第四章-甜味剂及其生产工艺

1、2021/2/71 2021/2/72 第一节 甜味剂概述 甜味剂(Sweeteners):是指赋予食品或饲料以甜味 的食物添加剂。目前世界上允许使用的甜味剂约 有 20 种。 2021/2/73 甜度的基础物质是蔗糖,以蔗糖的甜度为1时,可得到 其他甜味剂的相对甜度。例如, 木糖醇,甜度:1 1.4; 果糖,甜度:1.14 1.75; 阿斯巴甜,甜度:200; 糖精,甜度:200 700。 2021/2/74 理想的甜味剂应具备以下理想的甜味剂应具备以下 特点特点: : 很高的安全性很高的安全性; ; 良好的味觉良好的味觉; ; 较高的稳定性较高的稳定性; ; 较好的水溶性较好的水溶性; ;

2、 较低的价格。较低的价格。 2021/2/75 按来源分为:天然甜味剂和人工合成甜味剂; 按营养价值分为:营养性甜味剂和非营养性甜味剂; 按化学结构和性质分为:糖类和非糖类甜味剂。 二、二、 甜味剂的种类与特点甜味剂的种类与特点 2021/2/76 天然甜味剂:葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉糖和乳糖 等糖类物质。因长期被人食用,且是重要的营养素,通常视为食 品原料,在我国不作为食品添加剂。 （一）天然甜味剂 按来源分 2021/2/77 人工合成甜味剂主要产品有:糖精、糖精钠、 环己基氨基磺酸钠（甜蜜素）、天门冬氨酰 苯丙氨酸甲酯（甜味素或阿斯巴甜）、乙酰 磺胺酸钾（安赛蜜）、三氯蔗糖等。

3、（二）人工合成甜味剂 按来源分 2021/2/78 1、人造甜味剂、人造甜味剂糖精糖精 糖精:是一种传统的甜味剂,甜度为蔗糖的200700 倍。糖精钠进入人体内,不分解、不吸收,随尿排出, 无营养价值。 2021/2/79 人造甜味剂人造甜味剂糖精糖精 为最早的人造甜味剂,1879年发现的一种合成化学物 质,已有百年的应用历史。由约翰斯霍普金斯大学的两 名化学家发现,当时他们正在实验室中通过煤焦油衍生物 制作新化学染料,在此过程中一种煮沸的液体从容器中溢 出并溅到他们的手上。就餐前,其中一名化学家忘了洗手, 在就餐过程中无意间尝到手指有甜味,结果便发现了糖精。 糖精的甜度为糖分的300倍。 2

4、021/2/710 糖精曾是一种饱受争议的甜味剂。研究人员曾对它做 过一些动物实验,实验结果表明该物质具有致癌作用（主要 引发膀胱癌,还可能引发子宫癌、卵巢癌和皮肤癌等）,因 此FDA于1977年明令禁用该物质。但因餐饮行业（以及节食 者）的坚持,糖精至今仍在市场上出售。 到了20世纪90年代末,包含糖精的产品包装上均贴有警 告标签,指出糖精对实验室动物具有致癌作用。而美国热量 控制委员会指出,人们不会像老鼠一样患上膀胱癌,因此应 该除去这个警告标签。 人吃糖精有害吗人吃糖精有害吗? 2021/2/711 2000年,美国国家癌症研究所（NCI）指出,食用糖精的人群膀胱癌的 患病率并不比整体人

5、群高。但对于那些大量食用糖精（每天摄取六份或六 份以上糖精或者两份或两份以上227克的膳食饮料）的人群而言,“有迹象 表明,这些人群患膀胱癌的几率会增加,特别是那些通过餐桌甜味剂或膳食 碳酸饮料而摄取大量糖精的人群。”根据此项研究以及对实验室动物所做 的其他研究,人们认为糖精并不是人类膀胱癌的主要致癌因素。因此,美国 国立卫生研究院从致癌物质黑名单中删除了糖精,美国国会同意从含有糖 精的产品上除去警告标签（具体内容请参加本页）。 如今,只有很少的几种产品含有糖精。Fountain Diet Coke（健怡可 口可乐）和Pepsi（百事可乐）均采用了糖精和阿斯巴甜的混合物,Tab （以女性为对象

6、的补充体力的饮品）也一样。Sweet N Low产品也同样含 有糖精,它是一种大家熟悉的采用粉红色包装的餐桌甜味剂。 糖精的研究糖精的研究 2021/2/712 蔗糖素生成过程中,一个糖分子中 的三个氢（H）和氧（O）基团被三个氯 （Cl）原子取代。这时,蔗糖素就不再属 于糖类了,而成为了人造甜味剂,其甜度 是糖的600倍。 蔗糖素不会被人体代谢,因此不含热 量。该物质中含有的氯元素不仅可防止 其为人体所吸收,同时还使其具备了足够 的抗热性,因此可用于烘焙食物中（而其 他甜味剂在烘焙的过程中就失去了甜 味）。1998年,FDA批准将该物质用于食 物和饮料。 2、蔗糖素 2021/2/713 一

7、、糖精钠的检测一、糖精钠的检测 糖精是应用较为广泛的人工甜味剂糖精是应用较为广泛的人工甜味剂 其学名为邻其学名为邻磺酰苯甲酰亚胺其结构式为磺酰苯甲酰亚胺其结构式为: : 难溶于水难溶于水, ,故生产中常用糖精钠。故生产中常用糖精钠。 糖精钠糖精钠 水溶性好水溶性好, ,在酸性条件下溶于乙醚在酸性条件下溶于乙醚, ,热稳定性比热稳定性比 糖精好糖精好, ,甜度为蔗糖的甜度为蔗糖的200700200700倍。糖精钠、糖精对人体无倍。糖精钠、糖精对人体无 营养价值营养价值, ,不分解、不吸收不分解、不吸收, ,随尿排出随尿排出, ,致癌性有争议致癌性有争议, ,ADIADI值值 02.502.5。

8、4、人造甜昧剂的检测、人造甜昧剂的检测 2021/2/714 婴幼儿食品、病人食品、主食中禁用。婴幼儿食品、病人食品、主食中禁用。 果酒、露酒、黄酒、啤酒、白酒、肉类、水产类、水果蔬菜果酒、露酒、黄酒、啤酒、白酒、肉类、水产类、水果蔬菜 类罐头中禁止使用糖精。类罐头中禁止使用糖精。 食品添加剂使用卫生标准食品添加剂使用卫生标准规定规定: : 酱菜类、复合调味料、蜜饯、配料酒、酱菜类、复合调味料、蜜饯、配料酒、 雪糕、冰淇淋、冰棍、糕点、饼干和面包雪糕、冰淇淋、冰棍、糕点、饼干和面包, , 糖精汁、果汁（味）型饮料糖精汁、果汁（味）型饮料 按稀释倍数按稀释倍数 的的80 %80 %加入加入 用于

9、瓜子用于瓜子 用于话梅、陈皮类用于话梅、陈皮类 可与规定的其他甜味剂混合使用。可与规定的其他甜味剂混合使用。 最大用量为最大用量为 0.15 g/kg0.15 g/kg 1.2 g/kg 1.2 g/kg 5.0 g/kg 5.0 g/kg 2021/2/715 美国香味和萃取物制造者协会规定美国香味和萃取物制造者协会规定, ,糖精最高参考用糖精最高参考用 量为量为: :软饮料软饮料72 mg/kg;72 mg/kg;冷饮冷饮150 mg/kg150 mg/kg; ;糖果糖果21002100 2600 mg/kg2600 mg/kg, ,焙烤食品焙烤食品12 mg/kg12 mg/kg。 1.

10、HPLC 2.薄层色谱薄层色谱 3.离子选择电极离子选择电极 GB/T 5009.282003） 2021/2/716 营养甜味剂营养甜味剂是指某甜味剂与蔗糖甜度相同时,其热值 在蔗糖热值的2%以上。 非营养型甜味剂非营养型甜味剂是指热值低于蔗糖热值的2%。 （三）（三） 营养甜味剂营养甜味剂 按营养价值分 2021/2/717 主要包括蔗糖、果糖、淀粉糖、糖醇以及寡果糖、异麦 芽酮糖等。通常视为食品原料,在我国 不作为食品添加剂。 的甜度与蔗糖差不多,因其热值较低,或因其和葡 萄糖有不同的代谢过程,而有某些特殊的用途,一般被列为食 品添加剂。主要品种有:山梨糖醇、甘露糖醇、麦芽糖醇、 木糖醇

11、等。 （四）糖类甜味剂 按营养价值分 2021/2/718 非糖类甜味剂包括天然甜味剂和人工合成甜味剂,一般 甜度很高,用量极少,热值很小,有些又不参与代谢过程,常称 为非营养性或低热值甜味剂,是甜味剂的重要品种。 1.非糖天然甜味剂主要产品有:甜菊糖、甘草、甘草酸 二钠、甘草酸三钠（钾）、竹芋甜素等。 2.非糖人工合成甜味剂主要产品有:糖精、糖精钠、环 己基氨基磺酸钠（甜蜜素）、天门冬氨酰苯丙氨酸甲酯（甜 味素或阿斯巴甜）、乙酰磺胺酸钾（安赛蜜）、三氯蔗糖等。 （五） 非糖类甜味剂 按化学结构和性质分 2021/2/719 从天然物(甘草、植物果实等)提取其天然甜味成分,并制 成天然甜味剂,

12、由于其安全性较人工合成的甜味剂高,其应用 前景将会代替合成甜味剂。 可分为两类: 一类是从植物中提取其甜味物质,如从甘草中提取甘草酸等, 另一类是将天然物质加工精制成甜昧剂。 （六）非糖天然甜味剂 按化学结构和性质分 2021/2/720 1. 甜味菊苷 为甜叶菊中所含的一种强甜味成分,甜度为蔗糖的300倍, 有甘草味及后味,我国1997年从外国引种成功并用以提取甜叶 菊苷。我国生产甜叶菊苷的工厂有60多家,年产量1500吨,低 热量甜味剂。 2. 甘茶叶素 为甘茶(土常山、甜茶)中所含的甜味成分,栽培生叶抽提, 制成水溶液的浓缩物,甜度为糖精的2倍,有甘草似的后味,且 有防腐作用。 3. 天

13、门冬酰苯丙氨酸甲酯 为二肽衍生物。甜度比蔗糖大100200倍,食用后在体内 分解为相应的氨基酸,ADI为o40mgkg。 2021/2/721 4. 二氢查耳酮 桔类中发现,二种:一种为新橙皮苷二氢查耳酮,甜度为糖精 的710倍,为低热能甜味剂;另一种为柚苷二氢查耳酮,甜度为 糖精的35倍,用化学方法很容易转化为新橙皮苷二氢查耳酮。 安全性较高,ADI无需规定。 5. 罗汉果甜苷 为葫芦科植物罗汉果中提取的天然甜味剂,含有比蔗糖甜300 倍的强甜天然物质,安全性高,ADI无需规定。 6. 甘草及甘草酸钾 为甘草酸(甘草甜素),易溶水,甜度为蔗糖的200倍,且甜味残 留时间长,安全性高,ADI无

14、需规定,我国民间用于酱及酱制品。 2021/2/722 （1）乙酰磺胺酸钾（安赛蜜）: 我国食品添加剂使用卫生标准（ GB2760-86）规定:可用于果汁（果味）型饮料、冰淇淋、糕点、糖果、果酱 （不含罐头）、酱菜、蜜饯、胶姆糖等,用量为0.3g/kg;用于餐桌调味料,用 量为40mg/包（片）。 （2）天门冬氨酰苯丙氨酸甲酯 : 我国食品添加剂使用卫生标准（ GB2760-86）规定:可按正常生产需要用于各类食品中（罐头食品除外）。 FAO/WHO（1984）规定:可配制适用于糖尿病、高血压、肥胖症、心血管病的 低糖、低热量的保健食品,用量视需要而定。 （3）环己基氨基磺酸钠 : 我国食品添

15、加剂使用卫生标准（GB2760- 86）规定:可在酱菜、调味酱汁、配制酒、糕点、饼干、面包、雪糕、果汁 （味）型饮料、碳酸饮料中使用,最大使用量为0.65g/kg;蜜饯1.0g/kg;陈皮 、话梅8.0g/kg。 2021/2/723 （4）糖精; 我国食品添加剂使用卫生标准（ GB2760-86）规定:可用于酱菜类、复合调味汁、蜜饯、 配制酒、雪糕、冰淇淋、冰棍、糕点、饼干和面包,最大 用量为0.15g/kg;瓜子中最大用量为1.2g/kg;用于话梅、 陈皮类为5.0g/kg。特别需要说明的是在婴幼儿食品中不 得添加糖精。 （5）木糖醇: 我国食品添加剂使用卫生标准（ GB2760-86）规

16、定:可按正常生产需要用于糖果、糕点、 果汁（味）型饮料等。用木糖醇代替糖的产品,可以在标 签上说明适用于糖尿病人食用。 2021/2/724 u无糖或低糖低热食品的需要日益增加,例, u糖尿病患者:1500 2000万, u高血脂病人:9500万, u龋齿患者3亿。 u肥胖人口:美国约有61%的成年人体重超标,每年花在减肥上的费用至少 在300亿美元.我国的肥胖人群也呈现惊人的增长势头,无糖食品成为这些 人的首选。 u巨大经济价值:无糖食品中的无糖糖果一类的产值就有200亿元的市场 空间。 第二节 新型甜味剂 发展背景 2021/2/725 指除了能赋予食品以甜味外,还有某些 特殊生理活性的甜

17、味剂。 一、 功能性甜味剂 2021/2/726 功能性甜味剂: p功能性单糖( 高果糖浆、结晶果糖和L-阿拉伯糖等) ; p功能性低聚糖( 异麦芽酮糖、乳酮糖、棉子糖、大豆低聚糖、 低聚果糖、低聚乳果糖、低聚木糖和低聚异麦芽糖等) ; p多元糖醇( 赤藓糖醇、木糖醇、山梨糖醇、甘露糖醇、麦芽糖 醇、异麦芽糖醇、氢化淀粉水解物等) ; p二肽, 包括甜味素和阿力甜等) ; p蛋白质( 索吗甜、莫奈林和奇异果素等) 、蔗糖衍生物( 三氯 蔗糖等) ; 2021/2/727 （1）、病人专用食品 低热量、难消化:人体肠道内难以被消化吸收,不进 入人体代谢或代谢时产生热量值少,能量值很低或为 零,且

18、代谢途径与胰岛素无关,摄入后不会引起血液 葡萄糖与胰岛素水平的变动。 可用于糖尿病、高血压、肥胖病人的专用食品。 1、生理作用及用途 2021/2/728 （2）. 改善肠道功能功能 对肠道内的有益菌双歧杆菌有明显的增殖作用, 被称为双歧因子。 该菌可发酵产生短链脂肪酸和一些抗菌素物质,而抑 制外源致病菌和腐败菌的生长繁殖,而短链脂肪酸能刺 激肠道蠕动,增加粪便湿润度并保持一定的渗透压,改善 便秘,改善肠道功能。 2021/2/729 （3） 抗龋齿 口腔微生物（ 特别是突变链球菌引起龋齿的主要微 生物）的不能分解,可抑制突变链球菌的生长繁殖,长期摄入 不会引起牙齿龋变。 （4）. 降低血清胆

19、固醇,改善脂质 类似膳食纤维,具有膳食纤维的部分功能,如降低血清胆 固醇,改善脂质的作用。 2021/2/730 （5） 其它活性 某些功能性甜味剂还具有一些特殊的生理活性。如: 具有促进生长发育、提高智商。 具有美容作用,在化妆品中用于面部及皮肤护 理以抑制皮肤表面有害菌的生长;也可作为保健品服用, 可防止面疱、黑斑、雀斑、老年斑的产生,使皮肤靓丽, 也可抑制口臭。 具有保肝护肝、降血糖、减肥、预防和改善皮肤 粗糙的功能。 2021/2/731 （1 1）L-L-阿拉伯糖阿拉伯糖: :生产成本高生产成本高, ,逐渐被认知逐渐被认知 又称树胶醛糖、果胶糖;是一种戊醛糖。在自然界中通常与其他单糖

20、结合, 以杂多糖的形式存在于胶质、半纤维素、果胶酸、细菌多糖及某些糖苷中。 主要作用是可减少蔗糖吸收,人食用后可控制体重。被应用于食品添加剂、 保健品、医药、有机合成等领域。 2008年,全球L-阿拉伯糖的产量达到1500吨,是2002年的4.0倍,平均年 增长率为26%。未来几年市场需求量将会以40%的速度递增,预计2011年全球 市场需求量将达到3500吨,2013年将达到5000吨以上。 2、具有开发前景新型天然甜味剂 山东协力生物科技有限公司 2021/2/732 市场前景: 美国:作为一种低热量的甜味剂,已被美国食品药品监督局（FDA）列为食 品添加剂日本厚生省将其列入调节血糖的特定

21、保健用食品和健康食品添加 剂。 日本:在日本的应用已经比较普遍,日本的三和淀粉是全球最大的生产厂家, 基本垄断着L-阿拉伯糖的市场。 中国:列入新资源食品。目前只有、厦门唐传、济南唐和唐、禹城福田等 少数公司生产L-阿拉伯糖产品。总产能很小,每年需要进口一定量的L-阿 拉伯糖产品,满足人们对该产品的需求,总体来说L-阿拉伯糖的市场缺口还 很大,发展前景十分看好。 2021/2/733 （2 2）甜菊糖）甜菊糖: :甜度高甜度高, ,市场应用广泛市场应用广泛 从菊科草本植物甜叶菊中精提的新型天然甜味剂,色泽纯白,口感适 宜、无异味,具有甜度高、热能低的特点,是发展前景广阔的新糖源。 其甜度是蔗糖

22、的200-300倍,热值仅为蔗糖的1/300,无毒副作用,无致癌 物,食用安全,经常食用可预防高血压、糖尿病、肥胖症、心脏病、龋 齿等病症,是一种可替代蔗糖非常理想的甜味剂。 甜菊糖是经我国卫生部、轻工业部批准使用的最接近蔗糖口味的 天然低热值甜味剂,是继蔗糖、甜菜糖之外的第三种有开发价值和健康 推崇的天然甜味剂,被国际上誉为“世界第三糖源”。广泛应用于食品、 饮料、医药、日用化工、酿酒、化妆品、调味品等行业,并且较使用蔗 糖可节省成本60。 2021/2/734 我国是甜菊糖的主要生产国和出口国,甜菊种植面积约 25万亩, 大多集中在华东和东北地区,“公司+基地”为主 要的经营模式,年生产甜

23、菊叶原料约40000吨。 中国甜菊产业经历了三落三起,从“甜叶菊泛滥种植” 到“甜菊糖风波”再到“螺旋状上升”,企业挺进欧美市场 仍需要克服诸多瓶颈,FDA法规限制、欧盟准入条例和食用 安全性评估等。从中长期来看,甜菊产业依然充满前景,仍 是一个朝阳产业。 2021/2/735 （3 3）罗汉果）罗汉果: :传统产品传统产品, ,需要更多的数据支持需要更多的数据支持 世界90%的罗汉果出自广西,几千年来,中国人民将罗汉果泡水饮用。中国 传统医学用其治疗高血压,肺结核,胃炎,哮喘,百日咳,急慢性气管炎和急慢 性扁桃体炎等。现代罗汉果只是用作高甜度的甜味剂使用,而且多是出口, 主要用于饮料和保健品

24、中。 罗汉果是主要活性成分是天然甜味物质罗汉果苷,即“葫芦素烷三 萜”,具有爽口的甜味,甜度约为白糖的300倍,热量极低,并且不像甜叶菊苷 那样有特殊的苦味或“青草味”,是口感最好的天然甜味剂之一。由于罗汉 果苷还含锌等微量元素以及氨基酸等物质,又被称作“天然营养型甜味 剂”。 罗汉果在北美市场罗汉果还是一种新产品,并没有得到广泛的应 用,还需要更长的时间来培养市场,让北美客户认可。 2021/2/736 高强度甜味剂（high intense sweetness）:主要是指那 些甜度较高,用量较少,不给予食品以体积、黏度和质地,它们 常常要与营养型甜味剂或增容剂混合使用。 二、高强度甜味剂

25、依据来源不同:天然提取物和化学合成产品两大类。 天然提取物:甜叶菊提取物、罗汉果提取物和索马甜等, 化学合成产品:阿斯巴甜、纽甜、三氯蔗糖、安赛蜜、阿力 甜等。 2021/2/737 到目前为止,世界各国已获批准的高倍甜味剂约20种, 其中得到多数国家批准允许使用的品种主要有甜蜜素、三 氯蔗糖、AK糖（安赛蜜）、阿斯巴甜、阿力甜、纽甜、糖 精、甘草甜素、甜菊苷、罗汉果甜苷和索马甜等。 当前人工合成高倍甜味剂能够占据较大的市场份额主 要因为具备诸多优点,如合成高倍甜味剂甜度高,体积小, 使用量少,能量值为0或几乎为0,有利于厂家降低成本,提 高效益。 2021/2/738 为了保证甜味剂的使用安

26、全,国际、国内都制定了严格标准,成立已40多 年的JECFA是国际上对食品添加剂安全性评价的最高权威机构。该委员会的 专家要对所有的甜味剂进行毒性试验(包括急性、亚慢性、致突变性、致癌 性、生殖毒性、慢性毒性)、代谢途径和代谢动力学的研究,在此基础上提 出ADI值(每人每天每公斤使用毫克量)。 为安全起见,在制定ADI值时已将人种、性别、年龄等各种因素考虑进去, 可以说按照ADI值正常摄入甜味剂,不存在安全问题。 3、高倍甜味剂的安全性 我国食品添加剂使用卫生标准(GB2760-2007)参照国际标准,明确规 定了我国允许使用食品添加剂的品种、使用范围和最大使用量。 目前被广泛接受结论是:在我

27、国,只要按照国家标准正确使用甜味剂,就 不会对健康造成损害。 2021/2/739 第三节 甜味剂的发展方向 1. 严格控制糖精等高倍甜味剂的生产使用 糖精等高倍甜味剂在各类食品饮料中超范围、超量使用,形成了消费 领域的一股暗流。由于经济效益的驱使,50元左右的糖精可替代3000元左 右的食糖甜度,糖精产量一直居高不下。而我国目前糖精的使用量比国际 水平高出14倍。 2. 开发复配型甜味剂 复配是利用各种甜味剂之间的协同效应和味觉的生理特点达到(1)减 少不良口味,增加风味;(2)缩短味觉开始的味觉差;(3)提高甜味的稳定 性;(4)减少甜味剂总使用量,降低成本。人工合成甜味剂、天然甜味剂在 甜度、甜味、稳定性诸方面各有其优缺点,复配是发挥甜味剂的最佳功效, 降低成本。 2021/2/740 3. 开发新型功能性甜味剂 我国目前有3000万糖尿病患者,9500万高血脂病人,有3亿人患龋齿,这些 病人需无糖食品。作为无糖食品的甜味剂,功能性甜味剂应为首选。功 能性甜昧剂是指除了能赋予食品以甜味外,还有某些特殊生理功能的甜 味剂。包括低聚糖和多元糖醇两类。 4.开发天然甜味