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甜還要更甜-超級甜味劑

文/西奧多.葛雷 圖/曼恩 轉載自天下文化《用得到的化學建構萬物的美妙分子》

很多分子都可以讓食物嘗起來有甜味,不幸的是,我們通常都會濫用最喜歡的那一種。常見的食用糖(蔗糖)和結構接近的葡萄糖與果糖,食用過量時都有毒性,會造成糖尿病、心臟病、牙病、黃斑部退化、周邊神經病變、腎臟病、高血壓,還有中風。如果它們是人工合成的,早就全遭禁用了。

許多食物、飲料中都會添加糖。

比較健康的替代品是高強度的天然或合成甜味劑,其中許多種的甜度都高到不可思議,只要添加微量就夠了。兩個最大的問題是,很多人不喜歡它們的獨特口味,或是害怕會引發腦癌(儘管連嫌疑最高的人工甜味劑,在對人體的傷害上都遠遠不及任何天然的糖)。低熱量的糖醇化合物味道比較接近蔗糖,只是偶爾會造成腸胃不適。

全世界每年主動熱情地消耗掉幾千萬噸的糖醇,證明了我們有多渴望這些驚奇、抑或有點邪惡的分子帶來的甜滋滋的好味道。糖和糖醇都是使用量很大的甜味劑,你需要不少的量才能讓食物或飲料有甜味。在所有的甜食,例如糖果或早餐麥片中,它們有時會是列出的第一種食物成分,表示它的重量比例勝過這種食物的所有其他成分。

但是有些化合物的甜度則是完全不同的層次。這些物質的甜度比糖高了幾百到幾千倍,因此所需量不到幾分之一克。一方面來說,這是好事,因為這表示無論這種物質是什麼,都不會提供很高的熱量,因為它的用量太小了。另一方面,它也是個問題,因為糖和使用量大的代糖除了甜度以外,對食物的性質也有很大影響。例如,糖的黏性可以黏著其他成分,在高溫下會焦化成吸引人的棕色,它的特殊口感,還有保存效果,還有它的大用量。

使用超級甜味劑的挑戰是,必須找到其他物質取代糖的角色,又不會帶來不好的味道或質地,或又把你避免的熱量都放回去。大多數的甜味劑是合成化合物,但是市售最有威力的兩種:甜菊苷和羅漢果甜苷(來自羅漢果),是天然的植物萃取物。當然啦,說某一個分子是天然物還是合成的,無法告訴你它的味道或食用的安全性如何,但是在標示上卻會造成很大的差別。如果一種食物成分是來自植物萃取物,就可以標示為「純天然!」或同等效果的文字。

糖精

第一個銷售成功的無毒人造代糖就是糖精,但它也經歷了一些困難。首先,它遭污名化為騙人的廉價代糖,沒有任何營養價值(從前認為卡路里是好東西)。後來,從1970到1990年代之間,有人懷疑它會造成膀胱癌,並且添加了警告標語。到2000年,終於確認這種物質不會對人體造成任何問題,警告標語也就移除了。

糖精粉紅色的外包裝,與甜滋滋的內容物相當搭配。

糖精的甜度大約比蔗糖高了300倍,用在非常多種類的食品中,但也有給餐廳使用或家用的這種小包裝。筆者在成長過程中,總是看到添加糖精的食品上都有警告標語,所以現在發現一大堆東西裡都加了糖精,而且也不用任何特別標示時有點驚訝。這些警告是錯的,但是可能已讓一整代的人都對糖精有種不太好的感受。注意到品牌商品和無品牌商品的包裝都是一模一樣的粉紅色色調嗎?了不起吧!大多數代糖包裝皆如此,這讓販售商快抓狂,幾乎想幫特定的顏色註冊商標。

糖精常被壓成錠狀,裝在造型糖罐裡。

超級甜味劑的問題之一是,以純物質形式來說,你很難知道用量,比方說一杯咖啡所需的量。因為大多數人並不會為了秤量幾粒粉末,而隨身攜帶毫克天平,所以糖精這類的甜味劑幾乎總是會和大量的其他填充劑相混,以接近糖的使用量,而另一種做法是把它壓成等尺寸的小錠。即使是壓成錠狀,也還是得加入填充劑稀釋,但加的量不像粉末中這麼高。下方這個可愛的糖精錠罐還有一副小夾子以夾取小錠,每一錠都相當於一茶匙(5克)的糖。

甜精

圖為甜精的分子。

糖精和右圖這個甜精分子,都洩漏了它們的人工來源,因為有一個硫原子連接到3個氧原子上。這種結構在天然物中並不常見,也不存在於任何天然甜味劑上。但不知為何,我們似乎喜歡這種基團的味道,因為它在另外幾種人造甜味劑中也都有出現。

美國禁止使用甜精,但糖精是合法的。所以美國賣的代糖「纖而樂」(Sweet’NLow)是糖精;加拿大反過來,禁止使用糖精,但甜精是合法的。在一些國家中,甜精和糖精兩者皆合法,例如歐洲的大多數國家,代糖通常採用兩者的混合物,因為每種化合物都能部分抵消另一種在味道上的缺點。甜精的甜度大約只有糖精的十分之一,所以十份甜精和一份糖精,大約有相同的味道強度。甜精和糖精的液態混合物,大約比糖的甜度高10倍。

阿斯巴甜和紐甜

阿斯巴甜是由兩個胺基酸所組成:天門冬胺酸和甲酯化的苯丙胺酸。它們在此的連接方式與在蛋白質中的完全相同,在胃中幾乎會立刻被打斷,所以攝取阿斯巴甜相當於是攝取這兩個胺基酸,兩種都是人體健康所需的營養素。實在看不太出來阿斯巴甜可能會有害的理由。確實如此,經過數10年的爭論,所有的跡象都指出,阿斯巴甜是完全安全的。(只有一件事要注意。你會看到有些食品標示上會警告內含阿斯巴甜,因為我們周遭約有萬分之一的人有基因上的缺陷,必須限制飲食中苯丙胺酸的攝取量。所以除了在飲食上要嚴格控管含有苯丙胺酸的食物以外,也須避免添加阿斯巴甜甜味劑的食物。)

4.5 克紐甜粉末,效用大約等同於這幾袋共45 公斤重的蔗糖。

紐甜是有潛力的阿斯巴甜衍生物,在其中的天冬胺酸上多連接了一個二甲基丁基,這個修飾使得它的甜度比阿斯巴甜增加50倍,也就是比蔗糖甜上10,000倍!它在人體中的分解產物相當無害,甚至對那些對苯丙胺酸(在阿斯巴甜和紐甜裡都有)敏感的人也是如此。

紐甜是代糖(無論是天然物或是合成物)中威力最強的一種。圖中的4.5克紐甜粉末(袋子上方勉強看得到的那盤),效用大約等同於下方45公斤的蔗糖。那可是4.5克紐甜的零熱量,對上糖的171,000卡熱量!一茶匙的糖相當於0.4毫克的紐甜,它的極度強效是它安全的原因之一。具體來說,0.4毫克的量是如此之小,就算它的毒性和VX神經毒氣(已知最毒的合成化合物)一樣好了,你喝完這杯咖啡後,還是大有機會活下來。

安賽蜜

安賽蜜(乙醯磺胺酸鉀)有甜精和糖精中都具有的硫氧基團,也具有相同的金屬餘味,因此有些人不太喜歡。這種甜味劑通常用於烘焙食品,因為它在高溫時還滿穩定的,不像有些甜味劑性質活潑。安賽蜜的甜度大約是糖的200倍。

三氯蔗糖

以化學結構而言,三氯蔗糖和蔗糖完全一樣,只是有三個醇基(-OH)被取代為氯原子。這個改變使得它的甜度增加了600倍,也讓它變得無法消化,且表示所添加的少量甜味劑沒有任何熱量。三氯蔗糖使用在為無糖的烘焙食品增加甜度上幾近理想,因為它在高溫時很穩定,而且味道很好。

甜菊

甜菊是植物萃取物,常被做為「膳食補充劑」的成分之一。

甜菊葉萃取物包含數種化合物,統稱為甜菊糖苷,其中有些就跟合成甜味劑的效用一樣強(大約比糖甜300倍)。它有兩種最重要的成分:萊苞迪苷A和甜菊苷,兩者結構類似。純的甜菊葉萃取物是幾百種互相關聯的分子混合物,它們都是化合物,也都不會因為來源是天然物而安全或不安全。目前為止似乎是安全的,不過它們還不像其他合成甜味劑那樣,有經過透徹研究過。

甜菊是植物萃取物,所以可以標示為「全天然」,甚至是「膳食補充劑」來暗示它對你可能有好處。但是這個一克裝的包裝裡其實96%都是葡萄糖(右旋葡萄糖),剩下的4%才是主要的味道來源甜菊萃取物。另一方面,這一包的甜度相當於兩茶匙的糖,也就是32卡。所以如果你只用一包代糖,相當於攝取的熱量為使用糖的八分之一,但絕不是零熱量。有的以甜菊為基底的甜味劑使用赤藻糖醇代替葡萄糖當填充劑,這很好,因為赤藻糖醇的熱量遠低於葡萄糖,也不會讓血糖上升,這兩個條件應該都是代糖使用者會有的期待,通常這些人不是過重,就是有糖尿病,或兩個都有。但這些甜味劑就不能標示為「全天然」了。甜菊是直接來自植物萃取物,但赤藻糖醇是玉米在人工控制下發酵而得的,有些人認為這不夠「天然」。

圖為用來萃取甜菊甜味劑的甜菊葉。

右下圖是用來萃取甜菊甜味劑的甜菊葉。很多人認為甜菊是完美的甜味劑,因為它既沒有熱量又是全天然的。有些人則討厭它的味道,因為和熟悉的糖差別還滿大的。甜菊就跟其他超強效的合成甜味劑一樣,常常以液體形式販售,這是因為要配製非常少的劑量時,用液滴比較方便。這種液滴瓶裝的包裝方式適用高度濃縮的液體,只要很小的包裝就可以配出非常大的食物量,而這點粉末比較難辦到。

羅漢果

另一種複雜的多環植物化合物是羅漢果甜苷,它是從羅漢果這種水果中萃取而來的。羅漢果甜苷和傳統中藥有很強的關聯,其混合物的甜度約是糖的300倍,和大多數高強度合成甜味劑差不多。(本篇節錄自天下文化《用得到的化學建構萬物的美妙分子》,經重整後刊出)

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