甜味物质应用进展及风险评价

高 飞，李艳如，2，杨 畅，3，季慧苹，李洪亮，2

（1. 内蒙古蒙牛乳业（集团） 股份有限公司，内蒙古呼和浩特011500；2. 内蒙古自治区乳品与奶牛繁育生物工程技术企业重点实验室，内蒙古 呼和浩特 011500；3. 蒙牛高科乳制品（北京） 有限责任公司，北京 101100）

0 引言

糖的摄入不仅能满足机体对能量的需求，同时会激活大脑中的愉悦及奖赏系统，引起愉悦、满足等正面情绪[1]，然而过量食用糖会对健康产生很多负面影响。有研究表明，游离糖的摄入会导致人体总能量摄入过多，降低高营养形式能量的摄入，从而导致胰岛功能紊乱、心脑血管疾病、情感障碍、高血压等疾病[2-4]；使用超过人体需要的含糖食品还会导致过多能量在体内蓄积，逐渐转化成脂肪而导致人体肥胖[5]。因此，科学家不断开发传统糖的替代物，以满足人对甜的渴望而又不引起血糖和胰岛素的明显变化[6]。

此外，随着消费者健康意识日益增强，越来越多消费者开始重视饮料中的糖含量，开始选择含有低热量代糖的产品，这一趋势不断推动着甜味剂市场规模的增长，甚至很多国家和地区已将降糖提升到国家强制管控层面[7]。但甜味剂滥用、违规添加等食品安全事件的频繁发生，以及有研究表明人工甜味剂的使用会对人体健康带来一定影响，使得消费者对甜味剂的评价褒贬不一。就甜味物质的分类、应用进展及风险危害进行综述，以期分析不同类型甜味物质应用特性及具体危害，一方面为相关企业规范使用甜味剂提供理论支持；另一方面为消费者更全面地认识甜味物质提供专业知识。

1 甜味物质分类

甜味物质是赋予食品、药品、饲料等产品甜味的一类物质[8]，其包含各种功能和不同类型在各领域被广泛应用。在食品工业中，按照使用场景的不同将甜味物质分为营养型甜味原料、非营养型甜味剂和填充型甜味剂3 类[9-11]，具体分类情况如下：

1.1 营养型甜味剂

营养型甜味剂包含白砂糖、果葡糖浆、海藻糖等糖类物质，因长期被人食用，它们通常被视为食品原料，在提供甜味的同时还能满足机体供能需求。

1.2 非营养型甜味剂

非营养型甜味剂按照来源不同可分为天然甜味剂和人工合成甜味剂[12]，人工合成甜味剂又可分为高倍甜味剂和功能性甜味剂。常用非营养型天然甜味剂有甜菊糖苷、罗汉果甜苷等，高倍甜味剂有三氯蔗糖、阿斯巴甜、纽甜等，功能性甜味剂有低聚果糖、低聚木糖等。

1.3 填充型甜味剂

低能量饮料产品开发中常用到填充型甜味剂糖醇，包括赤藓糖醇、乳糖醇等。该类甜味剂在提供固形物口感的同时，还能满足产品低能量的宣传[13]。糖醇虽然不是糖，但具有糖的某些属性，此外还具有耐酸耐热、防龋齿等特性，因此被广泛应用与食品工业[14]。

2 甜味物质应用进展

2.1 营养型甜味剂应用进展

白砂糖作为天然存在的双糖，满足出甜快、甜味纯正、尾甜不滞留等甜味剂的特点，是一种良好的天然甜味剂。一直以来对蔗糖的甜味比较了解和熟悉，因此常以其为对比物来比较、判断其他甜味剂的品质[15]。果葡糖浆是由植物淀粉水解和异构化制成的淀粉糖晶，其组成主要是果糖和葡萄糖，故被称为果葡糖浆，是一种重要的甜味原料。果糖的甜味感比其他糖类消失快，因此其赋予果葡糖浆甜味纯正、爽口的特点，使其在食品生产中被广泛应用。随着白砂糖价格不断上涨，果葡糖浆由于其价格的绝对优势，在食品配料中的份额逐步增加。

海藻糖，作为新型糖类物质[16]，因其在各种恶劣条件下，仍对生物体的生物膜、蛋白质和核酸等大分子物质起到良好的非特异性保护作用，因此被誉为“生命之糖”[17]。在食品行业中，海藻糖具有很好的防止淀粉老化的作用，尤其在低温或冷冻条件下其防止淀粉老化的效率明显好于其他的糖类物质；此外，海藻糖甜度较低，添加可使终产品有清爽的低甜味，且具有抗龋齿功能[18]。在医药行业中，海藻糖在疫苗、细胞保存、器官及皮肤保存方面得到了广泛应用[19]，同时还可用于预防和治疗干眼症[20]。

2.2 非营养型甜味剂应用进展

甜菊糖苷是从甜叶菊叶子中提取的一种天然甜味剂，现已发现的甜菊糖苷有40 多种，而甜菊糖苷中主要的糖苷有甜菊苷、瑞鲍迪苷A、甜菊双糖苷等13 种[21-22]，具有安全性高、甜度高、热量低及性质稳定等特点[23]。近年来，添加甜菊糖苷的食品饮料在世界范围内快速增加，但其在产品应用中存在甜味延迟、明显后苦、不同配比甜味品质差别大等局限[24]。此外，由于不同厂家的甜菊糖苷一般都是各种糖苷的混合物，所以呈味特性及品质各不相同，同样制约了甜菊糖苷的应用。因此，针对甜菊糖苷与其他甜味剂的复配来掩盖其不良风味的研究越来越多[25]。同时，甜菊糖苷不同苷体的分离提纯工艺、相互转化工艺也将会是未来研究的热点[26]。

相比于天然甜味剂，人工合成甜味剂具有低热量或无热量、价格便宜、高甜度等特点[27-28]，其使用范围非常广泛。在代谢过程中不受胰岛素控制，不会引起肥胖、血压升高等症状，是食品工业生产中用量少、成本低的糖替代物质[29]。在国家标准规定范围内使用不会对消费者的健康产生影响，但如果超范围、超剂量使用则可能引发一系列食品安全问题。其中，三氯蔗糖是一种蔗糖衍生物，其味道与蔗糖类似，目前已经在超过500 种食品的生产中被使用[30]。其适用于酸性和中性产品，对光、pH 值稳定且甜度不会出现加热后降低的情况[31]。由于其不被人体代谢吸收、不会引起肥胖，因此对于包括糖尿病患者在内的所有人群都适用。阿斯巴甜是一种甜度高、无不良后味的二肽甜味剂[32]，我国于1986 年正式批准使用，其逐步成为市场上主导的高倍甜味剂。但随着使用和研究的不断深入，发现其不耐酸碱、稳定性较弱、高温下易水解成有苦味的苯丙氨酸和大量甲醇，因此不可作为焙烤食物的甜味剂。此外，阿斯巴甜可被人体代谢而产生天门冬氨酸、苯丙氨酸及少量甲醇，虽然这些物质对神经系统有毒害作用，但由于摄入量极少，造成的伤害不大而仍被大量使用[33]。纽甜，也是一种二肽甜味剂[34]，具有甜感强、无不良后味、稳定性好等特点[35]。被人体代谢的产物主要为脱脂化纽甜和极少量甲醇，不会在体内积累且在血液中存留时间较短。在碳酸饮料、酸奶、饼干等产品中被广泛应用[36-37]，特别是在碳酸饮料中添加纽甜不但可以使产品保持甜度、产生独特风味，同时能大幅降低所含能量。

低聚糖是指含有2～10 个糖苷键的碳水化合物，包括可消化性低聚糖和非消化性低聚糖[38]。在膳食中添加低聚糖能产生调节肠道微生态的作用，且几乎不会使血糖和血脂升高。肠道微生物发酵低聚糖而产生的代谢物不仅能影响机体炎症，还能以影响激素分泌的方式来调节饱腹感、胰岛素功能和免疫功能[39]。低聚果糖作为一种典型的益生元，具有独特的理化性质和益生元功效，被广泛应用与食品、饲料、婴幼儿奶制品等行业[40]。作为一种水溶性膳食纤维，其在酸奶中添加可使酸奶具有防便秘的功效[41]，并保持酸奶在保藏期内的活菌数[42]。此外，其调节便秘、促进矿物质及钙的吸收、增强机体免疫力等保健功效和作用机制越来越被深入研究[43]。

2.3 填充型甜味剂应用进展

赤藓糖醇是一种自然界中广泛存在的天然活性物质，具有高热稳定性、高耐受性、低吸湿性、零热量及不引起血糖升高等特点[44-46]。大量学者研究发现，赤藓糖醇在食品加工生产中具有改善豌豆分离蛋白的结构[47]、提升酒类饮品品质、改善植物提取物和胶原蛋白等物质的不良异味[48]、防止食品在生产过程中发生褐变[49]等作用；此外，赤藓糖醇和牛奶混合液在一定程度上可以阻止龋齿病的发展[50]、且能降低牙周炎主要致病菌在牙骨质表面的黏附作用[51]。乳糖醇，是由乳糖通过还原反应制得的一种双糖醇，具有清爽口感且无后味，同时还具有预防龋齿、增殖肠道有益菌群、保护肝脏、降低脂肪积累、通便等功效，是糖尿病患者可食用的甜味剂，在饮料、口香糖、冰激凌等产品中被广泛应用[52]。乳糖醇具有较好的保湿性，可使食品湿度和风味得到较好的保护，防止食品因干燥而引起的口感变差[53]。目前，乳糖醇主要的应用是作为一种综合性能良好的保健型甜味剂代替蔗糖加入到食品中[54]。

食品加工行业中，往往会将高倍甜味剂与糖醇类甜味剂复配使用，一方面高倍甜味剂甜度比较高、用量少，但有些会有金属味等不良后味；另一方面糖醇类甜味剂甜度低，但能够起到掩盖不良风味的作用，因此两者复配使用能够优势互补、协调口感、增强风味。

3 风险评价

消费者对人工合成甜味剂的态度一向严谨，从其被批准使用以来，各国科学家就不断地对其安全性进行研究。大量研究结果表明，人工合成甜味剂的摄入对人体健康或多或少有一些危害；此外，在不同使用场景下品质保存率也存在很大差异。

3.1 代谢风险

适量摄入甜味剂能使人产生愉悦感，但过量摄入可能会引发肥胖、高血糖、糖尿病[55]。以人工甜味剂替代糖类会引发神经元系统的补偿机理[56]，具体来讲虽然甜味剂刺激了口咽部的甜味受体、满足了感官需求，但由于其不供能或不参与代谢使得血糖和胰岛素分泌无法达到同等水平，从而引起机体对食物和能量产生更大的渴求[57]。消费者如果经常大量食用甜味剂超标的食物和饮料，会对肝脏和神经系统造成危害，这种危害对孕妇和儿童尤为明显。

过量食用甜食对儿童的危害已经从产生蛀牙转变成诱发糖尿病，而糖尿病会引起其他并发症，甚至威胁生命健康。虽然人工甜味剂所含能量极低或不含能量，但其能刺激脑部增加饥饿感，使大脑认为已摄入的糖分不能满足生理需求，从而需要从其他渠道摄入更多的糖分，会造成糖摄入量更大程度的增加，甚至超出需求量[58]。有调查发现，中国青少年软饮料和甜食消费与失眠、自杀计划、自杀企图的风险呈正相关性。由于儿童天生对甜味偏好，过量摄入甜味剂可能会对儿童的生理和心理造成诸多不良影响。

阿斯巴甜进入人体后，经过脂酶和肽酶分解为甲醇、天冬氨酸和苯丙氨酸，甲醇进入血液循环进一步被代谢成二氧化碳，通过呼吸排出体外；天冬氨酸通过相互转化最终参与尿素循环和糖异生；苯丙氨酸在体内最终转化为儿茶酚胺类神经递质[59]。正常人群摄入安全范围内的阿斯巴甜并不会产生显著积累现象，但对于苯丙酮尿症患者，由于存在苯丙氨酸代谢缺陷，摄入阿斯巴甜会导致体内苯丙氨酸积累，从而产生脑部受损、智能弱化的危害。有研究表明，经常食用含阿斯巴甜的食品会诱发老年痴呆症、帕金森氏症及其他脑神经病变症状[60]。山梨糖醇是食品工业常用的一类糖醇，有较强的清凉口感、无余味，但其甜味较弱、易吸湿且安全性不高，如果过量服用可能导致腹泻。三氯蔗糖可能会干预肠内细菌与消化酶，从而导致肠炎症[61]；对小鼠连续6 个月食用可接受摄入量以内三氯蔗糖的试验结果表明，长期食用安全摄入量范围内的三氯蔗糖仍会增加代谢性炎症风险[62]。过量食用木糖醇，会导致血中甘油三酯升高，从而引起冠状动脉粥样硬化。

3.2 生产风险

在食品加工生产过程中，高温会使阿斯巴甜分解而失去甜味，所以阿斯巴甜不适合用于烹煮和热饮；此外，添加阿斯巴甜的产品在货架期内的甜味衰减严重，对产品品质产生了不良的影响。三氯蔗糖已被规定为一种新兴污染物质，有极强的难降解性，难以被生物体代谢也难以被普通的污水处理系统处理，将其排放到水生环境中，会对生态平衡产生破坏，对一些物种的生活习性造成影响。

4 结语

随着“健康中国”国家战略的确定，减糖已成为食品行业发展的共识。消费者对减糖产品的需求，将促使越来越多企业积极推广低糖或无糖产品研发和上市。甜味剂对于食品工业而言，是一类重要的食品添加剂，甜味剂替代糖的摄入已是全球发展趋势。但是，甜味剂使用关系着人们的健康，越来越多滥用、违规使用事件频繁发生，其超剂量、超范围使用等安全隐患也成为人们关注的焦点。

在使用单一甜味剂时，存在用量小达不到所需甜度，而用量大则会超过安全标准规定；此外，目前并不存在完全无毒、甜味纯正、低热值、稳定性高的理想甜味剂[63]。因此，将2 种或2 种以上天然或合成的甜味剂复合使用越来越受到关注[64]。将甜味剂复配作为糖替代品，一定程度可以解决单一甜味剂存在的不足，并能将各种甜味剂的特点综合起来[65]。复配甜味剂具有改善口感、增加风味，提高甜味稳定性、缩短味觉差，增加甜度、减少甜味剂总使用量、降低成本等优势，并能以此开发功能性甜味剂[66-67]。大力发展复配甜味剂能提高食品添加剂产业化发展速度，同时能够加快实现食品甜味剂工业现代化。

甜味剂及复配甜味剂产业的大力发展，需要国家相关部门、企业、消费者各方面共同努力。具体来讲，作为国家监管部门，需进一步修订和完善甜味剂卫生标准，并加大对标准与法规的宣贯和监管力度，并不断研究开发更高效、灵敏的检测技术，提高对食品中甜味剂的监测水平，以保证食品安全、提高食品行业的规范性；作为甜味剂及食品生产企业要严格遵守相关标准法规，合理、规范使用甜味剂，同时不断开发安全、高效的人工甜味剂、加强发展复配甜味剂产业、加大科普知识宣传，让消费者科学全面地认识甜味剂；作为消费者应理性认识甜味剂，从正规渠道购买产品，合理膳食，均衡营养；此外，作为家长应该引导儿童、青少年树立正确的甜食观，降低甜食对其产生的心理及生理危害。