甜味劑是指能賦于食品甜味的一種調(diào)味劑。甜味劑甜味的產(chǎn)生是甜味劑分子能與人舌頭上的甜味受體結(jié)合,產(chǎn)生神經(jīng)信號(hào)傳遞至大腦分析的結(jié)果。甜味劑一般不提供能量或只提供較少的能量,幾乎不會(huì)影響血糖,可豐富高血糖人群和糖尿病患者的飲食,降低齲齒發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn),在現(xiàn)代食品生產(chǎn)加工業(yè)扮演著不可或缺的重要角色。
從營(yíng)養(yǎng)價(jià)值分類,甜味劑可分為營(yíng)養(yǎng)型甜味劑和非營(yíng)養(yǎng)型甜味劑兩類。按其甜度可分為低甜度甜味劑和高甜度甜味劑。依據(jù)其來源可分為天然甜味劑和合成甜味劑。此外,因化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的不同,可以分為糖類和非糖類甜味劑[1-2]。
糖類甜味劑包括蔗糖、葡萄糖、果糖等,在我國(guó)統(tǒng)稱為“糖”,常作為一般食品,不屬于食品添加劑管理內(nèi)容。糖醇類和非糖甜味劑才可作為食品添加劑來管理,不同甜味劑的相對(duì)蔗糖甜度如表1所示[3-4]。每種甜味劑甜度與具體產(chǎn)品純度有一定關(guān)聯(lián)性,表中數(shù)據(jù)為平均值。
表1 不同甜味劑的相對(duì)蔗糖甜度表
我國(guó)現(xiàn)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB 2760—2014[5]中表A.2列出赤蘚糖醇、木糖醇、乳糖醇和羅漢果甜苷4個(gè)品種可在各類食品中使用(不得使用添加劑的食品除外),其余品種均列出了相應(yīng)的適用范圍和使用量,而甘露糖醇、麥芽糖醇、乳糖醇、山梨糖醇、甘草酸銨、甘草酸一鉀及三鉀5大類在可使用食品中可按生產(chǎn)需要適量添加。
從口感和風(fēng)味來說,各類甜味劑均有自己的特點(diǎn)。高倍甜味劑大多伴有后苦味,如安賽蜜在高濃度情況下有后苦味,但在口腔中甜感持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng);甜蜜素濃度超過0.4%則會(huì)出現(xiàn)苦味;濃度大于0.026%的糖精鈉溶液有金屬味和苦澀味;阿力甜不穩(wěn)定,在某些食品中長(zhǎng)期儲(chǔ)存會(huì)釋放出硫元素,使食品含有硫臭味;甜菊糖苷在高濃度情況下也存在一定的后苦味,但可以通過酶法改性改善其后苦味;作為新型天然甜味劑的甘草甜味素也會(huì)有后苦味,這與其純化程度有關(guān),純度越高后苦味越輕[6-8]。低含量的甘草甜味素雖然較苦,但帶有特殊的甘草氣味,若有效利用這一特點(diǎn),則其對(duì)食品的口感有附加作用。例如,將低含量的甘草甜味素用于肉制品中,可以有效壓制和去除腥味與異味。此外,甘草甜味素類的甜味釋放緩慢,甜度持久,除在口腔內(nèi)有甜感外,還可在喉嚨中產(chǎn)生持久的回甘[2]。
糖醇類甜味劑甜度較低,但口感清涼純正,不會(huì)導(dǎo)致齲齒和血糖的升高,因此在現(xiàn)代食品工業(yè)中大量使用[3]。針對(duì)糖醇類甜味劑甜度較低這一特點(diǎn),其與高倍甜味劑復(fù)配使用,能夠掩蔽高倍甜味劑的后苦味,但糖醇類甜味劑對(duì)食用者會(huì)產(chǎn)生一定的腹瀉反應(yīng)(赤蘚糖醇除外),如導(dǎo)致的人體脹氣、腹痛、腹瀉等腸胃不適,其程度由強(qiáng)到若依次是甘露糖、山梨糖醇、木糖醇、麥芽糖醇,因此濕寒體質(zhì)者需要慎用,如對(duì)木糖醇的攝入一天不應(yīng)超過50 g。
除口感、風(fēng)味之外,甜味劑的穩(wěn)定性也決定了其用途和用量。阿斯巴甜的熱穩(wěn)定性差[5],不宜在90 ℃條件下長(zhǎng)時(shí)間處理,否則會(huì)分解,因此阿斯巴甜無法用于烘焙食品中。此外,阿斯巴甜是酸穩(wěn)定性甜味劑,不宜用于堿性食物中。糖精和阿力甜在酸性條件下容易分解而失去甜味,限制了其在碳酸類飲料及其他酸性食品中的應(yīng)用。
有關(guān)長(zhǎng)期使用甜味劑的安全性問題一直頗具爭(zhēng)議。自糖精鈉問世以來,曾一度被廣泛使用,但該甜味劑只能給人帶來甜度味覺,并無其他營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,而且當(dāng)人體攝入過量糖精鈉時(shí),會(huì)影響腸胃消化酶的正常分泌,降低小腸的吸收能力,使食欲減退。此外,有關(guān)糖精鈉的致癌性問題也備受爭(zhēng)議,COHEN[9]研究發(fā)現(xiàn)糖精會(huì)導(dǎo)致大鼠膀胱癌的發(fā)生,但不確定糖精鈉是否會(huì)致使人體致癌。SASAKI等[10]的研究也表明食品中添加糖精鈉及糖精會(huì)導(dǎo)致胃腸道一些器官DNA損傷。但也有流行病學(xué)、毒理學(xué)及代謝等研究表明糖精鈉不會(huì)致癌[8]。但短時(shí)間內(nèi)食用大量糖精鈉會(huì)引起血小板降低而造成急性大出血、多臟器損害等情況,或會(huì)引發(fā)惡性中毒事件,因此我國(guó)禁止將糖精鈉用于兒童食品,同時(shí)國(guó)家食品安全技術(shù)規(guī)范中不斷縮小了糖精鈉的適用范圍和使用量。
甜蜜素是第二代人工合成甜味劑,1986年,我國(guó)正式批準(zhǔn)甜蜜素作為食品添加劑。但1969年,有研究表明甜蜜素存在導(dǎo)致大鼠膀胱癌的可能性,隨后美國(guó)、英國(guó)、日本等國(guó)家禁止使用甜蜜素[11]。
甜味劑阿斯巴甜沒有后苦味,故被廣泛使用,但研究表明,長(zhǎng)期攝入阿斯巴甜容易引發(fā)頭疼和偏頭痛,且存在免疫力低下、誘發(fā)腦瘤等安全隱患問題。此外,阿斯巴甜含有苯丙氨酸,故苯丙酮尿癥患者不宜食用阿斯巴甜[8-9]。
安賽蜜是第四代人工合成的甜味劑,低毒。安賽蜜在人和動(dòng)物體內(nèi)不代謝、不積蓄,100%以原形物質(zhì)排出體外,是一個(gè)對(duì)人體十分安全的惰性物質(zhì)。但長(zhǎng)期使用安賽蜜,會(huì)改變?nèi)梭w腸道菌群,引發(fā)血糖升高,味蕾變遲鈍,甜味敏感度下降的同時(shí)還會(huì)增加人對(duì)更甜食物的欲望[4]。
三氯蔗糖是第五代人工合成甜味劑,甜度是蔗糖的500~600倍[1],口感與蔗糖極其接近,故被廣泛使用。該成分不被人體識(shí)別和吸收,認(rèn)為是安全性較高的甜味劑[4]。但也有研究表明三氯蔗糖會(huì)減少和降低50%的腸道有益菌和其活性,且這些有益菌具有分解脂肪的作用,與人體體重相關(guān)。此外,三氯蔗糖還影響人體對(duì)某些藥物的吸收,導(dǎo)致藥效下降。烘烤含有三氯蔗糖的食品,會(huì)釋放有毒物質(zhì)氯丙醇,此物質(zhì)會(huì)對(duì)人體器官和神經(jīng)系統(tǒng)造成傷害[12]。
最新一代人工合成甜味劑是紐甜,其甜度是蔗糖的6 000~8 000倍。紐甜的甜度高、熱量低、熱穩(wěn)定性優(yōu)于阿斯巴甜,且在人體代謝過程中產(chǎn)生的微量甲醇對(duì)人體基本沒有危害,目前未受到安全性問題質(zhì)疑,故在食品行業(yè)備受歡迎[13]。
關(guān)于人工合成甜味劑,除了滿足人對(duì)甜味的正常需求之外,還需要重點(diǎn)需考慮糖尿病和肥胖癥患者是否可以食用。雖然人工合成甜味劑不需要胰島素來進(jìn)行代謝,但不代表不會(huì)刺激胰島素的分泌。有研究表明,人體胰島素的分泌與人感知到甜味味覺后大腦收到的刺激信號(hào)有關(guān),因此人工合成甜味劑會(huì)影響人體胰島素分泌[14]。
與人工合成的甜味劑相比較,天然甜味劑的安全性更高,如甘草甜味素。甘草甜味素來源于藥食同源的甘草,能夠在普通食品中直接添加,使用量不受限制。研究表明,甘草酸類成分不僅可以控制血糖水平,還能促進(jìn)脂肪類成分的有氧代謝,對(duì)于控制體重有非常好的作用。在歐美、日本等地區(qū)和國(guó)家,將甘草黃酮納入了新資源食品目錄,準(zhǔn)許用于減肥食品和肥胖癥患者的特殊醫(yī)藥食品,甘草甜味素或許是糖尿病與肥胖癥患者的較優(yōu)選擇[1-2]。
在遵守國(guó)家法規(guī)和食品安全標(biāo)準(zhǔn)的前提下,選擇甜味劑需考慮食品的口感特征、風(fēng)味特征、食品穩(wěn)定性、食品貨架期、食品安全性及其市場(chǎng)主流。大多數(shù)增體型甜味劑或強(qiáng)甜味劑不能同時(shí)提供蔗糖給予的甜味等多方面的功能,所以使用替代蔗糖的甜味劑,需要重視其對(duì)食品感官性質(zhì)的影響,尤其是組織特性。例如,糖替代品的結(jié)晶性、保濕性會(huì)影響糖果的感官品質(zhì);碳水化合物類的甜味劑用于烘焙食品,除了有增體作用外,還能賦予該食品良好的外觀、口感和風(fēng)味;在果醬生產(chǎn)中,果膠的膠凝特性與該食品內(nèi)所含的蔗糖含量有直接關(guān)系;對(duì)于冷凍飲品,蔗糖具有降低冰點(diǎn)的作用,且其與冰淇淋的膨脹率和抗融性密切相關(guān),強(qiáng)甜味劑常與增體型甜味劑的結(jié)合使用,也會(huì)使得其更接近于蔗糖給予冷凍飲品的功能性和口感等方面的作用;對(duì)于飲料這一產(chǎn)品,蔗糖對(duì)其產(chǎn)生的“增體性”的要求并不是特別嚴(yán)格,所以在這類產(chǎn)品中主要是評(píng)價(jià)甜味劑之間的甜味互補(bǔ)作用和協(xié)同增效作用;此外,固體食品會(huì)考察該產(chǎn)品的表面粗糙感、脆性、硬度等質(zhì)地特征,咀嚼時(shí)的口感均勻性、顆粒疏松性、黏牙性以及焦香味等指標(biāo)。綜上所述,甜味劑的選擇需要綜合考量。