甜蜜王国的奇妙之旅

图 1 “Too Much Sugar”（来源：微信公众号）

2023年7月14日，国际癌症研究机构发布了无糖甜味剂阿斯巴甜对健康影响的评估报告，将阿斯巴甜归为可能对人类致癌之列，在网上引发热议。[[i]]在此之前，糖精、甜蜜素等人工甜味剂也曾备受争议。[[ii]]

人们为什么这么偏爱甜食？

从进化心理学的角度来看，人类对甜食的偏好可以从能量来源、生物进化和情感慰藉三个角度来解释。[[i]]首先，甜味食物通常是高热量的食物，早期人类生活在食物较为稀缺的环境中，因此他们对于能迅速提供能量的食物有着天然的偏好。这样的食物可以迅速补充体能，增加生存几率。其次，在自然环境中，有毒植物通常会带有苦味，而甜的食物多数不具有毒性。

因此，对甜味的偏好可能是一种自然选择的过程，有助于人类避免有毒食物，从而增加生存几率。此外，研究发现，甜食可能会刺激大脑中与快乐和安慰有关的区域，尤其激活了负责动机和奖励的多巴胺系统。因而**在长期的进化过程中，我们逐渐形成了对甜食的喜好，大脑中进化出了对甜味追求的奖赏机制，有助于人们在压力环境中保持情感平衡。

糖究竟是什么？

首先，我们需要了解平时俗称的碳水化合物和糖类有什么关系。大部分的糖类物质是由C、H、O三种元素组成的，从化学式可写作(CH2O)n，其中H、O原子比为2：1，恰好和水分子中的比例一致。过去的人们以为这类物质就是碳的水合物，因而称之为碳水化合物。可后来随着深入研究，人们发现，有很多其他的糖类物质H、O原子比并不是2：1，比如组成DNA分子的脱氧核糖(C5H10O3)；也有很多物质H、O原子是2：1但却不是糖类，比如大家都很厌恶的气体甲醛(CH2O)。只不过，因为碳水化合物这一名称已经沿用很久，至今人们仍然广泛地应用它。所以，碳水化合物和糖类其实指的是同一类物质。

糖，可以分为单糖、双糖和多糖。人们所熟悉的单糖有葡萄糖、果糖；双糖有麦芽糖、蔗糖；多糖有淀粉、纤维素等等。

从化学角度看，糖就是多羟基（-OH）的醛或者多羟基酮。葡萄糖分子内同时有和醛基，可以分子内成环，变成环状葡萄糖。[[ii]]

图 3 葡萄糖（左）醛糖；果糖（右）酮糖

图 4 环状葡萄糖分子

双糖和多糖就是由两个或多个单糖脱水缩合而成。

图 5 多糖结构图（图片来源：百度）

糖精的发现

甜食固然好吃，但是吃多了容易蛀牙；现代人越来越注重保持身材，摄入过多甜食也可能造成脂肪的积累，导致肥胖。于是，人们就开始寻找代糖，学术界称为“非营养型甜味剂”，即可以给人们味蕾带来甜蜜的享受，但又比普通的白砂糖热量低。人们最熟悉的代糖应该就是糖精了。

1879 年，美国约翰·霍普金斯大学的两位研究人员莱姆森和法赫伯格，共同发表了一篇名为“邻苯甲酰磺酰亚胺”的物质及其合成方法的文章。这个物质的另一个名字就是“糖精”。

图 6 糖精结构式

其实，糖精的发现纯属偶然。有一天做完实验后，法赫伯格没有洗手便去吃东西，嘴里忽然觉得有明显的甜味，便回到实验室搜寻，找出了残留的甜味物质。于是，世界上第一款人工甜味剂，就这样被“意外”地研制出来了。（PS：大家做实验还是应当保持良好的实验习惯和卫生习惯，不然，可能真就为科学事业献身了......）

糖精的甜度是蔗糖的300-500倍、成本却只有其1/10，且几乎不参与人体代谢，热量低，因而快速地普及开来。糖精的发现对食品业产生了巨大的影响，越来越多的甜味剂应运而生。1937年，甜蜜素被发明，甜度为蔗糖的30~50倍；1965年，阿斯巴甜被发明，甜度约为蔗糖的200倍；1967年，安赛蜜被发明，甜度约为蔗糖的200倍；1976年，三氯蔗糖被发明，甜度约为蔗糖的600倍……

糖醇类营养型合成甜味剂

前文提到，糖是多羟基醛或多羟基酮，在适当的还原条件下，糖被还原成多元醇，称为糖醇。就拿人们熟悉的木糖醇为例。木糖醇是一种天然存在的五碳糖醇，广泛存在于许多水果和蔬菜中。木糖醇的很多医疗保健功能已经被科学研究证实，如降低血糖，防止龋齿等功能。目前木糖醇广泛应用在食品业作为蔗糖的替代品，如口香糖、巧克力、各种糖果、饮料、牛奶、酸奶等中。[[i]]

图 7 木糖醇口香糖（来源：微信公众号）

代糖真的能防止发胖吗？

我们需要首先了解发胖的机制。根据能量守恒定律，如果我们从食物中摄入的能量=我们日常活动消耗的能量，那么我们的体重就得到保持；如果摄入小于消耗，就会减肥；摄入大于消耗，就会增肥。所以，热量再高的食物如果只是摄入一小点，而且人又大量运动消耗的话，就不会增肥；而我们所谓的低热量，“零卡”食物，如果大量摄入而且人又不锻炼不消耗。那也一样会增肥。

有研究表明，在食用含有功能性甜味剂的食品或饮料时，口腔中的甜味受体会被激活，从而产生甜味感受。这些功能性甜味剂不含或含有较少能量，且不能被机体代谢，因此当它们到达肠道后，会使肠道中的糖代谢途径被改变，从而导致代偿性食欲增长。相比于蔗糖，食用三氯蔗糖后，女性与肥胖人群对食物的刺激更加敏感，在自助餐时更易出现暴饮暴食现象。因此食用甜味剂可能会在一定程度上增加人的食物摄取量。

然而，也有研究表明[[i]]天然的功能性甜味剂如甜菊糖苷不仅能降低大鼠摄入的能量，长期食用（处理18周）不会增加其体重；与三氯蔗糖相比，甜菊糖苷处理还能降低雄性小鼠的体重。

图 8 不同实验组的生理参数数据

（ASP,阿斯巴甜; CON,对照组; SCA,三氯蔗糖; STV,甜叶菊; SUC,蔗糖; XYL,木糖醇）

关于功能性甜味剂对肥胖的影响，研究结果并不一致。因此，目前仍无法就功能性甜味剂对肥胖的影响得出明确的结论。此外，现有的研究表明功能性甜味剂和肥胖之间的关系是复杂的，受各种因素的影响，包括消费的甜味剂的类型和数量、个体差异、性别差异和肠道微生物的不同。

如何科学看待甜味剂

对于甜味剂是好是坏，我们无法给出确切的判断。但是脱离剂量谈好坏都是没有意义的，我们应该以剂量相关的方式研究功能性甜味剂对肥胖的影响，再好的东西，过量摄入都是无异于健康的；同时，应充分考虑个体差异，如遗传、肠道微生物群和代谢健康状况，这些都可能影响人体对甜味剂的反应和个人的肥胖风险。另外，还应关注功能性甜味剂对人肥胖或健康的长期影响，从而更加合理的使用甜味剂。

[[i]] 甘利平,赵宜丰,洪图等.功能性甜味剂对肥胖的作用及相关机制[J/OL].食品科 学:1-15[2024-01-13]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2206.TS.20230620.1755.024.html.

[[i]] 冯永强,王江星.木糖醇的特性及在食品中的应用[J].食品科学, 2004(11):379-381.

[[i]] 林文.爱吃甜食与大脑有关?[J].百科知识,2023,(16):34.

[[ii]] 王镜岩.《生物化学第三版》.高等教育出版社, 2007:1-31.

[[i]] 观察者网.2023年7月14日.世卫组织报告称阿斯巴甜“可能致癌”,美FDA抗议.

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

[[ii]] 贾月洋.科学看待甜味剂[N]. 光明日报, 2023-11-05(007). DOI:10.28273/n.cnki.ngmrb.2023.005286.