高强度天然甜味剂及其衍生物
出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《软饮料工业手册》第141页（3918字）
甜度为蔗糖的30倍以上的甜味剂一般称为高强度甜味剂。由于高强度甜味剂用量很少，故成为低热值或无热值的甜味剂。实用性高强度甜味剂应具有以下重要特性：①甜味质量高；②安全性得到充分保证；③易溶于水，使用方便；④在食品中的稳定性高；⑤成本低。
天然的高强度甜味剂有甜菊苷、阿斯巴甜、索马甜、甘草甜等，合成的有糖精、甜蜜素和安赛蜜(A-K糖)等。此外还有新橘皮二氢查耳酮(Neohesperidin dihydrochalcone)，相对甜度350；三氯(半乳)蔗糖(TGS-trichlorogalocto sucrolose)，相对甜度500～600；阿力甜(Alitame)，甜度2000；甘茶素(Phyllodu lcin)；罗汉果苷(Mogroside－V)甜度300；蒙内灵(Monellin)甜度2000～3000等。
(一)甜菊苷(Stevioside)
甜菊苷是从菊科多年生草本植物甜叶菊(Stevia rebaudiana bertoni)的叶中提取的一种甜苷。甜叶菊原产南美的巴拉圭和巴西，现已受到许多国家和地区的重视。日本、新加坡、马来西亚、韩国、美国以及我国均有大量种植。
1．甜味成分
甜叶菊主要成分有甜菊苷(Sterioside)，甜菊双糖苷A(rebaudioside A)等数种双萜糖苷，甜菊中主要双萜苷的物理特性及相对甜度见表1－4－7。
表1－4－7 甜菊中主要双萜苷的物理特性与相对甜度
2．性状
甜菊苷一般为白色或近白色的粉末，无臭或稍有特异臭。甜菊苷甜叶成分的含量(一般以甜菊苷总量表示)为10%～90%，有各种规格。甜菊苷味质接近砂糖，其特点是有清凉感，同时有高甜度甜味剂特有的微苦，并有稍许后味。甜菊苷甜度为蔗糖的270～280倍，甜菊双糖苷A的甜度为蔗糖的220～330倍。主要特性如下：
①吸湿性：在空气中吸湿较快，由水再结晶而成的水化合物会在空气中逐渐失去结晶水。
②溶解性：甜菊苷是各种甜味成分的混合物，溶解性极好。
③稳定性：其溶液对热和酸比较稳定，在一般饮料的pH范围内加热稳定，在通常酸性食品的杀菌条件下(80℃、30min或95℃、30s)无变化。
④耐光性：粉末状或水溶液状态下对光均稳定，装于玻璃瓶中的甜菊苷水溶液曝光7个月后残存率达90%以上。
⑤非着色性：甜菊苷有二萜结构的配糖体，不会引起氨基、羧基反应，与氨基酸的混合液在100℃、60min加热时几乎不着色。
3．应用注意事项
甜菊苷味质具有清凉感，特别与蔗糖合用可以改善砂糖的浓厚感的甜味，产生爽快感。甜菊苷为低热值、不致龋齿。甜菊苷可代替10%～20%的糖料，广泛用于碳酸饮料、果蔬汁饮料和乳性饮料，特别是由于乳成分可掩盖甜菊苷的苦味，更适合用于含有乳成分或咖啡因的饮料。
甜菊苷与蔗糖、异构糖浆等糖类甜味剂合用，不仅能改善味质，还可提高甜度。提高甜度的效果如下：对中性溶液，异构糖浆＜砂糖。异构糖浆混合物＜蔗糖；对酸性溶液，蔗糖＜砂糖。异构物糖浆混合物＜异构糖浆。与有机酸或氨基酸合用可矫正其苦味。使用甜菊苷的饮料配方见表1－4－8。
表1－4－8 使用甜菊苷的饮料配方
(二)天冬氨酰苯丙氨酸甲酯(Aspartame)
天冬氨酰苯丙氨酸甲酯又称甜味素、阿斯巴甜、APM等，为α－L－天冬氨酰－L－苯丙氨酸甲酯，氨基酸系甜味剂，是美国于1965年发现的以二肽为主的天然化合物的衍生体。1981年美国FDA批准作食品添加剂使用，主要用于碳酸饮料，现已为美国、德国、加拿大、英国、日本等多数国家批准使用。
1．性状
甜味素为白色结晶性粉末，无臭，有甜味，甜度约为蔗糖的200倍，味质极似砂糖，有清凉感，无苦味和金属后味，有增强风味的效果，特别是对酸性水果香味效果尤佳。其溶解性与温度和pH有关，常温下在水中的溶解度约1%，在60℃的水中为4%，在等电点pH5．2附近溶解度最小。粉末状态下最稳定。在碱性或强酸水溶液中或在高温下加热易分解。加热会降低其甜味。
2．应用注意事项
甜味素是低热值氨基酸系甜味剂，有增强水果风味、掩盖蔬菜生臭味的效果，广泛用于清凉饮料、固体饮料、果蔬汁饮料、乳性饮料等，还可作为肥胖病和糖尿病患者的砂糖代用品。与蔗糖、葡萄糖、糖精钠等甜味剂合用有增效作用。
应用甜味素的食品加热温度应控制在190℃以下。
(三)索马甜(Thaumatin)
索马甜是由竹竽科(Marantaceae)植物索马果(Thaumatococcus daniellii Benth)果实中提取的蛋白质甜味剂。索马果是西非热带多雨森林地带野生的多年生植物，果实深绿色，成熟时褐至橙色，完熟时为鲜红色，果实三角锥形，有1～3个种子，甜味物质含于种子周围的黏液状白色淡黄色假种被中。
索马甜由3种甜味蛋白质(Thaumatin Ⅰ、Ⅱ、O)组成，其氨基酸组成基本相似，但都特异，不含组氨酸。
索马甜相对分子质量约21000。已经开发或正在开发的蛋白质甜味剂除索马甜外，还有神奇果甜(miraculin)和蒙乃灵(monellin)，其特性见表1－4－9。
表1－4－9 三种蛋白质甜味剂的特性
1．性状
索马甜为无臭淡褐黄色的无定形粉末，有很强的甜味，在所有食品中均带正电荷。
(1)甜味味质 索马甜无苦味、涩味和其他不快味，有凉爽甜味。不会影响食品风味，无起泡性。在酸性条件下不会产生白浊或沉淀，甜味呈现慢，持续时间长。
(2)甜度 甜度一般为砂糖的2000～3000倍，索马甜Ⅱ稍甜。索马甜甜度与其浓度有关，见表1－4－10。索马甜Ⅰ与Ⅱ的甜度和特性稍有差别，见表1－4－11。
表1－4－10 索马甜的浓度与甜度
表1－4－11 索马甜特性与甜度
(3)稳定性 索马甜粉末很稳定，不会发生甜度降低等质量劣化现象。水溶液在pH2～10范围内稳定，在pH1．8以下和pH11以上条件下甜度迅速降低。在pH2．7～7．0范围内最稳定，80℃左右加热对甜度无影响，但应避免100℃以上长时间加热。
2．应用
索马甜不仅作甜味剂，还有增强风味的作用，对香料、香辛料、调味料有效，特别是与乳制品的相容性好，有增强牛乳风味的作用，并能增加牛乳的浓厚感。用于碳酸饮料、果汁饮料等有清凉感。
索马甜由于甜度高，用量少，其热值可忽略，属高强度、低热值甜味剂，特别适用于预防肥胖、糖尿病、龋齿等的保健食品，低热量食品，无糖食品和运动饮料。
(四)甘草甜(Glycyrrhizin)
1．性状
甘草甜又称甘草素，为白色结晶性粉末，稍难溶于水和稀乙醇溶液，易溶于热水。冷后成黏稠胶液，熔点220℃。味极甜，甜度约为蔗糖的200倍。与蔗糖和其他甜味剂不同，入口后有暂时的后甜味。水溶液为弱酸性，遇酸会水解成2分子葡萄糖醛酸和甘草酸，其中葡萄糖醛酸有解毒作用。
2．应用
甘草甜广泛用于甜昧的增强和改良、风味调整等。与糖精钠以及核酸系调味料合用有甜味和风味两种增效作用。