甜味是甜味剂分子刺激味蕾而产生的一种复杂的物理、化学和生理过程。甜味是易被人们接受且最感兴趣的一种基本味，不但能满足人们的爱好，还能改进食品的可口性和某些食用性质。依据GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》，甜味剂是指赋予食品以甜味的物质。
1.甜味剂的分类
甜味剂按来源可分两大类：一类是天然甜味剂，如蔗糖、果糖、葡萄糖、麦芽糖、甜菊糖苷、山梨糖醇、木糖醇等；另一类是人工合成甜味剂，如糖精钠、环己基氨基磺酸钠、天门冬酰苯丙氨酸甲酯、阿力甜等。
甜味剂按营养还可分为营养型和非营养型。营养型甜味剂是指与蔗糖甜度相等的含量，其热值相当于蔗糖热值2%以上者，主要包括各种糖类（如葡萄糖、果糖、麦芽糖等）和糖醇类（山梨糖醇、木糖醇等）。营养型甜味剂的相对甜度，除果糖、木糖醇等外，一般均低于蔗糖。非营养型甜味剂是指与蔗糖甜度相等的含量，其热值低于蔗糖热值2%者，包括甜菊糖苷、甘草苷等天然物和糖精、甜蜜素、安赛蜜等化合物。
2.甜味剂的甜度
甜味的高低称为甜度，它是甜味剂的重要质量指标。甜味剂的甜度，现在还不能用物理或化学方法定量地测定，只能凭人们的味觉感官判断。故目前还没有表示甜度绝对值的标准。
甜度有两种表示方法：一种是将甜味剂配成可被感觉出甜味的最低浓度（即阈值），即极限浓度，称为极限浓度法；另一种是将甜味剂配成与蔗糖浓度相同的溶液，然后以蔗糖溶液为标准比较该甜味剂的甜度，此法称为相对甜度法。即取蔗糖的甜度为100，其他甜味剂与它比较而得出相对甜度，如表4—1所示。甜味剂的甜度一般以相对甜度来比较。
表4—1 各种甜味剂的相对甜度
3.甜度的影响因素
甜味剂的甜度受多种因素影响，其中主要的有浓度、温度和介质。
一般地说，甜味剂的浓度越高，甜度越大。但多数甜味剂的甜度随浓度增大的程度并不相同。例如，葡萄糖溶液的甜度随浓度增高的程度大于蔗糖，在较低的浓度，葡萄糖溶液的甜度低于蔗糖，而随浓度增大甜度差别减小。通常所说的葡萄糖的甜度比蔗糖低，系指在低浓度时而言。当浓度达40%时，两者的甜度基本相同。
多数甜味剂的甜度受温度影响，通常甜度随温度升高而降低。例如，5%果糖的溶液在5℃时甜度为147，18℃时为128.5，40℃时为100，60℃时为79.05。
介质对甜度也有影响，在水溶液中于40℃以下，果糖的甜度高于蔗糖，在柠檬汁中两者甜度大致相等。某些调味剂对甜味剂的甜度也有影响，但无一定规律。如3%～10%蔗糖溶液，在1%食盐溶液中，甜度降低；而5%～7%蔗糖溶液，在0.5%食盐溶液中，甜度增高。在糖液中添加增稠剂（如淀粉或树胶），能使甜度稍有提高。例如，在1%、2%、5%和10%的蔗糖溶液中添加2%的淀粉，使溶液的甜度少许增高。
甜味剂可分为合成甜味剂和天然甜味剂，下面介绍几种常用的甜味剂。
合成甜味剂是人工合成的，不被人体代谢吸收，无营养价值，不产生热量，故适合作糖尿病、肥胖症等病人用甜味剂及用于低热量食品生产。摄入过量对人体可能造成危害。
1.糖精钠
糖精钠，分子式C7H4NNaO3S·2H2O，相对分子质量241.21。
（1）性状 糖精钠为无色至白色结晶或晶体粉末，无臭或微有芳香气味，味极甜并微带苦，在空气中慢慢风化，失去一半结晶水而成为白色粉末，易溶于水，溶解度随温度升高迅速增大，10%的水溶液呈中性，微溶于乙醇。
（2）性能糖精钠在水中离解出来的阴离子有极强的甜味，甜度为蔗糖的200～700倍。稀释1000倍的水溶液仍有甜味。甜味阈值约为0.00048%。但分子状态却无甜味而反有苦味，故高浓度的水溶液亦有苦味。因此，使用时浓度应低于0.02%。
糖精钠与酸复配使用有爽快的甜味；与其他甜味剂以适当的比例复配，可调出接近蔗糖的甜味。
（3）毒性 小鼠经口LD5017.5g/kg体重。ADI为0～0.0025g/kg体重。试验结果表明糖精钠无致癌性。糖精钠入口0.5h后即出现在尿中，24h内排出90%，48h内可全部排出。但是糖精生产过程中产生的中间体物质对人体健康有危害；当食用较多的糖精时，会影响肠胃消化酶的正常分泌，降低小肠的吸收能力；严重时，会引起血小板减少而造成急性大出血、脏器损害等。
（4）应用糖精钠还可用作增味剂。依据GB 2760—2014《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》，糖精钠使用范围和最大使用量（g/kg，以糖精计）为：冷冻饮品（食用冰除外）、腌渍的蔬菜、复合调味料、配制酒0.15；果酱0.2；蜜饯凉果、新型豆制品（大豆蛋白及其膨化食品、大豆素肉等）、熟制豆类、脱壳熟制坚果与籽类1.0；带壳熟制坚果与籽类1.2；水果干类（仅限芒果干、无花果干）、凉果类、话化类、果糕类5.0。
糖精钠另一优点是在食品生产中不会引起食品染色和发酵。
2.环己基氨磺酸钠、环己基氨基磺酸钙
环己基氨基磺酸钠又称甜蜜素，分子式C6H12NNaO3S；相对分子质量201.23。环己基氨基磺酸钙分子式C12H24CaN2O6S2·2H2O；相对分子质量396.54。
（1）性状 环己基氨基磺酸钠为白色结晶或白色晶体粉末，无臭，味甜，易溶于水，10%水溶液pH 6.5；难溶于乙醇。对热、光、空气稳定。加热后微有苦味。在酸性条件下略有分解，在碱性条件下稳定。溶于亚硝酸盐、亚硫酸盐含量高的水中产生石油或橡胶样的气味。
环己基氨基磺酸钙为白色结晶或结晶性粉末，几乎无臭，味甜，甜度为蔗糖的30～50倍，对热、光、空气均稳定。140℃加热2h，可失去结晶水，于500℃分解。易溶于水，微溶于乙醇。10%水溶液的pH 5.5～7.5。
（2）性能 环己基氨基磺酸钠的甜度为蔗糖40～50倍，为无营养甜味剂。其浓度大于0.4%时带苦味。
环己基氨基磺酸钙的甜度为蔗糖的30～50倍；加热后有苦味，在水溶液中呈钙离子强电解质，易与果汁中的有机酸之类作用，亦可使乳中蛋白凝固。
（3）毒性环己基氨基磺酸钠：小鼠经口LD5018g/kg。ADI为0～0.011g /kg。人口服环己基氨基磺酸钠，无蓄积现象，40%由尿排出，60%由粪便排出。摄入过量对人体的肝脏和神经系统可能造成危害。
环己基氨基磺酸钙：小鼠经口LD50大于10g/kg。ADI 0～11mg/kg（以环己基氨基磺酸计）。
（4）应用 依据GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》，环己基氨基磺酸钠、环己基氨基磺酸钙的使用范围和最大使用量（g/kg，以环己基氨基磺酸计）为：冷冻饮品（食用冰除外）、水果罐头、腐乳类、饼干、复合调味料、饮料类（包装饮用水类除外、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使用量）0.65；果酱、蜜饯凉果、腌渍的蔬菜、熟制豆类1.0；脱壳熟制坚果与籽类1.2；带壳熟制坚果与籽类6.0；凉果类、话化类、果糕类8.0。
环己基氨基磺酸钙水溶液含钙离子，为免产生沉淀，不宜添加于豆制品和乳制品中。常分别与糖精、甜味素、安赛蜜、阿力甜混合使用，既可增加甜度，又可改善风味。
3.天门冬酰苯丙氨酸甲酯
天门冬酰苯丙氨酸甲酯又称阿斯巴甜、甜味素、蛋白糖，分子式C14H18N2O5，相对分子质量294.31。
（1）性状 天门冬酰苯丙氨酸甲酯为白色晶体粉末，无臭，微溶于水、乙醇。0.8%水溶液pH 4～6.5。在水溶液中不稳定，易分解失去甜味。低温和pH 3～5时较稳定；干燥状态可长期保存，温度过高时其稳定性较差，结构发生破坏而生成三酮哌嗪失去甜味。在干燥条件下，用于食品加工的温度不得超过200℃。(www.xing528.com)
（2）性能 天门冬酰苯丙氨酸甲酯有强甜味，其稀溶液的甜度为蔗糖的100～200倍。甜味与砂糖十分接近，有凉爽感，无苦味和金属味。
（3）毒性小鼠经口LD50＞10g/kg体重。天门冬酰苯丙氨酸甲酯进入人体后会被小肠内的胰凝乳蛋白酶分解产生甲醇、苯丙氨酸和天冬氨酸。ADI定为0～0.04g/kg体重。
（4）应用 依据GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》，阿斯巴甜（含苯丙氨酸）的使用范围和最大使用量（g/kg）：腌渍的蔬菜、醋、油或盐渍水果、腌渍的蔬菜、盐渍的食用菌和藻类、冷冻挂浆制品、冷冻鱼糜制品（包括鱼丸等）、预制水产品（半成品）、熟制水产品（可直接食用）、水产品罐头0.3；加工坚果与籽类、膨化食品0.5；调制乳、果蔬汁（浆）类饮料、蛋白饮料、碳酸饮料、茶、咖啡、植物（类）饮料、特殊用途饮料、风味饮料0.6；稀奶油（淡奶油）及其类似品、非熟化干酪、干酪类似品、以乳为主要配料的即食风味食品或其预制产品（不包括冰淇淋和风味发酵乳）、脂肪乳化制品（包括混合或调味的脂肪乳化制品）、脂肪类甜品、冷冻饮品（食用冰除外）、水果罐头、果酱、果泥、水果甜品、发酵的水果制品、煮熟的或油炸的水果、冷冻蔬菜、干制蔬菜、蔬菜罐头、蔬菜泥（酱）（番茄沙司除外）、经水煮或油炸的蔬菜其他加工蔬菜、装饰糖果和甜汁、即食谷物—包括碾轧燕麦（片）、谷类和淀粉类甜品（如米布丁、木薯布丁）、其他蛋制品、果冻（果冻粉以冲调倍数增加使用量）1.0；液体复合调味料1.2；糕点、饼干、其他焙烤食品1.7；调制乳粉和调制奶油粉、冷冻水果、水果干类、蜜饯凉果、固体复合调味料、半固体复合调味料2.0；发酵蔬菜制品2.5；可可制品、巧克力和巧克力制品（包括代可可脂巧克力及制品）、调味糖浆、醋3.0；面包4.0；胶基糖果10.0；餐桌甜味料按生产需要适量使用。
天然甜味剂是从天然甜料植物中提取的一类天然产物。
1.甜菊糖苷
甜菊糖苷是从天然甜料植物甜叶菊叶中提取的一类天然产物。甜菊糖苷分子式C38H60O18，相对分子质量804.88。
（1）性状 甜菊糖苷为白色至浅黄色晶体粉末，耐高温，在空气中易吸湿，易溶于水、乙醇。在酸性和碱性条件下都较稳定，如加入pH 3.0的软饮料中，室温下放置30d无变化。
（2）性能 甜菊糖苷的甜度约为蔗糖的300倍，甜味纯正，清凉甘甜，残留时间长，后味可口。对其他甜味剂有改善和增强作用。为非发酵物质，不使食物着色。甜菊糖苷与柠檬酸复配，改善甜味。食用后不被人体吸收，不产生热量。
（3）毒性 小鼠经口LD50≥15g/kg体重。甜菊糖苷食用后不被人体吸收，较安全、无毒。
（4）应用 依据GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》，甜菊糖苷的使用范围和最大使用量（g/kg，以甜菊醇当量计）为：膨化食品0.17；风味发酵乳、饮料类（包装饮用水类除外）0.2；糕点0.33；调味品0.35；冷冻饮品（食用冰除外）、果冻（果冻粉以冲调倍数增加使用量）0.5；熟制坚果与籽类1.2；蜜饯凉果3.3；糖果3.5；茶制品（包括调味茶和代用茶）10.0。餐桌甜味料0.05g/份。
甜菊糖苷是糖尿病、肥胖病患者良好的天然甜味剂。
2.山梨糖醇
山梨糖醇天然品广泛存在于植物界，如海藻，苹果、梨、葡萄等水果中。山梨糖醇一般以葡萄糖为原料，经催化加氢反应精制而成。山梨糖醇分子式C6H14O6，相对分子质量182.17。
（1）性状 山梨糖醇为无色针状结晶，或白色晶体粉末，无臭；易溶于水，微溶于乙醇；耐酸、耐热性能好；与氨基酸、蛋白质等不易起美拉德反应。山梨糖醇液是含67%～73%山梨糖醇的水溶液，为无色、透明稠状液体。
（2）性能山梨糖醇有清凉的甜味，其甜度约为蔗糖的50%～70%。1g山梨糖醇在人体内产生12.56kJ热量。山梨糖醇食用后不致龋齿，不被人体消化吸收，在血液内不转化为葡萄糖，也不受胰岛素影响。能保持甜、酸、苦味强度的平衡，增强食品的风味。
（3）毒性 小鼠经口LD5023.2～25.7g/kg体重。ADI不作特殊规定。内服过量能引起腹泻、消化紊乱。
（4）应用 山梨糖醇除作为甜味剂外，还可作膨松剂、乳化剂、水分保持剂、稳定剂、增稠剂。
依照GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》，山梨糖醇的使用范围和最大使用量（g/kg）为：冷冻鱼糜制品（包括鱼丸等）0.5；生湿面制品（如面条、饺子皮、馄饨皮、烧卖皮）30.0。其他如：炼乳及其调制产品、脂肪乳化制品—包括混合的和（或）调味的脂肪乳化制品（仅限植脂奶油）、冷冻饮品（除食用冰外）、果酱、腌渍的蔬菜、熟制坚果与籽类（仅限油炸坚果与籽类）、巧克力和巧克力制品、糖果、面包、糕点、饼干、焙烤食品馅料及表面用挂浆（仅限焙烤食品）、调味品、饮料类（包装饮用水类除外）、膨化食品、其他（豆制品工艺、酿造工艺、制糖工艺用），均按生产需要适量使用。
山梨糖醇有吸湿、保水作用，防止干燥，在口香糖、糖果生产中加入少许可起保持食品柔软、改进组织和减少硬化起砂的作用。在面包、糕点中用于保水目的。用于甜食等食品中能防止在物流过程变味；还可防止糖、盐等析出结晶，由于它是不挥发的多元醇，所以还有保持食品香气的功能。山梨糖醇还能螯合金属离子，用于罐头饮料和葡萄酒中，可防止因金属离子而引起食品混浊。
3.木糖醇
木糖醇是木糖代谢的正常中间产物。在自然界中，广泛存在于果品、蔬菜、谷类、蘑菇之类食物和木材、稻草、玉米芯等植物中。木糖醇分子式C5H18O5，相对分子质量152.15。
（1）性状 木糖醇是一种白色粉末或白色晶体五碳糖醇，有吸湿性。它易溶于水，微溶于乙醇，10%水溶液的pH 5.0～7.0。pH 3～8时稳定，热稳定性好。
（2）性能 木糖醇是糖醇中最甜的一种，具有清凉甜味。它不受酵母菌和细菌作用，不发生美拉德反应；能预防、抑制龋齿的发生，进入体内后不产生热量。
（3）毒性 小鼠经口LD5022g/kg体重。ADI不作特殊规定，安全。
（4）应用 依照GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》，木糖醇可在各类食品中按生产需要适量使用。
木糖醇主要作为糖的替代物添加于口香糖、硬糖等，可作糖尿病患者糖类替代品。
理想的甜味剂要求：安全无毒、甜味纯正，与蔗糖相似；高甜度、低热值，稳定性高，不致龋，价格合理。完全能达到这几点要求的甜味剂，目前还不存在。由于每一种甜味剂其甜味的口感和质感与蔗糖都有区别，且用量大时往往会产生不良风味和后味，用复合甜味剂就可克服这些不足之处。
不同种类甜味剂有协同效应，即甜味剂经复合后有协同增效作用，不仅可消除苦味、涩味，使味道更接近蔗糖，同时也相应提高了甜度。例如将蔗糖与葡萄糖混合，假设两糖的甜度互不影响、混合液的甜度应为两者甜度之和，若蔗糖溶液浓度为10%，其甜度为10，而葡萄糖溶液的浓度为5.3%，其甜度为3.5。计算所得甜度应为13.5，实际两者混合液的甜度为15.0。10%的果糖和蔗糖的混合液（60/40）比10%的蔗糖水溶液甜度提高30%。甜菊糖苷与蔗糖、甜蜜素与蔗糖都有很好的协同作用，两者合用可显著提高甜度。另一方面，由于甜味剂之间呈味的相乘作用，使用量可进一步减少，因而成本更低。例如，软饮料中同时使用几种甜味剂时，成本可大大降低。据报道，糖精、蔗糖和甜菊糖苷混合使用，可以使软饮料中的蔗糖用量减少，至少可减少标准配方用量的12%以上。
复合甜味剂举例：
（1）颗粒状（%）糖精20，甘草甜素1，柠檬酸钠3，山梨糖醇2，蔗糖脂肪酸酯1，葡萄糖73。
（2）粉末状（%）糖精15，柠檬酸钠5，葡萄糖80。
（3）颗粒状（%）甘草7，柠檬酸钠10，甜菊糖苷3.5，苹果酸钠3，乳糖76.5。
（4）粉末状（%）甜菊糖22，蔗糖37.7，麦芽糖30，糊精10，食盐0.3。
复合甜味剂不仅能提高甜度，还能赋予食品好的质地、口感。单一甜味剂使用时都有一定程度的缺陷，如糖精有一定的后苦味；甜菊糖苷有一定的草腥味；有报道称乳糖醇与高浓度的甜味剂配合使用，其味感、甜味强度和其他风味方面非常接近于蔗糖。以异麦芽糖、甜味素和异麦芽糖—甜菊糖苷制作的碳酸饮料，品尝不出后苦味。
正是因为各种甜味剂之间存在协同增效作用，复合甜味剂才具有使用方便、甜度高、甜味纯正、生产成本降低的特点，从而成为甜味剂开发、应用的一个重要发展方向。
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