合成甜味劑在食品工業中的應用概述

郝滌非

(江蘇食品藥品職業技術學院食品學院 淮安 223003)

合成甜味劑是指人工合成的、呈甜味的食品添加劑。由于甜度大、成本低、能量小或無，合成甜味劑在當前食品工業中的應用也日益廣泛，了解合成甜味劑種類、特點、安全性以及作為食品添加劑的意義顯得越來越重要。

1 甜味物質的種類及其相互關系

人的基本味感有苦、甜、酸、咸，甜味能給人帶來愉悅，是人們最喜好的基本味感，常用來改善產品的可口性和風味。甜味劑是指能賦予食品甜味的物質，按其來源可分為天然甜味劑和人工合成甜味劑；按其甜度分為低甜度甜味劑和高甜度甜味劑；按其營養價值分為營養性甜味劑和非營養性甜味劑；按其化學結構和性質分為糖類和非糖類甜味劑。

自然界的單糖(如葡萄糖、果糖)、低聚糖(如蔗糖、麥芽糖)雖然都是天然甜味劑，但因其是重要的營養物質，通常被視為食品原料，在我國不作為食品添加劑。

食品添加劑中的甜味劑有天然甜味劑和人工合成甜味劑。天然甜味劑有甜菊糖苷、甘草、甘草酸二鈉、甘草酸三鉀和甘草酸三鈉等。人工合成甜味劑有糖精、環己基氨基磺酸鈉(甜蜜素)、天門冬酰苯丙氨酸甲酯(阿斯巴甜)、阿力甜、安賽蜜、紐甜以及三氯蔗糖等。

一般將甜度、熱值與蔗糖相近的甜味劑稱為能量型甜味劑或熱量型甜味劑，能量型甜味劑可為人體提供大量熱能；而將與蔗糖等甜度，而熱值低于蔗糖發熱值2% 的甜味劑稱為非能量型甜味劑或無熱量型甜味劑。非能量型甜味劑均為高倍強力甜味劑，但其不被人體代謝吸收，不含能量，因此非能量型甜味劑得到人們越來越多的關注。非能量型非糖類甜味劑包括甜蜜素、糖精和阿斯巴甜；非能量型糖類甜味劑包括安賽蜜、紐甜、阿力甜和三氯蔗糖。

2 合成甜味劑的常見種類、特點及安全性

2.1 糖精、糖精鈉 糖精是鄰苯甲酰磺酰亞胺的俗名，它是最古老的甜味劑，于1878年由美國科學家發現，為白色結晶性粉末。糖精鈉是鄰苯甲酰磺酰亞胺的鈉鹽的俗名，易溶于水，稀水溶液的甜味約為蔗糖的300～500倍。不含能量，在各種食品生產過程中都很穩定。

其缺陷是風味差，食用后會有輕微的苦味和金屬味殘留在舌頭上；濃度大于0.026%時味苦；酸性條件下加熱，甜味消失。

我國的食品添加劑使用標準(GB2760-2014)規定糖精一般可用于腌制的蔬菜、冷凍飲品、復合調味料、配制酒等等食品中，最大使用量不得超過0.15 g/kg。

糖精不被人體代謝吸收，在體內不被分解，由腎排出體外。1977年，加拿大研究人員發現，大量的糖精可導致雄性大鼠患膀胱癌。為此，美國提議禁止使用糖精，但未被采納[1]。

制造糖精的主要原料有甲苯、氯磺酸、鄰甲苯胺等，均為石油化工產品。短時間內食用大量糖精，會引起血小板減少而造成急性大出血、多臟器損害等，引發惡性中毒。目前，其毒害機理尚不明確，還有待進一步研究。

世界衛生組織和聯合國糧農組織規定了每天的用量(acceptable daily intake,ADI)不得超過2.5 mg/kg體重。

2.2 甜蜜素(環己基氨基磺酸鈉) 甜蜜素，化學名為環己基氨基磺酸鈉，其甜度是蔗糖的30～50倍。加熱后略有苦味，濃度大于0.4%時帶苦味。具有非吸濕性，不支持霉菌或其他細菌生長。它不產生能量，屬于非能量型合成甜味劑。

而且它不像糖精那樣用量稍多時有苦味，因而作為國際通用的食品添加劑，可用于清涼飲料、果汁、冰激凌、蜜餞、糕點等食品中。

我國食品添加劑使用標準規定水果罐頭、冷凍飲品、配制酒、果凍、餅干、腐乳類等食品中，最大用量不得超過0.65 g/kg。超標使用，對肝臟、神經系統有危害，但具體毒害機理尚待研究。甜蜜素每天的食用量不得超過11 mg/kg體重。

2.3 阿斯巴甜(天門冬酰苯丙氨酸甲酯) 阿斯巴甜的化學名為天門冬酰苯丙氨酸甲酯。常溫下，為白色結晶性的粉末。

阿斯巴甜的甜度約為蔗糖的200倍，又比一般蔗糖含更少的熱量，一克的阿斯巴甜約有4千卡的熱量。人感到甜味時所需的阿斯巴甜量非常少，以致于可忽略其所含的熱量，因此也被廣泛地作為蔗糖的代替品。阿斯巴甜的味道和一般蔗糖的味道有所不同。阿斯巴甜的甜味與糖相比較，可延緩及持續較長的時間。因阿斯巴甜甜味高且熱量低，故主要添加于飲料、維生素含片或口香糖代替糖的使用。許多糖尿病患者、減肥人士都以阿斯巴甜作為糖的代用品。

因高溫會使其分解而失去甜味，所以阿斯巴甜不適合用于烹煮和熱飲。

阿斯巴甜包含三大組成部分：甲醇、苯丙氨酸、天門冬氨酸。阿斯巴甜中含有苯丙氨酸，苯丙酮尿癥患者不適合使用，因其會造成苯丙氨酸無法代謝，從而導致智能弱化的危險。

我國食品添加劑使用標準規定腌制的蔬菜、水產品罐頭、鹽漬水果等食品中，最大用量不得超過0.3 g/kg，水果罐頭、冷凍飲品、果凍等食品中，最大用量不得超過1.0 g/kg。

阿斯巴甜每天的食用量不得超過40 mg/kg體重。

2.4 安賽蜜 安賽蜜的化學名為乙酰磺胺酸鉀。它易溶于水，沒有營養，口感好，無熱量，在人體內不代謝、不吸收；安賽蜜具有強烈的甜味，甜度約為蔗糖的200～250倍；呈味性質與糖精相似，高濃度時有苦味；安賽蜜對光、熱(能耐225℃高溫)穩定，pH適用范圍較廣(pH 3～7)。它是目前世界上穩定性最好的甜味劑之一，適用于焙烤食品和酸性飲料。

安賽蜜的安全性高，甜味純正而強烈，甜味持續時間長，與阿斯巴甜1∶1混合使用有明顯增效作用。安賽蜜的生產工藝不復雜、價格便宜、性能優于阿斯巴甜，被認為是最有前途的甜味劑之一。

我國食品添加劑使用標準規定水果罐頭、冷凍飲品、果凍等食品中，最大用量不得超過0.3 g/kg。超標使用，對肝臟和神經系統造成危害；如果短時間內大量食用，會引起血小板減少導致急性大出血。其毒害機理尚不明確，還需進一步研究。

聯合國FAO/WHO食品添加劑聯合專家委員會(JECFA)同意安賽蜜用作A級食品添加劑，并推薦日均攝入量不得超過15 mg/kg。

2.5 阿力甜 阿力甜是一種二肽類甜味劑，化學名為L-天冬氨酰-N-(2,2,4,4-四甲基-3-硫化三亞甲基)-D-丙氨酰胺。甜度為蔗糖的2000倍以上，在酸、熱等條件下均十分穩定，室溫下pH為5～8的水溶液貯存半衰期為5年，5%的水溶液pH為5.6。阿力甜無后苦味和金屬堿味、澀味，且口感與蔗糖接近，甜味迅速、持久、安全。

阿力甜甜味清爽、耐熱耐酸耐堿，具有優越的貯存和加工穩定性，可廣泛用于食品工業。我國食品添加劑使用標準規定飲料、果凍、冷飲、餐桌甜味劑等食品中，最大用量不得超過0.1 g/kg，餐桌甜味料最大用量不得超過0.15 g/份。

其缺點是因分子結構中含有硫原子而稍帶硫味。不可與氧化還原物質及強酸強堿配伍。1996年JECFA確定的ADI值為1 mg/kg。

2.6 紐甜 紐甜的化學名稱是：N-[N-(3，3一二甲基丁基)-L-α-天冬氨酰]-L-苯丙氨酸-1-甲酯，是白色結晶粉末，含約4.5%的結晶水。具有純正的甜味，沒有苦味和金屬味。甜度是蔗糖的8000～12000倍，是阿斯巴甜的40～60倍。能量值幾乎為零。可在瞬時高溫的條件下保持穩定，可用于蛋糕等焙烤食品生產，耐高溫。

紐甜對人體健康無不良影響，起有益的調節或促進作用。適用于包括兒童、孕婦、哺乳期婦女和糖尿病患者以及苯酮尿癥患者在內的所有人群。2002年紐甜通過美國食品添加物審核，允許其應用在所有食品及飲料。歐盟也于2010年批準其應用。我國食品添加劑使用標準規定水果罐頭、果蔬汁類飲料、加工蔬菜、干酪類似品等食品中，最大用量不得超過0.033 g/kg。

不同于甜蜜素、糖精和安賽蜜，紐甜適用于所有人群。因此紐甜被認為是當前市面上最安全的甜味劑之一。

需要注意的是，紐甜粉末直徑非常小，在處理時要避免吸入。

2.7 三氯蔗糖 三氯蔗糖又名蔗糖素，化學名為4, 1, 6,-三氯-4, 1, 6,-三脫氧半乳型蔗糖。它是唯一以蔗糖為原料的功能性甜味劑。具有無能量，甜度高，甜味純正，高度安全等特點。

在不同條件下甜度為蔗糖的400～800倍，甜味純正，甜感呈現速度、最大甜味的感受強度、甜味持續時間、后味等甜味特性十分類似蔗糖，沒有任何后苦味。ADI值為15 mg/kg。

它通常為白色粉末狀產品。物化性質比較接近蔗糖。耐高溫、耐酸堿，溫度和pH對它幾乎無影響，適于食品加工中的高溫滅菌、噴霧干燥、焙烤、擠壓等工藝。無熱量、不致齲。pH適應性廣，適用于酸性至中性食品，對澀、苦等不愉快味道有掩蓋效果。易溶于水，溶解時不容易產生起泡現象，適用于碳酸飲料的高速灌裝生產線。

我國食品添加劑使用標準規定水果干類、煮熟的或油炸的水果中，最大用量不得超過0.15 g/kg，餐桌甜味料最大用量不得超過0.05 g/份。每天的食用量不得超過15 mg/kg體重。

經過長時間的毒理試驗證明其安全性極高，是目前最優秀的功能性甜味劑。

3 甜味劑的應用意義

3.1 蔗糖的替代品 合成甜味劑是無能量或低熱的蔗糖替代品，在經濟最發達的歐美地區被廣泛使用。例如：安賽蜜口感好，無熱量，在人體內不代謝、不吸收，是中老年人、肥胖病人、糖尿病患者理想的甜味劑；甜蜜素甜度高、熱量低、不易發生齲齒，由于它是非糖類物質，在代謝過程中不受胰島素的控制，不會引起肥胖癥和血壓升高，適合糖尿病、肥胖癥患者作為蔗糖等糖類的替代品[2]；紐甜是一種無熱量的糖類物質，對人體健康無不良影響，它參與代謝過程，但不會引起肥胖癥和血壓升高。

食品添加劑在應用的時候，最重要的是不能超量添加，而大多合成甜味劑如糖精、安賽蜜在濃度稍高時就有苦味或味道欠佳，這實際在客觀上利于避免這一情形。

3.2 成本低廉 合成甜味劑在生產加工中降低成本的效益十分顯著。因此，包括中國在內的許多發展中國家，一個較長的時期內，食品、飲料行業對其有比較濃厚的興趣。例如，甜蜜素甜度是蔗糖的30～50倍，價格僅為蔗糖的三分之一；三氯蔗糖價廉物美，售價只相當于等甜度下蔗糖的1/3～1/2左右，并且通過適當的復配，還能增加甜度，從而進一步為用戶節省使用費用。

4 結語

綜上所述，食品添加劑有助于改善人們的飲食結構，提高生活質量。合成甜味劑在食品工業上的應用具有重要意義，合理使用有益無害。隨著全民飲食文化素質的提高，合成甜味劑將和其他家用調味品一樣，將逐步進入千家萬戶。

(基金項目：國家級教學資源庫《食品加工技術》項目，No.2013-7；國家級精品資源共享課程《食品生物化學》項目No.131；江蘇高校品牌專業建設工程資助項目，No.PPY2015B19)