甜味剂(Sweeteners)

 

    甜味剂是指赋予食品以甜味的食品添加剂。目前世界上使用的甜味剂很多,有几种不同的分类方法;按其来源可分为天然甜味剂和人工合成甜味剂,以其营养价值来分可分为营养性和非营养性甜味剂,若按其化学结构和性质分类又可分为糖类和非糖类甜味剂等。 我国目前批准允许使用的甜味剂有20多种。
     糖类甜味剂如蔗糖、葡萄糖、果糖、果葡糖浆等在我国通常称为糖,并视为食品,仅糖醇类和非糖甜味剂才作为食品添加剂管理。近来人们研究开发出一类低聚糖如低聚果糖、低聚麦芽糖等,它们除具有一定甜度外,还具有一定生理活性,但尚未作食品添加剂管理。 
    人工合成的非糖类甜味剂的甜度很高,用量极少,热值很小,多不参与代谢过程,常称为非营养性或低热值甜味剂,亦称高甜度甜味剂,是甜味剂的重要品种。 
理想的甜味剂应具有以下五个特点:①安全性高;②味觉良好;③稳定性高;④水溶性好;⑤价格低廉。 
不同的甜味剂各有其特点,但尚不十分理想,因而各国对新甜味剂的研究一直非常活跃,相信将来还当有新的甜味剂得到应用。



    非营养和低热量甜味剂是指可产生甜味的物质。由于美国对于环己烷氨基磺酸盐的禁用和糖精的安全性评价等问题,促使人们更深入地研究新的低热量甜味剂,以满足人们对低热量食品与饮料的需求。因而发现了许多有甜味的化合物,增加了一批有潜在商业应用价值的低热量甜味剂,它们的相对甜度列于表1中。

表1   一些甜味剂的相对甜度

 甜味剂                   相对于蔗糖的甜度

阿瑟休发姆K(Acesulfame K)      200

阿里塔姆(Alitame)              2000

阿斯巴特姆(AsPartame)        180~200

环己烷氨基磺酸盐(Cyclamate)      30

甘草苷(Glycyrrhizin)         50~100

蒙利灵(Monellin)               3000

新橙皮苷二氢查耳酮              1600~2000

糖精(Saccharin)              300~400

斯切维苷(Stevioside)            300

三氯蔗糖(Sucralose)           600~800

索马甜(Thaumatin)            1600~2000

a.相对甜度是指相对于蔗糖的甜度,(蔗糖=1,按单位质量计),在浓缩或饮料加工时,其相对甜度值可能发生变化。

    一、环己氨基磺酸盐(Cyclamata)

    环己氨基磺酸盐又称甜密素,它比蔗糖甜三十倍,味道与蔗糖相似,没有感到明显的异味,而且热稳定性高。其甜味的持久性比蔗糖高。

环己烷氨基磺酸钠      环己胺                   

   美国在1949年批准环己氨基磺酸盐作为食品添加剂,但1969年底美国FDA宣布禁止使用,至今仍未解禁。1982年FAO/WHO经食品添加剂专家委员会再次评价,规定其ADI为0~11mg/kg,此后,许多国家又开始许可使用,现有包括加拿大在内的四十余个国家允许环己氨基磺酸盐用在低热量食品中。我国规定,本品可用于酱菜类、调味酱汁、配制酒、糕点、饼干、面包、混沌、冰淇淋、饮料,最大使用量0.65g/kg。浓缩果汁按浓缩倍数80%加入。用于蜜饯最大用量为1.0g/kg。本品常与糖精钠按9:1比例混合使用。

二、 糖 精

    目前市场上大量使用糖精作为非营养甜味剂出售。用量取决于所期望的甜度。 可是,较高浓度时通常略带苦味。根据公认的经验,糖精比同样浓度的蔗糖甜300倍左右。糖精在人体中很快被吸收,然后经尿迅速排出。现已证明使用糖精是安全的。目前世界上有九十多个国家允许使用。

   1984年由JECFA评价后暂定ADI为 0~2.5mg/kg。但终因其安全性问题,实际应用逐渐减少。1992年我国轻工业部宣布控制、压缩糖精的生产,限制食品、饮料中使用糖精,故本品有逐渐被取代的趋势。

 

三、 阿斯巴特姆 (Aspartame)    

    阿斯巴特姆的学名是L-天冬酰基-L-苯基丙氨酸甲基酯。它虽是一种热量物质(一种二肽),食用后完全消化,但由于它的强甜度(大约比4%蔗糖浓度甜200倍),用量很小,所以产生的热量也很少。

    阿斯巴特姆具有肽的性质,对水解和其它化学作用以及微生物降解作用等都很敏感,因此在水体系中存放的有效期受到限制。除了由于苯基丙氨酸的甲基酯,或两个氨基酸之间肽键发生水解而引起甜味损失之外,还会出现分子内的缩合,生成二酮吡嗪(5-苄基-3,6-二氧代-2-对二氮己环醋酸)如图1所示。在中性和碱性条件下,此反应特别容易发生,因为非质子化胺基更容易参与反应。同样,碱性可促使羰基-氨基反应,阿斯巴特姆容易与葡萄糖和香草醛起反应。与葡萄糖反应使之失去甜味,而与香草醛反应,则主要失去香草风味。

                                 阿斯巴特姆                 二酮对二氮环

图1  阿斯巴特姆分子内缩合产生二酮对二氮环降解产物

    阿斯巴特姆是由天然存在的氨基酸组成,规定其每日摄入量很小(每人不超过0.8g),已有大量证据表明,将它用于软饮料时,在限制用量条件下不会产生危险。但用阿斯巴特姆作为甜味剂,必须标明其苯基丙氨酸的含量,以避免苯酮尿症病人食用。实验证明,在食品中可能遇到的浓度条件下,二酮对二氮己环对人体是无害的。阿斯巴特姆的ADI是0~40mg/kg,其中杂质二酮对二氨己环的ADI为0~7.5mg/kg。

   最近,美国允许用阿斯巴特姆(Aspartame)作为干食品混合物和软饮料中的甜味剂,并且仍在不断扩大应用范围,其它国家也已经准许使用。我国规定本品可按正常生产需要应用于各类食品,通常的用量为0.5g/kg,常与蔗糖或其它甜味剂并用。

   关于二肽类甜味剂的研究很多,出了一些较好的产品,目前比较有应用价值的有以下两种:

   超阿斯巴特姆(Superaspartame)。它是在阿斯巴特姆的游离氨基上代入(对-氰苯基)氨甲酸基[(P-eyanopHenyl)Carbamoyl],可认为它是两个甜味分子的组合,其甜度是蔗糖的一万四千倍。

   阿斯塔姆(Alitame)是由L-天冬氨酸和D-丙氨酸结合而成的二肽甜味剂。其化学名称是L-天冬-D-丙氨酸-N-3-(2,2,4,4-四甲基)-硫代四环酰胺。[N-3-(2,2,4,4-tetramethyl)-thietanylamide of L-Asp-D-Ala]。

                                     

 

    它是无规则结晶,水溶性好,其甜度为蔗糖的二千倍。甜味纯正,极似蔗糖,无后味,与阿斯巴特姆相比,具有较高的热稳定性和水解稳定性,因此它在冷冻甜食、酸奶、饮料和糕点制作中得到了广泛应用。   

    四   阿瑟休发姆K

    最近,英国已批准阿瑟休发姆(Acesulfame K,6-甲基1,2,3,-氧噻嗪-4(3H)-2,2-二氧化物)可用作非营养甜味剂。它的商品名AcesulfameK。                 

                                              

 

                          

    阿瑟休发姆K的甜度是3%蔗糖溶液甜度的200倍左右,它的甜度品质介于环己烷氨基磺酸盐和糖精之间,广泛试验证明它对动物无毒,并且在食品中特别稳定。用较低成本的合成方法可以制得很高纯度的阿瑟休发姆K(图2)。

   

                      氟磺酰乙酰基乙酰胺          Acesulfame K            

                             图2   阿瑟休发姆K的工业合成法

五、 其它非营养性或低热量甜味剂

    还有一些甜味剂是从天然物质中提取的。如甘草酸、新橙皮苷二氢查耳酮、蒙利灵(monellin)、碱性蛋白质米拉考林(miraculin)等。 

   热带非洲的一种甜水果卡姆费(kafemfe),含有很甜的可作为低热量甜味剂的物质。这种物质称为ThaumatinⅠ和Ⅱ,属于碱性蛋白质,分子量约为20 000。按mol计算这种蛋白质的甜度大致是蔗糖的105倍。卡姆费甜水果的提取物是以商业名称Talin出售的,在日本用它作甜味剂和香味增强剂也已得到了批准。Talin的甜度是4%蔗糖溶液的5 000倍,但是显示略微带甘草味的持久甜味。蒙利灵(monellin)是偶然发现的一种浆果中含有的一种有甜味的蛋白质物质,分子量约为11500,它具有类似卡姆费中发现的那些甜味剂的性质。这些物质价格昂贵,对热不稳定,并且在室温下当溶液pH低于2时,则甜度完全丧失,故其应用会受到一定限制。

    另一种碱性蛋白质米拉考林(miraculin)是从奇迹果(Synsepalum dulcificum)中分离出来的。它没有味道,但具有使酸味食品带甜味的特殊性质。此物质的分子量为42000,是一种糖蛋白。与其它蛋白质甜味剂相似,它对热不稳定,并且在低pH值时无活性。此外,米拉考林的味感效应持续时间长,这可能会限制它的应用。


我国允许使用的甜味剂的使用范围及用量        

名称

使用范围

最大使用量

山梨糖醇

油炸小食品、调味料

按生产需要适量使用

山梨糖醇

胶基糖果

按生产需要适量使用

环己基氨基磺酸钙

按环己基氨基磺酸钠规定执行

按环己基氨基磺酸钠规定执行

三氯蔗糖

饮料

0.25

三氯蔗糖

果汁(味)型饮料、酱菜类、复合调味料、配制酒、雪糕、冰淇淋、冰棍、糕点、饼干、面包、不加糖的甜罐头水果改性香糖、蜜饯

0.25

三氯蔗糖

餐桌甜味剂

0.05g/包.片

罗汉果矩甙

各类食品

按正常生产需要适量使用

乳糖醇 (4-β-D-吡喃半乳糖-D-山梨醇)

果味(味)型饮料、冰淇淋、糕点、乳

按正常生产需要适量使用

D-甘露糖醇

无糖口香糖

200

糖精钠

话梅、陈皮

5.0

糖精钠

干果、果仁、五得豆、炒豆类

1.0

糖精钠

话李、话杏、甘草橄榄、甘草金桔

5.0

糖精钠

芒果干、无花果干

1.5

糖精钠

瓜子

1.2

糖精钠

饮料、酱菜类、复合调味料、蜜钱、配制酒、雪糕、冰淇淋、冰棍、糕点、饼干、面包

0.15

环己基氨基磺酸钠

蜜饯

1.0

环己基氨基磺酸钠

陈皮、话梅、话李、杨梅干

8.0

环己基氨基磺酸钠

果冻

0.65

环己基氨基磺酸钠

酱菜、调味酱汁、配制酒、糕点、饼干、面包、雪糕、冰淇淋、冰棍、饮料

0.65

异麦芽酮糖醇

雪糕、冰棍、糖果、饮料、糕点、饼干、面包、果酱(不包括罐头)、配制酒

按生产需要适量使用

天门冬酰苯丙氨酸甲酯

各类食品(罐头食品除外)

按生产需要适量使用

麦牙糖醇

鱼糜及其制品

0.5

麦牙糖醇

糕点

5.0

麦牙糖醇

豆制品工艺用、制糖工艺用、酿造工艺用

按生产需要适量使用

麦牙糖醇

雪糕、冰棍、糖果、饮料、糕点、饼干、面包、酱菜、糖果

按生产需要适量使用

山梨糖醇(液)

豆制品工艺用、制糖工艺用、酿造工艺用

按生产需要适量使用

山梨糖醇(液)

糕点

5.0

山梨糖醇(液)

鱼糜及其制品

0.5

山梨糖醇(液)

雪糕、冰棍、糖果、饮料、糕点、饼干、面包、酱菜、糖果

按生产需要适量使用

木糖醇

糖果、糕点、饮料

代替糖、按生产需要适量使用

木糖醇

八宝粥罐头

35

甜菊糖甙

糖果、糕点、饮料

按生产需要适量使用

甜菊糖甙

固体饮料、油炸小食品、调味料

按生产需要适量使用

甘草

肉禽罐头、调味料、糖果、饼干、蜜饯、凉果、饮料

按生产需要适量使用

甘草酸一钾及三钾

肉禽罐头、调味料、糖果、饼干、蜜饯、凉果、饮料

按生产需要适量使用

乙酰磺胺酸钾(安赛蜜)

无糖(低糖)糖果、无糖(低糖)胶姆糖

2.0

乙酰磺胺酸钾(安赛蜜)

餐桌用甜料(片状、粉状)

每片、每包40mg

乙酰磺胺酸钾(安赛蜜)

八宝粥罐头、果冻、面包

0.3

乙酰磺胺酸钾(安赛蜜)

风味酸奶

0.35

乙酰磺胺酸钾(安赛蜜)

调味料

0.5

乙酰磺胺酸钾(安赛蜜)

无糖口香糖

4

乙酰磺胺酸钾(安赛蜜)

饮料、冰淇淋、糕点、糖果、果酱(不包括罐头)、酱菜、蜜饯、胶姆糖

0.3

甘草酸胺

肉类罐头、糖果、饼干、凉果、饮料、调味料

按生产需要适量使用

L-α-天冬氨酰-N-(2,2,4,4-四甲基-3-硫化三亚甲基

饮料、冰淇淋、雪糕、

0.1

L-α-天冬氨酰-N-(2,2,4,4-四甲基-3-硫化三亚甲基

胶姆糖、陈皮、话梅、话李、杨梅干

0.3

L-α-天冬氨酰-N-(2,2,4,4-四甲基-3-硫化三亚甲基

餐桌甜味剂

0.015g/包.片

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