本文作者：Sunny華

甜味（Sweetness）是一種基本的味覺(jué)，在全球眾多文化中，甜味幾乎都象征著美好的感覺(jué)，偏好甜味的食物也似乎是人類的共性之一。日常生活中的糖制品主要是食糖，成分以蔗糖為主并根據(jù)純度細(xì)分為冰糖、白砂糖、紅糖等。天然的糖類主要來(lái)源于植物，但只有甘蔗及甜菜中才有較高的濃度，根據(jù)全球的生產(chǎn)比例，蔗糖約占七成，甜菜糖約占三成。隨著人們對(duì)糖類的需求量逐年增加，尤其是食品加工業(yè)的快速發(fā)展，天然的糖類早已無(wú)法滿足需求。

圖 1 常見(jiàn)的食糖：冰糖、白砂糖和紅糖

二、糖精：源于意外的發(fā)現(xiàn)

為了保持食物味道、增強(qiáng)口感或改善外觀，人們發(fā)明了食品添加劑。糖精作為甜味劑，其甜度是蔗糖的300~500倍，我國(guó)將它代替蔗糖大量使用已有半個(gè)多世紀(jì)之久。在我國(guó)自產(chǎn)食糖不足的特定條件下，采用糖精等高倍甜味劑代替部分蔗糖對(duì)于緩解食糖緊缺起到了重要作用。與其它食品添加劑不同的是，糖精其實(shí)源于一個(gè)實(shí)驗(yàn)室的“意外”發(fā)現(xiàn)。

1879年，俄裔化學(xué)家康斯坦丁·法爾伯格（Constantin Fahlberg）正在約翰·霍普金斯大學(xué)從事煤焦油研究，下班回家用晚餐時(shí)他發(fā)現(xiàn)食物具有特殊的甜味，反復(fù)確認(rèn)不是食物本身和烹飪過(guò)程引入了糖后，他將目光聚焦于實(shí)驗(yàn)室，并意外發(fā)現(xiàn)特殊甜味來(lái)自實(shí)驗(yàn)室合成的一個(gè)化合物?？邓固苟‘?dāng)時(shí)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)是他的同事伊拉·萊姆森（Ira Remsen）四年前失敗的反應(yīng)，1875年時(shí)伊拉試圖通過(guò)鄰甲苯磺酸一步氧化直接得到鄰羧基苯磺酸，這個(gè)看似“簡(jiǎn)單”的反應(yīng)卻沒(méi)能順利實(shí)現(xiàn)。后來(lái)他們改變了策略，擬從鄰基苯磺酰胺出發(fā)，經(jīng)KMnO4氧化后水解得到目標(biāo)化合物，雖然康斯坦丁得到了預(yù)期產(chǎn)物，只不過(guò)是以副產(chǎn)物的形式，反應(yīng)主要生成了另一個(gè)環(huán)狀化合物——鄰苯甲酰磺酰亞胺，而特殊甜味正是來(lái)自于它！

圖 2 糖精的意外發(fā)現(xiàn)

三、糖精的生產(chǎn)

康斯坦丁意外發(fā)現(xiàn)糖精后便窺見(jiàn)了其中的巨大商業(yè)價(jià)值，隨即他在德國(guó)申請(qǐng)了專利開(kāi)始對(duì)糖精進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。說(shuō)來(lái)有趣的是，糖精的生產(chǎn)原料竟然是石油化工基本原料之一的甲苯。具體工藝也不甚復(fù)雜：甲苯磺化后經(jīng)PCl5和氨解得到苯磺酰胺產(chǎn)物，甲基再經(jīng)KMnO4氧化為羧基，由于同時(shí)存在鄰位取代和對(duì)位取代產(chǎn)物，只有鄰位取代產(chǎn)物可以順利環(huán)化得到糖精；為了獲得純凈的糖精，需要采用“酸-堿后處理法”對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行提純。

圖 3 糖精的生產(chǎn)路線

四、糖精與人體健康

眾所周知，糖類是人體重要的營(yíng)養(yǎng)素之一，主要分成三大類：單糖、雙糖和多糖。單糖因無(wú)法進(jìn)一步水解，因此是糖類中最小的分子，最典型的單糖就是生物體普遍的能量來(lái)源葡萄糖；此外，糖原可以作為人體的儲(chǔ)能物質(zhì)。然而與食糖相比，糖精則是一種不含熱量的甜味劑，對(duì)人體沒(méi)有任何營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，它僅僅是一種人工合成的高倍甜味劑，用來(lái)引起甜的味覺(jué)罷了。

作為人體重要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，糖經(jīng)過(guò)人體消化吸收后很快轉(zhuǎn)化為血糖，供應(yīng)機(jī)體所需的能量，其分解產(chǎn)物是H2O和CO2，可完全排出體外。然而研究發(fā)現(xiàn)，糖精在人體內(nèi)不發(fā)生代謝作用，被人體攝取后經(jīng)大小便排出體外，但食用過(guò)量可能會(huì)引起中毒。

此外，生產(chǎn)糖精的原料有數(shù)十種之多，其中大部分都對(duì)人體具有潛在危害，尤其是糖精中的雜質(zhì)鄰甲苯磺酰胺具有致癌作用。上世紀(jì)60年代，有研究表示糖精本身可能就是一種致癌物。當(dāng)實(shí)驗(yàn)老鼠被喂食大劑量的糖精后，罹患膀胱癌的幾率明顯上升。盡管后續(xù)有人指出這項(xiàng)研究存在不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牡胤剑⒂凶C據(jù)表明糖精與罹患癌癥（尤其是膀胱癌）之間沒(méi)有相關(guān)性，但我們?nèi)孕枰杼蔷珜?duì)人體健康的潛在影響。

圖 4 其他常見(jiàn)的人工合成甜味劑

五、結(jié)束語(yǔ)

20世紀(jì)50年代以前，食品添加劑采用負(fù)面表列的方式，凡是不在明令禁止的名單上，就可以添加到食品中。隨著人們對(duì)食品添加劑的認(rèn)識(shí)逐漸深入，現(xiàn)在大多數(shù)國(guó)家都規(guī)定，只有獲得許可的添加劑才能在食品中使用。盡管目前尚未有足夠的證據(jù)支持糖精對(duì)人體健康的危害，相信隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)我們會(huì)更加了解糖精的性質(zhì)，在此之前還是希望大家都能做到平衡膳食，控制糖精甚至糖類的攝入量，都能擁有健康的體魄！

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