甜味劑是一類能賦予食品甜味的食品添加劑，按其來源可分為天然甜味劑和人工合成甜味劑，其中人工合成 甜味劑又分為磺胺類、二膚類、蔗糖衍生物三類。一、碘胺類人工合成甜味劑( 一 ) 糖精鈉 (sodium soccharin)
糖精鈉的化學(xué)名稱為鄰一磺酞苯甲酞亞胺鈉，是古老的甜味劑，已有近百年的應(yīng)用歷史，甜度是蔗糖的 200 一 700 倍。其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉、性能穩(wěn)定、用途廣泛， 且不易被人體所吸收，大部分以原型從腎臟排出 ; 其缺 點(diǎn)是味質(zhì)較差、有明顯后苦、安全性一直存在爭(zhēng)議。 1997 年加拿大的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)大劑量的糖精鈉可導(dǎo)致雄性大 鼠膀朧癌 ;1 993 年 JECFA(FAO/WHO 聯(lián)合食品添 加劑專家委員會(huì) ) 認(rèn)為現(xiàn)有的流行病學(xué)資料認(rèn)為糖精鈉 的攝入與人膀眺癌無關(guān) ;2001 年 5 月美國(guó)國(guó)家環(huán)境健康 研究所的報(bào)告顯示“糖精鈉導(dǎo)致老鼠致癌的情況不適用 于人類”。但是美國(guó)等國(guó)家規(guī)定，食物中若添加了糖精 鈉，必須在標(biāo)簽上標(biāo)明“糖精能引起動(dòng)物腫瘤”的警示。 我國(guó)也采取了嚴(yán)格限制糖精使用的政策，并規(guī)定嬰兒食 品中不得使用糖精鈉。( 二 ) 甜蜜素 (Sodium Cyclama:e)
甜蜜素的化學(xué)名稱為環(huán)己基胺基磺酸鈉 ( 或鈣 ) ， 1 949 年美國(guó)早批準(zhǔn)用于食品，甜度是蔗糖的 30 一 80 倍。其優(yōu)點(diǎn)是甜味純正，風(fēng)味自然，在食品加工中具有 良好的穩(wěn)定性，可以代替蔗糖或與蔗糖混合使用，能高 度保持原有食品的風(fēng)味，并能延長(zhǎng)食品的保存時(shí)間。本 品常與糖精鈉混合使用 ( 即 1:10 混合液 ) 可增強(qiáng)甜度 并減少糖精的后苦味，同時(shí)降低成本。其問題是目前對(duì) 甜蜜素的致癌性尚無定論。 1969 年有人報(bào)告高濃度的甜 蜜素與糖精鈉的混合劑可以導(dǎo)致大鼠膀朧愿 20 世紀(jì) 70 年代，甜蜜素因被懷疑可以代謝生成環(huán)已胺而有致癌 性，在美國(guó)、英國(guó)等國(guó)家禁用 ;1982 年 JEcFA 經(jīng)多項(xiàng) 長(zhǎng)期試驗(yàn)認(rèn)為甜蜜素沒有致膀朧癌性 ;1 986 年，美國(guó)國(guó) 家科學(xué)研究會(huì)和國(guó)家科學(xué)院 (NRC/NAS) 報(bào)告本品有 促進(jìn)和可能致癌性的可能。我國(guó)于 1 987 年批準(zhǔn)使用甜 蜜素，主要用于蜜餞、醬菜、糕點(diǎn)、炒貨等，它是目前 我國(guó)食品行業(yè)中應(yīng)用多的一種甜味劑。( 三 ) 安賽蜜 (Acesulfame 一K、 Aceoulfame potasslum)
安賽蜜的化學(xué)名稱為 6 一甲基一 1 ， 2 ， 3 一惡唾嗦 一 4(H) 一酮一 2 ， 2 一二氧化鉀，又稱為乙酸磺胺酸 鉀、 A 一 K 糖、阿爾適爾芳鉀， 1983 年首次在英國(guó)得到 批準(zhǔn)，甜度為蔗糖的 200 倍。安賽蜜對(duì)光、熱 ( 能耐 225 ℃高溫 ) 穩(wěn)定， pH 值適用范圍較廣 (pH 二 3 一 7) ，是 目前世界上穩(wěn)定性好的甜味劑之一，適用于焙烤食品 和酸性飲料。此外，安賽蜜的安全性高，甜味純正而強(qiáng) 烈，甜味持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，與阿斯巴甜 l:l 合用有明顯增效 作用。安賽蜜的生產(chǎn)工藝不復(fù)雜、價(jià)格便宜、性能優(yōu)于 阿斯巴甜，被認(rèn)為是有前途的甜味劑之一。 1 992 年，中 國(guó)批準(zhǔn)安賽蜜可用于飲料、冰淇淋、糕點(diǎn)、蜜餞、餐桌 用甜料等。二、二膚類人工合成甜味劑
( 一 ) 阿斯巴甜 (AsPartame)
阿斯巴甜化學(xué)名稱為 L- 天冬氨酞 -L- 苯丙氨酸甲酷 (APM) ，國(guó)外商品名稱為 NutraS 不 Feet ，又稱甜 味素、蛋白糖、天冬甜母、天冬甜精、天苯糖等。 1 981 年經(jīng)美國(guó) FDA 批準(zhǔn)用于干撒食品、 1983 年允許配制軟 飲料后在全球 100 余個(gè)國(guó)家和地區(qū)被批準(zhǔn)使用，甜度 為蔗糖的 200 倍。阿斯巴甜的優(yōu)點(diǎn)是 :(1) 安全性高， 被聯(lián)合國(guó)食品添加劑委員會(huì)列為 GRAS 級(jí) ( 一般公認(rèn) 為安全的 );(2) 甜味純正，具有和蔗糖極其近似的清 爽甜味，無不 J 渝決后味和金屬味，是迄今開發(fā)成功的 甜味接近蔗糖的甜味劑 ;(3) 與蔗糖或其他甜味劑 混合使用有協(xié)同效應(yīng)，如加 2% 一 3% 于糖精中，可明顯 掩蓋糖精的不良口感 ;(4) 有明顯的增香效果，尤其 是對(duì)酸性的柑桔、檸檬、抽等，能使香味持久、減少芳 香劑用量。阿斯巴甜的缺點(diǎn)是 :(l) 對(duì)酸、熱的穩(wěn)定 性較差，在強(qiáng)酸強(qiáng)堿中或在高溫加熱時(shí)易水解生成苦 味的苯丙氨酸或二嗦呱酮，不適宜制作溫度 >150 ℃的 面包、餅干、蛋糕等焙烤食品和高酸食品 ;(2) 因?yàn)?阿斯巴甜在人體胃腸道酶作用下可分解為苯丙氨酸、 天冬氨酸和甲醇，不適用于苯丙酮酸尿患者，要求在 標(biāo)簽上標(biāo)明“苯丙酮尿患者不宜使用”的警示。我國(guó) 于 1986 年批準(zhǔn)在食品中應(yīng)用，常用于乳制品、糖果、 巧克力、膠姆糖、餐桌甜味劑、保健食品、腌漬物和冷 飲制品等。
( 二 ) 阿力甜 (Alitame)
阿力甜的化學(xué)名稱為 L 一 a 一天冬氨酞一 N 一 (2 ， 2 ， 4 ， 4 一四甲基一 3 一硫化三亞甲基 ) 一 D 一丙氨酞胺， 又稱天胺甜精。 1 979 年由美國(guó)輝瑞公司研制成功，甜度 為蔗糖的 2 〕厭 ) 倍。阿力甜甜味清爽、耐熱耐酸耐堿，具 有優(yōu)越的貯存和加工穩(wěn)定性，可廣泛用于食品工業(yè)。我國(guó) 于 1994 年批準(zhǔn)使用，常用于飲料、果凍、冷飲、餐桌甜 味劑等。其缺點(diǎn)是因分子結(jié)構(gòu)中含有硫原子而稍帶硫味。
( 三 ) 紐甜 (Neotame)
紐甜的化學(xué)名稱為 N-[N 一 3 ， 3 一二甲基丁基 ] 一 L 一 a 一天門冬氨酞一 L 一苯丙氨酸 1 一甲醋，是阿 斯巴甜的天冬氨酸的 NHZ 上連接 3 ， 3 一二甲基丁基化 合物，也稱為樂甜。 2001 年由澳大利亞和新西蘭早批 準(zhǔn)應(yīng)用，甜度是蔗糖的 7000 一 1 3000 倍，是目前甜的 甜味劑。紐甜熱穩(wěn)定性較阿斯巴甜明顯提高，酸性條件 下 80 ℃加熱 24h 穩(wěn)定不變，適用于蛋糕、曲奇等焙烤食 品，還具有風(fēng)味增強(qiáng)效果。紐甜攝入人體后不會(huì)被分解 為單個(gè)氨基酸，適用于苯丙酮尿癥患者。紐甜低成本、 高甜度、安全、穩(wěn)定性高、溶解性好，是取代阿斯巴甜的具有更廣闊應(yīng)用前景的第二代二膚類甜味劑。我國(guó)于 2003 年批準(zhǔn)使用，可用于各類食品。
三、蔗糖衍生物類人工合成甜味劑—三氯蔗糖
三氯蔗糖 (蔗糖素 ) 的化學(xué)名稱為 1 ， 4 ， 6 一三氯蔗糖 (TGS) ，是蔗糖分子中的三個(gè)輕基被氯原 子選擇性地取代而得到的高甜度甜味劑， 1991 年加拿大 首先批準(zhǔn)用于食品，甜度為蔗糖的 600 一 650 倍。其突出 的特點(diǎn)是 :(l) 熱穩(wěn)定性好，溫度和 pH 值對(duì)它幾乎無影 響，在焙烤工藝中比阿力甜更穩(wěn)定，適用于食品加工中 的高溫滅菌、噴霧干燥、焙烤、擠壓等工藝 ;(2) pH 適 應(yīng)性廣，適用于酸性至中性食品，對(duì)澀、苦等不愉快味 道有掩蓋效果 ;(3) 易溶于水，溶解時(shí)不容易產(chǎn)生起泡 現(xiàn)象，適用于碳酸飲料的高速灌裝生產(chǎn)線。 (4) 甜味純 正，甜感呈現(xiàn)速度、大甜味的感受強(qiáng)度、甜味持續(xù)時(shí) 間、后味等都非常接近蔗糖，是一種綜合性能非常理想 的強(qiáng)力甜味劑。我國(guó) 1999 年 7 月批準(zhǔn)使用。但三氯蔗糖 的價(jià)格較昂貴，如何降低其生產(chǎn)成本，是一個(gè)值得研究的課題。
四、人工合成甜味劑的發(fā)展趨勢(shì)
( 一 ) 大力研制新型高甜度人工合成甜味劑
人工合成甜味劑甜度高、用量少、成本低、市場(chǎng)競(jìng) 爭(zhēng)力強(qiáng)，目前市場(chǎng)上低能量、高甜度甜味劑增長(zhǎng)較快， 大力研究品質(zhì)優(yōu)良的人工合成甜味劑的生產(chǎn)技術(shù)、改進(jìn) 生產(chǎn)工藝、降低生產(chǎn)成本、擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模和應(yīng)用方向， 將是我國(guó)近期人工合成甜味劑的主要發(fā)展方向。
( 二 ) 以高度甜味劑為基礎(chǔ)開發(fā)復(fù)配型甜味劑
單一甜味劑在甜度、甜味、穩(wěn)定性、加工特點(diǎn)等方 面各有千秋，用量大時(shí)常有不良風(fēng)味和后味。復(fù)配甜味 劑可以利用各種甜味劑之間的協(xié)同效應(yīng)和味覺特點(diǎn)達(dá)到 以下目的 :(l) 改善口味、增加風(fēng)味 ;(2) 提高甜味的 穩(wěn)定性 ;(3) 增加甜度、減少甜味劑總使用量，降低成 本。大力發(fā)展復(fù)配食品甜味劑產(chǎn)業(yè)，適合我國(guó)的國(guó)情， 它能提高食品甜味劑工業(yè)的發(fā)展速度，加快實(shí)現(xiàn)食品甜 味劑工業(yè)現(xiàn)代化。
甜味劑和糖類標(biāo)準(zhǔn)品
D(+)- 阿拉伯糖醇 D(+)-Arabit 100mg
D- 山梨糖醇 D-Sorbit 250mg
L(-)- 阿拉伯糖醇 L(-)-Arabit 100mg
阿拉伯糖 L(+)-Arabinose 250mg
阿斯巴甜 Aspartame 250mg
安賽蜜， AK 糖 Acesulfame potassium 250mg
半乳糖 D(+)-Galactose 250mg
甘露醇 D-Mannit 250mg
甘露糖 D(+)-Mannose 250mg
果糖 D(-)-Fructose 250mg
海藻糖 D(+)-Trehalose dihydrate 250mg
核糖 D(-)-Ribose 250mg
麥芽三糖 Maltotriose hydrate ， 100mg
麥芽糖 D(+)-Maltose hydrate 250mg
蜜二糖 alpha-D(+)-Melibiose Hydrate 250mg
木糖 D(+)-Xylose 250mg
木糖醇 Xylit 250mg
葡萄糖 alpha-D(+)-Glucose 250mg
乳糖 alpha-D(+)-Lactose monohydrate 250mg
山梨醇 D-Sorbitol 250mg
山梨糖 L(-)-Sorbose 250mg
鼠李糖 L(+)-Rhamnose Hydrate 250mg
松三糖 Melezitose hydrate 250mg
糖精 Saccharin 250mg
糖精 ( 鈉鹽 ) Sodium saccharin 250mg
糖蜜素 Sodium cyclamate 250mg
甜蜜素 N-Cyclohexylsulfamic acid sodium salt 250mg
纖維二糖 D(+)-Cellobiose 250mg
蔗糖 D(+)-Saccharose 250mg
甜味劑構(gòu)性關(guān)系和作用機(jī)理
甜味劑的構(gòu)性關(guān)系
1898 年， Sternberg 首先報(bào)道了化學(xué)結(jié)構(gòu)與甜味的關(guān)系，他推測(cè)，甜味和苦味與羥基和氨基的作用有關(guān)。甜味分子和苦味分子大體上沒什么不同，而且不受立體幾何構(gòu)型（雙鍵位置）的影響。 1914 年， Cohn 的《有機(jī)呈味物》一書中列舉了上千種有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)及他們的味道。他發(fā)現(xiàn)多羥基化合物和 D 型氨基酸經(jīng)常是甜的，而高度硝化的化合物常常是苦的；在一個(gè)分子中引入氯原子常會(huì)誘導(dǎo)產(chǎn)生甜味。他認(rèn)為要激發(fā)產(chǎn)生一定的甜味，分子中必須引入生味基。 Cohn 還發(fā)現(xiàn)，在同系物中，甜度和分子量之間成反比關(guān)系，對(duì)此他提出兩點(diǎn)解釋：一是隨分子量增加，水溶性下降至不溶，以致甜味消失；二是生味基在只含少量化合物的系列中很重要，而在含大量化合物的系列中卻不怎么重要。五年以后， Oertly 和 Myer 根據(jù) Witt 的染色理論提出一個(gè)甜味物質(zhì)分子必須含兩個(gè)部分。即一個(gè)生甜基和一個(gè)助甜基。其中生甜基必須是一組能與助甜基結(jié)合產(chǎn)生甜味化合物的原子。否則該化合物不具有甜味。曾廣植等（ 1982 ）提出了六個(gè)生甜基和九個(gè)助甜基。這為 AH-B 生甜基學(xué)說的提出奠定了基礎(chǔ)。通過 Ellis 等人對(duì)糖和糖醇的受體作用機(jī)理的研究得出在甜味劑濃度與其甜味響應(yīng)的關(guān)系上 , 糖和糖醇表現(xiàn)出線性函數(shù)關(guān)系。而高強(qiáng)度甜味劑則表現(xiàn)出雙曲線函數(shù)關(guān)系。通過甜味劑構(gòu)性關(guān)系的研究 , 曾廣植（ 1990 ）提出開發(fā)一種卓越的、低熱量的，又具有類似蔗糖的各種性質(zhì)的甜味劑是甜味劑未來發(fā)展的目標(biāo)。
甜味劑的作用機(jī)理
甜味是通過刺激動(dòng)物的味覺而感知的。甜味是甜味化合物與甜受體之間相互作用的結(jié)果。符合巴甫洛夫的反射性原理：即甜味通過人或動(dòng)物的味覺產(chǎn)生強(qiáng)烈的食欲刺激，通過大腦皮層的反射給消化系統(tǒng)，引起消化道內(nèi)的唾液、腸液、胰液及膽汁大量分泌消化酶（如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等），相對(duì)量也加大，加快胃的蠕動(dòng)，使食物或飼料的分解消化加快，養(yǎng)分得以充分吸收，從而提高食物（飼料）的消化率。不同的動(dòng)物種類具有不同數(shù)目的味蕾和味覺感應(yīng)器官，對(duì)味道的感覺不盡相同。各種動(dòng)物的味蕾數(shù)目見表 1 。
表 1 各種動(dòng)物的味蕾數(shù)目
種類 味蕾數(shù)
人類 9000
豬 15000
牛 25000
雞 250-350
貓 473
蛇 0
動(dòng)物的味覺主要由舌頭感知，動(dòng)物舌面上長(zhǎng)有許多突起物稱為乳頭（ Spillane,1989 ）。舌的不同部位對(duì)味覺敏感性不同。一般舌尖對(duì)甜味敏感，舌根對(duì)苦味敏感，舌周圍邊緣對(duì)咸味敏感。舌的兩側(cè)對(duì)酸敏感。味刺激分子必須具有一定的水溶性。才能隨唾液流入味蕾孔穴中 , 吸附于受體膜表面上而產(chǎn)生味感 . 而甜味劑就具有很好的水溶性。為動(dòng)物感知甜味提供了必要條件。甜味劑味的強(qiáng)度還與水溶性有關(guān)，完全不溶于水的物質(zhì)實(shí)際上是沒有味的（ Tseng Kuangchih,1987 ）。甜味劑于舌表面接觸時(shí)，須在舌表面溶解后才能產(chǎn)生甜味。而且產(chǎn)生甜味的時(shí)間有快有慢，而且味覺持續(xù)的時(shí)間也有長(zhǎng)有短。蔗糖比較容易溶解，甜味覺的產(chǎn)生較快，消失也較快，糖精較難溶解，味覺產(chǎn)生較慢，而味覺持續(xù)時(shí)間卻較長(zhǎng)。
| 幾種甜味劑的對(duì)比 | ||||||
| 甜味劑 | 相對(duì)甜度倍數(shù) | 甜味特性 | 風(fēng)味增強(qiáng)性 | 穩(wěn)定性 | 安全性ADI(mg/Kg 體重) | 中國(guó)大使用量 |
| 糖精（Saccharin） | 500 | 濃重的金屬味 , 苦澀味 | 無 | 穩(wěn)定 | 5 | 0.15g/kg |
| 甜蜜素（Cyclomate) | 50 | 明顯苦澀味 | 無 | 穩(wěn)定 | 11 | 0.65g/kg |
| AK糖（Ace-k) | 200 | 濃度明顯后苦味 | 無 | 穩(wěn)定 | 15(FDA), 9(EC) | 0 .3g/kg |
| 阿斯巴甜（Aspartame) | 200 | 甜味純正，近似蔗糖 | 有 | 中，對(duì)堿和熱不穩(wěn)定 | 40 | 按需使用 |
| 三氯蔗糖（Sucralose) | 600 | 甜味純正 | 無 | 穩(wěn)定 | 15 | 按需使用 |
| 阿力甜(Alitame) | 2000 | 甜味較好 | 無 | 加熱時(shí)中，低酸性穩(wěn)定 | 1 | 0.1g/kg |
| 紐甜(Neotame) | 8000 | 甜味純正 , 高濃度下后甜長(zhǎng) | 明顯 | 相對(duì)穩(wěn)定 | 2 | 按需使用 |
