛酮糖推动葡萄糖转运蛋白 4 （GLUT4）

表达改善；此外，D - 阿洛酮糖可竞争性结合葡萄糖 转运位点，降低葡萄糖转运蛋白 mRNA 丰度，抑制 葡萄糖吸收。

D - 阿洛酮糖可有效调节 2 型糖尿病患者的餐后 血糖。HAYASHI N 等人^[10]对包括前驱糖尿病患者 （指患者存在一定的葡萄糖代谢障碍，但并未达到标 准的 2 型糖尿病的诊断标准，也称糖尿病前期） 在 内的成年人进行单次摄入 D - 阿洛酮糖的随机双盲 安慰剂对照交叉试验，在摄入 D - 阿洛酮糖 0.5 h 后，受试者血糖水平显著降低，曲线下面积 （AUC） 明显减小。HOSSAIN A 等人^[11]认为，D - 阿洛酮糖 保护胰腺中的胰岛 β 细胞可改善大鼠的胰岛素抵抗、 提高胰岛素敏感性、改善胰岛 β 细胞的功能。此外， D - 阿洛酮糖可诱导胰高血糖素样肽 - 1 （GLP-1） 释放^[12]，激活迷走神经传入信号传导，在不引起厌恶 行为和影响肾功能的前提下，可减少食物摄入量、 增强胰岛素的分泌、促进葡萄糖耐量。

3.2 调节脂类代谢

摄入 D - 阿洛酮糖可调节脂类代谢，防止脂肪 堆积。YAMAZAKI M 等人[13] 对实时荧光定量 PCR 和 蛋白质印迹结果分析发现，D - 阿洛酮糖给药后，肝 脏脂肪堆积被抑制。瘦素 （由脂肪组织分泌的激素， 用于调控生物体的能量平衡及体重） 缺乏小鼠在摄入 D - 阿洛酮糖 15 周后，肝脏和身体的质量明显降 低。HAN Y J 等人[14] 通过对比身体成分、营养摄入量 和血脂谱参数，发现补充 D - 阿洛酮糖后，体脂质 量及体重指数显著降低，CT 扫描测量的腹部和皮下 脂肪总面积也显著减少。MATSUO T 等人[15]证实了 D - 阿洛酮糖表现出明显的抗肥胖作用，但 D - 阿 洛酮糖与中链三酰基甘油 （具有抗肥胖作用） 共同 作用并未产生协同效果。

D - 阿洛酮糖的抗肥胖作用机理是通过改变脂肪 代谢相关的酶，更深入的试验证明，D - 阿洛酮糖通 过下调脂肪生成基因，上调脂肪氧化基因，从而抑制食源性肥胖。

研究表明，喂食 D - 阿洛酮糖大鼠肝脏中脂肪酸 合酶 （FAS） 和葡萄糖 - 6 - 磷酸脱氢酶（G-6-PD）活性降低，葡萄糖激酶（GK）的活性升高，使得血 浆、肝脏甘油三酯（TG）和游离脂肪酸水平有效降 低。C57BL/6J-ob/ob 小鼠是被广泛用于研究肥胖和相关综合征。KIM S E 等人[16]利用转录组学方法探究 D - 阿洛酮糖给药后 C57BL/6J-ob/ob 小鼠的最终体重、脂肪组织质量、脂肪细胞大小和血清总胆固醇水平的变化。分析鉴定表明，Fos、Mmp3、Fgf21 和Abcd2 可能是与 D - 阿洛酮糖诱导的脂质代谢变化 相关的关键靶基因，D - 阿洛酮糖诱导与脂肪合成相 关的基因下调，与脂肪 β 氧化相关的基因上调，从 而抑制体内脂肪沉积。CHEN J 等人[17]研究了 Wistar 大鼠摄入不同碳水化合物的血脂谱、组织形态及参与脂质代谢的相关基因。结果表明，与葡萄糖、果 糖和纤维素相比，补充 D - 阿洛酮糖可增加血清山 梨醇脱氢酶、肝脂酶等脂质代谢相关的酶调节脂质 代谢。通过刺激脂肪酸氧化相关基因 AMPK2、HSL 和 PPAR 表达，抑制脂肪生成相关基因 ACC 和肝脏 脂肪酸摄取基因 FAS，SREBP-1c 表达，从而防止脂 肪堆积。

此外，MOON S 等人[18]发现 D - 阿洛酮糖可抑制 小鼠胚胎成纤维脂肪细胞分化成熟，通过调节主要 脂肪生成转录因子使参与脂肪形成的基因的 mRNA 水平显著降低，包括 FAS 和脂肪细胞脂肪酸结合蛋 白，减少细胞内部的 TG 含量。由此可知，D - 阿洛

酮糖可抑制脂肪细胞向成熟分化。

3.3 抗氧化

D - 阿洛酮糖可有效抑制活性氧自由基 （ROS） 的产生。二 （2 - 乙基己基） 邻苯二甲酸酯 （DEHP） 在工业中常被作为增塑剂使用，DEHP 进入体内后， 会被代谢为邻苯二甲酸单乙基己基酯 （MEHP），体 内累计的 MEHP 诱导生殖细胞的氧化应激，而使其 受损。SUNA S 等人[19]对青春期前雄性 Sprague-Dawley 大鼠单独给予含有 1% DEHP 的饮食，大鼠表现 出严重的睾丸萎缩，无精子产生；在 DEHP 饮食中 补充 2% D - 阿洛酮糖的大鼠未发生睾丸萎缩，精子 几乎未受损。基因芯片分析显示，DEHP 处理 24 h 后，睾丸中谷胱甘肽过氧化物酶 1、谷胱甘肽过氧化 物酶 2、谷氨酰胺 1 等氧化应激相关基因被诱导，加 速 ROS 的产生。D - 阿洛酮糖则通过抑制睾丸中 ROS 的产生，避免生殖细胞的氧化应激被诱导，从 而预防睾丸氧化应激受损。由此，D - 阿洛酮糖通过 调控体内氧化应激的相关基因，减少 ROS 的产生， 表现出良好的抗氧化特性。

3.4 其他生理作用

D - 阿洛酮糖对减轻脑损伤、抑制癌细胞增殖等问题的解决提供了新的思路与方向。D - 阿洛酮糖抑 制促炎因子生成、减轻脑损伤、缓解 IL-10 小鼠中 自然发生的和由葡聚糖硫酸钠引起的结肠炎；对 6 - 羟基多巴胺盐酸盐诱导引发的大鼠嗜铬细胞瘤凋亡 起神经保护作用；对人体宫颈癌等癌细胞增殖有抑 制作用，且该作用对 D - 阿洛酮糖呈剂量依赖性，不仅如此，D - 阿洛酮糖可增加粪便短链脂肪酸的产 生，促进代谢；增强小鼠耐力，减少疲劳；与赤藓 糖醇协同作用诱导 CCK、GLP-1 和 PYY 这 3 种饱腹 激素释放，有效增强饱腹感。

综上所述，D - 阿洛酮糖不仅具有调节血糖代谢 和脂肪代谢、抗氧化的作用，还具有抗疲劳、改善 胰岛素敏感性、避免肝脏脂肪堆积、抑制癌细胞增 殖、减缓脑损伤、增强饱腹感等多种功效。

4 D - 阿洛酮糖在食品领域的应用

在烘焙、糖果、发酵等制品中加入 D - 阿洛酮糖，除作为甜味剂使用外，还可有效改变食物特性、 改善食品的品质。D - 阿洛酮糖可显著改善鸡蛋的发 泡性能，提高泡沫稳定性；改善蛋清的凝胶性能， 增强蛋清凝胶的黏度和持水能力；增加淀粉食用薄 膜的厚度；影响淀粉成膜的韧性和拉伸强度；增强 产品的抗氧化能力；提高比容、断裂应力和断裂应 变，产生更松脆的质地；通过非酶促褐变反应，加快饼干表面的颜色变化，一定程度上延长产品的货架期。

4.1 在粮谷制品中的应用

D - 阿洛酮糖可减缓淀粉老化，抑制再结晶，有 效减小产品在冷藏后老化对品质的影响。在大多数 淀粉中添加 D - 阿洛酮糖均能使产品具有更好的增 塑作用，同时在 4 ℃下冷却和储存时，D - 阿洛酮糖 显著抑制了糯米和普通大米淀粉的再结晶。在米粉 制品中加入 D - 阿洛酮糖，可加快晶体受热融化、 淀粉糊化进程，并抑制再结晶，减缓米糊老化[20]，并 缓解米饼样品在冷冻贮藏后断裂力增加、破损风险 增加的问题。

BOLGER A M 等人[21]研究发现，添加 D - 阿洛 酮糖可使纸杯蛋糕水分活度值降低，颜色变化明显， 并呈现出深棕色。通过质构剖面分析使用 D - 阿洛 酮糖代替部分蔗糖制备的低热量松饼，其硬度、弹 性和黏聚性随 D - 阿洛酮糖添加量的增加而增加[22]。 在制作低热量松饼或磅饼时，使用 D - 阿洛酮糖代 替原配方中 25%的蔗糖，产品的感官特性更好，总 体接受度更高。而在制作面包时，随着 D - 阿洛酮 糖替代率的提高，面包的烘烤和焦糖味随之提高， 发酵和酒精味随之减弱，但由于 D - 阿洛酮糖不会 被面包中的酵母代谢，并导致呼吸产生的二氧化碳 减少，使面团的第一次发酵受到抑制。因此，使用D - 阿洛酮糖取代 75%蔗糖制作的面包[23] ，感官评价 得分更高。由于 D - 阿洛酮糖热量低、口感好，能 够有效保持产品质构，在低热量米饼、松饼、蛋糕、 面包等粮谷制品中表现出良好的应用潜力。

4.2 在凝胶制品中的应用

糖果配方中使用的糖和胶凝剂会影响储存过程 中的物理化学性质。POCAN P 等人[24] 探讨了 D - 阿 洛酮糖代替蔗糖对明胶软糖产品品质的影响，通过 对试验样品的含水率、水分活度、颜色、硬度、玻 璃化转变温度 （Tg） 和结晶度进行表征，明胶软糖 的配方中使用 D - 阿洛酮糖代替蔗糖可制作含水率 更高、质地更软的产品，且能够在 28 d 的储存过程 中保持其柔软度。X 射线衍射仪对明胶软糖的结晶 倾向分析表明，D - 阿洛酮糖对明胶软糖有明显的结 晶抑制作用。 糖的种类是影响凝胶特性和回生的重要因素。

D - 阿洛酮糖产生的淀粉凝胶黏度较低，并通过分 子间相互作用增加蔗糖晶体成核诱导时间。ILHAN E 等人[25]研究了 D - 阿洛酮糖在生物聚合物基复合 凝胶基质中的作用，认为在以淀粉和大豆分离蛋白 （SP）I 为胶凝剂的糖果产品中，D - 阿洛酮糖可很好地替代其他类型的糖。D - 阿洛酮糖有助于凝胶网络 的形成，制作的成品不易回生，储存时变化较小。 且在含有 SPI 的凝胶中，随着 D - 阿洛酮糖浓度的 增加，观察到凝胶的 Tg 降低。ATES E G 等人[26]发 现，D - 阿洛酮糖的加入，使果胶凝胶的结晶趋势增

加。在果胶 - SPI 凝胶中加入 D - 阿洛酮糖，SPI 和 D - 阿洛酮糖 2 种物质会发生美拉德反应，有效提升 凝胶的硬度值，并减缓胃的排空速度。由此表明， D - 阿洛酮糖通过结晶抑制和降低 Tg，提高明胶软 糖的品质。

4.3 在发酵制品中的应用

糖作为微生物发酵的主要能源物质，其类型会 对发酵途径和发酵产物产生影响。在酱油酿造中加 入 D - 阿洛酮糖，使得碱性氨基酸减少，产品苦味 降低[27]。KIMOTO N H 等人[28]发现，D - 阿洛酮糖在 不改变益生菌活性的前提下，可抑制部分乳酸菌的 产酸，减弱过度发酵牛奶产生的强烈酸味。RUG J 等人[29]发现，含有双歧杆菌、D - 阿洛酮糖和 β - 葡 聚糖的合生元乳清饮料在降低总胆固醇、改善血脂、 保持体重等方面表现良好。在饮料中补充 D - 阿洛 酮糖可有效提高双歧杆菌平均存活数量，产品在味 道、质地和一般可接受性方面评价较高。可见，D - 阿洛酮糖可减弱牛奶发酵过度的酸味和酱油发酵后 中的苦味，改善发酵产品的品质。

4.4 在肉制品中的应用

D - 阿洛酮糖可以改善部分肉类制品的质构，增 加产品适口性，提高经济效益。添加 D - 阿洛酮糖可缓解香肠长期冷冻储存引起的弹性劣化，但用 D - 阿洛酮糖完全替代蔗糖则会导致香肠黏度降低，品 质明显下降[30]，可使用 D - 阿洛酮糖代替部分蔗糖改 善香肠品质；在鱼糜凝胶中加入 D - 阿洛酮糖可促 进由硫醇残基形成的非二硫共价交联，可改善热诱导鱼糜的凝胶强度和持水能力[31]，可作为凝胶改良剂 代替蔗糖对鱼糜热诱导凝胶化。

5 结论

D - 阿洛酮糖作为一种被赋予极高期待的天然甜 味剂，在生物、医药、食品等多个领域所展现的前 景引人瞩目。尽管 D - 阿洛酮糖的推广应用面临着 诸多考验，但就目前的研究进展来看，这种天然甜 味剂仍展现出了巨大的潜力。D - 阿洛酮糖调节血糖 及脂肪代谢、抑制癌细胞增殖、减缓脑损伤、抗疲 劳等多种生理功能，及其在食品加工中可改善产品质构和色泽、提高适口性、软化软糖质地、助于凝 胶的形成、减弱发酵产物中的异味，通过抑制回生、 减少断裂等多种方式延长贮藏期等加工特性均具有 切实的意义。通过对 D - 阿洛酮糖的应用功能评价 研究，为其在应用中的实际可行性和长期影响提供 参考，从而为 D - 阿洛酮糖带来更广阔的应用场景。

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