甜味剂

甜味剂
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甜味剂应具备以下特点
安全性高、引起味觉良好、稳定性高、水溶性好，并且价格合理。
主要作用
甜味剂在食品中的主要作用如下 
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（1）口感：甜度是许多食品的指标之一，为使食品、饮料具有适口的感觉，需要加入一定量的甜味剂。
（2）风味的调节和增强，在糕点中一般都需要甜味；在饮料中，风味的调整就有“糖酸比”一项。甜味剂可使产品获得好的风味，又可保留新鲜的味道。
（3）风味的形成，甜味和许多食品的风味是相互补充的，许多产品的味道就是由风味物质和甜味剂的结合而产生的，所以许多食品都加入甜味剂。
甜味程度
甜味是甜味剂分子刺激味蕾产生的一种复杂的物理、化学和生理过程。甜味的高低称为甜度，是甜味剂的重要指标。甜度不能用物理、化学的方法定量测定，只能凭借人们的味觉进行感官判断。为比较甜味剂的甜度，一般是选择蔗糖作为标准，其他甜味剂的甜度是与它比较而得出的相对甜度。测定相对甜度有两种方法：一种是将甜味剂配成可被感觉出甜味的最低浓度，称为极限浓度法；另一种是将甜味剂配成与蔗糖浓度相同的溶液，然后以蔗糖溶液为标准比较该甜味剂的甜度，称为相对甜度法 
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各种甜味剂的相对甜度
甜味剂的甜度受多种因素影响，其中主要的有浓度、温度和介质、
一般来说，甜味剂的浓度越高，甜度越大。但大多数甜味剂的甜味随浓度增大的程度并不相同。
多数甜味剂的甜度受温度影响，通常随温度升高而降低。如，5%的果糖溶液在5℃时甜度为147,18℃时为128.5,40℃时为100,60℃时为79.5。
介质对的也有影响，在水溶液中于40℃以下，果糖的甜度高于蔗糖，在柠檬汁中两者的甜度大致相同。
种类介绍
甜味剂种类较多，可分为：按其来源可分为天然甜味剂和人工合成甜味剂；按其营养价值分为营养性甜味剂和非营养性甜味剂；按其化学结构和性质分为糖类和非糖类甜味剂。
葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉糖和乳糖等糖类物质，虽然也是天然甜味剂，但因长期被人食用，且是重要的营养素，通常视为食品原料，在中国不作为食品添加剂。
属于非糖类的甜味剂有天然甜味剂和人工合成甜味剂。天然甜味剂有甜菊糖、甘草、甘草酸二钠、甘草酸三钾和三钠等。人工合成甜味剂有糖精、糖精钠、环己基氨基磺酸钠、天门冬酰苯丙氨酸甲酯阿力甜等。
天然来源
甜菊糖苷（Stevioside）
代码GB19.008
甜菊糖苷，分子式C38H60O18，结构式为：
1、 性状白色至浅黄色晶体粉末，味清凉甘甜。熔点198~202℃，耐高温。在空气中极易吸湿，水中溶解度约为0.12%，微溶于乙醇。
2、 性能甜度约为蔗糖的300倍，是天然甜味剂中最接近蔗糖的一种。其甜味纯正，残留时间长，后味可口，有轻快凉爽感，对其它甜味剂有改善和增强作用，在酸性和碱性条件下都较稳定。
3、 毒性小鼠经口LD50≥15g/kg。
4、 制法甜菊属菊科属多年生草本植物，叶中含甜味成分，它产于南美巴拉圭东北部和巴西。1997年在江苏、山东等省引进成功，江苏、福建、山东、新疆等地已有大面积栽培。
提取甜菊糖苷的方法很多。如，将叶子干燥后用乙醇提取，提取液中加入乙醚使味物质沉淀，然后用乙醇重新结晶，即得。较为经济的路线是：甜菊叶、茎经水浸、沉淀、离子交换树脂精制、喷雾干燥。
5、 质量指标中国国家标准GB8270—1999规定甜菊糖苷的质量指标如下。
甘草（Glycyrrhiza，Licorice）
代码GB19.009；INS958
甘草别名甜甘草，粉甘草，为豆科植物甘草（Glycyrrhiza Uralensis Fisch）,光果甘草（G.glabra）或胀果甘草（G.inflata Bat.）的干燥根和茎。甘草主产于内蒙、甘肃、新疆。甘草甜味成分主要是甘草甜素，分子式C42H62O16，相对分子质量822.54，结构式如图所示。
1、性状甘草根为长圆柱形，长30~100cm，直径0.6~3.5cm。表面呈红棕色或灰棕色，有显著地纵皱纹、沟纹和稀疏的细跟痕，并有长皮孔。质地坚实，断面呈纤维性，黄白色，有粉性，横切面有明显的形成层环纹和放射状纹理，有裂隙。根茎表面有芽痕，横切面中心有髓。
将甘草切碎，中药称为皮草，经水浸后得到的滤液经过蒸发浓缩即得甘草膏或甘草粉末。甘草粉末为浅黄色，味甜略带苦。其水溶液为浅黄色，浓缩液常为黑褐色，有特殊的香气和甜味。
2、性能甘草根含甘草甜素6%~14%，蔗糖5%，淀粉20%~30%，葡萄糖2.5%，天冬酰胺2%~4%，甘露糖醇6%，树脂2%~4%，树胶1.5%~4%，以及少量的色素、脂肪、鞣酸和挥发油等。甘草性平，味甘，有清热解毒，祛痰止咳、补脾益气、缓和止痛，调和药性的功能。
甘草甜素的甜度为蔗糖的200倍，其甜味不同于蔗糖，入口后稍经片刻才有甜味感，保持时间长，有特殊风味。甘草甜素虽无香气，但能增香。
3、毒性甘草服用时间过长，可引起血压升高，血钾降低，特别是老年人和心血管病及肾脏病患者，易引起高血压症和充血性心脏病。
中国自古以来将甘草作为调味料和草药来使用，正常使用对人体无害，为无毒品。
对小鼠腹腔试验表明，LD500.805g/kg；小鼠经口LD50大于10g/kg。美国FDA将甘草列为GRAS物质。
4、制法将甘草的跟和茎除去杂质、洗净、润透、切片、干燥即得。
质量指标中国药典（1977）中规定，甘草的质量指标如下：
人工合成
糖精钠（Sodium Saccharin）
代码GB 19.001；INS954
分子式C7H4NNaO3S·2H2O，相对分子质量241.21，结构式如图所示。
1、性状无色至白色结晶或晶体粉末，无臭或微有芳香气味，味极甜并微带苦，甜度为蔗糖的200~700倍。稀释1 000倍的水溶液仍有甜味，阈值约为0.00048%。易溶于水，溶解度随温度升高迅速增大，10%的水溶液呈中性，微溶于乙醇。
2、性能：糖精钠在水中解离出的阴离子有极强的甜味，但分子状态却物甜味反而具有苦味，故高浓度的水溶液亦有苦味。因此，使用时浓度应低于0.02%。在酸性介质中加热，甜味消失，并可形成邻氨基黄酰苯甲酸而呈苦味。
3、毒性小鼠经口LD5017.5g/kg。大鼠经口最大无作用量0.5g/kg。FAO/WHO(1994)规定，ADI为0~2.5mg/kg。
4、制法邻苯二甲酸酐经酰胺化和酯化制成邻氨基苯甲酸甲酯，再经重氮置换和氯化，然后进行氨化环合得到邻磺酰苯甲酸亚胺，最后碳酸氢钠处理而得。
代码GB19.004；INS95天冬氨酰苯丙氨酸甲酯（Aspartame，APM）
别名阿斯巴甜、甜味素
分子式C14H18N2O5，相对分子质量294.31，结构式如图所示。
1、性状白色晶体粉末，无臭，有强甜味。25℃时等电点的pH值为5.2。微溶于水，约1g/100mL；乙醇，0.26mg/100mL。0.8%水溶液的pH值为4~6.5。在水溶液中不稳定，易分解而失去甜味。
2、性能有强甜味，其稀溶液的甜度约为蔗糖的100~200倍。甜味与砂糖十分接近，有凉爽感，无苦味和金属味。其稳定性较差，受高温，结构发生破坏而使甜度下降，甚至甜味完全消失。
天门冬酰苯丙氨酸甲酯不产生热量，适合作糖尿病、肥胖症等病人用甜味剂。
3、毒性小鼠经口LD50>10g/kg。
天门冬酰苯丙氨酸甲酯进入人体后能迅速代谢成天门冬氨酸和苯丙氨酸，而被吸收和利用，不会积蓄于组织中。
FAO/WHO（1981）对天门冬酰苯丙氨酸甲酯的评价是，安全可靠，ADI定为0~0.04g/kg。美国FDA将天门冬酰苯丙氨酸甲酯列为GARS物质。
4、制法由L-天门冬氨酸与L-苯丙氨酸甲酯盐缩合而成。
5、质量指标中国国家标准及FAO/WHO、FCC、日本食品添加物公定书规定天门冬酰苯丙氨酸甲酯的质量指标如下。
工业应用
甜味剂对世界的食品有重要的影响，从1900年产量的8百万吨到1970年的7千万吨 
。随着人们对健康的要求也越来越苛刻，希望甜味剂的能力尽可能低甚至为零，口感好，价格比较合适。五、六十年代以前的近一个世纪，食品工业中所使用的甜味剂多半是蔗糖和来自石油化工的糖精。五、六十年代以后，在美国、欧洲及日本等国相继出现了甜蜜素、二肽甜味剂、甜蛋白、乙酰磺胺酸钾及阿力甜等甜味剂 
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添加标准
中国食品添加剂使用卫生标准批准使用的甜味剂，列于下表 
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中国法定食品甜味剂及其使用卫生标准
性能对比
由于不同的甜味剂相对甜度、味感、稳定性、热量、价格和使用限制等方面的差异，所以在食品工业的实际应用中也需要引起注意，常用甜味剂的性能对比如下：
常用甜味剂性能对比
发展趋势
营养甜味剂是指某甜味剂与蔗糖甜度相同时，其热值在蔗糖热值的2%以上。非营养型甜味剂是指热值低于蔗糖热值的2%。
天然非营养型甜味剂日益受到重视，是甜味剂的发展趋势，WHO指出，糖尿病患者已达到5千万以上，美国人中有四分之一以上要求低热量食物。在蔗糖替代品中，美国主要使用阿斯巴甜，达90%以上，日本以甜菊糖苷为主，欧洲人对AK糖（安赛蜜）比较感兴趣。这三种非营养型甜味剂在中国均可使用。
从市场需求和对甜味剂的研究来看，甜味剂的发展趋势主要有两个方面： 
高甜度甜味剂
高甜度甜味剂具有甜度高、热量低、不易发生龋齿、安全性高等优点，并且此类甜味剂多为非糖类物质，在代谢过程中不受胰岛素控制，不会引起肥胖症和血压升高，适合糖尿病、肥胖症患者作为甜味替代品。
功能性甜味剂
功能性甜味剂（现阶段主要以低聚糖为主）不仅具有低热量、稳定性高、安全无毒等特性，还有促进益生菌繁殖，抑制有害菌生长的独特功能。现以确认的功能性低聚糖的生理功能主要包括以下几个方面：
1、不易被人体吸收，提供的热量很低或根本没有，可供糖尿病人、肥胖病人和高血糖病人食用。
2、活化肠道内双歧杆菌并促其生长。功能性低聚糖是肠道内有益菌的增殖因子，其中最明显的增殖对象是双歧杆菌。人体试验证明，某些功能性低聚糖，如异麦芽低聚糖，摄入人体后到大肠被双歧杆菌及某些乳酸菌利用，而肠道有害的产气荚膜杆菌和梭菌等腐败菌却不能利用，这是因为双歧杆菌细胞表面具有寡糖的受体，而许多寡糖是有效的双歧因子。
3、不会引起龋齿，利于保持口腔卫生。
4、具有膳食纤维的部分生理功能，如降低血清胆固醇和预防结肠癌等。
注意事项
合格的食品添加剂对人体没有坏处，但是，长期过量摄入亦会对人的身体健康造成一定损害。
同时，很多标明“低糖”、“无糖”、“低热量”的甜味食品并不是真的无糖，其中所使用的甜味剂虽然热量很低，甚至无热量，但是大多数会增加食欲，反而使热量的摄入增大。