功能性高倍甜味劑研究現(xiàn)狀及復配注意事項

摘 要：本文分別介紹了甜蜜素、糖精鈉、安賽蜜、紐甜、阿斯巴甜以及三氯蔗糖這6種人工合成的非營養(yǎng)性甜味劑的特點及復配注意事項。

關鍵詞：甜味劑 甜蜜素 糖精 安賽蜜 紐甜 阿斯巴甜 三氯蔗糖

1 甜味劑

1.1 什么是甜味劑

甜味劑是指能使食品呈現(xiàn)甜味的食品添加劑，其在食品中主要有三方面的作用：①使食品具有適合的口感；②風味的調節(jié)和增強；③風味的形成。

1.2 什么是功能性高倍甜味劑

功能性高倍甜味劑的甜度很高，熱值很低，有些功能性高倍甜味劑不參加代謝，通常為非營養(yǎng)性、低熱值或功能性甜味劑，適合于包括糖尿病患者在內的所有人群。其具有良好的口感，較低的價格，因此可以代替蔗糖作為甜味補充劑。目前，功能性甜味劑主要分為兩大類，即功能性高倍甜味劑和功能性填充型甜味劑。功能性高倍甜味劑的甜度通常為蔗糖甜度的10倍以上，根據(jù)來源不同可分為天然提取物和化學合成產(chǎn)品兩大類，其中，化學合成品主要包括糖精鈉、甜蜜素、安賽蜜、阿斯巴甜、紐甜、三氯蔗糖等[1]。此外，功能性高倍甜味劑又稱為非能量型甜味劑或無熱量型甜味劑，也叫非營養(yǎng)性甜味劑。

2 功能性高倍甜味劑的優(yōu)勢

功能性高倍甜味劑的甜度很高，熱值很低，體積小，使用量少，有利于廠家降低成本，提高效益。有些功能性高倍甜味劑不參加代謝，不會被人體消化和吸收，對牙齒無傷害，不會導致齲齒，不引起血糖波動，不存在導致肥胖癥和高血脂的風險，糖尿病患者和體重超標的特殊人群可安全使用。近年來，人們對食品添加劑越來越敏感，甜味劑也不例外。生活中，人們每天都會接觸到食品添加劑，但是合理合法正常使用食品添加劑是無毒無害的，因此功能性高倍甜味劑得到了越來越多的關注。

3 功能性高倍甜味劑研究現(xiàn)狀及復配注意事項

3.1 甜蜜素

甜蜜素又稱環(huán)己基氨基磺酸鈉，是1937年由美國人發(fā)明的一種白色針狀或薄片狀的結晶物，易溶于水，化學性質穩(wěn)定；1945年申請到美國專利22 75 125，其甜度約為蔗糖的40倍[2]，保存過程中甜度不會降低，入口就能感覺到甜味，這就是人們常說的前甜。甜蜜素本身風味良好，不帶異味，還能掩蓋其他甜味劑帶來的苦澀味，在復配時主要與前甜、后甜較長的高倍甜味劑配合使用，同時甜蜜素與糖精鈉按10：1的比例使用會使產(chǎn)品的口感變好，兩者之間能夠互相掩蓋對方的不良風味。

甜蜜素雖具有無糖低熱的特性，但根據(jù)我國《食品添加劑使用標準》規(guī)定，“甜蜜素”在冷凍飲品（03.04食用冰除外）中的最大使用量為0.65g/kg，果醬中最大使用量1.0g/kg，面包、糕點中最大使用量為1.6g/kg，膨化食品、小油炸食品在生產(chǎn)中不得使用甜蜜素[3]。世界上包括中國在內承認甜蜜素甜味劑地位的國家和地區(qū)超過55個，但具體毒害機理研究未見報道。中國是全球最大的甜蜜素生產(chǎn)國和出口國，今后若將甜蜜素對人體的毒害機理研究透徹，有助于增加在國內外市場上的份額。

3.2 糖精鈉

糖精學名為鄰苯甲?；酋啺?，分子式為：C7H5O3NS，是最古老的甜味劑之一，其于1878年在美國被科學家發(fā)現(xiàn)，為白色結晶固體。糖精其甜度為蔗糖的350～450倍，易溶于水，價格相對較低，性質較穩(wěn)定，口感有輕微的苦味和金屬味殘留，其安全性問題一直沒有得到很好的解決，所以使其應用受到一定限制[4]。糖精鈉不被人體代謝吸收，不含卡路里，在各種食品生產(chǎn)過程中都很穩(wěn)定。但有報道稱，糖精遭高溫時分解，會產(chǎn)生有毒物質；在酸性條件下加熱其甜味會受影響，并可以轉化成有苦味的鄰氨基磺酰苯甲酸，其濃度過高或者單獨使用會有令人討厭的味道?，F(xiàn)由于《食品添加劑使用標準》中已經(jīng)限制了糖精鈉的使用，故而取消其在飲料中的使用[5]。糖精鈉的含水量高，在使用時易結塊，即把混合物料結在一起形成硬物。

3.3 安賽蜜

安賽蜜于1967年由德國科學家發(fā)現(xiàn)，類似于糖精，甜度為蔗糖的180～200倍，白色結晶粉末，易溶于水[6]。其化學名稱為6-甲基-1，2，3-惡唾嗦-4（H）-酮-2，2-二氧化物鉀鹽，又稱乙?；前匪徕?，分子式為C4H4KNO4S。安賽蜜無營養(yǎng)、無熱量、安全可靠、甜度高、耐酸耐熱，口感爽口、風味良好。安賽蜜是目前世界上使用較安全的高倍甜味劑之一，這是由于多個國際組織機構和國家權威性研究機構經(jīng)過20多年的獨立毒理學實驗和嚴格的毒理審查，未發(fā)現(xiàn)有任何安全性問題[7]；安賽蜜在國際上使用近10年，也從未發(fā)現(xiàn)任何不良反應。按照《食品添加劑使用標準》規(guī)定飲料類（包裝飲用水除外）、冷凍飲品（食用冰除外）、糕點、果醬、蜜餞類等食品中，最大使用量為0.3g/kg[8]。

安賽蜜和阿斯巴甜其兩者按1：1復配使用會使甜度增加30%[9]，如果在使用時在適當時配些甜蜜素會使制品的甜味，口感流暢，味道純正。

3.4 三氯蔗糖

三氯蔗糖化學名為4，1，6，-三氯-4，16-三脫氧半乳型蔗糖，分子式為C12H19Cl3O8，是由英國和美國共同研制的一種白色粉末狀產(chǎn)品，無異味、無吸濕性，對光、熱、pH均很穩(wěn)定，極易溶于水，并于1976年申請專利[10-11]。三氯蔗糖是以蔗糖為原料經(jīng)氯代而制得的一種非營養(yǎng)型高倍甜味劑，其甜度可達蔗糖400～500倍，甜味純正，接近于白糖[12]，是目前最優(yōu)秀的功能性甜味劑之一。三氯蔗糖因其甜味高、性質穩(wěn)定、儲存期長、無熱量和安全性高等優(yōu)點被認為代表了目前高倍甜味劑研究的最高水平和發(fā)展方向[13]，我國衛(wèi)生部也于1997年批準其作為食品添加劑使用。

三氯蔗糖對辛辣、奶味等有增效作用，對酸味、咸味有淡化效果[14]。其在口腔中的呈味部位與蔗糖稍有不同，蔗糖呈味于口腔的前部，而三氯蔗糖入口后方覺味甘，呈味于中部；蔗糖后味酸，而三氯蔗糖后味甘[15]。按食品《食品添加劑使用標準》規(guī)定可以用于飲料類（包裝飲用水除外）、水果罐頭、醬油、復合調味料，配制酒、冰焙烤食品等，最大使用量為0.25g/kg[16]。

由于三氯蔗糖具有安全性高、甜度高、化學性質和物理學性質穩(wěn)定等特點，所以在食品領域和保健品領域方面應用廣泛。另外，三氯蔗糖和其他甜味劑也經(jīng)常復配使用，具有顯著的增效作用，正是基于這些優(yōu)點，三氯蔗糖是目前食品和醫(yī)藥領域應用的熱點。

3.5 阿斯巴甜

阿斯巴甜在1965年被發(fā)現(xiàn)，它的甜度是蔗糖的180倍，又比一般蔗糖含更少的熱量，因此也被廣泛地作為蔗糖的代替品[17]。阿斯巴甜在高溫或高pH值情形下會水解，因此不適用于高溫烘焙食品，不過可藉由與脂肪或麥芽糊精化合提高耐熱度。阿斯巴甜的味道同一般蔗糖的味道有所不同，其甜味與糖相比較，可延緩及持續(xù)較長的時間。阿斯巴甜會和其他較為穩(wěn)定的甜味劑混合使用，例如甜蜜素，可以使甜味互補，協(xié)同增效。阿斯巴甜的優(yōu)點是安全性高，是所有代糖中對人體安全研究最為徹底的產(chǎn)品；甜味純正，具有和蔗糖極其近似的清爽甜味，無苦澀后味和金屬味，是迄今開發(fā)成功的甜味最接近蔗糖的甜味劑；與蔗糖或其他甜味劑混合使用有協(xié)同效應，如加2%～3%于糖精中，可明顯掩蓋糖精的不良口感；與香精混合，具有極佳的增效性，尤其是對酸性的柑桔、檸檬、柚等，能使香味持久、減少芳香劑用量；蛋白質成分，可被人體自然吸收分解。阿斯巴甜的不足之處是對酸、熱的穩(wěn)定性較差，在強酸強堿中或在高溫加熱時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[18]。由于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，所以不適用于苯丙酮酸尿患者，并要求在標簽上標明“苯丙酮尿患者不宜使用”的警示。我國于1986年批準在食品中應用，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。

3.6 紐甜

紐甜是由美國人發(fā)明的一種新型的二肽類強力甜味劑，系屬阿斯巴甜的衍生物[19]。紐甜是一種白色結晶粉末物質，約含4.5%的結晶水，其化學名為N-[N-（3，3-二甲基丁基）-L-α-天門冬氨酰]-L-苯丙氨酸1-甲酯，分子式為C2OH3ON2O5。紐甜的甜度約為蔗糖的6000～10000倍，甜味純正[20-21]。紐甜是一種無熱量的碳水化合物，對人體健康無不良影響，適用于所有人群，因此紐甜被認為是當前市面上最安全的無糖甜味劑。此外，紐甜的耐熱性優(yōu)于阿斯巴甜，故稱之為耐熱性阿斯巴甜。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[22]。我國食品添加劑衛(wèi)生標準規(guī)定紐甜的使用范圍為各類食品飲料，其限量均做了不同的規(guī)定。

紐甜作為非糖類物質，是目前國際上最安全的甜味劑。它參與代謝過程，但不會引起肥胖癥和血壓升高[23]。紐甜的眾多優(yōu)良特性給食品行業(yè)提供了廣闊的發(fā)展空間，應用前景十分廣闊。但是紐甜入口時甜度低，后甜明顯，往往在復配時用量較低。只要加快紐甜的研究開發(fā)，探索新的合成路線，得到有自主產(chǎn)權的產(chǎn)品，將會帶來巨大的社會效益和經(jīng)濟效益[24]。

4 總結

食品工業(yè)是全球基礎產(chǎn)業(yè)，近年來，全球食品添加劑年貿易額約200億美元，其中甜味劑占15億美元。與此同時，食品安全也躍然成為全球的焦點問題，甜味劑作為食品行業(yè)重要的添加劑之一，對其安全性、檢測方法應做更深一步研究。甜蜜素、糖精、安賽蜜，這3種非能量型甜味劑，雖然不產(chǎn)能，但是過量都會對人體器官造成損傷；紐甜、阿力甜、三氯蔗糖三者作為非能量型甜味劑既不能產(chǎn)生任何能量，又不會對人體造成任何傷害，因此今后要著重開發(fā)新一代非能量型的、且過量對人體不會造成傷害的甜味劑。

參考文獻：

[1] 劉婷，吳道澄.食品中甜味劑的檢測方法[J].中國調味品，2011，3（36）：1-12.

[2] 余國新.我國甜蜜素現(xiàn)狀概括[J].食品安全導刊，2011：48-49.

[3] 中華人民共和國衛(wèi)生部.GB 2760-2014食品安全國家標準食品添加劑使用標準[S].北京：中國標準出版社，2014：33.

[4] Frank T Lange， Marco Scheurer， Heinz-J Brauch.Artificialsweeteners-a recently recognized class of emerging environ-mental contaminants： a review[J]. Anal Bioanal Chem， 2011，43（9）：2503-2518.

[5] 中華人民共和國衛(wèi)生部.GB 2760-2014食品安全國家標準食品添加劑使用標準[S].北京：中國標準出版社，2014：84-85.

[6] Nahit Genc，er， Dudu Demir，F(xiàn)atih Sonmez， et al. New sac-charin derivatives as tyrosinase inhibitors[J]. Bioorganic &Medicinal Chemistry， 2012，20（9）：2811-2821.

[7] Ana Beatriz Bergamo， José Alberto Fracassi da Silva， Do-sil Pereira de Jesua. Simultaneous determination of aspar-tame， cyclamate， saccharin and acesulfame-K in soft drinksand tabletop sweetener formulations by capillary electro-phoresis with capacitively coupled contactless conductivitydetection[J]. Food Chemistry， 2011， 124（4）： 1714-1717.

[8] 中華人民共和國衛(wèi)生部.GB 2760-2014食品安全國家標準食品添加劑使用標準[S].北京：中國標準出版社，2014：102.

[9] 胡國華主編，功能性高倍甜味劑[S]，北京：化工出版社，2008.3.

[10] Sumit Arora， Ashish M Shendurse， Vivek Sharma， et al. As-sessment of stability of binary sweetener blend （aspartame xacesulfame-K）during storage in whey lemon beverage [J].Journal of Food Science and Technology，Online FirstTM，2011（5）： 1-7.

[11] Liu Jicai， Kong Lingwen， Bao Zhongxiang， et al. Appa-ratus for producing an intermediate in the synthesis of acesul-fame potassium [J]. United States Patent， Appl. No. 12/895，179 Filed， 2010-9-30.

[12] 鄧開野.新型甜味劑三氯蔗糖[J].中國調味品，2011，36（2）.

[13] 黃東雨，陳海光.三氯蔗糖合成技術的研究進展[J].中國調味品，2011，36（2）：89-92.

[14] 冷一欣，張兆，黃春香，等.甜味劑三氯蔗糖的合成及結構表征[J].化學研究與應用，2011，23（12）：1666-1370.

[15] 游華彬，潘志權，周紅.三氯蔗糖-6-乙酯的制備工藝[J].武漢工程大學學報，2011，33（4）：26-29.

[16] 中華人民共和國衛(wèi)生部.GB 2760-2014食品安全國家標準食品添加劑使用標準[S].北京：中國標準出版社，2014：73.

[17] Sanchari Chattopadhyay， Utpal Raychaudhuri，RunuChakraborty .Artificial sweeteners-a review[J]. Association ofFood Scientists & Technologists， 2011， 10： 1-11.

[18] 謝琳，朱洪亮，葛芳芳.離子色譜法測定飲料中阿力甜[J].理化檢驗：化學分冊，2011，47：919-920.

[19] Announcement of Newly Approved National Standardsof P.R.China 2008 No.25（total No.138）GB/T 22253-2008）.

[20] Wiklund Ann-Kristin Eriksson，Breitholtz Magnus，Bengtsson Bengt-Erik，et al. Sucralose - an ecotoxicologicalchallenger？[J]. Chemosphere 2011，09：50-55.

[21] Schiffman Susan S， Abou-Donia Mohamed B Sucraloserevisited. Rebuttal of two papers about Splenda safety[J].Regulatory toxicology and pharmacology，2012，3：505-508.

[22] Cadena Rafael Silva， Bolini Helena Maria André. Idealand relative sweetness of high intensity sweeteners in mangonectar[J]. International Journal of Food Science & Technology，2012， 47（5）：991-996.

[23] 張金峰，沈寒晰，張存社，等.甜味劑紐甜合成新工藝[J].食品研究與開發(fā)，2011，32（4）：73.

[24] 楊云裳，晁雪靜，張應鵬.新型營養(yǎng)添加劑紐甜—鈣螯合物的合成[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2011，39（16）：9833-9834，9837.