甜味的化学结构与人体感觉相关

（一）甜味剂概述

在自然界中，许多化合物带有甜味，随着科学技术的发展，人们又通过化学合成的方法人工制备出一些具有甜味的化合物。这些化合物中，有的对人体有益，有的则有害，还有的对人体的作用仍在研究之中，尚不能定性。因此，在有关的食品法规中，对有害的甜味化合物禁止使用，对作用尚未清楚、但已有一定实验依据的甜味化合物严格控制用量。根据甜味物质的来源与化学性质，大体可分为天然和人工合成两大类。

（1）天然甜味剂 天然甜味剂主要有食糖、淀粉糖，以及用天然物质为原料提取精制或通过生物技术加工成的低聚糖、糖醇、糖苷、蛋白质类甜味剂，例如：树糖、蜂蜜、淀粉糖浆、果葡糖浆、各类糖醇、糖苷、蛋白质类甜味剂、异构糖等。一些天然甜味物质对人体的营养有着重要作用，是最适合、最有效的能量来源。除此之外，还有其他功能。

①风味的调节和增强：在饮料中，风味的调整就有“糖酸比” 一项，酸味、甜味相互作用，可使产品获得新的风味，又可保留新鲜的味道。

②不良风味的掩盖：甜味和许多食品的风味是相互补充的，许多产品的味道就是由风味物质和甜味剂相结合产生的，所以许多食品和饮料中都加入甜味剂。

③食品的甜味不但可以满足人们的嗜好要求，而且还能改进食品的可口性和其他食品的工艺特性。

（2）人工合成甜味剂 合成甜味剂是用化学合成法制得，由于对人体的毒性程度不一，因此各国对合成甜味剂有严格的规定。该类甜味剂有糖精、甜蜜素、阿苏切法等。通常所说的甜味剂是指人工合成的非营养甜味剂、糖醇类甜味剂与非糖天然甜味剂三类。至于蔗糖、葡萄糖、果糖等糖类除赋予食品以甜味外，虽然也是天然甜味剂，但因长期被人食用，且是重要的营养素，供给人体以热能，通常都被视作食品原料或配料，称为食糖，一般不作为食品添加剂加以控制。

（二）甜味剂的化学结构

在人体的各种感觉中，味觉是最普遍、最常产生的一种感觉。但对食物甜味的化学结构的研究还只有一些经验性认识，对甜味分子结构的预见性还很差。一般认为，羟基、氨基酸、酚与多酚等结构与甜味有一定的关系。

（1）羟基结构与甜味 一些单糖是碳水化合物，其分子中有羟基结构，但并非所有的碳水化合物都具有甜味。有人认为，这些糖具有甜味是由于存在着邻二羟基结构，而甜度则与邻二羟基间的氢键有关，氢键结合力越大，甜度越低，因为羟基间的氢键阻碍了邻二羟基和甜味接受体的相互作用。

（2）氨基酸结构与甜味 食品中的一些氨基酸和蛋白质也是甜味物质。在L-型氨基酸中，仅L-丙氨酸有较高的甜味，而丝氨酸、苏氨酸有微甜味，其他的L-氨基酸几乎没有甜味。D-色氨酸的甜度约为蔗糖的35倍，D-6-氯色氨酸和D-6-甲基色氨酸的甜度可达到1000倍，这说明氨基酸的甜味及甜度与其构型有关。近年来研制的天冬酰苯丙酸甲酯（天冬甜，又称阿斯巴甜），具有氨基酸结构，甜度很高，这类物质有多种衍生物，又称二肽衍生物。

（3）酚、多酚结构与甜味 一些具有酚或多酚结构的物质带有甜味，其中，二氢查尔酮是一类很有应用前景的甜味剂，在其结构中有两个酚基基团。(www.xing528.com)

（三）甜味的强度

甜味的强度又称甜度，是评价甜味剂的重要指标。不同物质的甜度是不同的，通常以蔗糖的甜度作基准进行比较。

（1）相对甜度 目前，甜度还只能凭人的味觉来判断，难以用物理或化学方法进行定量的测定，在评价甜味剂的甜度时，不可避免地带有主观性。因此，评价甜度需要有专门的评品小组，小组成员应当具有一定的知识和工作经验。

表示甜度大小还没有统一的标准，一般选用蔗糖为基准，因为蔗糖是一种非还原性糖，其水溶液比较稳定，其他甜味剂的甜度，则是与蔗糖比较后的相对甜度。以蔗糖的标准相对甜度为1，其他甜味剂的相对甜度见表8-1。

（2）影响甜味强度的因素 甜味剂甜度受很多因素的影响，现简述如下。

①浓度的影响：一般情况是，随着甜味剂浓度的增加，其甜度也增高，但这种增高不一定是线性关系，对不同的甜味来说，增高的程度不同。例如，许多糖的甜度随浓度增高的程度比蔗糖大。此外，一些非甜味剂和合成甜味剂在低浓度时呈现甜味，当浓度高时往往出现苦味。据研究，可能是其分子在与舌面接触时发生障碍，引起异感。

②粒度的影响：粒度不同的同一种甜味剂往往会产生不同甜度的感觉，例如蔗糖有大小不同的晶粒，粗砂糖的粒径在0.5mm以上，绵白糖的粒径在0.05mm以下，当糖与唾液接触时，晶粒越细则接触面积越大，溶解的速度越快，能很快地达到较高的浓度，所以口感绵白糖比粗砂糖甜一些，实际上，将它们配成相等浓度的溶液时，它们的甜度是相等的。

表8-1 各种甜味剂的相对甜度

③ 温度的影响：温度对甜度也有影响。在5℃时5%蔗糖溶液的甜度为1.0，5%果糖溶液的甜度为1.47，至18℃时，果糖溶液的甜度降至1.29，40℃时降至1.0，60℃时只有0.79。而蔗糖、葡萄糖等溶液的甜度在温度变化时几乎没有变化。其原因是，在较高温度下，果糖溶液中的不同异构体达到一种平衡，较高甜度异构体的相对含量降低，因此，以果糖作为食品甜味剂时，应当考虑到该食品的进食温度。

④介质的影响：甜味剂处于不同的介质中，其甜度也会有一些变化。例如，在5～40℃时，果糖在柠檬汁中的甜度与同等浓度的蔗糖柠檬汁大致相同。在蔗糖中，添加增稠剂（如淀粉或树胶）后能使甜度稍有提高。食品中的食盐和酸对糖的甜度也有影响，但没有一定规律。

⑤甜味剂之间的影响：将不同的甜味剂混合，有时会互相提高甜度。如果混合糖液中蔗糖和葡萄糖的甜度互不影响的话，混合液的甜度应当是两者之和，但实际上甜度还有所增加。