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第四章天然甜味剂及其生产工艺第一节甜味剂概述甜味剂(Sweeteners)：是指赋予食品或饲料以甜味的食物添加剂。目前世界上允许使用的甜味剂约有20种。甜度的基础物质是蔗糖，以蔗糖的甜度为1时，可得到其他甜味剂的相对甜度。例如，木糖醇，甜度：1～1.4；果糖，甜度：1.14～1.75；阿斯巴甜，甜度：200；糖精，甜度：200～700。一、甜味剂甜度理想的甜味剂应具备以下特点：①很高的安全性；②良好的味觉；③较高的稳定性；④较好的水溶性；⑤较低的价格。按来源分为：天然甜味剂和人工合成甜味剂；按营养价值分为：营养性甜味剂和非营养性甜味剂；按化学结构和性质分为：糖类和非糖类甜味剂。二、甜味剂的种类与特点天然甜味剂:葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉糖和乳糖等糖类物质。因长期被人食用，且是重要的营养素，通常视为食品原料，在我国不作为食品添加剂。（一）天然甜味剂按来源分人工合成甜味剂主要产品有：糖精、糖精钠、环己基氨基磺酸钠（甜蜜素）、天门冬氨酰苯丙氨酸甲酯（甜味素或阿斯巴甜）、乙酰磺胺酸钾（安赛蜜）、三氯蔗糖等。（二）人工合成甜味剂按来源分1、人造甜味剂—糖精糖精：是一种传统的甜味剂，甜度为蔗糖的200～700倍。糖精钠进入人体内，不分解、不吸收，随尿排出，无营养价值。人造甜味剂—糖精为最早的人造甜味剂，1879年发现的一种合成化学物质，已有百年的应用历史。由约翰斯·霍普金斯大学的两名化学家发现，当时他们正在实验室中通过煤焦油衍生物制作新化学染料，在此过程中一种煮沸的液体从容器中溢出并溅到他们的手上。就餐前，其中一名化学家忘了洗手，在就餐过程中无意间尝到手指有甜味，结果便发现了糖精。糖精的甜度为糖分的300倍。糖精曾是一种饱受争议的甜味剂。研究人员曾对它做过一些动物实验，实验结果表明该物质具有致癌作用（主要引发膀胱癌，还可能引发子宫癌、卵巢癌和皮肤癌等），因此FDA于1977年明令禁用该物质。但因餐饮行业（以及节食者）的坚持，糖精至今仍在市场上出售。到了20世纪90年代末，包含糖精的产品包装上均贴有警告标签，指出糖精对实验室动物具有致癌作用。而美国热量控制委员会指出，人们不会像老鼠一样患上膀胱癌，因此应该除去这个警告标签。人吃糖精有害吗？2000年，美国国家癌症研究所（NCI）指出，食用糖精的人群膀胱癌的患病率并不比整体人群高。但对于那些大量食用糖精（每天摄取六份或六份以上糖精或者两份或两份以上227克的膳食饮料）的人群而言，“有迹象表明，这些人群患膀胱癌的几率会增加，特别是那些通过餐桌甜味剂或膳食碳酸饮料而摄取大量糖精的人群。”根据此项研究以及对实验室动物所做的其他研究，人们认为糖精并不是人类膀胱癌的主要致癌因素。因此，美国国立卫生研究院从致癌物质黑名单中删除了糖精，美国国会同意从含有糖精的产品上除去警告标签（具体内容请参加本页）。如今，只有很少的几种产品含有糖精。FountainDietCoke（健怡可口可乐）和Pepsi（百事可乐）均采用了糖精和阿斯巴甜的混合物，Tab（以女性为对象的补充体力的饮品）也一样。Sweet'NLow产品也同样含有糖精，它是一种大家熟悉的采用粉红色包装的餐桌甜味剂。糖精的研究蔗糖素生成过程中，一个糖分子中的三个氢（H）和氧（O）基团被三个氯（Cl）原子取代。这时，蔗糖素就不再属于糖类了，而成为了人造甜味剂，其甜度是糖的600倍。蔗糖素不会被人体代谢，因此不含热量。该物质中含有的氯元素不仅可防止其为人体所吸收，同时还使其具备了足够的抗热性，因此可用于烘焙食物中（而其他甜味剂在烘焙的过程中就失去了甜味）。1998年，FDA批准将该物质用于食物和饮料。2、蔗糖素一、糖精钠的检测糖精是应用较为广泛的人工甜味剂其学名为邻—磺酰苯甲酰亚胺其结构式为：难溶于水，故生产中常用糖精钠。糖精钠——水溶性好，在酸性条件下溶于乙醚，热稳定性比糖精好，甜度为蔗糖的200—700倍。糖精钠、糖精对人体无营养价值，不分解、不吸收，随尿排出，致癌性有争议，ADI值0—2.5。4、人造甜昧剂的检测•婴幼儿食品、病人食品、主食中禁用。•果酒、露酒、黄酒、啤酒、白酒、肉类、水产类、水果蔬菜类罐头中禁止使用糖精。•《食品添加剂使用卫生标准》规定：酱菜类、复合调味料、蜜饯、配料酒、雪糕、冰淇淋、冰棍、糕点、饼干和面包，糖精汁、果汁（味）型饮料按稀释倍数的80%加入用于瓜子用于话梅、陈皮类可与规定的其他甜味剂混合使用。最大用量为0.15g/kg1.2g/kg5.0g/kg美国香味和萃取物制造者协会规定，糖精最高参考用量为：软饮料72mg/kg；冷饮150mg/kg；糖果2100～2600mg/kg，焙烤食品12mg/kg。1.HPLC2.薄层色谱3.离子选择电极GB/T5009.28—2003）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%。（三）营养甜味剂按营养价值分主要包括蔗糖、果糖、淀粉糖、糖醇以及寡果糖、异麦芽酮糖等。蔗糖、果糖和淀粉糖通常视为食品原料，在我国不作为食品添加剂。糖醇类的甜度与蔗糖差不多，因其热值较低，或因其和葡萄糖有不同的代谢过程，而有某些特殊的用途，一般被列为食品添加剂。主要品种有：山梨糖醇、甘露糖醇、麦芽糖醇、木糖醇等。（四）糖类甜味剂按营养价值分非糖类甜味剂包括天然甜味剂和人工合成甜味剂，一般甜度很高，用量极少，热值很小，有些又不参与代谢过程，常称为非营养性或低热值甜味剂，是甜味剂的重要品种。1.非糖天然甜味剂主要产品有：甜菊糖、甘草、甘草酸二钠、甘草酸三钠（钾）、竹芋甜素等。2.非糖人工合成甜味剂主要产品有：糖精、糖精钠、环己基氨基磺酸钠（甜蜜素）、天门冬氨酰苯丙氨酸甲酯（甜味素或阿斯巴甜）、乙酰磺胺酸钾（安赛蜜）、三氯蔗糖等。（五）非糖类甜味剂按化学结构和性质分从天然物(甘草、植物果实等)提取其天然甜味成分，并制成天然甜味剂，由于其安全性较人工合成的甜味剂高，其应用前景将会代替合成甜味剂。可分为两类：一类是从植物中提取其甜味物质，如从甘草中提取甘草酸等，另一类是将天然物质加工精制成甜昧剂。（六）非糖天然甜味剂按化学结构和性质分1.甜味菊苷为甜叶菊中所含的一种强甜味成分，甜度为蔗糖的300倍，有甘草味及后味，我国1997年从外国引种成功并用以提取甜叶菊苷。我国生产甜叶菊苷的工厂有60多家，年产量1500吨，低热量甜味剂。2.甘茶叶素为甘茶(土常山、甜茶)中所含的甜味成分，栽培生叶抽提，制成水溶液的浓缩物，甜度为糖精的2倍，有甘草似的后味，且有防腐作用。3.天门冬酰苯丙氨酸甲酯为二肽衍生物。甜度比蔗糖大100～200倍，食用后在体内分解为相应的氨基酸，ADI为o～40mg／kg。4.二氢查耳酮桔类中发现，二种：一种为新橙皮苷二氢查耳酮，甜度为糖精的7～10倍，为低热能甜味剂；另一种为柚苷二氢查耳酮，甜度为糖精的3～5倍，用化学方法很容易转化为新橙皮苷二氢查耳酮。安全性较高，ADI无需规定。5.罗汉果甜苷为葫芦科植物罗汉果中提取的天然甜味剂，含有比蔗糖甜300倍的强甜天然物质，安全性高，ADI无需规定。6.甘草及甘草酸钾为甘草酸(甘草甜素)，易溶水，甜度为蔗糖的200倍，且甜味残留时间长，安全性高，ADI无需规定，我国民间用于酱及酱制品。（1）乙酰磺胺酸钾（安赛蜜）：我国《食品添加剂使用卫生标准》（GB2760-86）规定：可用于果汁（果味）型饮料、冰淇淋、糕点、糖果、果酱（不含罐头）、酱菜、蜜饯、胶姆糖等，用量为0.3g/kg；用于餐桌调味料，用量为40mg/包（片）。（2）天门冬氨酰苯丙氨酸甲酯：我国《食品添加剂使用卫生标准》（GB2760-86）规定：可按正常生产需要用于各类食品中（罐头食品除外）。FAO/WHO（1984）规定：可配制适用于糖尿病、高血压、肥胖症、心血管病的低糖、低热量的保健食品，用量视需要而定。（3）环己基氨基磺酸钠:我国《食品添加剂使用卫生标准》（GB2760-86）规定：可在酱菜、调味酱汁、配制酒、糕点、饼干、面包、雪糕、果汁（味）型饮料、碳酸饮料中使用，最大使用量为0.65g/kg；蜜饯1.0g/kg；陈皮、话梅8.0g/kg。三、常见甜味剂的行业标准（4）糖精；我国《食品添加剂使用卫生标准》（GB2760-86）规定：可用于酱菜类、复合调味汁、蜜饯、配制酒、雪糕、冰淇淋、冰棍、糕点、饼干和面包，最大用量为0.15g/kg；瓜子中最大用量为1.2g/kg；用于话梅、陈皮类为5.0g/kg。特别需要说明的是在婴幼儿食品中不得添加糖精。（5）木糖醇:我国《食品添加剂使用卫生标准》（GB2760-86）规定：可按正常生产需要用于糖果、糕点、果汁（味）型饮料等。用木糖醇代替糖的产品，可以在标签上说明适用于糖尿病人食用。无糖或低糖低热食品的需要日益增加，例,糖尿病患者:1500～2000万，高血脂病人:9500万，龋齿患者3亿。肥胖人口:美国约有61%的成年人体重超标，每年花在减肥上的费用至少在300亿美元.我国的肥胖人群也呈现惊人的增长势头，无糖食品成为这些人的首选。巨大经济价值：无糖食品中的无糖糖果一类的产值就有200亿元的市场空间。第二节新型甜味剂发展背景指除了能赋予食品以甜味外，还有某些特殊生理活性的甜味剂。一、功能性甜味剂功能性甜味剂：功能性单糖(高果糖浆、结晶果糖和L-阿拉伯糖等)；功能性低聚糖(异麦芽酮糖、乳酮糖、棉子糖、大豆低聚糖、低聚果糖、低聚乳果糖、低聚木糖和低聚异麦芽糖等)；多元糖醇(赤藓糖醇、木糖醇、山梨糖醇、甘露糖醇、麦芽糖醇、异麦芽糖醇、氢化淀粉水解物等)；二肽,包括甜味素和阿力甜等)；蛋白质(索吗甜、莫奈林和奇异果素等)、蔗糖衍生物(三氯蔗糖等)；（1）、病人专用食品低热量、难消化：人体肠道内难以被消化吸收，不进入人体代谢或代谢时产生热量值少，能量值很低或为零，且代谢途径与胰岛素无关，摄入后不会引起血液葡萄糖与胰岛素水平的变动。可用于糖尿病、高血压、肥胖病人的专用食品。1、生理作用及用途（2）.改善肠道功能功能对肠道内的有益菌—双歧杆菌有明显的增殖作用，被称为双歧因子。该菌可发酵产生短链脂肪酸和一些抗菌素物质，而抑制外源致病菌和腐败菌的生长繁殖，而短链脂肪酸能刺激肠道蠕动，增加粪便湿润度并保持一定的渗透压，改善便秘，改善肠道功能。（3）抗龋齿口腔微生物（特别是突变链球菌—引起龋齿的主要微生物）的不能分解，可抑制突变链球菌的生长繁殖，长期摄入不会引起牙齿龋变。（4）.降低血清胆固醇，改善脂质类似膳食纤维，具有膳食纤维的部分功能，如降低血清胆固醇，改善脂质的作用。（5）其它活性某些功能性甜味剂还具有一些特殊的生理活性。如：大豆低聚糖具有促进生长发育、提高智商。低聚果糖具有美容作用，在化妆品中用于面部及皮肤护理以抑制皮肤表面有害菌的生长；也可作为保健品服用，可防止面疱、黑斑、雀斑、老年斑的产生，使皮肤靓丽，也可抑制口臭。木糖醇具有保肝护肝、降血糖、减肥、预防和改善皮肤粗糙的功能。（1）L-阿拉伯糖：生产成本高，逐渐被认知又称树胶醛糖、果胶糖；是一种戊醛糖。在自然界中通常与其他单糖结合，以杂多糖的形式存在于胶质、半纤维素、果胶酸、细菌多糖及某些糖苷中。主要作用是可减少蔗糖吸收，人食用后可控制体重。被应用于食品添加剂、保健品、医药、有机合成等领域。2008年，全球L-阿拉伯糖的产量达到1500吨，是2002年的4.0倍，平均年增长率为26%。未来几年市场需求量将会以40%的速度递增，预计2011年全球市场需求量将达到3500吨，2013年将达到5000吨以上。2、具有开发前景新型天然甜味剂山东协力生物科技有限公司市场前景：美国：作为一种低热量的甜味剂,已被美国食品药品监督局（FDA）列为食品添加剂日本厚生省将其列入调节血糖的特定保健用食品和健康食品添加剂。日本：在日本的应用已经比较普遍，日本的三和淀粉是全球最大的生产厂家，基本垄断着L-阿拉伯糖的市场。中国：列入新资源食品。目前只有、厦门唐传、济南唐和唐、禹城福田等少数公司生产L-阿拉伯糖产品。总产能很小，每年需要进口一定量的