人工甜味劑的應(yīng)用及其對人體帶來的影響

劉妍嶺

(上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)，上海 200235)

人工甜味劑是一類蔗糖替代物，它具有甜味，且不存在在于自然界中，人工甜味劑要么是完全由人工合成的，要么是天然物質(zhì)提取物的二次合成產(chǎn)物[1]。人工甜味劑有兩個基本特性：高甜度、無能量的產(chǎn)生，對控制體重和血糖有利。無能量的產(chǎn)生且能滿足甜味需求的特性使得其十分受消費者的喜愛，因此它在食品和飲料等對甜味有需求的領(lǐng)域應(yīng)用十分的廣泛。1987年人們首次合成出了糖精(SAC)，這是人們發(fā)現(xiàn)的第一種人工甜味劑，經(jīng)過多方檢測后它的應(yīng)用逐漸規(guī)?；撕笤絹碓蕉喾N的人工甜味劑在各個國家獲得批準使用[2-3]。

人工甜味劑在食品飲料中多有應(yīng)用。我們常飲用的蒸餾酒中便有人工甜味劑的使用，蒸餾酒中常用的人工甜味劑有甜蜜素、糖精、安賽蜜、阿斯巴甜等[4]。再比如受到廣泛應(yīng)用的人工合成甜味劑——三氯蔗糖，我們喝咖啡、無糖飲料時常用到的代糖中主要產(chǎn)生甜味的物質(zhì)便是三氯蔗糖，我們常食用的醬腌菜中有三氯蔗糖的身影，三氯蔗糖也常被應(yīng)用到一些快消類產(chǎn)品如飲料、乳制品和罐頭的生產(chǎn)中以賦予產(chǎn)品目標甜味。

那么人工甜味劑的食用會對人體帶來什么樣的影響呢？有研究表明代糖化合物會刺激大腦，增加人的饑餓感，低熱量的人工甜味劑雖然能夠讓人從食品中攝入糖分減少，但其能刺激食欲的性質(zhì)會導(dǎo)致人從其他途徑攝入的熱量超標。美國有研究發(fā)現(xiàn)人工甜味劑的攝入會增加中風和癡呆的風險。還有研究表明一天飲用多杯無糖飲料(使用人工甜味劑的代糖飲料)的志愿者，患2型糖尿病的風險較不喝飲料的志愿者成倍的增加。

1 人工甜味劑的應(yīng)用

在討論人工甜味劑前，我們需要了解良好甜味劑的典型代表——蔗糖。良好的甜味劑需要滿足三個特點，分別是甜味純正、能夠快速達到最高甜度、甜味能夠迅速消失，蔗糖作為一種天然存在的雙糖，能夠滿足以上良好甜味劑的所有特點，它是一種非常良好的天然甜味劑，存在廣泛且用量很大，甜味醇正，我們對它的甜味很熟悉，故常用它與人工合成甜味劑進行比較，以判斷人工甜味劑的品質(zhì)。

人工甜味劑作為低熱量或無熱量的高強度蔗糖替代物，其甜度極高，能夠達到天然蔗糖的幾百倍甚至上千倍，在飲品食品中僅需少量添加便能獲得與蔗糖同樣的口感[6]，這樣的性質(zhì)使得人工甜味劑的使用極為廣泛。人工甜味劑的種類很多，按照各國的不同標準，批準在當?shù)厥褂玫奶鹞秳└鲊饔胁町?，糖精、甜蜜素、安賽蜜、阿斯巴甜、三氯蔗糖等則是在我國獲得批準允許使用的主要幾類人工甜味劑。

其中糖精和甜蜜素是兩種有很長一段時間使用歷史的甜味劑。鄰苯甲?；酋啺匪追Q糖精，它的甜度約是蔗糖的300～500倍。環(huán)己基氨基磺酸鈉俗名甜蜜素，相較糖精它的甜度較差，大約是蔗糖的30～40倍。糖精和甜蜜素對人體均無任何營養(yǎng)價值只起提供甜味的作用，并且其呈味特性并不算好，兩者若控制不好使用量都會有明顯的苦味。20世紀70年代，美國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)糖精可能會導(dǎo)致膀胱癌，隨后美國FDA便提出了禁用糖精法案[7]。在隨后的研究發(fā)現(xiàn)中，糖精被劃為致癌物，且過量的攝入會造成生命危險。我國的相關(guān)法律規(guī)定禁止糖精在嬰幼兒食品中的使用，因為嬰幼兒的排毒代謝能力較差，長期食用會造成不可逆轉(zhuǎn)的傷害。甜蜜素在大量的實驗中同樣被證實對人體有危害性，雖不致癌。國家已有嚴格的規(guī)定限制兩者在生產(chǎn)時的用量。即使已被證實能造成健康危害，兩者的使用仍舊廣泛，主要原因是其低廉的價格，糖精和甜蜜素的生產(chǎn)歷史悠久，其生產(chǎn)工藝已十分成熟，我國每年的產(chǎn)量能達到幾萬噸，其生產(chǎn)成本低產(chǎn)量大價格低廉，常被應(yīng)用在一些成本較低的食品中，典型的如白酒。

阿斯巴甜是高品質(zhì)且強力的典型人工甜味劑，它的產(chǎn)量大應(yīng)用范圍廣，全世界共有一百多個國家批準使用[7]。不同于糖精和甜蜜素，阿斯巴甜沒有異味，其甜味特征與蔗糖非常接近但稍有不同，它的甜味在嘴里能夠留持更久。且阿斯巴甜的安全性經(jīng)大量的使用實驗證明是非常明確的，它是一種蛋白質(zhì)成分，能夠被人體分解吸收。但正因其是蛋白質(zhì)成分，它的使用有限制，蛋白質(zhì)受熱易分解，阿斯巴甜的熱穩(wěn)定性較差，不能夠在需要高溫制作的食品中使用。阿斯巴甜常用于飲料的制作中，可口可樂公司曾經(jīng)成功的推出過一款低能量型健怡可樂，而阿斯巴甜正是能夠推出這款高品質(zhì)產(chǎn)品的重要作用物質(zhì)，在整個歐洲市場健怡可樂銷量占可口可樂銷量的30%～40%[7]。

三氯蔗糖的生產(chǎn)原料是蔗糖，通過氯化衍生等過程可以從蔗糖中得到三氯蔗糖，其甜度非常強，能夠達到蔗糖的600倍。由于結(jié)構(gòu)原因，三氯蔗糖與阿斯巴甜不同，它的性質(zhì)很穩(wěn)定，幾乎能夠適用于任何物質(zhì)的生產(chǎn)過程，不易分解，熱穩(wěn)定性好，甜味不會受到溫度的影響。且三氯蔗糖無任何異味，其甜度幾百倍強于蔗糖，但甜味特征非常接近蔗糖，是目前為止甜味最接近蔗糖的人工合成甜味劑[7]。三氯蔗糖自1995年被我國政府批準使用，但剛開始它的應(yīng)用并不廣，因為它的使用成本較高，由于這個原因三氯蔗糖起初在我國使用規(guī)模較小，主要應(yīng)用于少數(shù)高檔食品。但隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)今三氯蔗糖在我國的年生產(chǎn)量已能達到上萬噸，它的使用成本大大的降低了，故三氯蔗糖現(xiàn)如今已經(jīng)成為非常常用的人工甜味劑。從目前市場情況來看，三氯蔗糖已經(jīng)應(yīng)用在超過500種食品的生產(chǎn)中，包括碳酸飲料、酒品、果蔬、罐頭、焙烤食品、腌漬食品與乳制品等等[8]。比如我們熟知的可口可樂、百事可樂等碳酸飲料，都已經(jīng)推出以三氯蔗糖為甜味劑的低熱量代糖系列產(chǎn)品[8]，可見三氯蔗糖在市場中的應(yīng)用非常廣泛。

一些食品及飲料中也常使用人工甜味劑。其中常應(yīng)用于蒸餾酒的人工甜味劑有四種，分別為：糖精、甜蜜素、安賽蜜、阿斯巴甜[4]，蒸餾酒中常添加這些人工甜味劑以改變風味。三氯蔗糖也常應(yīng)用在我們?nèi)粘Ｊ秤玫尼u腌菜中，市場上的醬腌菜中能夠檢測到三氯蔗糖的存在，利用液相色譜質(zhì)譜聯(lián)的方法(LV-MS)能夠檢測醬腌菜中三氯蔗糖的含量，可發(fā)現(xiàn)在各式醬腌菜中都有不同劑量三氯蔗糖的存在[9]。

2 人工甜味劑對人體帶來的影響

人們對待食品中添加劑的安全性的態(tài)度一向嚴謹，為了保障安全性，自從人工甜味劑開始大量使用以來，國內(nèi)外科學(xué)家便從未停止過對于人工甜味劑安全性的研究。已有大量的相關(guān)研究表明人工甜味劑的食用對人體多多少少會帶來一些不好的影響。

人工甜味劑并非看上去的那么無害。英國帝國理工學(xué)院的學(xué)者通過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),喝無糖飲料(使用人工甜味劑賦予甜味)并不想我們想的那樣對身體健康更有益處，而喝無糖飲料能減肥的說法根本無科學(xué)依據(jù)，僅僅是廣告噱頭，且過多的攝入無糖飲料還會對身體健康產(chǎn)生影響[10]。研究表明，無糖飲料中使用的人工甜味劑可能會刺激食欲，雖然人工甜味劑本身能量極低或不含能量，但它能刺激腦部增加人體的饑餓感，讓大腦認為已攝入的糖分沒有辦法滿足生理需求，從而從其他渠道更多的攝入糖分，這會導(dǎo)致人體的糖分攝入量超出需求量。悉尼大學(xué)也做過相關(guān)研究，研究人員讓果蠅和小鼠攝入含有三氯蔗糖的食物，對比攝入不含三氯蔗糖事物的小鼠和果蠅，他們發(fā)現(xiàn)，這些含有三氯蔗糖的食物會讓大腦獎賞中樞出錯，最終導(dǎo)致實驗對象攝入的熱量遠遠超出了自身的需求量[11]。通過這些實驗我們可以發(fā)現(xiàn)，低熱量的人工甜味劑雖然能夠讓人少從食物飲料中攝入糖分，但其能刺激食欲使人過度攝入熱量的性質(zhì)，會導(dǎo)致人從其他途徑攝入的熱量超標。

攝入過多的含人工甜味劑的代糖產(chǎn)品或增加患中風與癡呆的風險?！吨酗L》雜志曾收錄過一篇來自美國心臟協(xié)會的研究文章，稱如果每天喝人工甜味劑飲料，可使中風與癡呆的風險增加三倍。研究人員分別開展了中風和癡呆與代糖飲料(使用人工甜味劑)的研究。他們分別在中風研究和癡呆研究中，分析了幾千名中風與癡呆高風險患者(較高齡人士)的數(shù)據(jù)。研究項目要求參與者填寫一些與他們飲食習(xí)慣的問卷，研究人員在之后七年里不同的時間點審查這些信息，并跟蹤參與者未來十年的健康狀況，觀察這期間患中風和癡呆的人，然后分析其患病的原因，比較促成這些健康問題的原因與參與者中患病人群的飲食習(xí)慣，做出患病的風險分析。該研究發(fā)現(xiàn)，與一周喝一次含人工甜味劑飲料的人相比，每天喝一杯人工甜味劑飲料的人更容易患中風和癡呆癥[12]。悉尼大學(xué)的該項研究其實并沒有指出人工甜味劑的食用與患中風和癡呆癥之間的直接聯(lián)系，只是做了一個風險分析，但該結(jié)果足以提醒人們應(yīng)該謹慎食用人工甜味劑。

無糖飲料攝入過多會增加患2型糖尿病的風險。糖尿病在全球的患病率都較高，這與飲食習(xí)慣有關(guān)也與遺傳因素有關(guān)。糖尿病主要分為三種類型，其中2型糖尿病患者的數(shù)量是最多的，2型糖尿病多發(fā)于成人，預(yù)計在2025年，全球糖尿病患者的數(shù)量將高達3億，其中2型糖尿病患者的數(shù)量占85%[10]。2型糖尿病由于多種原因?qū)е麦w內(nèi)胰島素分泌不足或者人體無法有效的利用胰島素，由此導(dǎo)致人體內(nèi)血糖升高，如果血糖長期處于一個偏高的狀態(tài)不處以控制會引起多種并發(fā)癥，對人的健康會造成很大的危害。曾有針對人工甜味劑與患2型糖尿病風險之間的關(guān)系的研究，該研究比對了相同攝入量下，無糖飲料(使用人工甜味劑作為代糖)和含糖飲料引起患2型糖尿病的風險，以及不喝飲料和喝含糖飲料患病的風險。研究發(fā)現(xiàn)，每天喝一杯200 mL含糖汽水，罹患2型糖尿病風險增加21%；而每天喝一杯無糖汽水，患病風險增加18%。一天飲用兩杯及以上甜味飲料的志愿者，罹患2型糖尿病的風險是不喝飲料志愿者的2.4倍。一天喝下5杯甚至更多無糖飲料的志愿者，罹患2型糖尿病的風險增加4.5倍[11]。我們可以得出結(jié)論，攝入含糖飲料會增大患2型糖尿病的幾率，并且使用人工甜味劑作為代糖的無糖飲料并不能降低患2型糖尿病的幾率，反而會使得風險變大。對于人工甜味劑增加患2型糖尿病風險的機理，與機體對葡萄糖的吸收能力有關(guān)，人工甜味劑如三氯蔗糖，其本身不具有毒性，但進入人體消化系統(tǒng)以后可能會使得腸道接收功能紊亂，從而導(dǎo)致人體對葡萄糖吸收的增加，增加了患2型糖尿病的風險[5,13]。另外，還有研究發(fā)現(xiàn)人工甜味劑的一種——三氯蔗糖，可能會干預(yù)腸內(nèi)細菌與消化酶，從而導(dǎo)致腸炎癥(inflammatory bowel disease，IBD)[5,14]。對于糖尿病患者來說，食用添加人工甜味劑的產(chǎn)品以少攝入糖分的方式獲得甜味，雖然看上去明智，但其實并不是個很好的選擇，要獲得甜味還是應(yīng)該在控制量的情況下，盡可能地選擇如甜葉菊苷一類的非糖類天然甜味劑。

三氯蔗糖是一種公認的安全食品甜品添加劑，已有大量的研究證明適量的食用對人體健康是安全的。研究人員做了多方測試來檢驗三氯蔗糖的安全性，包括毒性、致癌性、生殖健康、腎臟健康、大腦健康和血液健康、兒童健康和營養(yǎng)等[15]。通過多方研究我們可以確定三氯蔗糖的食用對人體是安全的，包括身體解毒排毒能力較差的孕期婦女、哺乳期婦女以及兒童。但仍有研究發(fā)現(xiàn)三氯蔗糖的攝入可能會干預(yù)腸內(nèi)細菌與消化酶，從而導(dǎo)致腸炎癥(inflammatory bowel disease，IBD)[5,14]，這其實也與攝入量有關(guān)，所以為了進一步保障安全，各國組織對三氯蔗糖的攝入量有嚴格的要求。聯(lián)合國糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織下的食品添加劑聯(lián)合專家委員會經(jīng)過多次環(huán)境和安全研究，在1990年確定三氯蔗糖的每日允許攝入量為每千克15 mg。美國制定的安全限量更低，是每天每公斤體重5 mg[15]。三氯蔗糖雖然已被證實對人體安全，但它對環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，已被規(guī)定為一種新興污染物質(zhì)，有著極強的難降解性，難以被生物體代謝掉也難以被普通的污水處理系統(tǒng)處理掉，它排放到水生環(huán)境中，會對生態(tài)平衡產(chǎn)生破壞，對一些物種的生活習(xí)性產(chǎn)生影響。

3 結(jié)語與展望

在這個工業(yè)發(fā)展迅速的時代，人工甜味劑有巨大的使用價值和商業(yè)價值，幾乎是我們生活中必不可少的物質(zhì)之一，它的應(yīng)用十分廣泛。且人們對于健康生活的關(guān)注度不斷提高，無糖飲料和代糖添加物逐漸流行，高甜度且低能量的人工甜味劑已引起了人們的高度關(guān)注。但已有研究發(fā)現(xiàn)人工甜味劑并非像它看上去那么無害，它的使用會帶來很多后果，長期或過量使用可能會對人體健康產(chǎn)生一些不好的影響，甚至?xí)黾踊疾〉娘L險，我們應(yīng)該謹慎地選用人工甜味劑?？萍荚谶M步，針對人工甜味劑的研究也在加進，相信有一天我們一定能夠研發(fā)出品質(zhì)更加優(yōu)良的人工甜味劑。