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我們是中科院主管、科學出版社主辦，與日本知名科普雜誌Newton版權合作的一本綜合性科普月刊。
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提起甜味劑，我們首先想到的是蔗糖、葡萄糖、果糖、麥芽糖這些天然存在的單糖或雙糖，以及糖精、甜蜜素、阿斯巴甜這些人造甜味劑。其實還有一類天然的甜味劑現在使用得越來越多了，那就是糖醇。它們是單糖的衍生物，單糖有一個氧原子被氫原子和羥基取代，變成了醇，所以叫糖醇。糖醇包括木糖醇、甘露醇、山梨糖醇、乳糖醇、麥芽糖醇等等，其中用得最多的是木糖醇。
木糖醇在許多果實、穀物、蔬菜中都有，不過量不多。工業上使用的木糖醇是用硬木或玉米芯生產的，它們裡面的木聚糖被水解成木糖，木糖再被氫化成木糖醇。木糖本身也是一種甜味劑，不過甜度不高，只有蔗糖的40%。而木糖醇的甜度和蔗糖是一樣的，它的結晶看上去和蔗糖一樣，吃起來味道也和蔗糖一樣，一般人嘗不出區別，不像人造甜味劑往往口感不好。
木糖醇的分子結構
蔗糖在消化道裡被消化成葡萄糖和果糖，小腸上皮細胞有專門的載體蛋白運輸葡萄糖和果糖，也就是說，人體對糖的吸收，除了被動擴散，主要是主動運輸，所以吸收的速度非常快。但是人體並沒有載體蛋白來運輸木糖醇，人體對木糖醇的吸收靠的是被動擴散，速度很慢，相當一部分木糖醇還來不及在小腸裡被吸收，就到大腸了，在那裡變成了細菌的食物。被人體吸收的木糖醇有一部分逐漸被轉化成了葡萄糖，成為能量。總的來說，木糖醇所含能量大概只有蔗糖的60%，而且不會導致血糖快速升高（木糖醇的血糖指數只有7，而葡萄糖的血糖指數是100），所以適合糖尿病人食用。但是如果木糖醇吃得太多，大部分沒法被吸收，被腸道細菌代謝後，就會導致脹氣、腹瀉。
木糖醇早在19世紀末就已經發現了，但是價格昂貴，只是作為實驗試劑。一直到了20世紀60年代，芬蘭糖業公司發現了工業化生產木糖醇的方法，讓它變得很便宜，並開始進入日常生活。起初它主要是作為面向糖尿病患者的甜味劑，在20世紀70年代，芬蘭圖爾庫大學研究人員發現了木糖醇的一個新用途：保護牙齒。
在我們的口腔中生存著很多種細菌，其中能導致齲齒的主要是變形鏈球菌。變形鏈球菌能分解食物殘渣中的糖，變成乳酸等酸性物質。在酸性條件下，牙釉質表面的鈣、磷會脫落，也就是所謂「脫礦」。不過，唾液會把酸中和，唾液裡的鈣、磷沉積回到牙面上，叫做「再礦化」。在正常情況下，牙齒的脫礦和再礦化處於平衡之中。但是細菌會粘在牙齒表面上，形成一塊塊淺黃色的生物膜，也就是牙菌斑。牙菌斑會破壞牙齒的脫礦與再礦化的平衡，因為唾液滲透不進去，沒法去中和牙菌斑下面的酸性物質。多數細菌怕酸，但是變形鏈球菌不怕，它們在酸性條件下仍然能生長、繁殖，讓牙菌斑的小環境越來越酸，牙齒脫礦就越來越嚴重。出現了齲齒，就不能通過再礦化恢復了。
木糖醇口香糖
圖爾庫大學的研究人員通過一系列研究發現，如果用木糖醇取代食物中的糖，就可以顯著降低齲齒發生率。其中一項研究是把100人分成兩組，一組平均每天咀嚼4粒含蔗糖的口香糖，一組平均每天咀嚼4.5粒含木糖醇的口香糖，一年以後做對比，發現蔗糖組的齲齒發生率是木糖醇組的3倍。在另一項研究中，125人被分成三組，一組飲食中含有蔗糖，一組用果糖代替飲食中的蔗糖，一組用木糖醇代替飲食中的蔗糖，兩年以後，蔗糖組平均有7.2顆蛀牙，果糖組平均有3.8顆蛀牙，而木糖醇組則沒有蛀牙。
這個結果並不讓人意外。變形鏈球菌能夠分解糖，但不能利用木糖醇，那麼用木糖醇代替了糖，減少了變形鏈球菌的食物，齲齒不就相應減少了？但是圖爾庫大學研究人員想要說明的是，木糖醇能夠預防齲齒，並不僅僅是因為減少了糖，還因為木糖醇本身對保護牙齒有積極的作用，也就是說，吃木糖醇與不吃木糖醇（而不僅僅是不吃糖）相比，齲齒發病率會更低。但是要證明這點，拿吃木糖醇和吃糖做對照是不行的。一個更合適的對照組是咀嚼不含蔗糖的口香糖，但是這樣的口香糖索然無味，很難讓人堅持長期每天都咀嚼。也有人試圖用人造甜味劑或其他糖醇（比如山梨糖醇）作為對照，但是其他糖醇並非不能被細菌利用，只不過效率沒有糖那麼高。
不管怎樣，圖爾庫大學的研究引起了世界各國研究人員的興趣，他們設計了各種臨床試驗想要證明木糖醇對牙齒的保護作用。試驗用的木糖醇有各種形式，例如口香糖、糖片、錠劑、牙膏、漱口水等等，主要是口香糖。使用的木糖醇劑量是每天4～15克，分3～7次使用。但是用口香糖、糖片做試驗有個問題，它們是要被咀嚼的，咀嚼會刺激唾液的分泌，而唾液本身就能起到保護牙齒的作用，所以有人認為所謂木糖醇的保護作用其實是唾液在起作用。例如，有的試驗發現飯後咀嚼含山梨糖醇的口香糖也能降低齲齒發生率，說明是唾液在起作用。
為了排除唾液的影響，有的人就不用口香糖、糖片等需要咀嚼的東西作為試驗材料。美國華盛頓大學找了100名9～15個月大的嬰兒做隨機、雙盲對照試驗，有的每天用針筒餵三次木糖醇糖漿（共8克），有的每天餵兩次木糖醇糖漿和一次山梨糖醇糖漿，有的每天餵一次木糖醇糖漿和兩次山梨糖醇糖漿，大約一年後檢查，發現每天餵兩次或三次木糖醇糖漿的嬰兒牙齒蛀蝕率明顯低於每天餵一次木糖醇糖漿的。
還有的試驗則採用細菌沒法利用的人造甜味劑作為對照。美國北卡羅萊納大學找了691名成年人，隨機分成兩組，一組每天口服含1克木糖醇的錠劑，一組每天口服含糖精的錠劑，33個月後檢查發現,口服木糖醇組的齲齒發生率降低10%，但是這個結果並沒有統計學意義。隨後他們重新檢查，細分了牙齒發生齲齒的部位，發現木糖醇能夠降低牙根部位的齲齒達40%，這個結果就有統計學意義了。
但是關於木糖醇的臨床試驗往往存在著設計問題（例如樣本小、持續時間短、沒有隨機化、沒有雙盲等等），或存在利益衝突（例如木糖醇產業資助的研究），證據質量不高。2015年，有研究人員綜述了1991年以來關於木糖醇保護牙齒作用的臨床試驗研究，認為只有一項能說明問題，讓兒童使用含木糖醇和氟的牙膏，與使用只含氟的牙膏相比，三年後蛀牙減少了13%，而使用其他含木糖醇的產品都還不能證明預防蛀牙的作用。
除了臨床試驗，還可以通過體外試驗、動物試驗研究木糖醇保護牙齒的機理。有的研究發現木糖醇能夠與鈣離子反應，有助於牙齒的再礦化。還有的研究發現，木糖醇不僅不能被變形鏈球菌利用，而且還能殺死變形鏈球菌。這是因為變形鏈球菌會把木糖醇誤當成糖吸收進細胞內，但是又不能代謝木糖醇，如果周圍環境中木糖醇濃度比糖濃度高很多，變形鏈球菌吸收的都是沒法利用的木糖醇，就會被餓死。所以長期使用木糖醇能夠把變形鏈球菌控制在很低的水平，減少了牙菌斑的形成。在自然選擇的作用下，變形鏈球菌也會逐漸對木糖醇產生「抗藥性」，出現能夠利用木糖醇的變異，不過，幸運的是，能夠利用木糖醇的變形鏈球菌也不能損傷牙齒了。
自從20世紀70年代以來，關於木糖醇對牙齒的保護作用的各種研究已有幾百項，但是由於多數研究質量不高，還無法得出定論，仍然需要進一步的研究。不過，不管木糖醇本身是不是對牙齒具有積極的保護作用，至少有兩點是可以肯定的，那就是用木糖醇取代糖能預防齲齒，刺激唾液分泌有助於牙齒再礦化，所以飯後咀嚼只用木糖醇做甜味劑的無糖口香糖能夠起到保護牙齒的作用。根據有些研究的結果，每天至少要咀嚼3次，木糖醇的總劑量應該不少於5克。有的研究認為，木糖醇濃度越高，對牙齒的保護效果越好。
但是，口香糖裡的木糖醇含量總是有限的，何不直接口含純木糖醇呢？那樣木糖醇的濃度不就能達到最高嗎？有一個德國醫生就是這麼想的，他的建議是飯後用一小勺（大約5毫升）木糖醇漱口，口含著木糖醇直到融化，然後漱口5分鐘後吐掉，而且不要馬上用水漱口。雖然這個醫生聲稱他的患者長期堅持用木糖醇漱口對牙齒產生神奇的保護、治療作用，網上也有很多人為其作證，但對此並沒有嚴格的臨床試驗證明。在科學上，個人的體驗再神奇也是不能被作為證據的。
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