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什么是甜味劑

(資料圖)

作者：筋斗云

校稿：朝乾 / 編輯：板栗

5月15日，世界衛(wèi)生組織發(fā)布了一份關(guān)于非糖甜味劑的新指南，建議公眾不要用非糖甜味劑來控制體重或降低非傳染性疾病風(fēng)險。

使用非糖類甜味劑：WHO 指南▼

非糖甜味劑是代糖的一種。代糖包含多種食品添加劑，分類比較復(fù)雜。按照其能否提供能量，大體分為營養(yǎng)性代糖和非營養(yǎng)性代糖兩類。而世界衛(wèi)生組織的指南特指的是后者。

世界衛(wèi)生組織指出，使用非糖甜味劑在降低成人或兒童體脂方面沒有任何長期益處。長期使用非糖甜味劑可能存在潛在不良影響，如增加2型糖尿病、心血管疾病患病率和成人死亡率的風(fēng)險。

喝得是無糖闊落么？

（圖：圖蟲創(chuàng)意）▼

事實上，在酸、甜、苦、咸四種基本味中，甜味可以說是人類最喜歡的味覺刺激。長期以來，人們一直通過攝入糖分來品嘗甜味?？墒?，過量攝入糖分，可能導(dǎo)致糖尿病等一系列健康問題。于是，人類發(fā)明了一系列甜味劑來代替糖。

很早以前人們就已經(jīng)認(rèn)識到了甜味劑的“美妙”

（1900 雷姆·弗里茨）（圖：wiki）▼

我們在品嘗糖或其他甜味劑時，為何帶給我們的甜甜的味覺體驗?zāi)兀渴聦嵣?，甜味?strong>甜味劑與甜受體之間以一種特殊方式相互作用的結(jié)果。

其實我們品嘗到甜味的這個過程十分復(fù)雜

（參考：wiki）▼

要解釋甜味的產(chǎn)生，需要涉及到甜味劑、甜受體的化學(xué)結(jié)構(gòu)和生理基礎(chǔ)，甜味劑與甜受體的相互作用機(jī)理。

有關(guān)感受味覺受體的生理基礎(chǔ)中，“舌頭味覺分布圖”是一個廣為流傳的說法，即舌頭上感受酸、甜、苦、咸的受體位于不同的區(qū)域，舌尖對甜味最敏感，舌根對苦味最敏感，舌的兩邊則對咸味和酸味最敏感。

現(xiàn)在被廣泛承認(rèn)的味道除了酸、甜、苦、咸，還多了鮮味

（參考：shutterstock）▼

但實際上，這個說法是錯誤的。這一“舌頭味覺分布”起源于20世紀(jì)初發(fā)表的一篇德國論文的誤譯。德國科學(xué)家大衛(wèi)·哈尼格（David Pauli H?nig）發(fā)現(xiàn)，舌頭周圍的四種基本口味（酸、甜、苦、咸）的閾值有微小的差異。

其實每一個味蕾都能嘗到五種味道，只是敏感度有差異

（味蕾 參考：shutterstock）▼

多年后，美國心理學(xué)家埃德溫·波林（Edwin Garrigues Boring）重新查看了哈尼格的數(shù)據(jù)，但他繪制了閾值的倒數(shù)（即1/閾值）作為敏感性的度量。結(jié)果顯示，舌尖對甜味的敏感度最大，舌根對苦味的敏感度最大。而且波林沒有在他的圖上標(biāo)注縱坐標(biāo)，這讓人們沒有意識到，圖中顯示的敏感性差異其實非常小。

單看埃德溫·波林的圖確實很有誤導(dǎo)性

（圖：Edwin Garrigues Boring）▼

后來學(xué)者重復(fù)了哈尼格閾值的測定部分并進(jìn)行了擴(kuò)展

繪制出來閾值的對數(shù)作為敏感性的度量的新圖表

可以看到對不同味覺的感知差異不顯著

（圖：Virginia B. Collings）▼

最終，人們誤將這細(xì)微的敏感性差異解釋為沒有感覺，于是“舌頭味覺分布圖”就誕生了?，F(xiàn)代數(shù)據(jù)證實，在有味蕾的地方，所有四種味覺都能被感知到。

甜味劑的結(jié)構(gòu)最廣泛接受的理論是AH-B理論。早在20世紀(jì)60年代，科學(xué)家提出，甜味產(chǎn)生的原因是甜味分子AH-B系統(tǒng)與甜受體的AH-B系統(tǒng)進(jìn)行氫鍵結(jié)合，形成雙氫鍵復(fù)合結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生甜味刺激。

AH-B理論模型

（圖：Shallenberger R. & Acree）▼

后來的甜味劑的結(jié)構(gòu)理論多是建立在AH-B理論的基礎(chǔ)上，如著名的多點(diǎn)結(jié)合甜味理論。

多點(diǎn)結(jié)合甜味理論認(rèn)為，人體甜味蛋白受體最少包含8個基本的識別部位，這些識別部位與甜味分子相應(yīng)的結(jié)合部位發(fā)生相互作用，從而產(chǎn)生甜味刺激。甜味劑-甜受體相互作用理論的產(chǎn)生，促進(jìn)了甜味劑的發(fā)展。

甜味劑分子與蛋白質(zhì)受體擬合得越好

相互作用越大，甜味刺激越大

（味覺受體與葡萄糖 圖：wiki）▼

自20世紀(jì)60年代發(fā)現(xiàn)阿斯巴甜以來，已經(jīng)有大量的甜味劑已經(jīng)被研發(fā)。

甜味劑的分類方法有很多：根據(jù)來源，甜味劑可以被劃分為“天然甜味劑”和“人工甜味劑”；根據(jù)可提供的熱量，甜味劑可分為“營養(yǎng)型甜味劑”和“非營養(yǎng)型甜味劑”。

人工合成的甜味劑由于甜度高，添加量極少

所以幾乎都是非營養(yǎng)型的▼

蔗糖屬于營養(yǎng)型甜味劑，現(xiàn)在常用的替代蔗糖的甜味劑（代糖）有糖醇、高效甜味劑等。高效甜味劑多是人工甜味劑,也被認(rèn)為是非營養(yǎng)型甜味劑，如糖精、三氯蔗糖和阿斯巴甜等。

這些甜味劑比蔗糖、玉米糖漿和果汁等高熱量的甜味劑有更高的甜味，可在非常低的濃度下激活甜受體，因此添加量較少，幾乎不提供熱量。

阿斯巴甜比一般的糖甜約200倍，常用在無糖飲料中

與它相似的紐甜則常用在麥片中

（圖：wiki）▼

糖醇類甜味劑大多是天然甜味劑，如赤蘚糖醇、木糖醇、甘露糖醇等。糖醇類甜味劑的甜度沒有那么高，如赤蘚糖醇的甜度為蔗糖的0.6~0.8，木糖醇的甜味也不過是和蔗糖等同。

但是，糖醇類在熱量上的表現(xiàn)是有區(qū)別的，如赤蘚糖醇被認(rèn)為是0kcal/g，木糖醇為2.5~3kcal/g（蔗糖一般為4kcal/g），算是一種低熱量的甜味劑。

但由于糖醇甜度不高，添加量較大

其帶來的熱量還是不能算太低

（參考：wiki）▼

利用成分來改善食品的營養(yǎng)狀況是食品行業(yè)新產(chǎn)品研發(fā)的主要驅(qū)動力之一，這也為人們開發(fā)新的健康食品提供了新方向。食品企業(yè)在研發(fā)的新產(chǎn)品中貼上了“無糖”“不添加糖”“低熱量/零卡”等標(biāo)簽，以吸引人們購買。

無糖食品是否真的那么健康呢

（圖：flickr）▼

目前，許多食物中含有代糖，包括飲料、冰淇淋、酸奶、口香糖、巧克力、果醬和巧克力。而關(guān)于代糖對身體健康的優(yōu)缺點(diǎn)一直有很多爭論。

目前，關(guān)于代糖優(yōu)點(diǎn)的討論多集中于糖醇類甜味劑。

一些糖醇類甜味劑對口腔健康是有益處的，這一點(diǎn)已經(jīng)得到了廣泛的認(rèn)可。口腔微生物不能發(fā)酵這些化合物，不會導(dǎo)致酸性的口腔環(huán)境，因此不利于牙菌斑和齲齒產(chǎn)生。

很多口香糖中就添加了木糖醇

（圖：flickr）▼

糖醇類甜味劑的特點(diǎn)是低血糖反應(yīng)和低胰島素反應(yīng)，它們還與脂肪生成抑制和降低胰島素生成有關(guān)。因此，糖尿病患者可以食用含有糖醇的產(chǎn)品。

一些糖醇對腸道健康也是有益處的，有利于對胃腸道菌群生長。糖醇在腸道中發(fā)酵產(chǎn)生的丁酸，是腸黏膜的能量來源，也被認(rèn)為會減緩癌細(xì)胞的生長。

腸道其實是人體最大的免疫器官

（小腸絨毛橫截面 圖：wiki）▼

而關(guān)于代糖缺點(diǎn)的討論大多是關(guān)于人工甜味劑。

目前，人們大攝入含人工甜味劑最多的食品是軟飲料。雖然人工甜味劑的熱量很低，但是研究表明，人工甜味劑在生理上并不是惰性的。其可能通過不同的外周和中樞機(jī)制影響進(jìn)食和代謝。

應(yīng)該不只有我一個人不喝白水只喝“甜水”吧

（你是否也“甜水”上癮了呢 圖：圖蟲創(chuàng)意）▼

一些研究表明，長期人工甜味劑攝入與體重增加、代謝綜合征和Ⅱ型糖尿病之間呈正相關(guān)關(guān)系。

人工甜味劑對腸道微生物群也有一定的影響。人類和嚙齒動物的腸道微生物群優(yōu)勢和共生細(xì)菌門，只有厚壁菌門、擬桿菌門、放線菌門和變形菌門。這些腸道微生物群影響宿主的重要生理功能，特別是免疫系統(tǒng)和膳食營養(yǎng)物質(zhì)的代謝。

動物研究表明，由糖精、三氯蔗糖和阿斯巴甜組成的人造甜味劑會改變腸道微生物群。食用三氯蔗糖和營養(yǎng)性甜味劑的混合物，減少了共生細(xì)菌的數(shù)量。這些腸道微生物群的變化與在Ⅱ型糖尿病患者、肥胖個體中的發(fā)現(xiàn)是一致的。

還能不能快樂了

（圖：shutterstock）▼

因此科學(xué)家認(rèn)為，人工甜味劑引起的這些變化也可能與胰島素抵抗、肥胖等疾病有關(guān)。如果持續(xù)攝入人工甜味劑，就會影響腸道微生物群的組成，可能導(dǎo)致一些不良影響。

當(dāng)然，大量研究主要是在動物模型中進(jìn)行的，動物研究的發(fā)現(xiàn)很難推斷到人類身上。關(guān)于這些發(fā)現(xiàn)，在與人類有關(guān)的試驗中還沒有足夠的證據(jù)。

我的快樂又回來了？

（圖：flickr）▼

事實上，糖醇類甜味劑也會產(chǎn)生一些人體不適應(yīng)的情況。

糖醇類甜味劑低熱量的原因是其消化吸收慢或不完全吸收。它們通過被動擴(kuò)散被吸收，并且它們在小腸中的攝取速率隨著其分子質(zhì)量的增加而減少，因此會升高腸道內(nèi)的滲透壓，使腸道細(xì)胞內(nèi)的水分因外部高滲透壓而滲出。

這些多余的水分就會導(dǎo)致大便變稀，形成滲透性腹瀉。這種腹瀉方式和乳糖不耐受產(chǎn)生的腹瀉是類似的。

許多月餅中就有使用糖醇

腸胃不好的人吃多了容易竄稀

（圖：圖蟲創(chuàng)意）▼

快樂都是嘴巴的，腸道只能默默承受快樂的“副作用”

（研究糖醇導(dǎo)致腹瀉的動物實驗圖：shutterstock）▼

有些糖醇如甘露醇，可在腸道中發(fā)酵，會導(dǎo)致脹氣。這些腹瀉和脹氣等情況取決于一個人的耐受性，人們可以通過定期食用來提高耐受性。

每一種食品成分的應(yīng)用，都要考慮它們的安全性、生產(chǎn)特性和口味?，F(xiàn)在，糖醇類甜味劑已經(jīng)成為了代糖應(yīng)用方面的寵兒，尤其是赤蘚糖醇。

赤蘚糖醇甜度不低且熱量幾乎為零

算得上糖醇里的佼佼者了

（圖：wiki）▼

赤蘚糖醇在小腸內(nèi)的吸收率較高。而且，赤蘚糖醇不在腸道中發(fā)酵，可在24小時內(nèi)完整地通過尿液排出，也就不會有腹瀉情況的發(fā)生。

糖醇不只是賦予食品的甜味，其滲透性、體積、吸水性、結(jié)晶性等均在食品加工中有所應(yīng)用。另外，其在口感上還會帶來一種清涼的感覺。

牙膏和化妝品里也有赤蘚糖醇的身影

（圖：flickr）▼

與人工甜味劑不同，所有的糖醇都可以在體積上以1:1的比例替代糖或果葡糖漿。糖醇的吸水性使其有多種應(yīng)用。

例如，山梨醇或木糖醇可以幫助保持水分；而甘露醇具有很低的吸濕性，可以作為口香糖的除塵粉，防止口香糖粘在工業(yè)設(shè)備和包裝紙上；山梨醇等可溶性糖醇可防止結(jié)晶，會增加產(chǎn)品的光滑度，多用于糖漿和果醬中。

身兼多職的糖醇可以說是甜味劑里的多面手了

（圖：壹圖網(wǎng)）▼

糖醇在較大范圍的溫度和pH內(nèi)是穩(wěn)定的，且不會發(fā)生焦糖化或發(fā)生美拉德反應(yīng)，可用于不希望產(chǎn)生變色反應(yīng)的產(chǎn)品上，并提高產(chǎn)品的保質(zhì)期。

能烤出焦黃得恰到好處的面包的方法找到了

（圖：flickr）▼

有人總結(jié)認(rèn)為，糖醇類甜味劑大概只有兩個缺點(diǎn)：引起腹瀉，價格昂貴。

除去營養(yǎng)、安全、加工特性等方面，到目前為止，人們尚未發(fā)現(xiàn)一種在口味上能夠完全取代蔗糖的甜味劑。

誰能拒絕這一口紅糖糍粑呢

（圖：圖蟲創(chuàng)意）▼

應(yīng)用型學(xué)科的發(fā)展要建立在基礎(chǔ)學(xué)科之上。想要有更多甜味劑的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，還是要回到前文提到的甜味劑和甜受體相互作用的理論，要等到弄清楚甜受體蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)才可以。

一個題外話，對于我個人來說，就喝不慣代糖的飲料，感覺有一種明顯的后甜味，口感上也差一些。不過有的人好像感受不出代糖飲料和蔗糖飲料口感上的區(qū)別。不知各位讀者對此感受是如何？

參考資料：

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