高分子甜味蛋白：索马甜 随着人们生活水平的日益提高和科技的飞速发展，我们国家不再被温饱问题所困扰。但是我们当中许多人开始出现肥胖问题，不少人因为饮食过甜、热量过高而长期处于亚健康的状态。事实上糖现在已经被认为是危害健康的食物之一，因为过量摄入糖会导致一系列健康问题，如糖尿病、肥胖、高血压和慢性 肾脏疾病。根据世卫组织的数据，2016年全球39%的成年人超重，13%的成年人肥胖。 这也让这些年代糖的产品成为了热门， 低热量、高甜度的甜味剂开始不断被市场应用。目前，市面上的人工合成甜味剂主要有三氯蔗糖、阿斯巴甜、安赛蜜和糖精等。而不少人工合成的甜味剂都有各自的缺陷，有的是口味上的，有的是食品安全上的，于是研究人员又开始寻找天然的甜味剂，本文将介绍的一种高分子甜味蛋白索马甜就是其中之一。 1、简介 我们的农业、食品工业已经十分强大， 索马甜是从非洲西部一种果实呈红褐色三角锥形的竹芋属竹芋科多年生植物的假种皮中提取出的天然甜味蛋白质，又名非洲竹芋甜素。索马甜为白色至奶油色粉末，分子量22kDa,甜味极强，甜度约为蔗糖甜度的1600倍无异味且甜味持续时间长，甜味阙值极低，即使稀释至10^-8mol/L仍可感知其甜味。这就大大促进了索马甜在我国食品工业的应用。 2、理化性质 索马甜为白色至奶油色、无定形、无臭粉末，等电点在11. 5~12. 5之间，280nm处有最大吸收峰，极易溶于水，不易溶于有机溶剂，尤其不溶于丙酮，其稳定性主要受到pH、温度和溶液中氧、离子的影响。这主要是受到它作为蛋白质的特性影响，温度过高时会发生变性失去甜味，在盐水中甜度下降，遇到丹宁后会失去甜味。此外，索马甜加工稳定性好，在巴氏杀菌、焙烤食品中稳定，常用防腐剂对其没有影响，在食品和饮料配方中使用稳定，干燥产品货架期在两年以上。 3、索马甜特点 （1) 优点： Thaumatin作为甜蛋白的代表近些年受到了广泛的关注，它甜味爽口，没有不良后味或苦涩味，且具有增强产品风味和掩盖不良味觉的作用，是一种很有发展前途的天然食品甜味剂。世界健康组织食品添加剂专家委员会审查了其安全毒理性，同意将其作为一种安全的食品添加剂使用，并没有对其ADI值做出限定。Thaumatin在美国、英国、日本、德国等国家已被批准应用于食品、医药和化妆品领域，我国于2014年正式批准索马甜作为添加剂在食品中使用，规定其在加工坚果、餐桌甜味料、饮料类、冷冻饮品和焙烤食品的最大使用量为0. 025g/kg,鉴于它的安全性和用途的多样性，很显然其应用前景极为广阔。 （2)缺陷改善及其进展： 1索马甜蛋白虽具有持久的回味，但人们难以接受其味道。为了解决此问题，研究人员将其基因诱变，得到一些类似物，而其中一些回味比较弱，可以满足市场对索马甜蛋白口味的需求。 2索马甜蛋白目前面临最大的问题就是产量和成本问题，目前，市场上的索马甜种植面积有限、产量低、非洲西部地区原料供给不稳定，这也导致了索马甜的 成本注定没法降低。现在研究人员试图通过分子生物学技术来解决产量问题。Lee等人根据Thaumatin II的cDNA序列，人工合成了 Thaumatin II基因，在啤酒酵母（Saccharomyces Cerevisiae)中表达，获得无甜味的不溶性重组蛋白，但将其在体外经变性再复性后会产生甜味。Faus 等人采用分泌型载体将人工合成的Thaumatin II基因转入黑曲霉（Aspergillus niger),在每升发酵液中能提取5~7mg的Thaumatin II(.虽然将Thaumatin 基因转入不同的宿主（如高等植物）来大量获取具有活性的Thaumatin 已经成为了可能，但现今的研究结果普遍不理想，所获的重组 Thaumatin 蛋白在甜味和产量上多存在问题。2012年，牛苏燕等人成功构建蛋白 Thaumatin 基因高效植物表达载体 pRI101-Thaumatin。闫森等根据密码子的偏好性对植物甜味蛋白 Brazzein和 Thaumatin 基因进行了优化，探索植物甜味蛋白在动物细胞中和动物乳腺中表达。崔波等人利用农杆菌介导法将Thaumatin基因整合到烟草的基因组中，实现了Thaumatin 基因在烟草中的表达。 4、总结与展望 索马甜甜度大热量低，不易被人体吸收，是一种很好的天然甜味剂。它具有较为安全、口味易被人接受等极为优秀的特点，应用前景广阔，但其成本高、产率低、产量不稳定，无法实现工业化生产。 今后研究：其一是通过育种技术改良非洲竹芋的特性，结合大棚技术本土化种植，可能是因为非洲竹芋对生长环境要求过于苛刻。其二是通过基因编辑技术，将索马甜的基因表达引入各种动植物细胞以及微生物的基因当中。 高分子合成技术
