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乳糖醇在口腔健康产品中的应用:防龋齿口香糖的研发

发表时间:2026-01-08

乳糖醇是一种低热量的双糖醇,由乳糖经催化加氢制得,具有甜度温和、热量低、不参与龋齿致病菌代谢的特性,同时能促进唾液分泌、调节口腔微生态平衡,是防龋齿口香糖的理想功能性甜味剂。在防龋齿口香糖研发中,乳糖醇不仅可替代传统蔗糖、葡萄糖等致龋性甜味剂,还能通过多重机制发挥抗龋齿作用,兼顾口感、功能与安全性,契合口腔健康产品的发展趋势。

一、抗龋齿核心机制

龋齿的发生是口腔内变形链球菌、乳酸杆菌等致病菌利用碳水化合物发酵产酸,酸长期腐蚀牙釉质所致。乳糖醇通过规避致龋代谢、促进唾液缓冲、调节口腔菌群三大途径,从根源上抑制龋齿形成。

1. 不被龋齿致病菌代谢,无酸性产物生成

变形链球菌是龋齿发生的关键致病菌,其可分泌葡糖基转移酶,将蔗糖等可发酵糖类转化为葡聚糖(促进细菌黏附牙面形成牙菌斑),同时发酵产酸(pH降至5.5以下时牙釉质开始脱矿)。而乳糖醇的分子结构稳定,无法被变形链球菌、乳酸杆菌等致病菌的代谢酶系统识别,既不能被分解为可供发酵的单糖,也无法诱导葡糖基转移酶的活性,因此不会产生乳酸等酸性代谢产物,不会降低口腔内pH值。体外实验显示,含乳糖醇的培养基中,变形链球菌的产酸量仅为含蔗糖培养基的5%~8%,且无法形成黏性牙菌斑生物膜。

2. 促进唾液分泌,增强口腔酸碱缓冲能力

唾液是口腔天然的“缓冲剂”,其含有的碳酸氢根、磷酸氢根等离子可中和酸性物质,同时唾液中的钙、磷离子能促进脱矿牙釉质的再矿化。乳糖醇具有一定的清凉口感和润湿性,咀嚼含乳糖醇的口香糖时,可通过机械刺激与味觉刺激双重作用,促进唾液腺分泌唾液,使口腔唾液流速提升30%~50%,唾液分泌量在咀嚼10分钟内达到峰值。增多的唾液不仅能稀释口腔内残留的糖分与酸性物质,还能提升口腔pH值至中性范围(6.5~7.0),逆转牙釉质的早期脱矿,同时为牙釉质再矿化提供充足的钙磷离子。

3. 调节口腔菌群结构,抑制致病菌增殖

长期摄入乳糖醇可改变口腔微生态环境,抑制致龋菌的定植与增殖,同时促进有益菌的生长。一方面,乳糖醇无法为变形链球菌提供营养,导致其在牙菌斑中的占比显著下降;另一方面,口腔内的非致龋菌(如链球菌属的有益菌株)可少量代谢乳糖醇,产生的代谢产物不会酸化口腔,且能竞争性抑制致龋菌与牙面的黏附。动物实验证实,长期喂食含乳糖醇饲料的大鼠,其牙菌斑中变形链球菌数量减少60%~70%,龋齿发生率较蔗糖组降低55%以上。

二、防龋齿口香糖的配方设计与工艺要点

以乳糖醇为核心功能成分的防龋齿口香糖,需兼顾抗龋功能、咀嚼口感、风味稳定性三大目标,其配方设计与生产工艺需围绕乳糖醇的特性进行优化。

1. 核心配方组成及作用

配方组分

作用

推荐添加量

乳糖醇

功能性甜味剂,抗龋齿核心成分,提供温和甜味

20%~30%(占口香糖基料外总成分)

口香糖基料

赋予口香糖咀嚼性与弹性,选择疏水型基料减少乳糖醇溶解流失

25%~35%

山梨糖醇/麦芽糖醇

协同乳糖醇提升甜味,增强抗龋效果,调节咀嚼口感

15%~20%

天然植物提取物

(如绿茶提取物、蜂胶提取物)增强抗炎抑菌效果,丰富风味

1%~3%

柠檬酸/苹果酸

调节酸度,提升风味层次感,促进唾液分泌

0.5%~1%

香精

赋予清新风味(如薄荷、草莓),提升产品接受度

0.3%~0.8%

硬脂酸镁

抗结剂,改善生产过程中物料的流动性

0.1%~0.3%

配方优化关键:

乳糖醇与山梨糖醇、麦芽糖醇复配使用,可协同提升抗龋效果,同时改善口香糖的硬度与弹性,避免单一使用乳糖醇导致的口感偏硬问题;

加入绿茶提取物中的茶多酚,可进一步抑制变形链球菌的活性,与乳糖醇形成“功能叠加”,提升防龋齿功效;

控制酸性物质的添加量,避免过量酸降低口腔pH值,削弱抗龋效果。

2. 关键生产工艺控制

防龋齿口香糖的生产工艺与普通口香糖类似,但需针对乳糖醇的理化特性(吸湿性、热稳定性)进行工艺参数调整,核心流程为:配料混合→熔融均质→挤压成型→冷却老化→包装。

配料混合:将口香糖基料加热至熔融状态(温度控制在60~70℃),先加入乳糖醇、山梨糖醇等糖醇类原料,低速搅拌至完全溶解;再加入植物提取物、香精等成分,高速均质5~10分钟,确保物料混合均匀。需注意控制搅拌温度,避免高温导致乳糖醇分解或香精挥发。

挤压成型:将均质后的物料通过双螺杆挤出机挤出,挤出温度控制在55~65℃,模具温度保持在20~25℃,确保口香糖条的形状规整,表面光滑。挤出速度需与冷却速度匹配,防止物料因冷却不均出现变形。

冷却老化:将挤出的口香糖条送入老化室,在温度20~22℃、相对湿度40%~50%的条件下老化24~48小时。老化过程可使口香糖基料的分子链重新排列,提升咀嚼弹性,同时减少乳糖醇的结晶析出,避免口香糖口感粗糙。

包装:采用铝塑复合膜真空包装,隔绝空气与水分,防止乳糖醇吸潮导致口香糖软化黏结,同时延长产品保质期。包装上需标注“无糖”“防龋齿”等功能标识,符合相关食品标签标准。

三、产品功效评价与质量控制

含乳糖醇的防龋齿口香糖需通过体外抑菌实验、口腔pH监测、动物龋齿模型验证等方式,验证其抗龋齿功效,同时建立严格的质量控制标准,确保产品稳定性。

1. 功效评价方法

体外抑菌实验:将变形链球菌悬液与含乳糖醇口香糖的浸提液共培养,测定细菌的生长曲线与产酸量。合格产品需使变形链球菌的生长抑制率50%,产酸量降低≥80%

口腔pH值监测:招募受试者咀嚼口香糖,分别在咀嚼前、咀嚼5分钟、咀嚼10分钟时测定口腔内pH值。合格产品需使口腔pH值维持在6.0以上,且在咀嚼后30分钟内不低于5.5

动物模型验证:选用大鼠构建龋齿模型,喂食含口香糖的饲料,连续干预4~8周后,观察大鼠龋齿的发生率与严重程度。合格产品需使龋齿发生率降低≥50%,龋齿指数下降≥40%

2. 质量控制指标

理化指标:乳糖醇含量(20%~30%)、水分含量(≤3%)、咀嚼硬度(2000~3000g)、pH值(6.0~7.0);

微生物指标:菌落总数100cfu/g,霉菌、酵母菌≤10cfu/g,不得检出致病菌;

稳定性测试:在温度37℃、相对湿度75%的加速条件下放置6个月,产品需无软化、黏结、异味等现象,乳糖醇含量损失≤5%

四、应用优势与发展趋势

1. 核心应用优势

功能与口感兼顾:乳糖醇甜度约为蔗糖的40%~60%,甜味温和不腻,与口香糖风味适配性强,解决了传统防龋齿产品口感差的问题;

安全性高:乳糖醇在人体内代谢不依赖胰岛素,适合糖尿病患者食用,且每日摄入量在40g以内时无胃肠道不适风险,安全性优于其他糖醇(如山梨糖醇易引发腹胀);

合规性强:符合各国“无糖食品”“防龋齿食品”的标签标准,可在产品包装上标注相关功能声称,提升市场竞争力。

2. 未来发展趋势

多功能复合配方:将乳糖醇与氟化物、酪蛋白磷酸肽(CPP)等成分复配,氟化物可增强牙釉质抗酸能力,CPP能促进钙磷吸收,进一步提升防龋齿效果;

靶向性产品开发:针对儿童、老年人等不同人群的口腔特点,开发定制化产品,如儿童款添加水果香精,老年款提升口香糖柔软度;

绿色生产工艺:采用酶法合成乳糖醇,替代传统化学加氢工艺,降低生产过程中的能耗与污染,契合绿色食品的发展理念。

乳糖醇凭借不被致龋菌代谢、促进唾液分泌、调节口腔菌群的独特抗龋机制,成为防龋齿口香糖的核心功能性原料。在研发过程中,通过优化配方组成、控制生产工艺、验证功效指标,可开发出兼具口感与功能的防龋齿口香糖产品。随着消费者口腔健康意识的提升,以乳糖醇为代表的糖醇类功能甜味剂,将在口腔健康食品领域占据更重要的地位,未来需进一步深化其作用机制研究,推动产品向多功能、精准化方向发展。

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