阿斯巴甜

阿斯巴甜學名為天門冬酰苯丙氨酸甲酯 ^[7]  ，化學式為C₁₄H₁₈N₂O₅ ^[7]  ，在室温下以白色粉末的狀態存在，是一種天然功能性低聚糖，甜度高、不易潮解、不致齲齒，糖尿病患者可食用。阿斯巴甜因其熱量極低，又具有較高的甜度，可添加於飲料、藥製品或無糖口香糖中作為糖替代品。阿斯巴甜的熱量約為16.75kJ/g ^[6]  ，而且2.8mg/dl的阿斯巴甜就可以讓人感覺到甜味，故可以忽略少量阿斯巴甜所產生熱量。 ^[1] 

阿斯巴甜水溶液在一定的温度和酸性pH條件下，其酯鍵能被水解生成天冬氨酰苯丙氨酸和甲醇。在中性、鹼性（pH>7）或受熱條件下，或經環化作用消去甲醇形成環天冬氨酰苯丙氨酸。最終，天冬氨酰苯丙氨酸還會繼續水解生成2個單獨的氨基酸-天冬氨酸和苯丙氨酸。 ^[2] 

阿斯巴甜半衰期可達300d，在pH為3~5的環境中最為穩定；當pH為7時，半衰期僅有幾天。阿斯巴甜的甜味特性與蔗糖有所不同，比蔗糖的甜味更為持久，且食用後不會有苦後味或金屬異味，而且阿斯巴甜在人體內可迅速代謝分解為天冬氨酸、苯丙氨酸和甲醇。 ^[1] 

在固體粉末飲料和什錦點心之類乾燥產品中，阿斯巴甜的穩定性很好，整體穩定性類似於純阿斯巴甜。高温環境中阿斯巴甜會發生水解和環化作用，這就限制了它在焙烤、油炸類需高温長時處理食品中的應用。但若處理得當，阿斯巴甜也可用在那些需某種程度熱處理的食品中，如可應用在需經高温短時殺菌的食品中（132-138℃，1min）。在其他極限條件下，如冰凍或速凍食品中，直接變化的阿斯巴甜數量很少。 ^[2] 

由於水分、pH和温度的綜合影響導致阿斯巴甜的分解，會引起甜味的逐漸喪失。但這不會產生怪味，因為其轉化物均無味。 ^[2] 

阿斯巴甜的溶解度是個重要參數，當應用於液體食品時更要考慮到這一點。就阿斯巴甜本身，其溶解度是pH與温度的函數。在配製餐桌甜味劑、飲料和甜什錦點心時，必須充分考慮到這幾個因素的綜合影響。 ^[2] 

阿斯巴甜在其等電點（pH為5.2）的水中溶解度最小，其溶解度隨温度升高而增大。在等電點下，温度與溶解度之間呈直線關係。在低於阿斯巴甜等電點情況下形成鹽溶液的趨勢，有助於改善溶解速率與溶解程度，這可通過先往系統中溶解一種食用酸（檸檬酸、蘋果酸等），然後再加入阿斯巴甜，或者同時加入兩者而得以實現。 ^[2] 

阿斯巴甜具有清爽、類似蔗糖一樣的甜感，它沒有人工甜味劑通常具有的苦澀味或金屬後味，這是它的一個很重要的優點。 ^[2] 

在食品和軟飲料中，通常情況下阿斯巴甜的甜度是蔗糖的180~220倍。總的説來，阿斯巴甜的相對甜度與對照物蔗糖濃度呈負相關，並隨不同的香味系統、pH、品嚐温度和蔗糖或其他糖的濃度而發生變化。 ^[2] 

阿斯巴甜對某些食品飲料風味具有增效作用，特別是對酸型水果風味。感觀評定認為，它對天然香料的增效作用要比對合成香料好。應用在某些食品上，這種風味增效特性可使阿斯巴甜的使用量減少，還可滿足口香糖之類產品的某些特殊需要。使用阿斯巴甜的口香糖，其甜味持續時間要比使用蔗糖的長4倍。阿斯巴甜與某些甜度稍小的甜味劑或一些鹽類混合使用時，易改變其纏綿的甜味特性和口感，在配製食品時必須注意這一點。 ^[2] 

阿斯巴甜可與強力甜味劑或碳水化合物型甜味劑混合使用，這就進一步擴大了它的應用範圍。當阿斯巴甜與碳水化合物型甜味劑（如蔗糖、果糖或葡萄糖）混合時，產品能量下降不少而甜味卻沒有變化。當阿斯巴甜與強力甜味劑（如糖精、甜蜜素、安賽蜜或甜菊糖）混合使用時，產品有時略帶有苦澀味，這可通過加大混合物中阿斯巴甜的比例來改善，改善程度隨阿斯巴甜的比例增大而增大。混合甜味劑協同增效作用與各組成甜味劑所佔的比例及食品配料系統有關。 ^[2] 

1965年12月，美國Schlatter在合成供生物分析用的四肽化合物促胃液激素時，阿斯巴甜這個中間產物濺到Schlatter的手上，因他知道這種氨基酸混合物無毒，因此就不忙於立即洗手。後來當他為取一張稱量紙而舔了一下那個手指時，頓時感到這種二肽酯具有糖一樣的甜味。阿斯巴甜就這樣被發現了。 ^[2] 

研究方向多側重於阿斯巴甜的神經毒性作用。阿斯巴甜的代謝產物之一苯丙氨酸，在通過血-腦屏障時可能與其他大分子的中性氨基酸競爭，改變腦部原有氨基酸比值，進而干擾神經遞質的傳遞。阿斯巴甜的攝入可能增加患者偏頭痛的發生率，或延長病痛持續時間。探究阿斯巴甜對小鼠學習記憶的影響，實驗中雌雄小鼠隨機交配得到幼鼠，從懷孕開始至幼鼠斷奶，實驗組母鼠進行阿斯巴甜灌胃，對照組則使用蒸餾水灌胃；對40d齡幼鼠進行Morris水迷宮實驗，結果發現，實驗組幼鼠的起始潛伏期明顯高於對照組，説明阿斯巴甜降低了幼鼠的空間學習能力；實驗組幼鼠經過平台次數明顯少於對照組，在平台停留時間明顯短於對照組，説明阿斯巴甜降低了幼鼠的空間記憶能力，以上結果表明，孕期和哺乳期食用阿斯巴甜對幼鼠學習、記憶能力均有影響，阿斯巴甜及其代謝產物可能通過血胎屏障，影響腦功能。 ^[1] 

雖然FDA做出阿斯巴甜可安全使用的聲明，但並沒有確切實驗説明阿斯巴甜與偏頭痛、癌症等疾病毫無聯繫，還需進一步研究探討。因此為確保安全，在日常生活中，不建議長期過量攝入阿斯巴甜。 ^[1] 

新聞報道：糖尿病人可以選用無糖酸奶，這類酸奶中的糖分由“木糖醇”、“阿斯巴甜”來代替。但是長期使用這種甜味劑，可能會改變腸道對糖的吸收速度，對糖尿病人帶來不利的影響。 ^[3]  在飲食上，食用含酪氨的奶酪，含亞硝酸鹽的肉類、醃製食品，含苯乙胺的巧克力，含穀氨酸鈉、阿斯巴甜的食品添加劑，葡萄酒以及咖啡因含量高的飲料均可誘發偏頭痛。另外不吃飯或禁食也可誘發偏頭痛。 ^[4] 

傳統化學合成法是將天冬氨酸轉變為酸酐，然後與苯丙氨酸甲酯縮合成阿斯巴甜。化學法的區域選擇性較差，產生兩種異構體：α-阿斯巴甜和β-阿斯巴甜，α-阿斯巴甜為主產物，β-阿斯巴甜有苦味，必須分離除去，工藝比較複雜。 ^[5] 

嗜熱菌蛋白酶（thermolysin）已成功用於有機相中阿斯巴甜前體的合成，它使苯丙氨酸甲酯與氨基保護的天冬氨酸縮合形成阿斯巴甜前體，再經還原、脱保護基，即可得到阿斯巴甜。酶法催化的反應具有對映體選擇性，只合成α-阿斯巴甜，反應中可以採用外消旋體苯丙氨酸甲酯作為底物，酶催化反應時只利用L-苯丙氨酸甲酯，未反應的D-苯丙氨酸甲酯可形成鹽，酸化後可使之外消旋化而循環利用。 ^[5] 

該催化反應具有以下特色：①利用了耐有機溶劑的嗜熱菌蛋白酶；②利用非水相體系，顯著提高了底物濃度；③嗜熱菌蛋白酶對DL-苯丙氨酸甲酯中L-苯丙氨酸甲酯具有嚴格的選擇性，可以利用廉價的外消旋體作為原料；④將嗜熱菌蛋白酶與合成原料置於水相中進行酶促反應，生成的中間體則隨時被萃取到有機相中。因此，酶促反應不受抑制，可連續進行，產率超過95%。 ^[5] 

合成影響因素（乙醇），有研究表明，阿斯巴甜在水中溶解度一般較小，約為1%（25℃），但隨着溶劑中乙醇含量的不斷增加，阿斯巴甜的溶解度也逐漸上升，當阿斯巴甜在乙醇水溶液中溶解度到達峯值時，隨着乙醇繼續加入，阿斯巴甜溶解度會逐漸降低。 ^[1] 

合成影響因素（温度），常温下配置相同甜度的阿斯巴甜溶液和白砂糖溶液，密封並分別用不同的温度加熱30min，進行感官評價，判斷加熱是否對阿斯巴甜溶液甜度產生影響。在100℃到120℃之間平均取5組温度作為阿斯巴甜測量温度，發現隨着温度的升高，阿斯巴甜的甜度逐漸下降，高至120℃時，阿斯巴甜的甜度趨近於零，此結果也從一定程度上證明了阿斯巴甜在高温條件下不穩定，應避免高温條件下存放。 ^[1] 

2023年7月14號，世衞組織發佈了關於阿斯巴甜危害評估和風險評估的結果，這個結果含有國際癌症研究機構（IARC）和國際食品添加劑專家聯繫委員會（JECFA）兩個機構獨立的評估結論。世衞組織一是接受了國際癌症研究機構把阿斯巴甜列為2B類致癌因素的建議，二是仍然接受國際食品添加劑專家聯繫委員會對阿斯巴甜的評估，數據表明沒有足夠的理由改變之前確定的阿斯巴甜每日可接受攝入量是0-40毫/公斤體重的結論。 ^[8]  這是國際癌症機構第一次評估阿斯巴甜，但這是國家食品添加添加劑和專家聯席委員會第3次評估阿斯巴甜，這2個機構的評估是獨立進行的。非常有意思的是，這2個機構在獨立評估了已有科研文獻後，都認為目前缺乏關於阿斯巴甜和癌症相關的有效證據 ^[9]  ，這個結論意味着阿斯巴甜從1980年面世以來在食品、日化等產品中的廣泛使用不會受到明顯影響。

2023年12月，上榜“2023年度十大營養熱詞”。 ^[10]