日常生活中人們所說的糖，幾乎默認(rèn)就是指“蔗糖”。它的地位如此超然，以至于成為了“甜度”的標(biāo)準(zhǔn)——蔗糖的甜度定義為1，如果一種物質(zhì)稀釋兩倍之后甜度與蔗糖相當(dāng)，它的甜度就是2。
但是蔗糖的生產(chǎn)比較受限，不是所有的地方都適合種甘蔗。用甜菜來制糖是一大進(jìn)步，不但使糖的產(chǎn)量增加，價格也有了下降。因為甜菜制成的糖在化學(xué)結(jié)構(gòu)上與蔗糖一致，它委屈地失去了署名權(quán)——對于消費(fèi)者來說，來自這兩種植物的糖都叫做“蔗糖”。
不過，甜菜與蔗糖產(chǎn)生的糖依然不足以滿足人類的需求。而高果糖漿的出現(xiàn)，大大提高人類滿足“甜味”需求的能力。短短幾十年，它打入各種食品飲料中，遍及全世界。不過，近年來許多科學(xué)研究紛紛報道了對它不利的結(jié)果。它到底是一種什么東西？它會像氫化植物油一樣，成為“原生態(tài)人士們 ”宣揚(yáng)“現(xiàn)代工業(yè)危害人類”的一個例子么？
玉米如何成糖
與甘蔗和甜菜相比，玉米是一種便宜高產(chǎn)、種植范圍廣泛的農(nóng)作物。如果能把它轉(zhuǎn)化成糖，就能使糖的產(chǎn)量大大增加。人們對此的嘗試大概可以追溯到古代，至今仍有活力的“飴糖”就是一個比較成功的例子。
構(gòu)成玉米的主要成分是淀粉，淀粉是由葡萄糖連接而成的高分子聚合物。兩個葡萄糖分子中，一個提供氫原子，另一個提供氫氧基團(tuán)，共同失去一個水分子。剩下的部分連接起來，稱為“二糖”，而連接的地方就叫做“糖苷鍵”。連起來的分子還可以繼續(xù)鏈接其他的葡萄糖分子，最終構(gòu)成一個大的淀粉分子。
如果倒過來，把一個水分子分成一個氫原子和一個氫氧基團(tuán)，分別加到糖苷鍵的兩邊，這個糖苷鍵就斷開了。這個過程叫做“水解”。如果把淀粉分子中的糖苷鍵全部打開，它就變成了葡萄糖。葡萄糖也是甜的，甜度大概是0.7。
不過，水解反應(yīng)不會輕易發(fā)生，所以淀粉不會輕易變成葡萄糖。最初的時候，水解淀粉是通過在酸性條件下加壓加熱來實現(xiàn)的。但這樣的水解所需要的成本比較高，水解也不容易完全。現(xiàn)在，水解淀粉一般通過酶來催化，操作條件溫和多了。
酶是能夠催化特定反應(yīng)的蛋白質(zhì)。水解淀粉的酶稱為淀粉酶，在自然界廣泛存在——我們的唾液中就有。淀粉酶還有不同的類型，最高效的一種叫做阿爾法淀粉酶。它可以切斷淀粉分子中任何部位的糖苷鍵。其作用的結(jié)果，就是把淀粉切割成一個個小片段，每個片段可能含有幾個葡萄糖。這樣的東西被稱為“淀粉糊精”，也還是沒有甜味。淀粉酶中的老二叫做貝塔淀粉酶，它能把最頭上的兩個葡萄糖切下，得到的東西就是傳統(tǒng)零食麥芽糖（有的地方叫做“飴糖”）。而現(xiàn)代工業(yè)上水解淀粉需要用到的老三伽瑪?shù)矸勖?，每次能切下一個葡萄糖。這樣，經(jīng)過伽瑪葡萄糖的精雕細(xì)琢，淀粉糊精就變成了葡萄糖。
不過，通常的水解反應(yīng)不會那么完全，得到的是以葡萄糖為主，含有一些麥芽糖以及小分子糊精的混合物，稱為“玉米糖漿”。因為以葡萄糖為主，也被叫做“葡萄糖漿”，其實它跟葡萄一點(diǎn)關(guān)系也沒有。玉米糖漿就是甜的了，但是它的甜味來自于葡萄糖，而葡萄糖本身不夠甜，所以不難想象，玉米糖漿的甜度有限。
但是，不甜的玉米畢竟變成了甜的糖漿，所以也有人把玉米糖漿叫做“玉米糖”。玉米糖漿溶解性好，加到食物中還能夠增加甜度、軟化質(zhì)地并且保持水分。相對于淀粉來說，也算是一次脫胎換骨的飛躍了。
玉米糖漿到高果糖漿的變身
不過，玉米糖漿的局限也是明顯的：不夠甜。為了得到足夠的甜度，不得不增加用量。而玉米糖漿本身是高熱量營養(yǎng)單一的食物成分，對于減肥相當(dāng)不利，所以玉米糖漿要想有更大的發(fā)展，還需要變得“更甜”。
自然界中最甜的單糖是果糖。果糖的分子式和葡萄糖一樣，只是其中原子連接方式不同而已。最初的想法也是通過化學(xué)反應(yīng)來轉(zhuǎn)變。這方面也有過不少研究，后來巴克（Sidney Alan Barker）等人還為此獲得了一項美國專利。不過，這個在高溫和高堿性條件下進(jìn)行的反應(yīng)除了得到一些果糖之外，還得到一些人體不能代謝的副產(chǎn)物，以及影響產(chǎn)物顏色和味道的副產(chǎn)物。這些問題使得通過化學(xué)反應(yīng)來“變甜”只有理論上的意義，而沒有商業(yè)生產(chǎn)的價值。
峰回路轉(zhuǎn)發(fā)生在1957年。美國一家玉米產(chǎn)品公司的研究人員理查德?馬歇爾（Richard Marshall）等人從一種細(xì)菌中得到了一種酶，可以把葡萄糖轉(zhuǎn)化為果糖。他們的發(fā)現(xiàn)發(fā)表在了當(dāng)年4月出版的《科學(xué)》（Science）雜志上。這樣的酶被稱為“葡萄糖異構(gòu)酶”。后來，經(jīng)過許多人的努力，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了其他具有同樣功能且生產(chǎn)使用更加方便的酶，使得葡萄糖“異構(gòu)”為果糖的商業(yè)化生產(chǎn)成為了可能。1967年，另一家玉米加工公司成功地實現(xiàn)了商業(yè)化生產(chǎn)。
這一酶異構(gòu)反應(yīng)的價值是顯而易見的。首先，它具有特異性，要么轉(zhuǎn)化成果糖，要么保持葡萄糖的“真身”，而不會產(chǎn)生副產(chǎn)物。其次，酶反應(yīng)的條件很溫和，設(shè)備也就簡單。
果糖的甜度是葡萄糖的兩倍多。這樣轉(zhuǎn)化而來的產(chǎn)品被叫做“高果糖漿（High Fructose Corn Syrup，簡稱HFCS）”，也有人把它叫做“葡果糖漿”。高果糖漿中的果糖含量可達(dá)90%，不過市場上的產(chǎn)品主要是42%和55%兩個版本。它們的甜度比蔗糖要更甜一些，應(yīng)用于加工食品和飲料的時候加工性能也更加優(yōu)越。此外，在美國市場上，其價格也比蔗糖還要便宜。于是，高果糖漿迅速占領(lǐng)市場。尤其是 1984年，兩大可樂公司開始用高果糖漿代替蔗糖，更大大加速了它的盛行。
（待續(xù)）
