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功能性高倍甜味剂研究现状及复配注意事项

1 甜味剂
1.1 什么是甜味剂
甜味剂是指能使食品呈现甜味的食品添加剂，其在食品中主要有三方面的作用：①使食品具有适合的口感；②风味的调节和增强；③风味的形成。
1.2 什么是功能性高倍甜味剂
功能性高倍甜味剂的甜度很高，热值很低，有些功能性高倍甜味剂不参加代谢，通常为非营养性、低热值或功能性甜味剂，适合于包括糖尿病患者在内的所有人群。其具有良好的口感，较低的价格，因此可以代替蔗糖作为甜味补充剂。目前，功能性甜味剂主要分为两大类，即功能性高倍甜味剂和功能性填充型甜味剂。功能性高倍甜味剂的甜度通常为蔗糖甜度的10倍以上，根据来源不同可分为天然提取物和化学合成产品两大类，其中，化学合成品主要包括糖精钠、甜蜜素、安赛蜜、阿斯巴甜、纽甜、三氯蔗糖等[1]。此外，功能性高倍甜味剂又称为非能量型甜味剂或无热量型甜味剂，也叫非营养性甜味剂。
2 功能性高倍甜味剂的优势
功能性高倍甜味剂的甜度很高，热值很低，体积小，使用量少，有利于厂家降低成本，提高效益。有些功能性高倍甜味剂不参加代谢，不会被人体消化和吸收，对牙齿无伤害，不会导致龋齿，不引起血糖波动，不存在导致肥胖症和高血脂的风险，糖尿病患者和体重超标的特殊人群可安全使用。近年来，人们对食品添加剂越来越敏感，甜味剂也不例外。生活中，人们每天都会接触到食品添加剂，但是合理合法正常使用食品添加剂是无毒无害的，因此功能性高倍甜味剂得到了越来越多的关注。
3 功能性高倍甜味剂研究现状及复配注意事项
3.1 甜蜜素
甜蜜素又称环己基氨基磺酸钠，是1937年由美国人发明的一种白色针状或薄片状的结晶物，易溶于水，化学性质稳定；1945年申请到美国专利22 75 125，其甜度约为蔗糖的40倍[2]，保存过程中甜度不会降低，入口就能感觉到甜味，这就是人们常说的前甜。甜蜜素本身风味良好，不带异味，还能掩盖其他甜味剂带来的苦涩味，在复配时主要与前甜、后甜较长的高倍甜味剂配合使用，同时甜蜜素与糖精钠按10:1的比例使用会使产品的口感变好，两者之间能够互相掩盖对方的不良风味。
甜蜜素虽具有无糖低热的特性，但根据我国《食品添加剂使用标准》规定，“甜蜜素”在冷冻饮品（03.04食用冰除外）中的最大使用量为0.65g/kg，果酱中最大使用量1.0g/kg，面包、糕点中最大使用量为1.6g/kg，膨化食品、小油炸食品在生产中不得使用甜蜜素[3]。世界上包括中国在内承认甜蜜素甜味剂地位的国家和地区超过55个，但具体毒害机理研究未见报道。中国是全球最大的甜蜜素生产国和出口国，今后若将甜蜜素对人体的毒害机理研究透彻，有助于增加在国内外市场上的份额。
3.2 糖精钠
糖精学名为邻苯甲酰磺酰亚胺，分子式为C7H5O3NS，是最古老的甜味剂之一，其于1878年在美国被科学家发现，为白色结晶固体。糖精其甜度为蔗糖的350~450倍，易溶于水，价格相对较低，性质较稳定，口感有轻微的苦味和金属味残留，其安全性问题一直没有得到很好的解决，所以使其应用受到一定限制[4]。糖精钠不被人体代谢吸收，不含卡路里，在各种食品生产过程中都很稳定。但有报道称，糖精遭高温时分解，会产生有毒物质；在酸性条件下加热其甜味会受影响，并可以转化成有苦味的邻氨基磺酰苯甲酸，其浓度过高或者单独使用会有令人讨厌的味道。现由于《食品添加剂使用标准》中已经限制了糖精钠的使用，故而取消其在饮料中的使用[5]。糖精钠的含水量高，在使用时易结块，即把混合物料结在一起形成硬物。
3.3 安赛蜜
安赛蜜于1967年由德国科学家发现，类似于糖精，甜度为蔗糖的180~200倍，白色结晶粉末，易溶于水[6]。其化学名称为6-甲基-1，2，3-恶唾嗦-4（H）-酮-2，2-二氧化物钾盐，又称乙酰磺胺酸钾，分子式为C4H4KNO4S。安赛蜜无营养、无热量、安全可靠、甜度高、耐酸耐热，口感爽口、风味良好。安赛蜜是目前世界上使用较安全的高倍甜味剂之一，这是由于多个国际组织机构和国家权威性研究机构经过20多年的独立毒理学实验和严格的毒理审查，未发现有任何安全性问题[7]；安赛蜜在国际上使用近10年，也从未发现任何不良反应。按照《食品添加剂使用标准》规定饮料类（包装饮用水除外）、冷冻饮品（食用冰除外）、糕点、果酱、蜜饯类等食品中，最大使用量为0.3g/kg[8]。
安赛蜜和阿斯巴甜其两者按1:1复配使用会使甜度增加30%[9]，如果在使用时在适当时配些甜蜜素会使制品的甜味，口感流畅，味道纯正。
3.4 三氯蔗糖
三氯蔗糖化学名为4,1’,6’,-三氯-4,1’6’-三脱氧半乳型蔗糖，分子式为C12H19Cl3O8，是由英国和美国共同研制的一种白色粉末状产品，无异味、无吸湿性，对光、热、pH均很稳定，极易溶于水，并于1976年申请专利[10-11]。三氯蔗糖是以蔗糖为原料经氯代而制得的一种非营养型高倍甜味剂，其甜度可达蔗糖400~500倍，甜味纯正，接近于白糖[12]，是目前最优秀的功能性甜味剂之一。三氯蔗糖因其甜味高、性质稳定、储存期长、无热量和安全性高等优点被认为代表了目前高倍甜味剂研究的最高水平和发展方向[13]，我国卫生部也于1997年批准其作为食品添加剂使用。
三氯蔗糖对辛辣、奶味等有增效作用，对酸味、咸味有淡化效果[14]。其在口腔中的呈味部位与蔗糖稍有不同，蔗糖呈味于口腔的前部，而三氯蔗糖入口后方觉味甘，呈味于中部；蔗糖后味酸，而三氯蔗糖后味甘[15]。按食品《食品添加剂使用标准》规定可以用于饮料类（包装饮用水除外）、水果罐头、酱油、复合调味料，配制酒、冰焙烤食品等，最大使用量为0.25g/kg[16]。
由于三氯蔗糖具有安全性高、甜度高、化学性质和物理学性质稳定等特点，所以在食品领域和保健品领域方面应用广泛。另外，三氯蔗糖和其他甜味剂也经常复配使用，具有显著的增效作用，正是基于这些优点，三氯蔗糖是目前食品和医药领域应用的热点。
3.5 阿斯巴甜
阿斯巴甜在1965年被发现，它的甜度是蔗糖的180倍，又比一般蔗糖含更少的热量，因此也被广泛地作为蔗糖的代替品[17]。阿斯巴甜在高温或高pH值情形下会水解，因此不适用于高温烘焙食品，不过可藉由与脂肪或麦芽糊精化合提高耐热度。阿斯巴甜的味道同一般蔗糖的味道有所不同，其甜味与糖相比较，可延缓及持续较长的时间。阿斯巴甜会和其他较为稳定的甜味剂混合使用，例如甜蜜素，可以使甜味互补，协同增效。阿斯巴甜的优点是安全性高，是所有代糖中对人体安全研究最为彻底的产品；甜味纯正，具有和蔗糖极其近似的清爽甜味，无苦涩后味和金属味，是迄今开发成功的甜味最接近蔗糖的甜味剂；与蔗糖或其他甜味剂混合使用有协同效应，如加2%~3%于糖精中，可明显掩盖糖精的不良口感；与香精混合，具有极佳的增效性，尤其是对酸性的柑桔、柠檬、柚等，能使香味持久、减少芳香剂用量；蛋白质成分，可被人体自然吸收分解。阿斯巴甜的不足之处是对酸、热的稳定性较差，在强酸强碱中或在高温加热时易水解生成苦味的苯丙氨酸或二嗦呱酮不适宜制作温度150℃的面包、饼干、蛋糕等焙烤食品和高酸食品[18]。由于阿斯巴甜在人体胃肠道酶作用下可分解为苯丙氨酸、天冬氨酸和甲醇，所以不适用于苯丙酮酸尿患者，并要求在标签上标明“苯丙酮尿患者不宜使用”的警示。我国于1986年批准在食品中应用，常用于乳制品、糖果、巧克力、胶姆糖、餐桌甜味剂、保健食品、腌渍物和冷饮制品等。
3.6纽甜
纽甜是由美国人发明的一种新型的二肽类强力甜味剂，系属阿斯巴甜的衍生物[19]。纽甜是一种白色结晶粉末物质，约含4.5%的结晶水，其化学名为N-[N-（3，3-二甲基丁基）-L-α-天门冬氨酰]-L-苯丙氨酸1-甲酯，分子式为C2OH3ON2O5。纽甜的甜度约为蔗糖的6000~10000倍，甜味纯正[20-21]。纽甜是一种无热量的碳水化合物，对人体健康无不良影响，适用于所有人群，因此纽甜被认为是当前市面上最安全的无糖甜味剂。此外，纽甜的耐热性优于阿斯巴甜，故称之为耐热性阿斯巴甜。2002年，纽甜通过美国食品添加物审核，允许其应用在所有食品及饮料，欧盟也于2010年批准其应用[22]。我国食品添加剂卫生标准规定纽甜的使用范围为各类食品饮料，其限量均做了不同的规定。
纽甜作为非糖类物质，是目前国际上最安全的甜味剂。它参与代谢过程，但不会引起肥胖症和血压升高[23]。纽甜的众多优良特性给食品行业提供了广阔的发展空间，应用前景十分广阔。但是纽甜入口时甜度低，后甜明显，往往在复配时用量较低。只要加快纽甜的研究开发，探索新的合成路线，得到有自主产权的产品，将会带来巨大的社会效益和经济效益[24]。
4 总结
食品工业是全球基础产业，近年来，全球食品添加剂年贸易额约200亿美元，其中甜味剂占15亿美元。与此同时，食品安全也跃然成为全球的焦点问题，甜味剂作为食品行业重要的添加剂之一，对其安全性、检测方法应做更深一步研究。甜蜜素、糖精、安赛蜜，这3种非能量型甜味剂，虽然不产能，但是过量都会对人体器官造成损伤；纽甜、阿力甜、三氯蔗糖三者作为非能量型甜味剂既不能产生任何能量，又不会对人体造成任何伤害，因此今后要着重开发新一代非能量型的、且过量对人体不会造成伤害的甜味剂。

来源：食品安全导刊