人工甜味剂的应用及其对人体带来的影响

刘妍岭

(上海应用技术大学，上海 200235)

人工甜味剂是一类蔗糖替代物，它具有甜味，且不存在在于自然界中，人工甜味剂要么是完全由人工合成的，要么是天然物质提取物的二次合成产物[1]。人工甜味剂有两个基本特性：高甜度、无能量的产生，对控制体重和血糖有利。无能量的产生且能满足甜味需求的特性使得其十分受消费者的喜爱，因此它在食品和饮料等对甜味有需求的领域应用十分的广泛。1987年人们首次合成出了糖精(SAC)，这是人们发现的第一种人工甜味剂，经过多方检测后它的应用逐渐规模化，此后越来越多种的人工甜味剂在各个国家获得批准使用[2-3]。

人工甜味剂在食品饮料中多有应用。我们常饮用的蒸馏酒中便有人工甜味剂的使用，蒸馏酒中常用的人工甜味剂有甜蜜素、糖精、安赛蜜、阿斯巴甜等[4]。再比如受到广泛应用的人工合成甜味剂——三氯蔗糖，我们喝咖啡、无糖饮料时常用到的代糖中主要产生甜味的物质便是三氯蔗糖，我们常食用的酱腌菜中有三氯蔗糖的身影，三氯蔗糖也常被应用到一些快消类产品如饮料、乳制品和罐头的生产中以赋予产品目标甜味。

那么人工甜味剂的食用会对人体带来什么样的影响呢？有研究表明代糖化合物会刺激大脑，增加人的饥饿感，低热量的人工甜味剂虽然能够让人从食品中摄入糖分减少，但其能刺激食欲的性质会导致人从其他途径摄入的热量超标。美国有研究发现人工甜味剂的摄入会增加中风和痴呆的风险。还有研究表明一天饮用多杯无糖饮料(使用人工甜味剂的代糖饮料)的志愿者，患2型糖尿病的风险较不喝饮料的志愿者成倍的增加。

1 人工甜味剂的应用

在讨论人工甜味剂前，我们需要了解良好甜味剂的典型代表——蔗糖。良好的甜味剂需要满足三个特点，分别是甜味纯正、能够快速达到最高甜度、甜味能够迅速消失，蔗糖作为一种天然存在的双糖，能够满足以上良好甜味剂的所有特点，它是一种非常良好的天然甜味剂，存在广泛且用量很大，甜味醇正，我们对它的甜味很熟悉，故常用它与人工合成甜味剂进行比较，以判断人工甜味剂的品质。

人工甜味剂作为低热量或无热量的高强度蔗糖替代物，其甜度极高，能够达到天然蔗糖的几百倍甚至上千倍，在饮品食品中仅需少量添加便能获得与蔗糖同样的口感[6]，这样的性质使得人工甜味剂的使用极为广泛。人工甜味剂的种类很多，按照各国的不同标准，批准在当地使用的甜味剂各国各有差异，糖精、甜蜜素、安赛蜜、阿斯巴甜、三氯蔗糖等则是在我国获得批准允许使用的主要几类人工甜味剂。

其中糖精和甜蜜素是两种有很长一段时间使用历史的甜味剂。邻苯甲酰磺酰亚胺俗称糖精，它的甜度约是蔗糖的300～500倍。环己基氨基磺酸钠俗名甜蜜素，相较糖精它的甜度较差，大约是蔗糖的30～40倍。糖精和甜蜜素对人体均无任何营养价值只起提供甜味的作用，并且其呈味特性并不算好，两者若控制不好使用量都会有明显的苦味。20世纪70年代，美国科学家发现糖精可能会导致膀胱癌，随后美国FDA便提出了禁用糖精法案[7]。在随后的研究发现中，糖精被划为致癌物，且过量的摄入会造成生命危险。我国的相关法律规定禁止糖精在婴幼儿食品中的使用，因为婴幼儿的排毒代谢能力较差，长期食用会造成不可逆转的伤害。甜蜜素在大量的实验中同样被证实对人体有危害性，虽不致癌。国家已有严格的规定限制两者在生产时的用量。即使已被证实能造成健康危害，两者的使用仍旧广泛，主要原因是其低廉的价格，糖精和甜蜜素的生产历史悠久，其生产工艺已十分成熟，我国每年的产量能达到几万吨，其生产成本低产量大价格低廉，常被应用在一些成本较低的食品中，典型的如白酒。

阿斯巴甜是高品质且强力的典型人工甜味剂，它的产量大应用范围广，全世界共有一百多个国家批准使用[7]。不同于糖精和甜蜜素，阿斯巴甜没有异味，其甜味特征与蔗糖非常接近但稍有不同，它的甜味在嘴里能够留持更久。且阿斯巴甜的安全性经大量的使用实验证明是非常明确的，它是一种蛋白质成分，能够被人体分解吸收。但正因其是蛋白质成分，它的使用有限制，蛋白质受热易分解，阿斯巴甜的热稳定性较差，不能够在需要高温制作的食品中使用。阿斯巴甜常用于饮料的制作中，可口可乐公司曾经成功的推出过一款低能量型健怡可乐，而阿斯巴甜正是能够推出这款高品质产品的重要作用物质，在整个欧洲市场健怡可乐销量占可口可乐销量的30%～40%[7]。

三氯蔗糖的生产原料是蔗糖，通过氯化衍生等过程可以从蔗糖中得到三氯蔗糖，其甜度非常强，能够达到蔗糖的600倍。由于结构原因，三氯蔗糖与阿斯巴甜不同，它的性质很稳定，几乎能够适用于任何物质的生产过程，不易分解，热稳定性好，甜味不会受到温度的影响。且三氯蔗糖无任何异味，其甜度几百倍强于蔗糖，但甜味特征非常接近蔗糖，是目前为止甜味最接近蔗糖的人工合成甜味剂[7]。三氯蔗糖自1995年被我国政府批准使用，但刚开始它的应用并不广，因为它的使用成本较高，由于这个原因三氯蔗糖起初在我国使用规模较小，主要应用于少数高档食品。但随着生产技术的发展，现今三氯蔗糖在我国的年生产量已能达到上万吨，它的使用成本大大的降低了，故三氯蔗糖现如今已经成为非常常用的人工甜味剂。从目前市场情况来看，三氯蔗糖已经应用在超过500种食品的生产中，包括碳酸饮料、酒品、果蔬、罐头、焙烤食品、腌渍食品与乳制品等等[8]。比如我们熟知的可口可乐、百事可乐等碳酸饮料，都已经推出以三氯蔗糖为甜味剂的低热量代糖系列产品[8]，可见三氯蔗糖在市场中的应用非常广泛。

一些食品及饮料中也常使用人工甜味剂。其中常应用于蒸馏酒的人工甜味剂有四种，分别为：糖精、甜蜜素、安赛蜜、阿斯巴甜[4]，蒸馏酒中常添加这些人工甜味剂以改变风味。三氯蔗糖也常应用在我们日常食用的酱腌菜中，市场上的酱腌菜中能够检测到三氯蔗糖的存在，利用液相色谱质谱联的方法(LV-MS)能够检测酱腌菜中三氯蔗糖的含量，可发现在各式酱腌菜中都有不同剂量三氯蔗糖的存在[9]。

2 人工甜味剂对人体带来的影响

人们对待食品中添加剂的安全性的态度一向严谨，为了保障安全性，自从人工甜味剂开始大量使用以来，国内外科学家便从未停止过对于人工甜味剂安全性的研究。已有大量的相关研究表明人工甜味剂的食用对人体多多少少会带来一些不好的影响。

人工甜味剂并非看上去的那么无害。英国帝国理工学院的学者通过调查研究发现,喝无糖饮料(使用人工甜味剂赋予甜味)并不想我们想的那样对身体健康更有益处，而喝无糖饮料能减肥的说法根本无科学依据，仅仅是广告噱头，且过多的摄入无糖饮料还会对身体健康产生影响[10]。研究表明，无糖饮料中使用的人工甜味剂可能会刺激食欲，虽然人工甜味剂本身能量极低或不含能量，但它能刺激脑部增加人体的饥饿感，让大脑认为已摄入的糖分没有办法满足生理需求，从而从其他渠道更多的摄入糖分，这会导致人体的糖分摄入量超出需求量。悉尼大学也做过相关研究，研究人员让果蝇和小鼠摄入含有三氯蔗糖的食物，对比摄入不含三氯蔗糖事物的小鼠和果蝇，他们发现，这些含有三氯蔗糖的食物会让大脑奖赏中枢出错，最终导致实验对象摄入的热量远远超出了自身的需求量[11]。通过这些实验我们可以发现，低热量的人工甜味剂虽然能够让人少从食物饮料中摄入糖分，但其能刺激食欲使人过度摄入热量的性质，会导致人从其他途径摄入的热量超标。

摄入过多的含人工甜味剂的代糖产品或增加患中风与痴呆的风险。《中风》杂志曾收录过一篇来自美国心脏协会的研究文章，称如果每天喝人工甜味剂饮料，可使中风与痴呆的风险增加三倍。研究人员分别开展了中风和痴呆与代糖饮料(使用人工甜味剂)的研究。他们分别在中风研究和痴呆研究中，分析了几千名中风与痴呆高风险患者(较高龄人士)的数据。研究项目要求参与者填写一些与他们饮食习惯的问卷，研究人员在之后七年里不同的时间点审查这些信息，并跟踪参与者未来十年的健康状况，观察这期间患中风和痴呆的人，然后分析其患病的原因，比较促成这些健康问题的原因与参与者中患病人群的饮食习惯，做出患病的风险分析。该研究发现，与一周喝一次含人工甜味剂饮料的人相比，每天喝一杯人工甜味剂饮料的人更容易患中风和痴呆症[12]。悉尼大学的该项研究其实并没有指出人工甜味剂的食用与患中风和痴呆症之间的直接联系，只是做了一个风险分析，但该结果足以提醒人们应该谨慎食用人工甜味剂。

无糖饮料摄入过多会增加患2型糖尿病的风险。糖尿病在全球的患病率都较高，这与饮食习惯有关也与遗传因素有关。糖尿病主要分为三种类型，其中2型糖尿病患者的数量是最多的，2型糖尿病多发于成人，预计在2025年，全球糖尿病患者的数量将高达3亿，其中2型糖尿病患者的数量占85%[10]。2型糖尿病由于多种原因导致体内胰岛素分泌不足或者人体无法有效的利用胰岛素，由此导致人体内血糖升高，如果血糖长期处于一个偏高的状态不处以控制会引起多种并发症，对人的健康会造成很大的危害。曾有针对人工甜味剂与患2型糖尿病风险之间的关系的研究，该研究比对了相同摄入量下，无糖饮料(使用人工甜味剂作为代糖)和含糖饮料引起患2型糖尿病的风险，以及不喝饮料和喝含糖饮料患病的风险。研究发现，每天喝一杯200 mL含糖汽水，罹患2型糖尿病风险增加21%；而每天喝一杯无糖汽水，患病风险增加18%。一天饮用两杯及以上甜味饮料的志愿者，罹患2型糖尿病的风险是不喝饮料志愿者的2.4倍。一天喝下5杯甚至更多无糖饮料的志愿者，罹患2型糖尿病的风险增加4.5倍[11]。我们可以得出结论，摄入含糖饮料会增大患2型糖尿病的几率，并且使用人工甜味剂作为代糖的无糖饮料并不能降低患2型糖尿病的几率，反而会使得风险变大。对于人工甜味剂增加患2型糖尿病风险的机理，与机体对葡萄糖的吸收能力有关，人工甜味剂如三氯蔗糖，其本身不具有毒性，但进入人体消化系统以后可能会使得肠道接收功能紊乱，从而导致人体对葡萄糖吸收的增加，增加了患2型糖尿病的风险[5,13]。另外，还有研究发现人工甜味剂的一种——三氯蔗糖，可能会干预肠内细菌与消化酶，从而导致肠炎症(inflammatory bowel disease，IBD)[5,14]。对于糖尿病患者来说，食用添加人工甜味剂的产品以少摄入糖分的方式获得甜味，虽然看上去明智，但其实并不是个很好的选择，要获得甜味还是应该在控制量的情况下，尽可能地选择如甜叶菊苷一类的非糖类天然甜味剂。

三氯蔗糖是一种公认的安全食品甜品添加剂，已有大量的研究证明适量的食用对人体健康是安全的。研究人员做了多方测试来检验三氯蔗糖的安全性，包括毒性、致癌性、生殖健康、肾脏健康、大脑健康和血液健康、儿童健康和营养等[15]。通过多方研究我们可以确定三氯蔗糖的食用对人体是安全的，包括身体解毒排毒能力较差的孕期妇女、哺乳期妇女以及儿童。但仍有研究发现三氯蔗糖的摄入可能会干预肠内细菌与消化酶，从而导致肠炎症(inflammatory bowel disease，IBD)[5,14]，这其实也与摄入量有关，所以为了进一步保障安全，各国组织对三氯蔗糖的摄入量有严格的要求。联合国粮农组织和世界卫生组织下的食品添加剂联合专家委员会经过多次环境和安全研究，在1990年确定三氯蔗糖的每日允许摄入量为每千克15 mg。美国制定的安全限量更低，是每天每公斤体重5 mg[15]。三氯蔗糖虽然已被证实对人体安全，但它对环境产生一定的影响，已被规定为一种新兴污染物质，有着极强的难降解性，难以被生物体代谢掉也难以被普通的污水处理系统处理掉，它排放到水生环境中，会对生态平衡产生破坏，对一些物种的生活习性产生影响。

3 结语与展望

在这个工业发展迅速的时代，人工甜味剂有巨大的使用价值和商业价值，几乎是我们生活中必不可少的物质之一，它的应用十分广泛。且人们对于健康生活的关注度不断提高，无糖饮料和代糖添加物逐渐流行，高甜度且低能量的人工甜味剂已引起了人们的高度关注。但已有研究发现人工甜味剂并非像它看上去那么无害，它的使用会带来很多后果，长期或过量使用可能会对人体健康产生一些不好的影响，甚至会增加患病的风险，我们应该谨慎地选用人工甜味剂。科技在进步，针对人工甜味剂的研究也在加进，相信有一天我们一定能够研发出品质更加优良的人工甜味剂。