◎ 謝 鵬，劉 星，楊旭萍

（1.廣西壯族自治區(qū)食品藥品檢驗(yàn)所，廣西 南寧 530021；2.廣西-東盟食品檢驗(yàn)檢測(cè)中心，廣西 南寧 530021;3.橫縣綜合檢驗(yàn)檢測(cè)中心，廣西 南寧 530300）

人工甜味劑（artificial sweeteners，AS）安全性高，少量即可產(chǎn)生高甜度，且卡路里低，常在肥胖和糖尿病患者的飲食管理中代替糖類(lèi)使用。我國(guó)常用的人工甜味劑有糖精、安賽蜜、甜蜜素、阿斯巴甜、紐甜和三氯蔗糖等，其具體信息見(jiàn)表1[1-2]。在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的安全范圍內(nèi)使用甜味劑，不會(huì)影響消費(fèi)者的健康，但是如果超范圍、超劑量使用則可能引發(fā)一系列的安全問(wèn)題。為確保人工甜味劑的合理使用，對(duì)人工甜味劑進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測(cè)和監(jiān)控具有重要意義。本文就6 種常見(jiàn)人工甜味劑的代謝特征及檢測(cè)方法進(jìn)行綜述，并對(duì)其發(fā)展提出建議，以期促進(jìn)人工甜味劑的深入研究開(kāi)發(fā)，并為其科學(xué)檢測(cè)提供參考。

1 代謝動(dòng)力學(xué)特征

盡管大量的研究均證明了常量下AS 對(duì)人體是無(wú)害的，但AS 的安全性和有效性仍存在爭(zhēng)議。大量研究對(duì)AS 的代謝動(dòng)力學(xué)進(jìn)行研究以了解其吸收、分布、代謝和排泄的特點(diǎn)，為其體內(nèi)代謝過(guò)程及安全性提供證據(jù)。

表1 常見(jiàn)人工甜味劑的基本信息表

1.1 糖精

糖精是一種水溶性酸，其酸度系數(shù)pKa 為1.8，在pH 值較低的環(huán)境中易被吸收。人體攝取的糖精在胃中被吸收，然后與血漿蛋白可逆地結(jié)合，通過(guò)血液循環(huán)至全身。腎臟中糖精的分布較高，其他組織均較低，且組織內(nèi)糖精含量與血漿含量處于平衡狀態(tài)。糖精在動(dòng)物和人類(lèi)體內(nèi)，均不被代謝，有85%～95%以原型從尿液排出，其余則隨糞便排出。其中腎小管運(yùn)輸是其消除的主要機(jī)制，可被藥物丙磺舒所抑制，并存在飽和現(xiàn)象，高濃度攝入會(huì)導(dǎo)致糖精的過(guò)度積累。糖精能通過(guò)胎盤(pán)屏障，經(jīng)母乳分泌，因此妊娠期和哺乳期婦女不推薦使用[3]。

1.2 甜蜜素

在不同種屬中甜蜜素的吸收和排泄方式有所不同，甜蜜素在家兔體內(nèi)易于吸收，而在豚鼠、大鼠和人類(lèi)體內(nèi)不易吸收?？诜鹈鬯赜糜陔嗍?、大鼠和人類(lèi)會(huì)在糞便中以原型排出，而家兔體內(nèi)約90%的甜蜜素隨尿液排出。甜蜜素的主要代謝物是環(huán)己胺，也還會(huì)產(chǎn)生少量的環(huán)己醇、環(huán)己酮、跨環(huán)己烷-1，2-二醇、3-氨基環(huán)己醇和4-氨基環(huán)己醇等產(chǎn)物[4]。

1.3 安賽蜜

安賽蜜是一種親水性的有機(jī)酸衍生物，一旦攝入就會(huì)迅速且完全地吸收進(jìn)入全身循環(huán)，并通過(guò)血液分布到全身各組織中，其中胃腸道、膀胱和腎臟等吸收、排泄器官濃度較高。安賽蜜可通過(guò)胎盤(pán)屏障，并在胎兒組織中可少量檢出。安賽蜜在人類(lèi)和動(dòng)物體內(nèi)均不會(huì)被代謝，在血清、尿液、糞便及膽汁中均可檢測(cè)出其原型，在哺乳期動(dòng)物中安賽蜜也可從乳汁中排出。安賽蜜在結(jié)構(gòu)上是一種鉀鹽，但在其安全和毒理學(xué)研究中并未發(fā)現(xiàn)其能影響循環(huán)鉀水平或?qū)е缕渌麧撛诓涣挤磻?yīng)，是中老年人、肥胖病人、糖尿病患者理想的甜味劑[5-6]。

1.4 阿斯巴甜

阿斯巴甜通過(guò)酯酶和肽酶分解為甲醇、天冬氨酸和苯丙氨酸，進(jìn)入血液循環(huán)，并進(jìn)一步被分解、吸收或排出體外。由于阿斯巴甜在胃腸道腔和小腸黏膜細(xì)胞中可被迅速分解，完整的阿斯巴甜分子在體內(nèi)幾乎不存在，也不分泌于乳汁中。代謝產(chǎn)物甲醇進(jìn)入門(mén)細(xì)胞循環(huán)，并被過(guò)氧化氫酶或乙醇脫氫酶迅速代謝為甲醛，隨后被甲醛脫氫酶氧化為甲酸，以尿液的形式從體內(nèi)排出，或進(jìn)一步代謝成二氧化碳，通過(guò)呼吸排出體外。另外兩種代謝產(chǎn)物均為氨基酸，在體內(nèi)，天冬氨酸在進(jìn)入門(mén)靜脈循環(huán)之前，通過(guò)轉(zhuǎn)氨作用在腸細(xì)胞中轉(zhuǎn)化為草酰乙酸，草酰乙酸和天冬氨酸在體內(nèi)可相互轉(zhuǎn)化，參與尿素循環(huán)和糖異生。苯丙氨酸被胃腸道黏膜細(xì)胞吸收，進(jìn)入肝臟的門(mén)脈循環(huán)，被苯丙氨酸水解酶部分轉(zhuǎn)化為酪氨酸，并最終轉(zhuǎn)化為兒茶酚胺類(lèi)神經(jīng)遞質(zhì)，如多巴胺、去甲腎上腺素和腎上腺素。正常人群和其他敏感人群包括嬰兒和哺乳期婦女接受正常劑量的阿斯巴甜，均不產(chǎn)生顯著的積累現(xiàn)象，其苯丙氨酸和天冬氨酸濃度均保持在正常的范圍內(nèi)。但對(duì)于苯丙酮尿癥患者，由于存在苯丙氨酸代謝缺陷，導(dǎo)致體內(nèi)積累過(guò)多的苯丙氨酸，從而引起腦部損傷，因此苯丙酮尿癥患者不宜攝入阿斯巴甜[7]。

1.5 紐甜

作為阿斯巴甜的衍生物，紐甜的代謝跟阿斯巴甜類(lèi)似。紐甜在體內(nèi)主要代謝途徑是酯酶水解，生成脫酯化紐甜和極度少量甲醇，其代謝物在人體血液和血漿中的半衰期都很短，并隨排泄物排出體外，不會(huì)在人體內(nèi)積蓄。盡管紐甜在結(jié)構(gòu)上類(lèi)似于阿斯巴甜，但由于它的分子中存在有3，3-二甲基丁基團(tuán)，這個(gè)基團(tuán)幾乎阻斷了破壞天門(mén)冬氨酸和苯丙氨酸之間肽鍵的肽酶的作用，從而減少了苯丙氨酸的形成，所以對(duì)苯丙酮尿患者是安全的[8]。

1.6 三氯蔗糖

口服三氯蔗糖在小鼠、大鼠、犬、兔和人體內(nèi)的吸收、代謝、分布和排泄情況相似，約有90%的三氯蔗糖從糞便中排出，其余從尿液中排出，吸收率低，幾乎不被代謝。靜脈注射放射性三氯蔗糖，90%以上的三氯蔗糖以原型從尿液中排出。為評(píng)估三氯蔗糖在人體中的代謝，有研究人員采用薄層色譜、氣相色譜和質(zhì)譜分析相結(jié)合的方法檢測(cè)并確定了尿液和糞便中放射性標(biāo)記化合物的結(jié)構(gòu)。糞便中放射性成分均為三氯蔗糖，尿液中發(fā)現(xiàn)的放射性成分主要為其原型，還檢測(cè)到兩種代謝物，約占總劑量的2%，為三氯蔗糖的共軛葡萄糖醛酸。由于吸收率低，結(jié)合體內(nèi)對(duì)三氯蔗糖的清除作用，攝入常量的三氯蔗糖在體內(nèi)聚積的可能性較低[9-10]。

2 檢測(cè)方法及其特點(diǎn)

有研究表明，甜味劑的超劑量超范圍使用會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生影響，可能引起代謝紊亂、肥胖等疾病，因此甜味劑的使用需要嚴(yán)格依照食品標(biāo)準(zhǔn)。為了保證甜味劑的質(zhì)量控制和安全評(píng)估，有必要開(kāi)發(fā)可靠性高、靈敏度好、成本低及操作方便快捷的檢測(cè)方法。目前檢測(cè)甜味劑的方法包括光譜法、色譜法、色譜質(zhì)譜聯(lián)用和電化學(xué)法等。

2.1 光譜法

光譜技術(shù)是對(duì)熱能、電能或光能產(chǎn)生的能量促使能級(jí)躍遷而產(chǎn)生的發(fā)射、吸收或散射輻射的波長(zhǎng)和強(qiáng)度進(jìn)行分析的方法。甜味劑中存在特殊官能團(tuán)或者經(jīng)過(guò)處理可產(chǎn)生強(qiáng)發(fā)色團(tuán)，可在已知波長(zhǎng)的電測(cè)輻射下被吸收，進(jìn)而可被檢測(cè)。研究發(fā)現(xiàn)利用紫外照射三氯蔗糖后光解形成一種光活性化合物，形成發(fā)色團(tuán)可用紫外分光光度法進(jìn)行測(cè)定，其最大吸光度約在波長(zhǎng)272 ～276 nm，測(cè)量前須校準(zhǔn)紫外線通量的變化[11-12]。光譜法效率高、成本低、操作簡(jiǎn)單，但由于食品分析中存在其他電磁輻射的吸收物質(zhì)，受基質(zhì)影響較大，在進(jìn)行檢測(cè)之前需對(duì)樣品進(jìn)行處理，以提高分析效率和選擇性。拉曼光譜是一種基于光散射的技術(shù)，由入射的單色輻射與樣品碰撞形成，適用于多種食品的檢測(cè)，樣品制備簡(jiǎn)單，分析靈敏度較高。張愛(ài)榆等通過(guò)拉曼光譜建立了糖精鈉、安賽蜜和甜蜜素3 種人工甜味劑的快速檢測(cè)方法，該方法在一定濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，操作簡(jiǎn)單高效，3 種甜味劑的特征峰明顯，分別為704.68 cm-1、862.31 cm-1、796.88 cm-1[13]。

2.2 色譜法

色譜技術(shù)是利用不同物質(zhì)在流動(dòng)相和固定相中具有不同的分配系數(shù)，以流動(dòng)相對(duì)固定相中的混合物進(jìn)行洗脫，混合物中不同物質(zhì)會(huì)以不同速度沿固定相移動(dòng)，從而達(dá)到達(dá)到分離，主要用于物質(zhì)的分離、鑒別和定量，在甜味劑的檢測(cè)中主要用到兩種色譜，氣相色譜和液相色譜。氣相色譜可分離和識(shí)別揮發(fā)性化合物，通常使用惰性氣體作為流動(dòng)相，其檢測(cè)靈敏度高，人工甜味劑中甜蜜素常用氣相色譜法進(jìn)行測(cè)定[14-15]。但多數(shù)人工甜味劑不揮發(fā)或者不穩(wěn)定，不能用氣相色譜進(jìn)行分離。液相色譜以液體作為流動(dòng)相，可根據(jù)目標(biāo)化合物的特性選擇適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)相，以提高分離效果。高效液相色譜法常用于糖精鈉、安賽蜜等多種甜味劑的同時(shí)測(cè)定[16-17]，其效率高，固定相種類(lèi)多，靈敏度高，分辨率好，但是其儀器成本較高，操作較專(zhuān)業(yè)，可能存在有機(jī)溶劑殘留的現(xiàn)象。毛細(xì)管電泳是一種多功能、高性能的分離方法，主要依賴(lài)于相關(guān)物質(zhì)在電場(chǎng)作用下的電遷移而實(shí)現(xiàn)，常與高效液相色譜和質(zhì)譜聯(lián)用，達(dá)到快速高效分離的效果。吳光倩等建立了毛細(xì)管電泳內(nèi)標(biāo)法分離測(cè)定飲料中甜菊糖、阿斯巴甜、糖精鈉含量的方法，發(fā)現(xiàn)在波長(zhǎng)210 nm、分離電壓12.5 kV、pH=8.3、5 mmol·L-1Na2HPO4-5 mmol·L-1Na2B4O7緩沖溶液中，甜菊糖、阿斯巴甜、糖精鈉分離度較好，加標(biāo)回收率為90%～105%[18]。

2.3 色譜質(zhì)譜聯(lián)用法

色譜質(zhì)譜聯(lián)用是近年來(lái)食品檢測(cè)中常用的分析手段，具有選擇性強(qiáng)、靈敏度高和抗基質(zhì)干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，也廣泛應(yīng)用于人工甜味劑的檢測(cè)。王遠(yuǎn)等建立了超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜測(cè)定葡萄干中安賽蜜、糖精鈉、甜蜜素、阿斯巴甜、阿力甜和紐甜等6 種人工甜味劑的方法，線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均大于0.99，該方法靈敏度高，檢測(cè)時(shí)間短[19]。唐吉旺等建立了固相萃取-高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜快速檢測(cè)食品中安賽蜜等9 種人工合成甜味劑的方法，該方法采用親水親脂平衡填料的固相萃取柱對(duì)樣品提取溶液進(jìn)行凈化，結(jié)合高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)及內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行測(cè)定，實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確、高效及高通量檢測(cè)復(fù)雜食品基質(zhì)中多種人工合成甜味劑的目的[20]。

2.4 電化學(xué)法

電分析技術(shù)是通過(guò)電性能如電流、電位、電荷、電阻及電導(dǎo)等方式來(lái)識(shí)別目標(biāo)物質(zhì)，要求目標(biāo)物質(zhì)呈現(xiàn)電活性，其操作簡(jiǎn)單、成本較低，樣品制備步驟少，在甜味劑的質(zhì)量控制中普及度逐漸提高。Medeiros[21]等建立了一種簡(jiǎn)單、高選擇性的電化學(xué)方法，在硼摻雜金剛石電極上同時(shí)測(cè)定食品中的阿斯巴甜和甜蜜素，硼摻雜金剛石電極能夠?qū)⒋嬖谟诙旌衔镏械陌⑺拱吞鸷吞鹈鬯氐难趸咫娢环蛛x約400 mV，該方法已成功應(yīng)用于多種食品中阿斯巴甜的測(cè)定，其結(jié)果與高效液相色譜法法在95%置信水平下的測(cè)定結(jié)果相似。

3 甜味劑的發(fā)展建議

限制糖類(lèi)攝入量對(duì)食品企業(yè)、政府和消費(fèi)者來(lái)說(shuō)都是巨大的挑戰(zhàn)，但同時(shí)也充滿機(jī)遇。一方面，由于標(biāo)準(zhǔn)限制和安全考慮，必須研究和開(kāi)發(fā)更有效、更安全的甜味劑，發(fā)揮更優(yōu)的甜味作用；另一方面，減少糖的過(guò)度攝入，降低糖尿病、肥胖等有關(guān)的健康問(wèn)題，可以減少政府的衛(wèi)生支出。甜味劑的合理使用，食品安全的保障需從以下3 個(gè)方面著手。

3.1 食品企業(yè)方面

食品企業(yè)作為食品開(kāi)發(fā)研究單位，要不斷尋找、研發(fā)甜度更高，生產(chǎn)成本更低，穩(wěn)定性更高，且對(duì)健康無(wú)影響的甜味劑。應(yīng)將目標(biāo)集中于合成和天然的無(wú)熱量甜味劑上，可對(duì)已知化學(xué)成分的甜味劑的進(jìn)行重排，尋找相似作用的同分異構(gòu)體；也可從天然甜味劑提取發(fā)現(xiàn)甜味劑分子的新來(lái)源；還可對(duì)廣泛使用的甜味劑的生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化改善。

傳遞安全理念、開(kāi)發(fā)可持續(xù)的生產(chǎn)模式也是食品企業(yè)要努力的方向，要更好地將甜味劑的發(fā)展與生態(tài)友好、和諧及安全可靠聯(lián)系起來(lái)。同時(shí)，要深入研究AS 對(duì)人體健康的影響，并進(jìn)一步闡明其作用機(jī)制?，F(xiàn)有的細(xì)胞系和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)有助于篩選和鑒定AS 潛在的影響，但與人體研究的可能存在差異；且對(duì)于受體結(jié)合和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的生物學(xué)研究，特別是對(duì)甜味感知的影響、對(duì)調(diào)節(jié)外周代謝的影響、腸道微生物組以及相關(guān)的腸道功能的影響都需要進(jìn)一步的研究。

檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)要嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各類(lèi)甜味劑進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)甜味劑理化性質(zhì)及檢測(cè)機(jī)理選擇相應(yīng)的分析檢測(cè)方法；并不斷研究開(kāi)發(fā)更高效、更靈敏、更快捷、更可靠及成本更低的檢測(cè)技術(shù)，以提高對(duì)甜味劑的檢測(cè)水平，以滿足食品中甜味劑的檢測(cè)及安全控制需要。

3.2 食品監(jiān)管部門(mén)方面

作為食品監(jiān)管部門(mén)，一方面要建立科學(xué)、完善、統(tǒng)一、權(quán)威的食品監(jiān)管機(jī)構(gòu)體系，建立健全覆蓋全過(guò)程的食品監(jiān)管方面的法律、法規(guī)體系與最嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，從制度方面保障我國(guó)的食品安全，為人們的飲食安全與生命健康保駕護(hù)航；另一方面要加強(qiáng)科學(xué)知識(shí)的普及，使消費(fèi)者形成科學(xué)的消費(fèi)觀?？梢跃唧w落實(shí)到以下幾個(gè)方面：①完善檢驗(yàn)項(xiàng)目和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)中存在檢驗(yàn)范圍不夠全面、檢測(cè)項(xiàng)目不夠完善等問(wèn)題，進(jìn)行補(bǔ)充和完善，通過(guò)合理的規(guī)章制度規(guī)范甜味劑的使用，使整個(gè)食品市場(chǎng)有規(guī)可依。②加強(qiáng)監(jiān)督管理，進(jìn)一步理順監(jiān)管體制，完善監(jiān)管責(zé)任，將監(jiān)管觸角觸及研發(fā)、生產(chǎn)、使用各環(huán)節(jié)。一方面，推進(jìn)誠(chéng)信體系建設(shè)明確生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)者的主體責(zé)任，增強(qiáng)其自律意識(shí)，同時(shí)建立健全群眾監(jiān)督舉報(bào)機(jī)制、監(jiān)督舉報(bào)途徑，并設(shè)定相應(yīng)的獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，以鼓勵(lì)知情者對(duì)違法使用食品添加劑、威脅食品安全的行為進(jìn)行舉報(bào)。建立完善的信息共享機(jī)制，通過(guò)統(tǒng)一的信息平臺(tái)，匯集整合各類(lèi)管理信息，實(shí)現(xiàn)資源共享，并發(fā)揮最大的社會(huì)效應(yīng)，形成全民參與、社會(huì)共治的局面。另一方面，應(yīng)加大非法使用食品添加劑行為的處罰力度，對(duì)違法使用食品添加劑行為采取重典治亂，加大對(duì)違法經(jīng)營(yíng)行為的懲處力度，提高企業(yè)的犯罪成本，加重處罰金額，并建立行政執(zhí)法與刑事立案?jìng)刹楣ぷ鞯挠袡C(jī)銜接，充分發(fā)揮法律的威懾作用，同時(shí)將違法犯罪行為與個(gè)人征信掛鉤，讓黑心企業(yè)家在這個(gè)誠(chéng)信至上的社會(huì)中寸步難行。③加強(qiáng)相關(guān)知識(shí)的宣傳和普及。通過(guò)開(kāi)展形式多樣的宣傳教育活動(dòng)，積極開(kāi)展食品安全法律法規(guī)以及食品安全標(biāo)準(zhǔn)和知識(shí)的宣傳工作，倡導(dǎo)健康的飲食方式，增強(qiáng)消費(fèi)者對(duì)食品添加劑的認(rèn)識(shí)及食品安全意識(shí)，提高消費(fèi)者的自我保護(hù)能力。

3.3 消費(fèi)者方面

作為消費(fèi)者，要樹(shù)立正確意識(shí)，主動(dòng)尋求可靠的信息，以便對(duì)食品做出明智的判斷。在這個(gè)互聯(lián)網(wǎng)+的時(shí)代，各種紛繁復(fù)雜的報(bào)道給尋找可靠、真實(shí)的信息帶來(lái)了困難，消費(fèi)者可通過(guò)閱讀科學(xué)出版物的文章和研究來(lái)獲取相對(duì)正確的信息，通過(guò)正規(guī)渠道了解食品添加劑的相關(guān)知識(shí)。同時(shí)要加強(qiáng)自我保護(hù)意識(shí)，日常生活中在購(gòu)買(mǎi)食品之前可查看食品的配料表，并嚴(yán)格控制長(zhǎng)期攝入某種特定的食品添加劑，避免添加劑過(guò)度攝入對(duì)身體健康造成危害。

4 結(jié)語(yǔ)

食品添加劑的合理使用關(guān)系著人們的健康，甜味劑作為食品工業(yè)中重要的添加劑，其超劑量超范圍使用等安全隱患也成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。作為食品生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，要開(kāi)發(fā)安全、高效的人工甜味劑，并要加強(qiáng)甜味劑的監(jiān)管力度，同時(shí)不斷研究開(kāi)發(fā)更高效、更靈敏、更快捷、更可靠及成本更低的檢測(cè)技術(shù)，以提高對(duì)食品中甜味劑的監(jiān)測(cè)水平，滿足檢測(cè)及安全控制需要，以保證食品安全，提高食品行業(yè)的規(guī)范性。