合成甜味剂：甜蜜素的应用和优势

1.糖精（Saccharin）及糖精钠（Sodium Saccharin）

糖精学名邻-磺酰苯甲酰亚胺（O-sulfobenzoic Acid Imide）；糖精钠又称可溶性糖精或水溶性糖精。结构式见图8-14。

图8-14 糖精和糖精钠

（1）糖精（2）糖精钠

（1）理化性质 由于糖精的溶解度很低，市售的糖精实际是糖精钠。糖精钠为白色的结晶或结晶性粉末，无臭，微有芳香气。在空气中徐徐风化，约失去一半结晶水而成为白色粉末，有强甜味，并稍带苦味，甜度为蔗糖的200～700倍（一般为300～500倍）。稀释1000倍的水溶液也有甜味，甜味阈值为0.00048%。

糖精钠易溶于水，在水中的溶解度随着温度的上升而迅速增大，例如其溶解度为：99.8（20℃）、186.8（50℃）、253.5（75℃）、328.3（95℃）。略溶于乙醇（可溶于50倍量的乙醇中）。10%水溶液大致为中性。在常温时，糖精钠水溶液长时间放置后甜味也降低，故配好的溶液不应长时间放置。其热稳定性与糖精类似，但较糖精更好。

（2）制法 由邻苯二甲酸酐酰胺化、酯化，制成邻氨基苯甲酸甲酯，经重氮置换及氯化后再氨化环合等得到邻磺酰苯甲酸亚胺，最后加碳酸氢钠制得。此外，也可用甲苯为原料（甲苯法）制得。

（3）毒理学参数 小白鼠腹腔注射LD₅₀17500mg/kg体重；大白鼠经口MNL 500mg/kg体重。

（4）使用与限量 按我国GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》规定：糖精钠作为甜度剂可用于冷冻饮品（食用冰除外）、配制酒、腌渍的蔬菜及复合调味料，其最大使用量为0.15g/kg；用于蜜饯凉果、熟制豆类、脱壳熟制坚果与籽类、新型豆制品（大豆蛋白及其膨化食品、大豆素肉等），其最大使用量为1.0g/kg；带壳熟制坚果与籽类中，最大使用量为1.2g/kg；用于水果干类（仅限芒果干、无花果干）、凉果类、话化类、果糕类，其最大使用量为5.0g/kg；果酱中，最大使用量为0.2g/kg；糖精、糖精钠含量测定均以糖精计。

2.甜蜜素（Sodium Cyclamate）

甜蜜素又称环己基氨基磺酸钠，包括环己基氨基磺酸钙（Calcium Cyclamate）。分子式C₆H₁₂O₃NSNa，相对分子质量201.22，化学结构式见图8-15。

图8-15 甜蜜素

（1）理化性质 甜蜜素为白色结晶粉末，熔点169～170℃，溶于水，具有柠檬甜味。环己基氨基磺酸是一种强酸，10%水溶液pH 0.8～1.6。环己基氨基磺酸钠或其钙盐是强电解质，在溶液中具有较高离解度。钠盐（C₆H₁₃NO₃S·Na）及钙盐（C₆H₂₄N₂O₆S₂·Ca）均溶于水，溶解度远超过常规应用所需的溶解度，在脂肪及非极性溶剂中溶解度较低。甜蜜素溶液在较宽的pH范围内对热、光和空气等稳定。

甜蜜素拥有一些优良的品质，使它成为一种良好的甜味剂。它具有无热量和非龋齿性，尽管它的相对甜度低于糖精或阿斯巴甜，但它的甜味能力也是足够的，尤其是与其他的高强度甜味剂联合使用时。甜蜜素具有良好的甜味曲线，在常规应用浓度下不会具有令人不悦的后味。它比其他糖具有更好的苦味掩盖性能，能够提高水果风味。甜蜜素与大部分食品或食品成分具有相容性，也与天然和人工风味剂、化学保藏剂和其他甜味剂具有相容性。其溶解性能够满足大部分应用要求，在常规浓度下，它不会改变溶液黏度和密度。在光、氧、酸、加热条件及其他食品化学剂存在下，甜蜜素都非常稳定。甜蜜素具有非吸湿性，不支持霉菌或其他细菌生长。

（2）制备 通过环乙胺与磺化剂反应得到的环乙基胺基磺酸的环乙基铵盐，再用氢氧化钠处理，可得到环乙基胺基磺酸钠，即环氨甜精类甜蜜素。

（3）应用 与蔗糖的甜味相比，来自甜蜜素的甜度达到其最高水平的速度较慢且持久。通常认为甜蜜素的甜度是蔗糖的30倍，但当与高强度甜味剂混合时甜度降低。如甜蜜素的甜度是2%蔗糖溶液的40倍、20%蔗糖溶液甜度的24倍。这主要是因为随着甜蜜素浓度增大而出现的苦味和后味增加，不过这种不良风味在常用的浓度下是没有问题的。

甜蜜素钙盐的甜度略低于钠盐，Vincent等研究表明这两个盐之间的区别在于它们的离子化，因为甜度是由于甜蜜素离子造成的，然而，甜味减弱可能与未离解的盐有关。甜蜜素的甜味随其介质的变化而变化，其相对甜度与其盐的种类有关。

甜蜜素的主要用途在于它是非热量甜味剂，通常与其他甜味剂混合使用，用于各种食品、饮料、液体药和药片中，目前在50多个国家的数种食品中应用。按我国GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》规定：甜蜜素及甜蜜素钙盐作为甜味剂可用于冷冻饮品（除食用冰外）、酱渍的蔬菜、盐渍的蔬菜、腐乳类、面包、糕点、饼干、复合调味料、饮料类（除包装饮用水类外，固体饮料按冲调倍数增加使用量）、配制酒、果冻（果冻粉以冲调倍数增加），其最大使用量为0.65g/kg；用于蜜饯凉果，其最大使用量为1.0g/kg；脱壳烘焙（炒制）坚果与籽类中，最大使用量为1.2g/kg；烘焙（炒制）坚果与籽类（仅限瓜子）中，最大使用量为2.0g/kg；带壳烘焙/炒制坚果与籽类中，最大使用量为6.0g/kg；用于凉果类、话化类（甘草制品）、果丹（饼）类，其最大使用量为8.0g/kg。均以环己基氨基磺酸计。

3.乙酰磺胺酸钾（Acesulfame）(www.xing528.com)

乙酰磺胺酸钾又称安赛蜜、双氧口恶噻嗪钾，分子式C₄H₄KNO₄S，相对分子质量201.24。化学结构见图8-16。

图8-16 乙酰磺胺酸钾

（1）理化性质 乙酰磺胺酸钾为白色结晶状粉末，无臭，易溶于水（20℃，270g/L），难溶于乙醇等有机溶剂，无明确的熔点，甜度约为蔗糖的200倍，味质较好，没有不愉快的后味，对热、酸均很稳定，缓慢加热至225℃以上才会分解。

（2）制备 由叔丁基乙酰乙酸酯与异氰酸氟磺酰进行加成，再与KOH反应制得。

（3）毒理学参数 小鼠经口LD₅₀2.2g/kg体重；ADI值0～15mg/kg体重（FAO/WHO，1994）。

（4）使用与限量 根据我国GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》规定：乙酰磺胺酸钾作为甜味剂可用于冷冻饮品（食用冰除外）、饮料类（包装饮用水类除外）、水果罐头、果酱、蜜饯类、腌渍的蔬菜、加工食用菌和藻类、果冻、杂粮罐头、其他杂粮制品、谷类和淀粉类甜品、焙烤食品，其最大使用量为0.3g/kg；调味和果料发酵乳中，最大使用量为0.35g/kg；调味品中，最大使用量为0.5g/kg；用于酱油，其最大使用量为1.0g/kg；糖果（无糖胶基糖果除外）中，最大使用量为2.0g/kg；熟制坚果与籽类中，最大使用量为3.0g/kg；胶基糖果中，最大使用量为4.0g/kg；餐桌调味料中，最大使用量为0.04g/份。

思考题

1.写出谷氨酸钠、三氯蔗糖、柠檬酸的结构式。

2.写出苹果酸、乳酸互为手性异构体。

3.写出甜度值计算过程。

4.试述几种合成甜味剂的甜度比较。

5.试述饮料中糖精钠、安赛蜜、甜蜜素的使用限量。

6.试述淀粉水解产物的甜度与水解程度的关系。

7.试述酸碱介质对葡萄糖甜度的影响原因。

8.试述谷氨酸钠结构式，呈味的酸度范围。

9.柠檬酸、苹果酸、酒石酸、乳酸、乙酸各为几元酸，哪种分子中有手性碳和旋光性？哪种溶液是因为内旋所导致的无旋光性？

10.I +G是哪两种物质混合物？