阿斯巴甜

理化性质

基本性质

阿斯巴甜学名为天门冬酰苯丙氨酸甲酯，化学式为C14H18N2O5，在室温下以白色粉末的状态存在，是一种天然功能性低聚糖，甜度高、不易潮解、不致龋齿，糖尿病患者可食用。阿斯巴甜因其热量极低，又具有较高的甜度，可添加于饮料、药制品或无糖口香糖中作为糖替代品。阿斯巴甜的热量约为16.75kJ/g，而且2.8mg/dl的阿斯巴甜就可以让人感觉到甜味，故可以忽略少量阿斯巴甜所产生热量。

稳定性

阿斯巴甜水溶液在一定的温度和酸性pH条件下，其酯键能被水解生成天冬氨酰苯丙氨酸和甲醇。在中性、碱性（pH>7）或受热条件下，或经环化作用消去甲醇形成环天冬氨酰苯丙氨酸。最终，天冬氨酰苯丙氨酸还会继续水解生成2个单独的氨基酸-天冬氨酸和苯丙氨酸。
阿斯巴甜半衰期可达300d，在pH为3~5的环境中最为稳定；当pH为7时，半衰期仅有几天。阿斯巴甜的甜味特性与蔗糖有所不同，比蔗糖的甜味更为持久，且食用后不会有苦后味或金属异味，而且阿斯巴甜在人体内可迅速代谢分解为天冬氨酸、苯丙氨酸和甲醇。
在固体粉末饮料和什锦点心之类干燥产品中，阿斯巴甜的稳定性很好，整体稳定性类似于纯阿斯巴甜。高温环境中阿斯巴甜会发生水解和环化作用，这就限制了它在焙烤、油炸类需高温长时处理食品中的应用。但若处理得当，阿斯巴甜也可用在那些需某种程度热处理的食品中，如可应用在需经高温短时杀菌的食品中（132-138℃，1min）。在其他极限条件下，如冰冻或速冻食品中，直接变化的阿斯巴甜数量很少。
由于水分、pH和温度的综合影响导致阿斯巴甜的分解，会引起甜味的逐渐丧失。但这不会产生怪味，因为其转化物均无味。

溶解度

阿斯巴甜的溶解度是个重要参数，当应用于液体食品时更要考虑到这一点。就阿斯巴甜本身，其溶解度是pH与温度的函数。在配制餐桌甜味剂、饮料和甜什锦点心时，必须充分考虑到这几个因素的综合影响。
阿斯巴甜在其等电点（pH为5.2）的水中溶解度最小，其溶解度随温度升高而增大。在等电点下，温度与溶解度之间呈直线关系。在低于阿斯巴甜等电点情况下形成盐溶液的趋势，有助于改善溶解速率与溶解程度，这可通过先往系统中溶解一种食用酸（柠檬酸、苹果酸等），然后再加入阿斯巴甜，或者同时加入两者而得以实现。

甜味特性

甜度

阿斯巴甜具有清爽、类似蔗糖一样的甜感，它没有人工甜味剂通常具有的苦涩味或金属后味，这是它的一个很重要的优点。
在食品和软饮料中，通常情况下阿斯巴甜的甜度是蔗糖的180~220倍。总的说来，阿斯巴甜的相对甜度与对照物蔗糖浓度呈负相关，并随不同的香味系统、pH、品尝温度和蔗糖或其他糖的浓度而发生变化。

风味增强特性

阿斯巴甜对某些食品饮料风味具有增效作用，特别是对酸型水果风味。感观评定认为，它对天然香料的增效作用要比对合成香料好。应用在某些食品上，这种风味增效特性可使阿斯巴甜的使用量减少，还可满足口香糖之类产品的某些特殊需要。使用阿斯巴甜的口香糖，其甜味持续时间要比使用蔗糖的长4倍。阿斯巴甜与某些甜度稍小的甜味剂或一些盐类混合使用时，易改变其缠绵的甜味特性和口感，在配制食品时必须注意这一点。

协同增效作用

阿斯巴甜可与强力甜味剂或碳水化合物型甜味剂混合使用，这就进一步扩大了它的应用范围。当阿斯巴甜与碳水化合物型甜味剂（如蔗糖、果糖或葡萄糖）混合时，产品能量下降不少而甜味却没有变化。当阿斯巴甜与强力甜味剂（如糖精、甜蜜素、安赛蜜或甜菊糖）混合使用时，产品有时略带有苦涩味，这可通过加大混合物中阿斯巴甜的比例来改善，改善程度随阿斯巴甜的比例增大而增大。混合甜味剂协同增效作用与各组成甜味剂所占的比例及食品配料系统有关。

发现

1965年12月，美国Schlatter在合成供生物分析用的四肽化合物促胃液激素时，阿斯巴甜这个中间产物溅到Schlatter的手上，因他知道这种氨基酸混合物无毒，因此就不忙于立即洗手。后来当他为取一张称量纸而舔了一下那个手指时，顿时感到这种二肽酯具有糖一样的甜味。阿斯巴甜就这样被发现了。

毒性

神经毒性

研究方向多侧重于阿斯巴甜的神经毒性作用。阿斯巴甜的代谢产物之一苯丙氨酸，在通过血-脑屏障时可能与其他大分子的中性氨基酸竞争，改变脑部原有氨基酸比值，进而干扰神经递质的传递。阿斯巴甜的摄入可能增加患者偏头痛的发生率，或延长病痛持续时间。探究阿斯巴甜对小鼠学习记忆的影响，实验中雌雄小鼠随机交配得到幼鼠，从怀孕开始至幼鼠断奶，实验组母鼠进行阿斯巴甜灌胃，对照组则使用蒸馏水灌胃；对40d龄幼鼠进行Morris水迷宫实验，结果发现，实验组幼鼠的起始潜伏期明显高于对照组，说明阿斯巴甜降低了幼鼠的空间学习能力；实验组幼鼠经过平台次数明显少于对照组，在平台停留时间明显短于对照组，说明阿斯巴甜降低了幼鼠的空间记忆能力，以上结果表明，孕期和哺乳期食用阿斯巴甜对幼鼠学习、记忆能力均有影响，阿斯巴甜及其代谢产物可能通过血胎屏障，影响脑功能。
虽然FDA做出阿斯巴甜可安全使用的声明，但并没有确切实验说明阿斯巴甜与偏头痛、癌症等疾病毫无联系，还需进一步研究探讨。因此为确保安全，在日常生活中，不建议长期过量摄入阿斯巴甜。
新闻报道：糖尿病人可以选用无糖酸奶，这类酸奶中的糖分由“木糖醇”、“阿斯巴甜”来代替。但是长期使用这种甜味剂，可能会改变肠道对糖的吸收速度，对糖尿病人带来不利的影响。在饮食上，食用含酪氨的奶酪，含亚硝酸盐的肉类、腌制食品，含苯乙胺的巧克力，含谷氨酸钠、阿斯巴甜的食品添加剂，葡萄酒以及咖啡因含量高的饮料均可诱发偏头痛。另外不吃饭或禁食也可诱发偏头痛。

合成

传统化学合成法是将天冬氨酸转变为酸酐，然后与苯丙氨酸甲酯缩合成阿斯巴甜。化学法的区域选择性较差，产生两种异构体：α-阿斯巴甜和β-阿斯巴甜，α-阿斯巴甜为主产物，β-阿斯巴甜有苦味，必须分离除去，工艺比较复杂。
嗜热菌蛋白酶（thermolysin）已成功用于有机相中阿斯巴甜前体的合成，它使苯丙氨酸甲酯与氨基保护的天冬氨酸缩合形成阿斯巴甜前体，再经还原、脱保护基，即可得到阿斯巴甜。酶法催化的反应具有对映体选择性，只合成α-阿斯巴甜，反应中可以采用外消旋体苯丙氨酸甲酯作为底物，酶催化反应时只利用L-苯丙氨酸甲酯，未反应的D-苯丙氨酸甲酯可形成盐，酸化后可使之外消旋化而循环利用。
该催化反应具有以下特色：①利用了耐有机溶剂的嗜热菌蛋白酶；②利用非水相体系，显著提高了底物浓度；③嗜热菌蛋白酶对DL-苯丙氨酸甲酯中L-苯丙氨酸甲酯具有严格的选择性，可以利用廉价的外消旋体作为原料；④将嗜热菌蛋白酶与合成原料置于水相中进行酶促反应，生成的中间体则随时被萃取到有机相中。因此，酶促反应不受抑制，可连续进行，产率超过95%。
合成影响因素（乙醇），有研究表明，阿斯巴甜在水中溶解度一般较小，约为1%（25℃），但随着溶剂中乙醇含量的不断增加，阿斯巴甜的溶解度也逐渐上升，当阿斯巴甜在乙醇水溶液中溶解度到达峰值时，随着乙醇继续加入，阿斯巴甜溶解度会逐渐降低。
合成影响因素（温度），常温下配置相同甜度的阿斯巴甜溶液和白砂糖溶液，密封并分别用不同的温度加热30min，进行感官评价，判断加热是否对阿斯巴甜溶液甜度产生影响。在100℃到120℃之间平均取5组温度作为阿斯巴甜测量温度，发现随着温度的升高，阿斯巴甜的甜度逐渐下降，高至120℃时，阿斯巴甜的甜度趋近于零，此结果也从一定程度上证明了阿斯巴甜在高温条件下不稳定，应避免高温条件下存放。

发布规定

2023年6月29日，据路透社报道，世界上最常见的人造甜味剂之一阿斯巴甜，或将于7月起，被世界卫生组织的下属国际癌症研究机构（IARC）列为“可能致癌物”。已经被国际癌症研究机构（IARC）列为“可能致癌物”的因素包括咖啡、木工、芦荟提取物、腌菜、弱电磁场、草甘膦等。“可能致癌物”的风险低于“较可能致癌物”，已经被国际癌症研究机构（IARC）列为“可能致癌物”的因素包括阳光、加工肉制品、烟草、木屑、酒类饮品，黄曲酶毒素。
路透社于2023年6月29日发布的国际癌症研究机构（IARC）把阿斯巴甜列为“可能致癌物”的消息具有明显的不确定性，因为国际癌症机构（IARC）与世卫组织的JECFA有保密协议，在双方每次会商单行本发行之前，均不向外界提供任何信息。因此，2023年6月29日路透社发布的信息以及此后各种媒体的广泛报道的是将在7月14号发布的国际癌症机构与世卫第134次工作会商的单行本。在双方有保密协议和134次会商单行本还没有公开发行的前提下，公众应理性和谨慎看待路透社的新闻消息。