殷子淳1，傅午禾1，闫丽文1，齐伟2*
1华中科技大学同济医学院基础医学院，武汉 430070
2华中科技大学化学与化工学院，武汉，430070
摘要：在过去的几十年中，消费者比过去更关注自己的健康，经常于食品等方面使用甜味剂来替代糖。代糖属于食品添加剂中的一种，包括人工替代糖和天然替代糖。虽然代糖有许多优点，但也有一定的潜在风险。本文采用综艺节目的形式介绍了糖精、阿斯巴甜、三氯蔗糖、木糖醇及赤藓糖醇的历史、优点和潜在风险等，以引导大众对代糖理性看待并正确选择。
关键词：替代糖；糖精；阿斯巴甜；三氯蔗糖；木糖醇；赤藓糖醇；
中图分类号：G64；O6
Healthy Sweet: The Lowdown on Sugar Substitutes
Zichun Yin,Wuhe Fu,Liwen Yan,Wei Qi*
1School of Basic Medicine, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430070, China.
1School of Chemistry andChemical Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430070, China.
Abstract:In recent decades, consumers have increasingly prioritized their health, frequently opting for sweeteners in food and other products as sugar substitutes. Sweeteners encompass both artificial and natural alternatives to sugar, serving as a type of food additive. While sweeteners offer numerous benefits, they also pose certain potential risks. This article adopts a variety show format to delve into the historical background, advantages, and potential risks associated with saccharin, aspartame, sucralose, xylitol, and erythritol, with the goal of encouraging the public to approach sweeteners with rationality and make informed choices.
Keywords: Suger substitutes; Saccharin; APM; Sucralose; Xylitol; Erythritol
在这个追求健康与美味并重的时代，有一种特别的存在，它们不仅满足了我们对甜味的渴望，更引领着一场关于生活方式的变革——这就是代糖。从19世纪末诞生至今，代糖已经走过了一百多年的历程，在这期间，它们经历了从质疑到接受、从实验室走向千家万户餐桌的过程。本期综艺，我们将带领大家走近代糖们的‘演艺圈’，与百余年来各位明星代糖进行一次深入对话。每一种代糖背后都有着不为人知的故事，它们的一路走来充满了探索与创新，也见证了人类对于美好生活的不懈追求。
1 介绍综艺嘉宾
主持人：欢迎大家收看科普类型综艺《健康新甜：代糖全知道》，让我们一起踏上探秘代糖演艺圈的甜蜜旅程！请允许我介绍本期节目邀请到的各位嘉宾！首先登场的是人工代糖代表团，嘉宾有糖精、阿斯巴甜以及三氯蔗糖三位明星——
糖精：各位朋友们好，我是糖精钠，即邻-磺酰苯甲酰亚胺。我在代糖娱乐圈已奋斗了百余年，是最传统的甜味剂。我给予大家甜味，但不参与新陈代谢也不产生热量，一直以来深受朋友们的喜爱，谢谢朋友们多年的支持！
阿斯巴甜：观众朋友们好啊，我是你们认识的阿斯巴甜，学名为天门冬酰苯丙氨酸甲酯。众所周知，我也是一种非营养型人工甜味剂，以低热量和长保质期而著称，是代糖娱乐圈的老牌甜味剂之一。虽然屡遭观众们对我的安全性的质疑，但我相信，我仍是一种非常优秀的人工代糖！
三氯蔗糖：各位好！我是三氯蔗糖，大家可能更熟悉我的另一个名字——蔗糖素。我的分子结构是在蔗糖基础上用氯原子替换了3个羟基，所以也被称为氯化蔗糖。由于人体对我的吸收率极低，超过90%都会以原样排出，而且多项研究证实我不具有致癌性，这让我在甜味剂市场上广受欢迎！感谢大家的认可！
主持人：欢迎三位嘉宾！众所周知，人工代糖也叫人造甜味剂，是一支从上个世纪就实现从研发到量产的庞大队伍，他们有着比蔗糖高出成百上千倍的甜度，却几乎不含任何热量，也因此被广大民众粉丝们所热烈追捧着。接下来要登场的是天然代糖代表团，嘉宾为糖醇组合里的木糖醇以及赤藓糖醇——
赤藓糖醇：各位晚上好，我们是糖醇兄弟！与人工代糖相比，我们糖醇的结构更加简单，只含碳、氢、氧三种元素哦！我们在食品加工领域被普遍用作增稠和增甜成分，常作为蔗糖的替代品，能在人体内逐步代谢为葡萄糖，避免引起血糖水平的大幅波动。我是赤藓糖醇，常被称为“零热量甜味剂”，属于糖醇类化合物中的四碳多元醇。通过葡萄糖发酵工艺生产，甜味强度约为蔗糖的60%到70%。近年我因为低热值、无致龋齿性和高耐受量而深受粉丝们追捧，谢谢各位的喜爱！
木糖醇：各位好，我是通过D-木糖加氢得到的木糖醇，甜度没有前面几位人工代糖嘉宾高，只有蔗糖的95%，但热量很低。与众不同的是，我能在带来甜味的同时改变肠道菌群，这使我受到大家的欢迎，谢谢支持！
主持人：欢迎两位的到来！近年来，随着民众对健康生活的美好需求进一步提升，一场健康营销催生出天然代糖这一支更为年轻的队伍，他们凭借着纯天然植物提取或合成的来源优势，强势引领代糖演艺界的新风尚。今天我们邀请到的糖醇组合，正是这支代表团中最具影响力的超人气组合之一！让我们掌声欢迎各位嘉宾的到来，本期《健康新甜：代糖全知道》现在正式开始！
图1五种代糖的结构式
2 回顾代糖演艺圈发展史
2.1 代糖的崛起：横空出世
主持人：糖精女士您好！感谢您在145岁这样的高龄参加我们的节目，我们知道当下您其实已经渐渐淡出大众的视野了，那么是什么原因使您选择重回舞台，参加我们这样一个科普类综艺节目呢？
糖精：是这样的，近年我发现各位朋友们对自己身材和健康的要求越来越高，在享受美食的同时，也希望从中获取的热量变少，因而使用各种代糖。但不少朋友不了解代糖，不了解我们的历史，不明白我们产生甜味的原理，对我们的安全性有很大顾虑。我想通过这个舞台拉近朋友们和我们的距离，让观众朋友们了解我们，并且能更加放心地使用我们，这样我们才能更好地为人类服务！
主持人：好的，感谢您对大众科普工作的支持。可能一些年轻观众对糖精女士这样的老一辈明星还不是很熟悉，那么我们访谈的第一部分就聊一聊您的创业史，讲讲您是如何走上食品添加剂的道路，又是如何开创第一代人工甜味剂的辉煌的。
糖精：我是被化学家Constantine Fahlberg偶然发现的。那是在1879年，他做完实验却忘了洗手，结果吃发现晚餐中的食物变得非常甜。这背后离不开科学家们追根究底的探索精神。经过深入研究，他最终确定甜味的奥秘来自实验使用的煤焦油，并成功从中分离出一种名为邻磺酰苯甲酰亚胺的化合物——也就是我。我能够与人体内的甜味受体相结合，从而产生强烈的甜味感知，其甜度可达蔗糖的300至500倍之多。但因为我和蔗糖的结构有很大差别，不参与人体的新陈代谢，所以在产生甜味的同时并不产生热量。这使Fahlberg看到了我的潜能，他申请了相关专利，想使我走向市场。但出道起初并不如意，我一问世便受到了大量的质疑甚至官方的“封杀”。1912年的美国食品法曾明确规定禁止我在加工食品中的使用，“糖精有害论”也在当时广泛传播。
主持人：看来您的出道并不是一帆风顺，我们知道最开始科学家是将您更多地运用在减肥药等化工产业，那您又是通过什么契机转型成为食品中常用的甜味剂呢？
糖精：这就不得不提到第一次世界大战这个特殊时期了。当时甜菜糖和蔗糖供应短缺，它们被优先生产成军粮，因此流入民间的蔗糖数量很少、价格也十分高昂，完全超出民众的消费能力。这时，我因价格低廉且甜味不输真糖，而被民众们大量选择食用，从而迎来了演艺生涯的光明，知名度逐渐提高。之后经过第二次世界大战、美国六十年代节食浪潮等历史事件，我终于成为食品中常用的甜味剂。
主持人：既然您说代糖群体是作为食糖的替代品而走进大众视野的，这其中很大一部分是时代因素，那我是否可以理解为，在蔗糖资源更为充裕的这个时代，我们不必再食用代糖了呢？您认为代糖在当今社会仍然保有其市场竞争力的原因是什么？
糖精：这是个很不错的问题。我认为，即使现在蔗糖资源十分充裕，我们代糖的作用也不应被小视。我们的竞争优势可不止是给人们带来甜味，我们还有一项蔗糖没有的特质，那就是大多数代糖很少参与人体的新陈代谢，这使我们几乎不被氧化释放热量，成为了更多糖尿病患者和节食者的优先选择。我们能帮助他们在控制糖分摄入的同时，正常体验到真糖的甜蜜感，可以说是我们代糖群体的努力，使“没有热量负担地享受甜味”成为可能。
主持人：这样看来，代糖在当今时代有了新的身份，那就是是民众享受健康生活的另一选择。非常感谢糖精女士做客我们的节目，请您到后台稍事休息，我们的节目进入下一个环节！
2.2代糖的复兴：甜蜜陷阱
主持人：各位观众朋友，回顾历史的长河，自从糖精发现并量产以来，我们的生活中出现了不止一种代糖，在代糖演艺圈最辉煌的时期，一位又一位不同结构、不同性质的代糖明星先后被科学家们合成研发出来，闪耀在人造甜味剂这一广阔的领域。例如我手中这瓶饮料的配料表中，就写着三氯蔗糖的名字；大家经常喝的可乐里，也会请到著名的阿斯巴甜作为特邀甜味剂，以提升口感，同时他们几乎不含热量的特质也能减轻消费者们的身材焦虑。接下来我们有请阿斯巴甜以及三氯蔗糖上台参与我们的访谈！
主持人：二位你们好，欢迎做客我们节目。我们知道，在人工代糖队伍发展扩大的进程，一度出现过“六世同‘糖’”的盛况。二位能否跟大家介绍一下这六位代糖明星？
阿斯巴甜：这六位明星想必大家都非常熟悉了！按照在历史上登场的先后顺序，依次为糖精、甜蜜素、阿斯巴甜、安赛蜜、三氯蔗糖以及纽甜。方才糖精女士已经做了详尽的自我介绍，相信各位都知道了它是历史最悠久的人工甜味剂，其甜味强度可达蔗糖的300倍上下。与糖精相比，甜蜜素的口感更为出众，完全不会有苦涩的后味，甜度约为蔗糖的30至40倍。现在轮到我来介绍自己了，我是在1965年一次偶然的实验中被研发出来的，甜味程度大致是蔗糖的200倍。紧随其后，在1967年问世的安赛蜜，其甜度同样达到了蔗糖的200倍水平。英国化学家Tate和Lyle在1976年研制出了三氯蔗糖，这款甜味剂的表现尤为突出，甜度高达蔗糖的600倍。压轴登场的是纽甜，其化学名称为N-L-苯丙氨酸-1-甲酯。虽然它是由我衍生而来，但在稳定性方面却更胜一筹，甜度范围在蔗糖的7000到13000倍之间，甚至要比我甜上30至60倍之多。以上就是历史上人工代糖在繁荣时所出现的六世同“糖”的介绍哦。
图2 纽甜的结构式
主持人：感谢您的讲解。我注意到这六位中有一位的名字比较特殊，那么我想问一下三氯蔗糖女士，您的名字和我们熟悉的蔗糖前辈很像，这其中有什么含义吗？
三氯蔗糖：当然了，我的化学式是C12H19Cl3O8，蔗糖的化学式是C12H22O11，很像吧？我和蔗糖兄在甜味持续时间、后味及甜感呈现速度等方面都很接近。毕竟我可是以蔗糖为原料，用三个氯原子选择性取代三个羟基制得的，也因此我们经常被路人认错。
图3蔗糖（左）和三氯蔗糖（右）的结构式
主持人：既然二位在外表和味道上相差无几，那这三个不同取代基有什么意义呢？
三氯蔗糖：所谓“结构决定性质，性质决定用途”，正是因为这三个不同的取代基，我和蔗糖的性质有了很大的差别。例如，在高温烘烤下蔗糖会融化，而我能保持颗粒状结构。在用途方面，我们各自也有擅长的领域：蔗糖是一位多才多艺的“能量提供者”，它参与人体代谢，提供能量，是最重要的调味食品之一。当以结晶形态出现时，蔗糖纯净的碳水化合物骨架像万能积木，能通过氧化成为羧酸类化合物，氢化改造成多元醇家族成员，氯化后成为新型甜味剂前体，酯化生成香料分子，醚化构建表面活性剂结构...这让蔗糖成为精细化工领域的百变原料库，能衍生出300余种功能添加剂。而我，三氯蔗糖，则是一位“零卡路里甜味专家”。很多肥胖、心血管病和糖尿病患者适合食用我，因为我在人体内不参与代谢，也不被人体吸收。另外，我还有一个特别的优点——不会被口腔中的微生物代谢，这意味着我不会引起龋齿，是一种符合现代消费者健康需求的护齿甜味剂。
主持人：原来如此，看来大家以后可不能再将三氯蔗糖和蔗糖认错了，两位虽然名字只相差两个字，但性质却天差地别。进入正题，在这个环节，我们收集了广大民众对二位的一些提问，想必二位也能猜到问题的内容了。希望二位能在我们的节目上为观众朋友们排疑解惑，展现人造甜味剂们最真实的一面！
阿斯巴甜：当然，我会如实回答！
三氯蔗糖：没问题，请开始提问吧。
主持人：好的，那么第一个问题：阿斯巴甜先生，从您的自我介绍中来看，您对这些年关于代糖安全性的质疑应该并不陌生，其中一个经典议题就是——阿斯巴甜是否有致癌性？那么对于被IARC（国际癌症研究机构）归为可能对人类致癌之列，您有什么想解释的吗？
阿斯巴甜：首先我很感谢《健康新甜》提出了这个问题，让我有机会公开对我的安全性作一个说明。各位应该还记得2023年7月中旬，国际癌症研究机构（IARC）联合世界卫生组织（WHO）以及联合国粮农组织食品添加剂联合专家委员会（JECFA）共同发布了两份关于我的安全性评估报告。在这份备受关注的报告中，IARC基于"有限的人类致癌证据"这一结论，将我列入了"2B类可能致癌物"的名单。此评估报告一出，不少粉丝纷纷脱粉，我的风评也受到极大影响。作为被评估对象，我深知这份报告引发的担忧——毕竟"可能致癌物"的标签足以让许多人谈之色变。但让我们拨开迷雾，仔细审视这份报告的核心结论。该评估报告明确指出，国际癌症研究机构（IARC）基于现有研究数据，主要针对肝细胞癌这一特定癌症类型，将阿斯巴甜判定为2B类潜在致癌物。这一分类的依据在于：无论是人体观察还是动物实验，所获得的致癌性证据均不够充分，同时对其致癌作用机制的研究也尚未得出明确结论。在这份报告中，多次使用了“有限”这个词，这意味着关于我致癌的证据并不充分。各位观众，不要因为报告中提到我“可能致癌”就立即把我视为致癌物。实际上，这种分类更多是出于谨慎考虑，而不是确凿的科学结论。因此，在没有更多直接证据证明我致癌之前，希望大家能够理性客观地看待我，保持原有的信任，合理使用含阿斯巴甜的产品。
主持人：所以您认为您参与制作的产品是安全的？那官方贴在您身上这个“可能致癌”的标签又怎么解释呢？
阿斯巴甜：这里需要我强调的一点是，“可能致癌”和“致癌物”是两个不同的概念。事实上，自然界中可能的致癌物有很多，但是摄入量是决定对人体是否致癌的关键因素之一。超出安全摄入量才会对人体造成危害，而在安全摄入量之内可以放心食用。JECFA在评估报告中重申，现有研究数据不足以支持调整既定的安全标准——阿斯巴甜每日允许摄入量仍维持在每公斤体重0-40毫克范围内。基于这一科学结论，可以明确的是，只要遵循建议的摄入标准，我的使用不会对健康构成威胁！
主持人：原来如此，听您这么一说，我算是明白为什么“不能抛开剂量谈毒性”了，相信观众朋友们也对阿斯巴甜等代糖有了更全面的认识，今后在选择代糖产品时也会更放心。非常感谢您的回答！下一个问题需要三氯蔗糖女士做出回答了，这是一个粉丝提问箱中的高频提问——在食用您参与制作的产品时，有什么需要注意的安全事项呢？
三氯蔗糖：关于注意事项，我需要告诉大家的是小心烹饪，因为在加热下我可能会产生氯丙醇、多氯二苯二甲酸和多氯二苯并呋喃这些潜在的致癌物，所以我建议制造商和消费者避免烘焙、烘烤、或者油炸含有我的食物。另外，虽然我是一种公认的安全食品甜味剂，并且“适量食用三氯蔗糖对人体健康是安全的”这一结论被大量研究支撑，但我的分子结构中存在氯-碳键（C-Cl键）。这种结构多见于农药、医药分子中。在人体和其他大多数生物体中，几乎不会自然生成氯-碳共价键，而我却含有三个氯-碳键。所以关于我的使用，中国营养学会建议使用量控制在每人每天每公斤体重15 mg以下，而美国FDA是5 mg以下。
主持人：非常感谢您的回答，向大家科普了很重要的一点：一定不能加热、烘烤含有三氯蔗糖的食品！在此我们也重申我们举办这期节目的初衷，那就是向观众朋友们科普代糖的利弊，帮助朋友们更科学、更安全地选择代糖！最后十分感谢二位嘉宾，请到后台稍事休息，我们的节目进入下一个环节。
2.3代糖的当下：健康营销
木糖醇、赤藓糖醇：大家好，我们是——糖醇组合！
主持人：欢迎两位热情的糖醇兄弟，感谢你们作为糖醇大家族的代表参与我们的节目！首先请两位向还不太熟悉的观众朋友们介绍一下你们的组合吧。
木糖醇：谢谢主持人，我们糖醇组合的成名比较晚，所以没有前几位嘉宾那样出名的履历，但在新时代的食品工业演艺圈里，我们已经闯出了一定的知名度。说到成名，虽然我们组合的成员们在上世纪就已经陆续出道，但作为团体的走红却是在21世纪初。在全球对健康饮食日益增长的关注和需求的时代背景之下，人们对肥胖、糖尿病以及心血管疾病等与饮食习惯密切相关疾病的担忧不断增加，从而开始寻求更加健康的代糖食品。这时候，科学家们的目光转向了我们——糖醇。
赤藓糖醇：没错没错！与此同时，因为感谢科技进步，糖醇类甜味剂的生产变得更加高效，而且成本效益更高，从而推动了我们在食品饮料行业的广泛应用。我们组合的成员还有山梨糖醇、麦芽糖醇等，因为我们具有较低的热量含量、良好的口感以及不引起血糖水平显著升高的特点而迅速走红。此外，防龋齿的作用进一步增加了我们作为天然甜味剂的选择优势。
主持人：是的，纵观代糖演艺圈在当下的潮流趋势，糖醇组合的走红反映了现代社会向更健康生活方式转变的大趋势，这说明人们对健康生活的美好需求正在逐步提升。另外我注意到，赤藓糖醇您提到糖醇有预防龋齿的功能，能否详细介绍一下它的原理呢？
赤藓糖醇：当然可以，要知道龋齿产生的罪魁祸首是以变形链球菌为首的一类细菌，普通的蔗糖和其他可发酵碳水化合物很容易被这类细菌分解，产生的酸性物质侵蚀牙釉质，从而导致牙齿脱矿化。然而我们糖醇是无法被这类细菌代谢的，这意味着糖醇即使残留在嘴里也不会分解为酸。不仅如此，研究表明定期摄入某些糖醇，尤其是我身边这位木糖醇哥哥，还可以降低口腔中变形链球菌的数量；长期使用含木糖醇的产品，也可能有助于改变口腔微生物群落结构，抑制致龋菌的增长，间接地保护牙齿免受腐蚀。
主持人：这就是含木糖醇的口香糖广受欢迎的原因吗？
木糖醇：是的，咀嚼含有我的口香糖或其他产品，还能刺激唾液腺产生更多唾液，不仅清洁口腔，还能提供矿物质如钙、磷，这些成分对维持牙釉质健康至关重要；并且唾液中的缓冲系统有助于中和口腔内的酸性环境，进一步防止牙齿受到损害。不过尽管如此，我们还要提醒各位观众，虽然我们糖醇有益于口腔健康，但仍需结合良好的口腔卫生习惯才能达到防龋齿的效果呀！
主持人：非常感谢两位的提醒！回到我们的访谈，针对广大观众朋友们关注的安全性问题，我们也选取了几个热门问题请两位回答：近年来时常有新闻报道指出“食用糖醇导致腹泻”的情况，两位能否为我们解释一下，一些消化系统不适导致的腹胀腹泻是否与糖醇有关？在食用糖醇的时候有什么需要注意的方面？
木糖醇：近年来确实有一些报道指出食用我可能导致腹泻的情况，这与我本身的性质有关。首先，我在人体小肠中的吸收率很低，大部分会进入大肠而不是被吸收；接着，我就成了肠道细菌的“美食”，它们使我发酵生氢气、甲烷等气体导致腹胀感，至于腹泻则是因为发酵过程增加了肠道内的水分含量。值得注意的是，每个人对我的耐受度是不同的，有些人可能对我的敏感度较高，即使摄入量不大也容易出现上述症状；而另一些人则可以承受较大的摄入量而不受影响。因此，如果你之前没有经常食用含我的产品，建议从少量开始尝试，让身体有时间适应。
主持人：好的，下一个问题——我们都听过“健康营销”这种说法，在代糖演艺圈中也并不少见。“健康营销”是一种常见的商业策略，旨在向消费者传达这些代糖产品比传统糖类更加健康、对体重管理和血糖控制更有利的信息。从明星代糖的角度，你们如何看待这类营销？
木糖醇：这个问题我想结合上一个问题回答一下，我认为健康营销应该基于可靠的科学研究和证据，无论是对于“木糖醇有利于预防龋齿”的正面传闻，还是“木糖醇导致腹泻”这样的负面舆论，都应有充分的数据支持其声明，大家一定要警惕那些缺乏科学支撑的夸张宣传，理智追星！
赤藓糖醇：没错，我曾经就因为“导致孩童腹泻”的舆论风波被很多制片方疏远，所以很反对夸张宣传和一些断章取义的新闻。我觉得食品品牌在出售含代糖的产品时，有责任对其成分、制作过程以及可能存在的副作用保持高度透明，并诚实告知消费者关于产品使用时可能遇到的问题，而不是“报喜不报忧”地一味宣传我们糖醇的优势，诱导消费者大量购买！
主持人：两位说的很对，我们节目正是在倡导“健康的健康营销”。合理且负责任地开展与代糖有关的健康营销，能够帮助消费者更好地理解并利用这些产品来改善他们的饮食结构；同时，它也要求企业和品牌坚持诚信原则，确保所提供的信息真实可靠，从而真正服务于消费者的健康福祉。感谢两位带来干货满满的科普！
3结语
主持人：观众朋友们，本期综艺即将进入尾声，相信大家对代糖这种甜味剂也有了全新的认识。从最初对糖的渴望，到现代人对健康的追求，代糖作为一场“甜蜜革命”悄然改变了我们的饮食版图。代糖不仅为追求健康生活方式的人们提供了更多选择，也为那些需要控制糖分摄入的人群带来了福音。然而，正如任何事物都有其两面性，代糖的使用亦需谨慎适度。从世界卫生组织将阿斯巴甜归为2B类致癌物的警告，到代糖对胰岛素敏感性及血糖影响的谨慎探讨，每一项研究都提醒我们，代糖并非是全然无害的。随着科学研究的不断深入，我们有理由相信会有更多既安全又健康的甜味解决方案出现，让每个人都能在享受美食的同时，也能拥抱健康。在探索这条甜蜜之路的过程中，我们不仅是在寻找一种口感的替代，更是在探索人与食物之间更加和谐的关系。最后，愿我们在未来的日子里，能够更加明智地选择食物，享受健康、美味、幸福的生活。
参考文献
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