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，已有近百年的應用歷史，甜度是蔗糖的 200 一 700 倍。其優點是價格低廉、性能穩定、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 點是味質較差、有明顯后苦、安全性一直存在爭議。 1997 年加拿大的一項實驗發現大劑量的糖精鈉可導致雄性大 鼠膀朧癌 ;1 993 年 JECFA(FAO/WHO 聯合食品添 加劑專家委員會 ) 認為現有的流行病學資料認為糖精鈉 的攝入與人膀眺癌無關 ;2001 年 5 月美國國家環境健康 研究所的報告顯示“糖精鈉導致老鼠致癌的情況不適用 于人類”。但是美國等國家規定，食物中若添加了糖精 鈉，必須在標簽上標明“糖精能引起動物腫瘤”的警示。 我國也采取了嚴格限制糖精使用的政策，并規定嬰兒食 品中不得使用糖精鈉。( 二 ) 甜蜜素 (Sodium Cyclama:e)
甜蜜素的化學名稱為環己基胺基磺酸鈉 ( 或鈣 ) ， 1 949 年美國早批準用于食品，甜度是蔗糖的 30 一 80 倍。其優點是甜味純正，風味自然，在食品加工中具有 良好的穩定性，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味，并能延長食品的保存時間。本 品常與糖精鈉混合使用 ( 即 1:10 混合液 ) 可增強甜度 并減少糖精的后苦味，同時降低成本。其問題是目前對 甜蜜素的致癌性尚無定論。 1969 年有人報告高濃度的甜 蜜素與糖精鈉的混合劑可以導致大鼠膀朧愿 20 世紀 70 年代，甜蜜素因被懷疑可以代謝生成環已胺而有致癌 性，在美國、英國等國家禁用 ;1982 年 JEcFA 經多項 長期試驗認為甜蜜素沒有致膀朧癌性 ;1 986 年，美國國 家科學研究會和國家科學院 (NRC/NAS) 報告本品有 促進和可能致癌性的可能。我國于 1 987 年批準使用甜 蜜素，主要用于蜜餞、醬菜、糕點、炒貨等，它是目前 我國食品行業中應用多的一種甜味劑。( 三 ) 安賽蜜 (Acesulfame 一K、 Aceoulfame potasslum)
安賽蜜的化學名稱為 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 年首次在英國得到 批準，甜度為蔗糖的 200 倍。安賽蜜對光、熱 ( 能耐 225 ℃高溫 ) 穩定， pH 值適用范圍較廣 (pH 二 3 一 7) ，是 目前世界上穩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 烈，甜味持續時間長，與阿斯巴甜 l:l 合用有明顯增效 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，被認為是有前途的甜味劑之一。 1 992 年，中 國批準安賽蜜可用于飲料、冰淇淋、糕點、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)
阿斯巴甜化學名稱為 L- 天冬氨酞 -L- 苯丙氨酸甲酷 (APM) ，國外商品名稱為 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 年經美國 FDA 批準用于干撒食品、 1983 年允許配制軟 飲料后在全球 100 余個國家和地區被批準使用，甜度 為蔗糖的 200 倍。阿斯巴甜的優點是 :(1) 安全性高， 被聯合國食品添加劑委員會列為 GRAS 級 ( 一般公認 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 混合使用有協同效應，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。阿斯巴甜的缺點是 :(l) 對酸、熱的穩定 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 ;(2) 因為 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。
( 二 ) 阿力甜 (Alitame)
阿力甜的化學名稱為 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 有優越的貯存和加工穩定性，可廣泛用于食品工業。我國 于 1994 年批準使用，常用于飲料、果凍、冷飲、餐桌甜 味劑等。其缺點是因分子結構中含有硫原子而稍帶硫味。
( 三 ) 紐甜 (Neotame)
紐甜的化學名稱為 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 準應用，甜度是蔗糖的 7000 一 1 3000 倍，是目前甜的 甜味劑。紐甜熱穩定性較阿斯巴甜明顯提高，酸性條件 下 80 ℃加熱 24h 穩定不變，適用于蛋糕、曲奇等焙烤食 品，還具有風味增強效果。紐甜攝入人體后不會被分解 為單個氨基酸，適用于苯丙酮尿癥患者。紐甜低成本、 高甜度、安全、穩定性高、溶解性好，是取代阿斯巴甜的具有更廣闊應用前景的第二代二膚類甜味劑。我國于 2003 年批準使用，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 ) 的化學名稱為 1 ， 4 ， 6 一三氯蔗糖 (TGS) ，是蔗糖分子中的三個輕基被氯原 子選擇性地取代而得到的高甜度甜味劑， 1991 年加拿大 首先批準用于食品，甜度為蔗糖的 600 一 650 倍。其突出 的特點是 :(l) 熱穩定性好，溫度和 pH 值對它幾乎無影 響，在焙烤工藝中比阿力甜更穩定，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 ;(3) 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。 (4) 甜味純 正，甜感呈現速度、大甜味的感受強度、甜味持續時 間、后味等都非常接近蔗糖，是一種綜合性能非常理想 的強力甜味劑。我國 1999 年 7 月批準使用。但三氯蔗糖 的價格較昂貴，如何降低其生產成本，是一個值得研究的課題。
四、人工合成甜味劑的發展趨勢
( 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、市場競 爭力強，目前市場上低能量、高甜度甜味劑增長較快， 大力研究品質優良的人工合成甜味劑的生產技術、改進 生產工藝、降低生產成本、擴大生產規模和應用方向， 將是我國近期人工合成甜味劑的主要發展方向。
( 二 ) 以高度甜味劑為基礎開發復配型甜味劑
單一甜味劑在甜度、甜味、穩定性、加工特點等方 面各有千秋，用量大時常有不良風味和后味。復配甜味 劑可以利用各種甜味劑之間的協同效應和味覺特點達到 以下目的 :(l) 改善口味、增加風味 ;(2) 提高甜味的 穩定性 ;(3) 增加甜度、減少甜味劑總使用量，降低成 本。大力發展復配食品甜味劑產業，適合我國的國情， 它能提高食品甜味劑工業的發展速度，加快實現食品甜 味劑工業現代化。
甜味劑和糖類標準品
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
甜味劑構性關系和作用機理
甜味劑的構性關系
1898 年， Sternberg 首先報道了化學結構與甜味的關系，他推測，甜味和苦味與羥基和氨基的作用有關。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型（雙鍵位置）的影響。 1914 年， Cohn 的《有機呈味物》一書中列舉了上千種有機化合物的結構及他們的味道。他發現多羥基化合物和 D 型氨基酸經常是甜的，而高度硝化的化合物常常是苦的；在一個分子中引入氯原子常會誘導產生甜味。他認為要激發產生一定的甜味，分子中必須引入生味基。 Cohn 還發現，在同系物中，甜度和分子量之間成反比關系，對此他提出兩點解釋：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 Witt 的染色理論提出一個甜味物質分子必須含兩個部分。即一個生甜基和一個助甜基。其中生甜基必須是一組能與助甜基結合產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 ）提出了六個生甜基和九個助甜基。這為 AH-B 生甜基學說的提出奠定了基礎。通過 Ellis 等人對糖和糖醇的受體作用機理的研究得出在甜味劑濃度與其甜味響應的關系上 , 糖和糖醇表現出線性函數關系。而高強度甜味劑則表現出雙曲線函數關系。通過甜味劑構性關系的研究 , 曾廣植（ 1990 ）提出開發一種卓越的、低熱量的，又具有類似蔗糖的各種性質的甜味劑是甜味劑未來發展的目標。
甜味劑的作用機理
甜味是通過刺激動物的味覺而感知的。甜味是甜味化合物與甜受體之間相互作用的結果。符合巴甫洛夫的反射性原理：即甜味通過人或動物的味覺產生強烈的食欲刺激，通過大腦皮層的反射給消化系統，引起消化道內的唾液、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），相對量也加大，加快胃的蠕動，使食物或飼料的分解消化加快，養分得以充分吸收，從而提高食物（飼料）的消化率。不同的動物種類具有不同數目的味蕾和味覺感應器官，對味道的感覺不盡相同。各種動物的味蕾數目見表 1 。
表 1 各種動物的味蕾數目
種類 味蕾數
人類 9000
豬 15000
牛 25000
雞 250-350
貓 473
蛇 0
動物的味覺主要由舌頭感知，動物舌面上長有許多突起物稱為乳頭（ Spillane,1989 ）。舌的不同部位對味覺敏感性不同。一般舌尖對甜味敏感，舌根對苦味敏感，舌周圍邊緣對咸味敏感。舌的兩側對酸敏感。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生味感 . 而甜味劑就具有很好的水溶性。為動物感知甜味提供了必要條件。甜味劑味的強度還與水溶性有關，完全不溶于水的物質實際上是沒有味的（ Tseng Kuangchih,1987 ）。甜味劑于舌表面接觸時，須在舌表面溶解后才能產生甜味。而且產生甜味的時間有快有慢，而且味覺持續的時間也有長有短。蔗糖比較容易溶解，甜味覺的產生較快，消失也較快，糖精較難溶解，味覺產生較慢，而味覺持續時間卻較長。
| 幾種甜味劑的對比 | ||||||
| 甜味劑 | 相對甜度倍數 | 甜味特性 | 風味增強性 | 穩定性 | 安全性ADI(mg/Kg 體重) | 中國大使用量 |
| 糖精（Saccharin） | 500 | 濃重的金屬味 , 苦澀味 | 無 | 穩定 | 5 | 0.15g/kg |
| 甜蜜素（Cyclomate) | 50 | 明顯苦澀味 | 無 | 穩定 | 11 | 0.65g/kg |
| AK糖（Ace-k) | 200 | 濃度明顯后苦味 | 無 | 穩定 | 15(FDA), 9(EC) | 0 .3g/kg |
| 阿斯巴甜（Aspartame) | 200 | 甜味純正，近似蔗糖 | 有 | 中，對堿和熱不穩定 | 40 | 按需使用 |
| 三氯蔗糖（Sucralose) | 600 | 甜味純正 | 無 | 穩定 | 15 | 按需使用 |
| 阿力甜(Alitame) | 2000 | 甜味較好 | 無 | 加熱時中，低酸性穩定 | 1 | 0.1g/kg |
| 紐甜(Neotame) | 8000 | 甜味純正 , 高濃度下后甜長 | 明顯 | 相對穩定 | 2 | 按需使用 |
