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甜味剂简介

来源: 纽甜,三氯蔗糖,甜味剂 - 分类: 产品新闻, 技术中心 - 发布时间:2012年05月12日

 

 甜味剂是一类能赋予食品甜味的食品添加剂,按其来源可分为天然甜味剂和人工合成甜味剂,其中人工合成 甜味剂又分为磺胺类、二肤类、蔗糖衍生物三类。一、碘胺类人工合成甜味剂( 一 ) 糖精钠 (sodium soccharin)
糖精钠的化学名称为邻一磺酞苯甲酞亚胺钠,是最古老的甜味剂,已有近百年的应用历史,甜度是蔗糖的 200 一 700 倍。其优点是价格低廉、性能稳定、用途广泛, 且不易被人体所吸收,大部分以原型从肾脏排出 ; 其缺 点是味质较差、有明显后苦、安全性一直存在争议。 1997 年加拿大的一项实验发现大剂量的糖精钠可导致雄性大 鼠膀胧癌 ;1 993 年 JECFA(FAO/WHO 联合食品添 加剂专家委员会 ) 认为现有的流行病学资料认为糖精钠 的摄入与人膀眺癌无关 ;2001 年 5 月美国国家环境健康 研究所的报告显示“糖精钠导致老鼠致癌的情况不适用 于人类”。但是美国等国家规定,食物中若添加了糖精 钠,必须在标签上标明“糖精能引起动物肿瘤”的警示。 我国也采取了严格限制糖精使用的政策,并规定婴儿食 品中不得使用糖精钠。( 二 ) 甜蜜素 (Sodium Cyclama:e)
甜蜜素的化学名称为环己基胺基磺酸钠 ( 或钙 ) , 1 949 年美国最早批准用于食品,甜度是蔗糖的 30 一 80 倍。其优点是甜味纯正,风味自然,在食品加工中具有 良好的稳定性,可以代替蔗糖或与蔗糖混合使用,能高 度保持原有食品的风味,并能延长食品的保存时间。本 品常与糖精钠混合使用 ( 即 1:10 混合液 ) 可增强甜度 并减少糖精的后苦味,同时降低成本。其问题是目前对 甜蜜素的致癌性尚无定论。 1969 年有人报告高浓度的甜 蜜素与糖精钠的混合剂可以导致大鼠膀胧愿 20 世纪 70 年代,甜蜜素因被怀疑可以代谢生成环已胺而有致癌 性,在美国、英国等国家禁用 ;1982 年 JEcFA 经多项 长期试验认为甜蜜素没有致膀胧癌性 ;1 986 年,美国国 家科学研究会和国家科学院 (NRC/NAS) 报告本品有 促进和可能致癌性的可能。我国于 1 987 年批准使用甜 蜜素,主要用于蜜饯、酱菜、糕点、炒货等,它是目前 我国食品行业中应用最多的一种甜味剂。( 三 ) 安赛蜜 (Acesulfame 一K、 Aceoulfame potasslum)
安赛蜜的化学名称为 6 一甲基一 1 , 2 , 3 一恶唾嗦 一 4(H) 一酮一 2 , 2 一二氧化钾,又称为乙酸磺胺酸 钾、 A 一 K 糖、阿尔适尔芳钾, 1983 年首次在英国得到 批准,甜度为蔗糖的 200 倍。安赛蜜对光、热 ( 能耐 225 ℃高温 ) 稳定, pH 值适用范围较广 (pH 二 3 一 7) ,是 目前世界上稳定性最好的甜味剂之一,适用于焙烤食品 和酸性饮料。此外,安赛蜜的安全性高,甜味纯正而强 烈,甜味持续时间长,与阿斯巴甜 l:l 合用有明显增效 作用。安赛蜜的生产工艺不复杂、价格便宜、性能优于 阿斯巴甜,被认为是最有前途的甜味剂之一。 1 992 年,中 国批准安赛蜜可用于饮料、冰淇淋、糕点、蜜饯、餐桌 用甜料等。二、二肤类人工合成甜味剂

( 一 ) 阿斯巴甜 (AsPartame)
阿斯巴甜化学名称为 L- 天冬氨酞 -L- 苯丙氨酸甲酷 (APM) ,国外商品名称为 NutraS 不 Feet ,又称甜 味素、蛋白糖、天冬甜母、天冬甜精、天苯糖等。 1 981 年经美国 FDA 批准用于干撒食品、 1983 年允许配制软 饮料后在全球 100 余个国家和地区被批准使用,甜度 为蔗糖的 200 倍。阿斯巴甜的优点是 :(1) 安全性高, 被联合国食品添加剂委员会列为 GRAS 级 ( 一般公认 为安全的 );(2) 甜味纯正,具有和蔗糖极其近似的清 爽甜味,无不 J 渝决后味和金属味,是迄今开发成功的 甜味最接近蔗糖的甜味剂 ;(3) 与蔗糖或其他甜味剂 混合使用有协同效应,如加 2% 一 3% 于糖精中,可明显 掩盖糖精的不良口感 ;(4) 有明显的增香效果,尤其 是对酸性的柑桔、柠檬、抽等,能使香味持久、减少芳 香剂用量。阿斯巴甜的缺点是 :(l) 对酸、热的稳定 性较差,在强酸强碱中或在高温加热时易水解生成苦 味的苯丙氨酸或二嗦呱酮,不适宜制作温度 >150 ℃的 面包、饼干、蛋糕等焙烤食品和高酸食品 ;(2) 因为 阿斯巴甜在人体胃肠道酶作用下可分解为苯丙氨酸、 天冬氨酸和甲醇,不适用于苯丙酮酸尿患者,要求在 标签上标明“苯丙酮尿患者不宜使用”的警示。我国 于 1986 年批准在食品中应用,常用于乳制品、糖果、 巧克力、胶姆糖、餐桌甜味剂、保健食品、腌渍物和冷 饮制品等。

( 二 ) 阿力甜 (Alitame)
阿力甜的化学名称为 L 一 a 一天冬氨酞一 N 一 (2 , 2 , 4 , 4 一四甲基一 3 一硫化三亚甲基 ) 一 D 一丙氨酞胺, 又称天胺甜精。 1 979 年由美国辉瑞公司研制成功,甜度 为蔗糖的 2 〕厌 ) 倍。阿力甜甜味清爽、耐热耐酸耐碱,具 有优越的贮存和加工稳定性,可广泛用于食品工业。我国 于 1994 年批准使用,常用于饮料、果冻、冷饮、餐桌甜 味剂等。其缺点是因分子结构中含有硫原子而稍带硫味。

( 三 ) 纽甜 (Neotame)
纽甜的化学名称为 N-[N 一 3 , 3 一二甲基丁基 ] 一 L 一 a 一天门冬氨酞一 L 一苯丙氨酸 1 一甲醋,是阿 斯巴甜的天冬氨酸的 NHZ 上连接 3 , 3 一二甲基丁基化 合物,也称为乐甜。 2001 年由澳大利亚和新西兰最早批 准应用,甜度是蔗糖的 7000 一 1 3000 倍,是目前最甜的 甜味剂。纽甜热稳定性较阿斯巴甜明显提高,酸性条件 下 80 ℃加热 24h 稳定不变,适用于蛋糕、曲奇等焙烤食 品,还具有风味增强效果。纽甜摄入人体后不会被分解 为单个氨基酸,适用于苯丙酮尿症患者。纽甜低成本、 高甜度、安全、稳定性高、溶解性好,是取代阿斯巴甜的具有更广阔应用前景的第二代二肤类甜味剂。我国于 2003 年批准使用,可用于各类食品。

三、蔗糖衍生物类人工合成甜味剂—三氯蔗糖

三氯蔗糖 (蔗糖素 ) 的化学名称为 1 , 4 , 6 一三氯蔗糖 (TGS) ,是蔗糖分子中的三个轻基被氯原 子选择性地取代而得到的高甜度甜味剂, 1991 年加拿大 首先批准用于食品,甜度为蔗糖的 600 一 650 倍。其突出 的特点是 :(l) 热稳定性好,温度和 pH 值对它几乎无影 响,在焙烤工艺中比阿力甜更稳定,适用于食品加工中 的高温灭菌、喷雾干燥、焙烤、挤压等工艺 ;(2) pH 适 应性广,适用于酸性至中性食品,对涩、苦等不愉快味 道有掩盖效果 ;(3) 易溶于水,溶解时不容易产生起泡 现象,适用于碳酸饮料的高速灌装生产线。 (4) 甜味纯 正,甜感呈现速度、最大甜味的感受强度、甜味持续时 间、后味等都非常接近蔗糖,是一种综合性能非常理想 的强力甜味剂。我国 1999 年 7 月批准使用。但三氯蔗糖 的价格较昂贵,如何降低其生产成本,是一个值得研究的课题。

四、人工合成甜味剂的发展趋势

( 一 ) 大力研制新型高甜度人工合成甜味剂

人工合成甜味剂甜度高、用量少、成本低、市场竞 争力强,目前市场上低能量、高甜度甜味剂增长较快, 大力研究品质优良的人工合成甜味剂的生产技术、改进 生产工艺、降低生产成本、扩大生产规模和应用方向, 将是我国近期人工合成甜味剂的主要发展方向。

( 二 ) 以高度甜味剂为基础开发复配型甜味剂

单一甜味剂在甜度、甜味、稳定性、加工特点等方 面各有千秋,用量大时常有不良风味和后味。复配甜味 剂可以利用各种甜味剂之间的协同效应和味觉特点达到 以下目的 :(l) 改善口味、增加风味 ;(2) 提高甜味的 稳定性 ;(3) 增加甜度、减少甜味剂总使用量,降低成 本。大力发展复配食品甜味剂产业,适合我国的国情, 它能提高食品甜味剂工业的发展速度,加快实现食品甜 味剂工业现代化。

甜味剂和糖类标准品
D(+)- 阿拉伯糖醇 D(+)-Arabit 100mg
D- 山梨糖醇 D-Sorbit 250mg
L(-)- 阿拉伯糖醇 L(-)-Arabit 100mg
阿拉伯糖 L(+)-Arabinose 250mg
阿斯巴甜 Aspartame 250mg
安赛蜜, AK 糖 Acesulfame potassium 250mg
半乳糖 D(+)-Galactose 250mg
甘露醇 D-Mannit 250mg
甘露糖 D(+)-Mannose 250mg
果糖 D(-)-Fructose 250mg
海藻糖 D(+)-Trehalose dihydrate 250mg
核糖 D(-)-Ribose 250mg
麦芽三糖 Maltotriose hydrate , 100mg
麦芽糖 D(+)-Maltose hydrate 250mg
蜜二糖 alpha-D(+)-Melibiose Hydrate 250mg
木糖 D(+)-Xylose 250mg
木糖醇 Xylit 250mg
葡萄糖 alpha-D(+)-Glucose 250mg
乳糖 alpha-D(+)-Lactose monohydrate 250mg
山梨醇 D-Sorbitol 250mg
山梨糖 L(-)-Sorbose 250mg
鼠李糖 L(+)-Rhamnose Hydrate 250mg
松三糖 Melezitose hydrate 250mg
糖精 Saccharin 250mg
糖精 ( 钠盐 ) Sodium saccharin 250mg
糖蜜素 Sodium cyclamate 250mg
甜蜜素 N-Cyclohexylsulfamic acid sodium salt 250mg
纤维二糖 D(+)-Cellobiose 250mg
蔗糖 D(+)-Saccharose 250mg

甜味剂构性关系和作用机理
甜味剂的构性关系
1898 年, Sternberg 首先报道了化学结构与甜味的关系,他推测,甜味和苦味与羟基和氨基的作用有关。甜味分子和苦味分子大体上没什么不同,而且不受立体几何构型(双键位置)的影响。 1914 年, Cohn 的《有机呈味物》一书中列举了上千种有机化合物的结构及他们的味道。他发现多羟基化合物和 D 型氨基酸经常是甜的,而高度硝化的化合物常常是苦的;在一个分子中引入氯原子常会诱导产生甜味。他认为要激发产生一定的甜味,分子中必须引入生味基。 Cohn 还发现,在同系物中,甜度和分子量之间成反比关系,对此他提出两点解释:一是随分子量增加,水溶性下降至不溶,以致甜味消失;二是生味基在只含少量化合物的系列中很重要,而在含大量化合物的系列中却不怎么重要。五年以后, Oertly 和 Myer 根据 Witt 的染色理论提出一个甜味物质分子必须含两个部分。即一个生甜基和一个助甜基。其中生甜基必须是一组能与助甜基结合产生甜味化合物的原子。否则该化合物不具有甜味。曾广植等( 1982 )提出了六个生甜基和九个助甜基。这为 AH-B 生甜基学说的提出奠定了基础。通过 Ellis 等人对糖和糖醇的受体作用机理的研究得出在甜味剂浓度与其甜味响应的关系上 , 糖和糖醇表现出线性函数关系。而高强度甜味剂则表现出双曲线函数关系。通过甜味剂构性关系的研究 , 曾广植( 1990 )提出开发一种卓越的、低热量的,又具有类似蔗糖的各种性质的甜味剂是甜味剂未来发展的目标。
甜味剂的作用机理
甜味是通过刺激动物的味觉而感知的。甜味是甜味化合物与甜受体之间相互作用的结果。符合巴甫洛夫的反射性原理:即甜味通过人或动物的味觉产生强烈的食欲刺激,通过大脑皮层的反射给消化系统,引起消化道内的唾液、肠液、胰液及胆汁大量分泌消化酶(如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等),相对量也加大,加快胃的蠕动,使食物或饲料的分解消化加快,养分得以充分吸收,从而提高食物(饲料)的消化率。不同的动物种类具有不同数目的味蕾和味觉感应器官,对味道的感觉不尽相同。各种动物的味蕾数目见表 1 。
表 1 各种动物的味蕾数目
种类 味蕾数
人类 9000
猪 15000
牛 25000
鸡 250-350
猫 473
蛇 0
动物的味觉主要由舌头感知,动物舌面上长有许多突起物称为乳头( Spillane,1989 )。舌的不同部位对味觉敏感性不同。一般舌尖对甜味最敏感,舌根对苦味最敏感,舌周围边缘对咸味最敏感。舌的两侧对酸最敏感。味刺激分子必须具有一定的水溶性。才能随唾液流入味蕾孔穴中 , 吸附于受体膜表面上而产生味感 . 而甜味剂就具有很好的水溶性。为动物感知甜味提供了必要条件。甜味剂味的强度还与水溶性有关,完全不溶于水的物质实际上是没有味的( Tseng Kuangchih,1987 )。甜味剂于舌表面接触时,须在舌表面溶解后才能产生甜味。而且产生甜味的时间有快有慢,而且味觉持续的时间也有长有短。蔗糖比较容易溶解,甜味觉的产生较快,消失也较快,糖精较难溶解,味觉产生较慢,而味觉持续时间却较长。

几种甜味剂的对比
甜味剂 相对甜度倍数 甜味特性 风味增强性 稳定性 安全性ADI(mg/Kg 体重) 中国最大使用量
糖精(Saccharin) 500 浓重的金属味 , 苦涩味 稳定 5 0.15g/kg
甜蜜素(Cyclomate) 50 明显苦涩味 稳定 11 0.65g/kg
  AK糖(Ace-k) 200 浓度明显后苦味 稳定 15(FDA), 9(EC) 0 .3g/kg
阿斯巴甜(Aspartame)  200 甜味纯正,近似蔗糖 中,对碱和热不稳定 40 按需使用
三氯蔗糖(Sucralose) 600 甜味纯正 稳定 15 按需使用
 阿力甜(Alitame) 2000 甜味较好 加热时中,低酸性稳定 1 0.1g/kg
  纽甜(Neotame) 8000 甜味纯正 , 高浓度下后甜长 明显 相对稳定 2 按需使用

 

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