阿斯巴甜的毒性及其合成影响因素的研究进展

王子涵，李喜泉，杨巍巍

（1.沈阳医学院公共卫生学院食品质量与安全专业2016级，辽宁 沈阳 110034；2.营养与食品卫生学教研室）

阿斯巴甜作为一种重要的甜味剂，被广泛应用于药剂加工和食品加工中，其安全性非常重要。但阿斯巴甜在使用中存在致癌、导致免疫力低下、诱发脑瘤等安全隐患问题［1］。虽然市场上部分甜味剂已由阿斯巴甜更换成果葡糖浆等安全性相对较高的甜味剂，但其应用仍十分广泛，尤其过量使用，可能会影响人们的生命安全。本文就阿斯巴甜的致癌性、神经毒性等毒性作用，及其合成影响因素等方面进行综述。

1 阿斯巴甜的概况

1．1 阿斯巴甜的性质 天门冬酰苯丙胺酸甲酯俗称阿斯巴甜，化学式为C14H18N2O5，在室温下以白色粉末的状态存在，是一种天然功能性低聚糖，甜度高、不易潮解、不致龋齿，糖尿病患者可食用［2-3］。阿斯巴甜因其热量极低，又具有较高的甜度，可添加于饮料、药制品或无糖口香糖中作为糖替代品［3］。1 g的阿斯巴甜大约可释放约4 186 kJ/kg的热量，而且2．8 mg/dl的阿斯巴甜就可以让人感觉到甜味，故可以忽略少量阿斯巴甜所产生热量［2］。

1．2 阿斯巴甜的稳定性 阿斯巴甜在高温或较高pH值下不稳定，易水解，所以不宜用于高温处理的食品［2］。阿斯巴甜半衰期可达300 d，在pH为3～5的环境中最为稳定；当pH为7时，半衰期仅有几天［4］。阿斯巴甜的甜味特性与蔗糖有所不同，比蔗糖的甜味更为持久，且食用后不会有苦后味或金属异味，而且阿斯巴甜在人体内可迅速代谢分解为天冬氨酸、苯丙氨酸和甲酯，甲酯含量极低，代谢快，可被人体快速吸收，不易检测［2］。

2 阿斯巴甜的毒性

2．1 致癌性 20世纪70年代到20世纪90年代间，美国人群脑瘤发病率明显升高，有学者通过美国流行病学资料得出阿斯巴甜会增加脑瘤的发生率的结论，认为美国人群脑瘤发生率显著增高与美国FDA批准阿斯巴甜进入市场直接相关［5］。此结论受到了很多科学家的质疑，有研究人员将脑瘤患者和正常人群进行病例对照研究，发现阿斯巴甜与脑瘤发病率无关［5］。在法国，阿斯巴甜进入市场后，研究者对在1980至1997年的人群脑瘤的发病情况进行分析，并未发现阿斯巴甜可导致脑瘤增加的趋势［5］。Renwick等［6］在1991至2004年通过采集病例，进行各种数据之间的对照与分析，得出阿斯巴甜的摄入量与其脑癌发病率呈正相关。但此结论随即被美国FDA否认，2007年4月20日FDA发表观点，认为阿斯巴甜并不具有长期致癌性，人们长期食用阿斯巴甜是安全的［1］。世界卫生组织下属的食品添加剂联合专家委员会（JECFA）和欧盟食品安全局（EFSA）对其安全性进行评估，以动物做实验推算出体重在60 kg左右的正常健康人群每日摄入2．4 g阿斯巴甜，并不会因此致癌［7］。但此结果仅对于动物，是否会对人类致癌，科学依据还太少，无法得出会致癌的定论。

2．2 神经毒性 目前，研究方向多侧重于阿斯巴甜的神经毒性作用。阿斯巴甜的代谢产物之一苯丙氨酸，在通过血-脑屏障时可能与其他大分子的中性氨基酸竞争，改变脑部原有氨基酸比值，进而干扰神经递质的传递［8］。Koehler等［9］对门诊患者的随机双盲安慰剂对照试验研究发现，阿斯巴甜的摄入可能增加患者偏头痛的发生率，或延长病痛持续时间。杜一等［10］探究了阿斯巴甜对小鼠学习记忆的影响，实验中雌雄小鼠随机交配得到幼鼠，从怀孕开始至幼鼠断奶，实验组母鼠进行阿斯巴甜灌胃，对照组则使用蒸馏水灌胃；对40 d龄幼鼠进行Morris水迷宫实验，结果发现，实验组幼鼠的起始潜伏期明显高于对照组，说明阿斯巴甜降低了幼鼠的空间学习能力；实验组幼鼠经过平台次数明显少于对照组，在平台停留时间明显短于对照组，说明阿斯巴甜降低了幼鼠的空间记忆能力，以上结果表明，孕期和哺乳期食用阿斯巴甜对幼鼠学习、记忆能力均有影响，阿斯巴甜及其代谢产物可能通过血胎屏障，影响脑功能。

黑腹果蝇作为神经科学领域常用的模式生物之一，其神经中枢兴奋传导系统的主要组成部分为胆碱能神经元，离子通道为神经元细胞膜表面的重要单位，对维持细胞膜表面正常形态和信号传导等功能起重要作用［11］。钙离子通道为基本离子通道之一，其与中枢高级活动有关。王琦等［11］通过对不同浓度药物添加后钙电流特征值的比对分析，探究了阿斯巴甜对果蝇中枢神经系统的影响，发现摄入阿斯巴甜可显著降低微小兴奋性突触后电流（mEPSCs）的频率，但对mEPSCs的幅值没有影响；高浓度阿斯巴甜还可显著降低钙电流峰值和瞬时电流密度，这从侧面证明阿斯巴甜对中枢神经系统有一定的影响，这也可能是阿斯巴甜引起偏头痛和影响学习记忆的生物学机制之一。但由于神经系统中突触信号的传递过程及机制非常复杂，对阿斯巴甜在神经中枢的作用机制仍需深入研究。

3 阿斯巴甜合成影响因素

3．1 乙醇溶剂对阿斯巴甜的影响 有研究表明，阿斯巴甜在水中溶解度一般较小，约为1%（25℃），但随着溶剂中乙醇含量的不断增加，阿斯巴甜的溶解度也逐渐上升，当阿斯巴甜在乙醇水溶液中溶解度到达峰值时，随着乙醇继续加入，阿斯巴甜溶解度会逐渐降低［12］。

3．2 温度对阿斯巴甜的影响 常温下配置相同甜度的阿斯巴甜溶液和白砂糖溶液，密封并分别用不同的温度加热30 min，进行感官评价，判断加热是否对阿斯巴甜溶液甜度产生影响。在100℃到120℃之间平均取5组温度作为阿斯巴甜测量温度，发现随着温度的升高，阿斯巴甜的甜度逐渐下降，高至120℃时，阿斯巴甜的甜度趋近于零，此结果也从一定程度上证明了阿斯巴甜在高温条件下不稳定，应避免高温条件下存放［13］。

4 阿斯巴甜甜度的影响因素

研究表明，聚合度为7的β-环糊精可与阿斯巴甜自发结合并显著提高其甜度［14］。韩雪［15］探究了阿斯巴甜在羧甲基纤维素钠（CMC-L）和海藻酸钠（SA）两种阳离子水溶胶体系中的甜度变化，结果表明CMC-L可明显降低阿斯巴甜的甜度，且CMC-L的浓度与其对阿斯巴甜感官甜度的抑制作用呈正相关，而SA对甜度无任何影响，随后研究人员通过人工甜味受体模型探究其作用机制，发现CMC-L和SA两种阳离子水溶胶均可降低阿斯巴甜与受体的相互作用，且随着CMC-L浓度的增加，CMC-L可明显抑制甜味分子的扩散并降低水的流动性，影响阿斯巴甜羧基离子对的形成，而SA则可以促进甜味分子的扩散，消除离子对形成时对阿斯巴甜甜度的影响，进而在一定程度上导致了CMC-L和SA对阿斯巴甜甜度变化的感官差异。对于非离子水溶胶而言，徐淑臻等［16］以瓜儿豆胶和刺槐豆胶探究其对阿斯巴甜甜度的影响，发现这两种水溶胶对阿斯巴甜甜度的抑制作用与其浓度呈正相关，且高于临界浓度C*时，抑制作用更加显著。

综上所述，阿斯巴甜作为人工合成甜味剂之一，由于其高甜度、低热量、不易引起蛀牙等特点成为糖尿病患者、肥胖者、老年人等特殊营养消费群体的最佳糖替代品之一。虽然FDA做出阿斯巴甜可安全使用的声明，但并没有确切实验说明阿斯巴甜与偏头痛、癌症等疾病毫无联系，还需进一步研究探讨。因此为确保安全，在日常生活中，不建议长期过量摄入阿斯巴甜。