揭开“甜蜜”的面纱

01 感知甜味

味觉是一种受到直接化学刺激而产生的感觉，由酸、甜、苦、鲜、咸，五种基本味道组成。对于甜味的追求人类与生俱来，甜言蜜语总能让人感到心情愉悦。那么人类是怎样感受到甜味的呢?要获得甜味就要激发“甜味感受器”，才能让大脑尝到甜头。味觉受体第一家族（T1Rs）是一类能感知甜味和鲜味的受体家族，它包括T1R1、T1R2、T1R3三个成员。对于人和动物来说想要感知甜味，就要让甜味分子激活舌上皮味蕾上的甜味受体（T1R2/T1R3受体）[1]。然后，经过一个复杂的传递过程，激活大脑的奖赏区，释放出多巴胺等神经递质，所以一份合适的甜点不仅能满足食欲，还能让人感到快乐。

那么你有没有想过，在化学上是什么化学物质在承担着这份“甜蜜”的工作呢？一般来说，羟基是使物质变甜的主要官能团（决定有机化合物化学性质的原子或原子团）。羟基是一种典型的极性基团，可以与水形成氢键。它以带负电离子的形式存在于无机化合物的水溶液中。碳水化合物中的羟基越多，这种物质越甜。

图1.甜味受体的结构组成（图源于[2]）

02 探索“甜蜜”世界

一说到甜蜜，很多人就会想起了糖类，下面我们一同步入这个充满“甜蜜”的世界吧！糖主要分为三类：单糖、寡糖和多糖。它们在人类生活中都扮演着非常关键的角色。单糖，顾名思义指的是最简单的糖，不可再水解，可直接被人体吸收。单糖的主要代表物质为葡糖糖、果糖、半乳糖等。寡糖，又称低聚糖，是由2~10个单糖通过糖苷键聚合形成的，所以双糖也包括在寡糖之中。寡糖分为普通寡糖和功能性寡糖，其中功能性寡糖包括果寡糖、半乳糖寡糖、褐藻寡糖、异麦芽寡糖、大豆寡糖、甘露寡糖等。它们不被胃酸及消化道分泌的酶所水解，可以选择性地促进肠道内的有益菌的繁殖，所以具有促进肠道蠕动，防止便秘的功效，因此成为了功能食品开发领域研究的热点[3]。多糖也称为多聚糖，多个单糖分子缩水、聚合而成的一类分子结构复杂且庞大的糖类物质，可用通式（C6H10O5）n表示[4]。多糖在自然界分布广泛，从天然产物中分离出的多糖化合物多达数千种，根据其来源不同可分为植物多糖、动物多糖和微生物多糖。主要的三种多糖为淀粉、纤维素以及糖原，被广泛应用于人类生产生活中。

图2.单糖分子模型（左）、富含果寡糖的保健品（中）、富含多糖的蛋糕（右）（图源于网络）

03 甜味剂—给生活加点甜

让你享受丝般柔滑的德芙巧克力和醇厚的冰淇淋蛋糕。它们不属于传统意义上的糖，那么是什么让它们如此“甜蜜蜜”以至于让你爱不释手呢？

事实上，是因为添加了譬如木糖醇、甘露醇、乳糖醇、山梨醇、甜菊糖苷、干果糖苷、阿斯巴甜、安赛蜜等甜味剂的缘故。它们具有低热量、高甜度、价格低的优点，因此生产量和销售量日益增长。用它们来代替精制糖，可以减少肥胖和龋齿，还可以作为戒掉高糖饮食的一个过渡品[5]。目前市场上应用广泛的是阿斯巴甜，化学式为C14H18N2O5俗名甜味素、天冬甜精、天苯甲酯、蛋白糖等。是一种氨基酸二肽衍生物。它具有与蔗糖非常相似的天然甜味和新鲜自然的口感，而且甜味比蔗糖持久，没有金属味和其他甜味剂的苦味，可作为糖的替代品添加到各种饮料中。然而，阿斯巴甜的安全性一直存在争议。研究表明，某些人群在食用阿斯巴甜制品后会有恶心、头痛和过敏的症状，严重时还会导致癌症、抑郁症、脑瘤等，影响人们的生命安全[6]。

图3.阿斯巴甜结构式（左）（图源于知网[6]）添加了阿斯巴甜的各种饮料（右）（图源于网络）

鉴于此，天然甜味剂，如甜菊糖、甘草甜素、木糖醇和罗汉果皂苷等已成为甜品爱好者的心头爱，占据了甜味剂总量的10%。属于四环二萜糖苷分子的甜菊糖苷，可从甜菊叶中提取，它是继蔗糖和甜菜糖的世界第三大天然糖源[7]。其甜度约为10%蔗糖溶液的300倍，而热量仅为蔗糖的1/300。由于其耐酸碱性，可口可乐和百事可乐等国际饮料公司，已使用大量甜菊糖等天然甜味剂来降低阿斯巴甜或糖精钠的含量。罗汉果有“东方圣果”的美誉，罗汉果皂苷是其主要活性成分，是一种三萜类化合物。罗汉果皂苷具有高甜度、低热量和安全性的特点。它是唯一可以添加到婴儿食品中的甜味剂，已广泛应用于饮料、乳制品、调味剂、糖果等食品行业[8]。更神奇的是木糖醇，它是一种天然存在的五碳糖醇，相对甜度与蔗糖相近，却比蔗糖的卡路里含量少三分之一，也就是说在享受甜味的同时还不用担心发胖，简直是万千美少女的梦。此外，它还具有护肝、防龋、增殖双岐杆菌等功能，成为了糖尿病人的福音[9]。

图4.甜菊苷结构式（左）、罗汉果（中）、木糖醇结构式（右）（图源于网络）

04 “甜蜜”虽好，可不要贪多哟

炎炎夏日，冰镇饮绝对是快乐源泉，喝一口“透心凉、心飞扬”，但是摄入过多碳酸饮料会导致肥胖，严重时还会造成抑郁。那么哪些物质会给我们造成“甜蜜”的负担呢？通常食用的精制糖，如葡萄糖、麦芽糖浆、冰糖、果糖、白砂糖等。这些可导致血糖大幅波动，吃得太多也会致肥胖和各种慢性病。因此，配料表上如果有这些物质靠前，你就得少吃了。尽管天然甜味剂在某些方面对人友好，但随着甜味化学的发展，人工甜味剂的出现引起了争议。法国的一项大规模同行评审研究发现，人工甜味剂可能不是友好的糖替代品，大量食用可能会导致癌症（阿斯巴甜和乙酰氨基磺酸钾（通常称为乙酰磺胺）），尤其是乳腺癌和肥胖相关癌症的风险增加[9]。人工甜味剂主要存在于无糖或糖替代饮料、蛋糕、糕点、糖饼干、早餐麦片、酱汁、咸味食品和超级加工鱼制品，以及酸奶或奶酪。

05 小结

糖类是人体活动必不可少的能源物质，高质量碳水可以让我们拥有健康的身体、敏捷的思维、战胜困难的决心和勇气。但是过度嗜好甜味本身，会导致身材焦虑，皮肤“糖化”影响“颜值”，严重还会心理抑郁。所以保持合理均衡的饮食习惯，在夏天到来之前燃烧卡路里，一起变得更健康吧！