甜蜜王國的奇妙之旅

圖 1 “Too Much Sugar”（來源：微信公眾號）

2023年7月14日，國際癌癥研究機(jī)構(gòu)發(fā)布了無糖甜味劑阿斯巴甜對健康影響的評估報告，將阿斯巴甜歸為可能對人類致癌之列，在網(wǎng)上引發(fā)熱議。[[i]]在此之前，糖精、甜蜜素等人工甜味劑也曾備受爭議。[[ii]]

人們?yōu)槭裁催@么偏愛甜食？

從進(jìn)化心理學(xué)的角度來看，人類對甜食的偏好可以從能量來源、生物進(jìn)化和情感慰藉三個角度來解釋。[[i]]首先，甜味食物通常是高熱量的食物，早期人類生活在食物較為稀缺的環(huán)境中，因此他們對于能迅速提供能量的食物有著天然的偏好。這樣的食物可以迅速補(bǔ)充體能，增加生存幾率。其次，在自然環(huán)境中，有毒植物通常會帶有苦味，而甜的食物多數(shù)不具有毒性。

因此，對甜味的偏好可能是一種自然選擇的過程，有助于人類避免有毒食物，從而增加生存幾率。此外，研究發(fā)現(xiàn)，甜食可能會刺激大腦中與快樂和安慰有關(guān)的區(qū)域，尤其激活了負(fù)責(zé)動機(jī)和獎勵的多巴胺系統(tǒng)。因而**在長期的進(jìn)化過程中，我們逐漸形成了對甜食的喜好，大腦中進(jìn)化出了對甜味追求的獎賞機(jī)制，有助于人們在壓力環(huán)境中保持情感平衡。

糖究竟是什么？

首先，我們需要了解平時俗稱的碳水化合物和糖類有什么關(guān)系。大部分的糖類物質(zhì)是由C、H、O三種元素組成的，從化學(xué)式可寫作(CH2O)n，其中H、O原子比為2：1，恰好和水分子中的比例一致。過去的人們以為這類物質(zhì)就是碳的水合物，因而稱之為碳水化合物?？珊髞黼S著深入研究，人們發(fā)現(xiàn)，有很多其他的糖類物質(zhì)H、O原子比并不是2：1，比如組成DNA分子的脫氧核糖(C5H10O3)；也有很多物質(zhì)H、O原子是2：1但卻不是糖類，比如大家都很厭惡的氣體甲醛(CH2O)。只不過，因為碳水化合物這一名稱已經(jīng)沿用很久，至今人們?nèi)匀粡V泛地應(yīng)用它。所以，碳水化合物和糖類其實指的是同一類物質(zhì)。

糖，可以分為單糖、雙糖和多糖。人們所熟悉的單糖有葡萄糖、果糖；雙糖有麥芽糖、蔗糖；多糖有淀粉、纖維素等等。

從化學(xué)角度看，糖就是多羥基（-OH）的醛或者多羥基酮。葡萄糖分子內(nèi)同時有和醛基，可以分子內(nèi)成環(huán)，變成環(huán)狀葡萄糖。[[ii]]

圖 3 葡萄糖（左）醛糖；果糖（右）酮糖

圖 4 環(huán)狀葡萄糖分子

雙糖和多糖就是由兩個或多個單糖脫水縮合而成。

圖 5 多糖結(jié)構(gòu)圖（圖片來源：百度）

糖精的發(fā)現(xiàn)

甜食固然好吃，但是吃多了容易蛀牙；現(xiàn)代人越來越注重保持身材，攝入過多甜食也可能造成脂肪的積累，導(dǎo)致肥胖。于是，人們就開始尋找代糖，學(xué)術(shù)界稱為“非營養(yǎng)型甜味劑”，即可以給人們味蕾帶來甜蜜的享受，但又比普通的白砂糖熱量低。人們最熟悉的代糖應(yīng)該就是糖精了。

1879 年，美國約翰·霍普金斯大學(xué)的兩位研究人員萊姆森和法赫伯格，共同發(fā)表了一篇名為“鄰苯甲?；酋啺贰钡奈镔|(zhì)及其合成方法的文章。這個物質(zhì)的另一個名字就是“糖精”。

圖 6 糖精結(jié)構(gòu)式

其實，糖精的發(fā)現(xiàn)純屬偶然。有一天做完實驗后，法赫伯格沒有洗手便去吃東西，嘴里忽然覺得有明顯的甜味，便回到實驗室搜尋，找出了殘留的甜味物質(zhì)。于是，世界上第一款人工甜味劑，就這樣被“意外”地研制出來了。（PS：大家做實驗還是應(yīng)當(dāng)保持良好的實驗習(xí)慣和衛(wèi)生習(xí)慣，不然，可能真就為科學(xué)事業(yè)獻(xiàn)身了......）

糖精的甜度是蔗糖的300-500倍、成本卻只有其1/10，且?guī)缀醪粎⑴c人體代謝，熱量低，因而快速地普及開來。糖精的發(fā)現(xiàn)對食品業(yè)產(chǎn)生了巨大的影響，越來越多的甜味劑應(yīng)運(yùn)而生。1937年，甜蜜素被發(fā)明，甜度為蔗糖的30~50倍；1965年，阿斯巴甜被發(fā)明，甜度約為蔗糖的200倍；1967年，安賽蜜被發(fā)明，甜度約為蔗糖的200倍；1976年，三氯蔗糖被發(fā)明，甜度約為蔗糖的600倍……

糖醇類營養(yǎng)型合成甜味劑

前文提到，糖是多羥基醛或多羥基酮，在適當(dāng)?shù)倪€原條件下，糖被還原成多元醇，稱為糖醇。就拿人們熟悉的木糖醇為例。木糖醇是一種天然存在的五碳糖醇，廣泛存在于許多水果和蔬菜中。木糖醇的很多醫(yī)療保健功能已經(jīng)被科學(xué)研究證實，如降低血糖，防止齲齒等功能。目前木糖醇廣泛應(yīng)用在食品業(yè)作為蔗糖的替代品，如口香糖、巧克力、各種糖果、飲料、牛奶、酸奶等中。[[i]]

圖 7 木糖醇口香糖（來源：微信公眾號）

代糖真的能防止發(fā)胖嗎？

我們需要首先了解發(fā)胖的機(jī)制。根據(jù)能量守恒定律，如果我們從食物中攝入的能量=我們?nèi)粘；顒酉牡哪芰浚敲次覀兊捏w重就得到保持；如果攝入小于消耗，就會減肥；攝入大于消耗，就會增肥。所以，熱量再高的食物如果只是攝入一小點(diǎn)，而且人又大量運(yùn)動消耗的話，就不會增肥；而我們所謂的低熱量，“零卡”食物，如果大量攝入而且人又不鍛煉不消耗。那也一樣會增肥。

有研究表明，在食用含有功能性甜味劑的食品或飲料時，口腔中的甜味受體會被激活，從而產(chǎn)生甜味感受。這些功能性甜味劑不含或含有較少能量，且不能被機(jī)體代謝，因此當(dāng)它們到達(dá)腸道后，會使腸道中的糖代謝途徑被改變，從而導(dǎo)致代償性食欲增長。相比于蔗糖，食用三氯蔗糖后，女性與肥胖人群對食物的刺激更加敏感，在自助餐時更易出現(xiàn)暴飲暴食現(xiàn)象。因此食用甜味劑可能會在一定程度上增加人的食物攝取量。

然而，也有研究表明[[i]]天然的功能性甜味劑如甜菊糖苷不僅能降低大鼠攝入的能量，長期食用（處理18周）不會增加其體重；與三氯蔗糖相比，甜菊糖苷處理還能降低雄性小鼠的體重。

圖 8 不同實驗組的生理參數(shù)數(shù)據(jù)

（ASP,阿斯巴甜; CON,對照組; SCA,三氯蔗糖; STV,甜葉菊; SUC,蔗糖; XYL,木糖醇）

關(guān)于功能性甜味劑對肥胖的影響，研究結(jié)果并不一致。因此，目前仍無法就功能性甜味劑對肥胖的影響得出明確的結(jié)論。此外，現(xiàn)有的研究表明功能性甜味劑和肥胖之間的關(guān)系是復(fù)雜的，受各種因素的影響，包括消費(fèi)的甜味劑的類型和數(shù)量、個體差異、性別差異和腸道微生物的不同。

如何科學(xué)看待甜味劑

對于甜味劑是好是壞，我們無法給出確切的判斷。但是脫離劑量談好壞都是沒有意義的，我們應(yīng)該以劑量相關(guān)的方式研究功能性甜味劑對肥胖的影響，再好的東西，過量攝入都是無異于健康的；同時，應(yīng)充分考慮個體差異，如遺傳、腸道微生物群和代謝健康狀況，這些都可能影響人體對甜味劑的反應(yīng)和個人的肥胖風(fēng)險。另外，還應(yīng)關(guān)注功能性甜味劑對人肥胖或健康的長期影響，從而更加合理的使用甜味劑。

[[i]] 甘利平,趙宜豐,洪圖等.功能性甜味劑對肥胖的作用及相關(guān)機(jī)制[J/OL].食品科 學(xué):1-15[2024-01-13]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2206.TS.20230620.1755.024.html.

[[i]] 馮永強(qiáng),王江星.木糖醇的特性及在食品中的應(yīng)用[J].食品科學(xué), 2004(11):379-381.

[[i]] 林文.愛吃甜食與大腦有關(guān)?[J].百科知識,2023,(16):34.

[[ii]] 王鏡巖.《生物化學(xué)第三版》.高等教育出版社, 2007:1-31.

[[i]] 觀察者網(wǎng).2023年7月14日.世衛(wèi)組織報告稱阿斯巴甜“可能致癌”,美FDA抗議.

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1771364398173532662&wfr=spider&for=pc

[[ii]] 賈月洋.科學(xué)看待甜味劑[N]. 光明日報, 2023-11-05(007). DOI:10.28273/n.cnki.ngmrb.2023.005286.