甜味劑
甜味劑 甜味劑是指能賦予軟飲料甜味的食品添加劑。甜味劑按營養價值可分為營養性甜味劑和非營養性甜味劑兩類;按其甜度可分為低甜度甜昧劑和高甜度甜I味劑;按其來源可分為天然甜味劑和合成甜味劑 。
甜味劑應具備以下特點. 安全性高、引起味覺良好、穩定性高、水溶性好，並且價格合理。
目錄
主要作用
甜味劑在食品中的主要作用如下 :
(1)口感:甜度是許多食品的指標之一，為使食品、飲料具有適口的感覺，需要加入一定量的甜味劑。
(2)風味的調節和增強，在糕點中一般都需要甜味;在飲料中，風味的調整就有"糖酸比"一項。甜味劑可使產品獲得好的風味，又可保留新鮮的味道。
(3)風味的形成，甜味和許多食品的風味是相互補充的，許多產品的味道就是由風味物質和甜味劑的結合而產生的，所以許多食品都加入甜味劑。
甜味程度
甜味是甜味劑分子刺激味蕾產生的一種複雜的物理、化學和生理過程。甜味的高低稱為甜度，是甜味劑的重要指標。甜度不能用物理、化學的方法定量測定，只能憑藉人們的味覺進行感官判斷。為比較甜味劑的甜度，一般是選擇蔗糖作為標準，其他甜味劑的甜度是與它比較而得出的相對甜度。測定相對甜度有兩種方法:一種是將甜味劑配成可被感覺出甜味的最低濃度，稱為極限濃度法;另一種是將甜味劑配成與蔗糖濃度相同的溶液，然後以蔗糖溶液為標準比較該甜味劑的甜度，稱為相對甜度法 。
各種甜味劑的相對甜度
甜味劑的甜度受多種因素影響，其中主要的有濃度、溫度和介質、
一般來說，甜味劑的濃度越高，甜度越大。但大多數甜味劑的甜味隨濃度增大的程度並不相同。
多數甜味劑的甜度受溫度影響，通常隨溫度升高而降低。如，5%的果糖溶液在5℃時甜度為147,18℃時為128.5,40℃時為100,60℃時為79.5。
介質對的也有影響，在水溶液中於40℃以下，果糖的甜度高於蔗糖，在檸檬汁中兩者的甜度大致相同。
種類介紹
甜味劑種類較多，可分為:按其來源可分為天然甜味劑和人工合成甜味劑;按其營養價值分為營養性甜味劑和非營養性甜味劑;按其化學結構和性質分為糖類和非糖類甜味劑。
葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖、澱粉糖和乳糖等糖類物質，雖然也是天然甜味劑，但因長期被人食用，且是重要的營養素，通常視為食品原料，在中國不作為食品添加劑。
屬於非糖類的甜味劑有天然甜味劑和人工合成甜味劑。天然甜味劑有甜菊糖、甘草、甘草酸二鈉、甘草酸三鉀和三鈉等。人工合成甜味劑有糖精、糖精鈉、環己基氨基磺酸鈉、天門冬酰苯丙氨酸甲酯阿力甜等。
天然來源
甜菊糖苷(Stevioside)
代碼GB19.008
甜菊糖苷，分子式C38H60O18，結構式為:
1、 性狀白色至淺黃色晶體粉末，味清涼甘甜。熔點198~202℃，耐高溫。在空氣中極易吸濕，水中溶解度約為0.12%，微溶於乙醇。
2、 性能甜度約為蔗糖的300倍，是天然甜味劑中最接近蔗糖的一種。其甜味純正，殘留時間長，後味可口，有輕快涼爽感，對其它甜味劑有改善和增強作用，在酸性和鹼性條件下都較穩定。
3、 毒性小鼠經口LD50≥15g/kg。
4、 製法甜菊屬菊科屬多年生草本植物，葉中含甜味成分，它產於南美巴拉圭東北部和巴西。1997年在江蘇、山東等省引進成功，江蘇、福建、山東、新疆等地已有大面積栽培。
提取甜菊糖苷的方法很多。如，將葉子乾燥後用乙醇提取，提取液中加入乙醚使味物質沉澱，然後用乙醇重新結晶，即得。較為經濟的路線是:甜菊葉、莖經水浸、沉澱、離子交換樹脂精製、噴霧乾燥。
5、 質量指標中國國家標準GB8270-1999規定甜菊糖苷的質量指標如下。
甘草(Glycyrrhiza，Licorice)
代碼GB19.009;INS958
甘草別名甜甘草，粉甘草，為豆科植物甘草(Glycyrrhiza Uralensis Fisch),光果甘草(G.glabra)或脹果甘草(G.inflata Bat.)的乾燥根和莖。甘草主產於內蒙、甘肅、新疆。甘草甜味成分主要是甘草甜素，分子式C42H62O16，相對分子質量822.54，結構式如圖所示。
1、性狀甘草根為長圓柱形，長30~100cm，直徑0.6~3.5cm。表面呈紅棕色或灰棕色，有顯著地縱皺紋、溝紋和稀疏的細跟痕，並有長皮孔。質地堅實，斷面呈纖維性，黃白色，有粉性，橫切面有明顯的形成層環紋和放射狀紋理，有裂隙。根莖表面有芽痕，橫切面中心有髓。
將甘草切碎，中藥稱為皮草，經水浸後得到的濾液經過蒸發濃縮即得甘草膏或甘草粉末。甘草粉末為淺黃色，味甜略帶苦。其水溶液為淺黃色，濃縮液常為黑褐色，有特殊的香氣和甜味。
2、性能甘草根含甘草甜素6%~14%，蔗糖5%，澱粉20%~30%，葡萄糖2.5%，天冬酰胺2%~4%，甘露糖醇6%，樹脂2%~4%，樹膠1.5%~4%，以及少量的色素、脂肪、鞣酸和揮髮油等。甘草性平，味甘，有清熱解毒，祛痰止咳、補脾益氣、緩和止痛，調和藥性的功能。
甘草甜素的甜度為蔗糖的200倍，其甜味不同於蔗糖，入口後稍經片刻才有甜味感，保持時間長，有特殊風味。甘草甜素雖無香氣，但能增香。
3、毒性甘草服用時間過長，可引起血壓升高，血鉀降低，特別是老年人和心血管病及腎臟病患者，易引起高血壓症和充血性心臟病。
中國自古以來將甘草作為調味料和草藥來使用，正常使用對人體無害，為無毒品。
對小鼠腹腔試驗表明，LD500.805g/kg;小鼠經口LD50大於10g/kg。美國FDA將甘草列為GRAS物質。
4、製法將甘草的跟和莖除去雜質、洗淨、潤透、切片、乾燥即得。
質量指標中國藥典(1977)中規定，甘草的質量指標如下:
人工合成
糖精鈉(Sodium Saccharin)
代碼GB 19.001;INS954
分子式C7H4NNaO3S·2H2O，相對分子質量241.21，結構式如圖所示。
1、性狀無色至白色結晶或晶體粉末，無臭或微有芳香氣味，味極甜並微帶苦，甜度為蔗糖的200~700倍。稀釋1 000倍的水溶液仍有甜味，閾值約為0.00048%。易溶於水，溶解度隨溫度升高迅速增大，10%的水溶液呈中性，微溶於乙醇。
2、性能:糖精鈉在水中解離出的陰離子有極強的甜味，但分子狀態卻物甜味反而具有苦味，故高濃度的水溶液亦有苦味。因此，使用時濃度應低於0.02%。在酸性介質中加熱，甜味消失，並可形成鄰氨基黃酰苯甲酸而呈苦味。
3、毒性小鼠經口LD5017.5g/kg。大鼠經口最大無作用量0.5g/kg。FAO/WHO(1994)規定，ADI為0~2.5mg/kg。
4、製法鄰苯二甲酸酐經酰胺化和酯化製成鄰氨基苯甲酸甲酯，再經重氮置換和氯化，然後進行氨化環合得到鄰磺酰苯甲酸亞胺，最後碳酸氫鈉處理而得。
代碼GB19.004;INS95天冬氨酰苯丙氨酸甲酯(Aspartame，APM)
別名阿斯巴甜、甜味素
分子式C14H18N2O5，相對分子質量294.31，結構式如圖所示。
1、性狀白色晶體粉末，無臭，有強甜味。25℃時等電點的pH值為5.2。微溶於水，約1g/100mL;乙醇，0.26mg/100mL。0.8%水溶液的pH值為4~6.5。在水溶液中不穩定，易分解而失去甜味。
2、性能有強甜味，其稀溶液的甜度約為蔗糖的100~200倍。甜味與砂糖十分接近，有涼爽感，無苦味和金屬味。其穩定性較差，受高溫，結構發生破壞而使甜度下降，甚至甜味完全消失。
天門冬酰苯丙氨酸甲酯不產生熱量，適合作糖尿病、肥胖症等病人用甜味劑。
3、毒性小鼠經口LD50>10g/kg。
天門冬酰苯丙氨酸甲酯進入人體後能迅速代謝成天門冬氨酸和苯丙氨酸，而被吸收和利用，不會積蓄於組織中。
FAO/WHO(1981)對天門冬酰苯丙氨酸甲酯的評價是，安全可靠，ADI定為0~0.04g/kg。美國FDA將天門冬酰苯丙氨酸甲酯列為GARS物質。
4、製法由L-天門冬氨酸與L-苯丙氨酸甲酯鹽縮合而成。
5、質量指標中國國家標準及FAO/WHO、FCC、日本食品添加物公定書規定天門冬酰苯丙氨酸甲酯的質量指標如下。
工業應用
甜味劑對世界的食品有重要的影響，從1900年產量的8百萬噸到1970年的7千萬噸 。隨着人們對健康的要求也越來越苛刻，希望甜味劑的能力儘可能低甚至為零，口感好，價格比較合適。五、六十年代以前的近一個世紀，食品工業中所使用的甜味劑多半是蔗糖和來自石油化工的糖精。五、六十年代以後，在美國、歐洲及日本等國相繼出現了甜蜜素、二肽甜味劑、甜蛋白、乙酰磺胺酸鉀及阿力甜等甜味劑 。
性能對比
由於不同的甜味劑相對甜度、味感、穩定性、熱量、價格和使用限制等方面的差異，所以在食品工業的實際應用中也需要引起注意，常用甜味劑的性能對比如下:
常用甜味劑性能對比
發展趨勢
營養甜味劑是指某甜味劑與蔗糖甜度相同時，其熱值在蔗糖熱值的2%以上。非營養型甜味劑是指熱值低於蔗糖熱值的2%。
天然非營養型甜味劑日益受到重視，是甜味劑的發展趨勢，WHO指出，糖尿病患者已達到5千萬以上，美國人中有四分之一以上要求低熱量食物。在蔗糖替代品中，美國主要使用阿斯巴甜，達90%以上，日本以甜菊糖苷為主，歐洲人對AK糖(安賽蜜)比較感興趣。這三種非營養型甜味劑在中國均可使用。
從市場需求和對甜味劑的研究來看，甜味劑的發展趨勢主要有兩個方面:
高甜度甜味劑
高甜度甜味劑具有甜度高、熱量低、不易發生齲齒、安全性高等優點，並且此類甜味劑多為非糖類物質，在代謝過程中不受胰島素控制，不會引起肥胖症和血壓升高，適合糖尿病、肥胖症患者作為甜味替代品。
功能性甜味劑
功能性甜味劑(現階段主要以低聚糖為主)不僅具有低熱量、穩定性高、安全無毒等特性，還有促進益生菌繁殖，抑制有害菌生長的獨特功能。現以確認的功能性低聚糖的生理功能主要包括以下幾個方面:
1、不易被人體吸收，提供的熱量很低或根本沒有，可供糖尿病人、肥胖病人和高血糖病人食用。
2、活化腸道內雙歧桿菌並促其生長。功能性低聚糖是腸道內有益菌的增殖因子，其中最明顯的增殖對象是雙歧桿菌。人體試驗證明，某些功能性低聚糖，如異麥芽低聚糖，攝入人體後到大腸被雙歧桿菌及某些乳酸菌利用，而腸道有害的產氣莢膜桿菌和梭菌等腐敗菌卻不能利用，這是因為雙歧桿菌細胞表面具有寡糖的受體，而許多寡糖是有效的雙歧因子。
3、不會引起齲齒，利於保持口腔衛生。
4、具有膳食纖維的部分生理功能，如降低血清膽固醇和預防結腸癌等。
注意事項
合格的食品添加劑對人體沒有壞處，但是，長期過量攝入亦會對人的身體健康造成一定損害。
同時，很多標明"低糖"、"無糖"、"低熱量"的甜味食品並不是真的無糖，其中所使用的甜味劑雖然熱量很低，甚至無熱量，但是大多數會增加食慾，反而使熱量的攝入增大。