阿斯巴甜性質(zhì)、用途與生產(chǎn)工藝
阿斯巴甜是一種人造甜味劑，屬于氨基酸二肽衍生物，由化學(xué)家在1965年研制潰瘍藥物時(shí)發(fā)現(xiàn)。具有用量低、甜度高（甜度為蔗糖的150～200倍）、味道好，能提高柑桔類(lèi)和其他類(lèi)水果的風(fēng)味，降低熱量，不產(chǎn)生齲齒，毒性較糖精等人工合成甜味劑低等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用到飲料、糖尿病食品和某些減肥保健食品中，我們?nèi)粘Ｉ钪泻鹊目蓸?lè)的配方就曾經(jīng)含有本品。
阿斯巴甜在體內(nèi)代謝過(guò)程中的主要降解物為苯丙氨酸、甲醇和天門(mén)冬氨酸，不進(jìn)入血液循環(huán)，不在人體內(nèi)積存，對(duì)健康人無(wú)害。但因苯丙酮尿癥（PKU）患者的代謝缺陷，體內(nèi)過(guò)多的苯丙氨酸可影響其發(fā)育，所以對(duì)該病患者要禁用添加阿斯巴甜的食品。
阿斯巴甜又被稱(chēng)為甜味素、蛋白糖、天冬甜母、天冬甜精、天苯糖等，是非碳水化合物類(lèi)的人造甜味劑。阿斯巴甜作為一種重要的甜味劑，被廣泛應(yīng)用于藥劑加工和食品加工中，其安全性非常重要。雖然市場(chǎng)上部分甜味劑已由阿斯巴甜更換成果葡糖漿等安全性相對(duì)較高的甜味劑，但其應(yīng)用仍十分廣泛。
紐甜是天門(mén)冬氨酸的二肽衍生物，是美國(guó)紐特公司繼阿斯巴甜之后，耗資8000萬(wàn)美元而開(kāi)發(fā)出的一種最新產(chǎn)品，代表著強(qiáng)力甜味劑研究領(lǐng)域的最新成就。它是根據(jù)人體甜受體的雙疏水結(jié)合位假設(shè)，在阿斯巴甜分子上結(jié)合一個(gè)疏水基團(tuán)而形成的阿斯巴甜衍生物。它可以同時(shí)作用于人體甜受體的2個(gè)疏水結(jié)合位，因此甜度大大增加，比蔗糖甜6000～10000倍，比阿斯巴甜甜30～60倍。
紐甜保留了阿斯巴甜的許多優(yōu)良特性，如純正的甜味、良好的味覺(jué)分布與風(fēng)味增強(qiáng)性質(zhì)、無(wú)能量、無(wú)致齲性、在酸性介質(zhì)下穩(wěn)定等。不僅如此，它還在很多方面優(yōu)于阿斯巴甜，在干燥的條件下，紐甜具有更長(zhǎng)的貨架壽命; 在中性介質(zhì)中或瞬時(shí)高溫殺菌條件下，紐甜的穩(wěn)定性大大超過(guò)阿斯巴甜，因此可作為焙烤食品的甜味劑。紐甜還可與還原糖及醛基風(fēng)味物質(zhì)共同使用而不會(huì)發(fā)生不良反應(yīng)，它的安全性也比阿斯巴甜有了較大的提高。由于紐甜的甜度高，等甜度成本要比阿斯巴甜低。因此，紐甜具有巨大的市場(chǎng)潛力。1998年12月，紐甜作為食品甜味劑地位的申請(qǐng)已在美國(guó)提出，而其他一些國(guó)家的申請(qǐng)認(rèn)證工作也正在進(jìn)行中。2002年7月9日，美國(guó)FDA確認(rèn)了紐甜的安全性和功能型，目前正處于全球范圍內(nèi)的更多法規(guī)機(jī)構(gòu)和國(guó)家的評(píng)審中。2003年3月10日，中國(guó)衛(wèi)生部批準(zhǔn)紐甜作為甜味劑通用于各類(lèi)食品中。
準(zhǔn)確稱(chēng)取試樣約300mg，移入一150ml燒杯，溶于96%甲酸1.5ml中，再加冰乙酸60ml。加結(jié)晶紫試液(TS-74)，用0.1 mol/L高氯酸立即滴定至綠色終點(diǎn)。同時(shí)進(jìn)行空白滴定并作必要校正。每mI。0.1mol/L高氯酸相當(dāng)于C14H18N2O529.43mg。
進(jìn)入人體后能迅速代謝成天門(mén)冬氨酸和苯丙氨酸兩種氨基酸而被吸收，不會(huì)積存于組織中。但對(duì)苯丙酮尿癥患者不能使用，故需特別標(biāo)明。中國(guó)每年約有1500～2000名苯丙酮尿癥患兒出生，食用后可在體內(nèi)異常蓄積而引起腦損傷，智力發(fā)育低下及癲癇等。
ADI值0～40mg/kg(FAO/WHO，2001)。其中所含二酮哌嗪的ADI值為0～7.5。
GRAS(FDA，§172．804，2000)。
GB 2760—2001：各類(lèi)食品(罐頭食品除外)，均以GMP為限。
FAO/WHO(1984)：甜食0.3%，膠姆糖1.0%；飲料0.1%，早餐谷物0.5%，以及配制用于糖尿病、高血壓、肥胖癥、心血管患者的低糖類(lèi)、低熱量保健食品，用量視需要而定。亦可作風(fēng)味增強(qiáng)劑。
添加劑中文名稱(chēng)
允許使用該種添加劑的食品中文名稱(chēng)
添加劑功能
最大允許使用量（g/kg）
最大允許殘留量（g/kg）
天門(mén)冬酰苯丙氨酸甲酯
食品
甜味劑
按生產(chǎn)需要適量使用（有特別規(guī)定的除外）
添加阿斯巴甜之食品應(yīng)標(biāo)明：“阿斯巴甜（含苯丙氨酸）”。
化學(xué)性質(zhì)
白色結(jié)晶性粉末，無(wú)臭，有強(qiáng)甜味，甜味純正，甜度為蔗糖的100~200倍。熔點(diǎn)235℃(分解)。具有氨基酸的一般性質(zhì)。在干燥條件下或Ph值2～5范圍內(nèi)穩(wěn)定，在強(qiáng)酸性水溶液中可水解產(chǎn)生單體氨基酸，在中性或堿性條件下可環(huán)化成二酮哌嗪。在水中的溶解度(25℃)與Ph值有關(guān)，Ph值7.0時(shí)為10.2%，Ph值3.72為18.2%。25℃等電點(diǎn)為Ph值5.2。小白鼠經(jīng)口LD50＞10g/kg，Adl 0~40mg/kg(FAO/WHO，1994)
參考質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
外觀:白色粉末
純度(HPLC) ≥98.0%
醋酸根含量≤12.0%
水分含量≤8.0%
肽含量≥80.0%
內(nèi)毒素≤50EU/mg
氨基酸組成分析≤±10%
用途
阿斯巴甜是一種由L-天門(mén)冬氨酸與L-苯丙氨酸（人體必須的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)）合成的二肽，可完全被人體吸收代謝，無(wú)毒無(wú)害，安全可靠，口味純正清涼爽口酷似蔗糖，但甜度為蔗糖的200倍，熱量?jī)H為蔗糖1/200，常食不產(chǎn)生齬齒，不影響血糖，不引起肥胖、高血壓、冠心病。被世界衛(wèi)生組織（WHO）和聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）確定為A（1）級(jí)甜味劑，已經(jīng)在世界上130多個(gè)國(guó)家地區(qū)批準(zhǔn)使用。廣泛添加在各種食品、副食品及各種軟硬飲料中，使用阿斯巴甜的品種已達(dá)4000余種?？捎米魇称诽砑觿⒏咛鸲认涤袪I(yíng)養(yǎng)的甜味劑。包 裝： 25公斤纖維紙板桶包裝，內(nèi)襯塑料袋。
用途
天冬甜素是人工合成低熱量甜味劑，常與蔗糖或其他甜味劑并用?？捎糜诟黝?lèi)食品，按生產(chǎn)需要適量使用，一般用量為0.5g/kg。用作食品添加劑，是高甜度營(yíng)養(yǎng)甜味劑，非營(yíng)養(yǎng)型甜味劑。增香劑。
用途
按我國(guó)GB2760-90規(guī)定可用于各類(lèi)食品，最大使用量視正常生產(chǎn)需要而定。按FAO/WHO（1984）規(guī)定，可用于甜食，用量0.3%，膠姆糖1.0%，飲料0.1%，早餐谷物0.5%，以及配制用于糖尿病，高血壓、肥胖癥、心血管患者的低糖類(lèi)、低熱量保健食品，用量視需要而定。亦可用作風(fēng)味增強(qiáng)劑。
生產(chǎn)方法
由L-天冬氨酸和L-苯丙氨酸甲酯縮合而得。
生產(chǎn)方法
天冬甜精的制備通常有化學(xué)合成和酶法合成兩種。
酶法合成
武漢大學(xué)化學(xué)系陶國(guó)良等人給出了下述合成路線(xiàn)：
I的制備將0.5mmol芐氧羰酰天冬氨酸、1.5mmol苯丙氨酸甲酯鹽酸鹽和2.5mL水加入25mL的錐形瓶中，用氨水調(diào)節(jié)Ph值到6，加入7mg嗜熱蛋白酶，在40℃下攪拌反應(yīng)6h。過(guò)濾并用蒸餾水洗滌、干燥得白色固體(I)0.29g，產(chǎn)率95.6%，熔點(diǎn)116～118℃。元素分析結(jié)果：C 62.96%，H6.09%。N 6.65%。
(2)Ⅱ的制備將樣品Ⅰ 0.5g和20mL3mol/L的鹽酸加入25mL的錐形瓶中，在45℃下攪拌反應(yīng)0.5h。過(guò)濾并用蒸餾水洗滌、干燥得產(chǎn)物Ⅱ0.32g，產(chǎn)率92%，熔點(diǎn)129～131℃。元素分析結(jié)果：C 61.45 %,H 5.42%，N 6.82%。
Ⅲ的制備將0.2g鈀碳(10%)催化劑、20mL冰醋酸、5mL水加入100mL三口燒瓶，氫化活化1.5h。加入溶有0.6gⅡ的20mL冰醋酸，在30℃攪拌氫化6h。反應(yīng)完畢后過(guò)濾，催化劑用冰醋酸洗滌3次；將濾液和洗液減壓濃縮至干，加入15mL苯，繼續(xù)減壓濃縮至干得白色固體，干燥得產(chǎn)物Ⅲ0.38g，產(chǎn)率為92.3%，熔點(diǎn)245℃。元素分析結(jié)果：C 55.63%，H6.23%，N 8.96%。
化學(xué)合成法
以天冬氨酸和苯丙氨酸為原料，通過(guò)氨基保護(hù)、內(nèi)酐、縮合、水解、中和等步驟合成。保護(hù)基團(tuán)不同，甲酯化次序不同，可以有各種不同的合成方法。如采用甲?；鳛楸Ｗo(hù)基團(tuán)和后甲酯化的工藝路線(xiàn)，其
向250mL燒瓶中投入27mL 95%的甲醇和0.2g氧化鎂，待氧化鎂溶解后，加入100mL 98%的醋酐，此時(shí)溫度逐漸升至40℃。加入67gL-天冬氨酸，升溫至50℃，攪拌保溫反應(yīng)2.5h，補(bǔ)加15mL98%的醋酐，繼續(xù)保溫反應(yīng)2.5h，加入16mL異丙醇，繼續(xù)反應(yīng)1.5h，反應(yīng)結(jié)束后冷至室溫。
將上述內(nèi)酐化物加入1000mL燒瓶，再加入207mL醋酸乙酯和66Gl-苯丙氨酸，在25~30℃下攪拌1.5h，再加入冰醋酸126mL，繼續(xù)反應(yīng)4.5h，反應(yīng)結(jié)束后真空脫除溶劑，至反應(yīng)體系溫度65℃為止。
然后加入35%的鹽酸45mL，升溫至60 ℃，回流反應(yīng)2h。水解結(jié)束后，進(jìn)行常壓蒸餾直到餾出溫度達(dá)63℃(反應(yīng)體系溫度73℃)為止，補(bǔ)加甲醇180mL，繼續(xù)常壓蒸餾至體系溫度85℃為止。冷卻至25℃后，真空脫除輕組分。
向上述水解反應(yīng)液中加入35%的鹽酸54mL、甲醇9mL和水43mL，在20~30℃下酯化反應(yīng)7d。然后抽濾、水洗分離出α-APM鹽酸鹽。將其溶于600mL蒸餾水，于40℃下用5%～10%的NaOH溶液中和至Ph=4.5。冷卻至5℃以下，抽濾、洗滌得α-APM粗品，然后溶于500mL甲醇和水(體積比1：2)的混合液。經(jīng)冷卻結(jié)晶、抽濾洗滌、真空干燥，收率45%(以L(fǎng)一苯丙氨酸計(jì))。
日本學(xué)者提出一條不加保護(hù)的路線(xiàn)：
將90g苯丙氨酸甲酯鹽酸鹽溶于450mL水，用24g碳酸鈉中和，再用2個(gè)350mL的二氯乙烯萃取得苯丙氨酸甲酯。萃取液中加入9g醋酸和8mL甲醇，再于-20℃下加入15.2g天冬氨酸酐鹽酸鹽，保溫?cái)嚢?0min后，依次加入70~80℃的熱水350mL和碳酸鈉(5.7g)溶液300mL。用150mL二氯乙烯分2次萃取剩余的苯丙氨酸甲酯后，水層用稀鹽酸調(diào)Ph值至4.8。此水溶液用紙電泳測(cè)得含有18.2g(摩爾收率60%)的α-APM和6.1g(摩爾收率20%)的β-APM。此水溶液真空濃縮至100mL，加．36%的鹽酸30mL，置冰箱內(nèi)過(guò)夜。析出α-APM·HCl結(jié)晶21.3g(收率58%)，將結(jié)晶濾出并溶解于200mL的水中。溶液在攪拌、50℃下，用5%的碳酸鈉溶液調(diào)Ph值至4.8，然后置冰箱中過(guò)夜，析出并過(guò)濾得α-APM結(jié)晶13.0g(收率43%)。結(jié)晶溶于500mL水，在45℃下通過(guò)Dowex 1×4(醋酸鹽形式)柱子(1×20cm)，并用20mL水沖洗，流出液與洗液一起真空濃縮，析出α-APM結(jié)晶11.2g。收率37%，熔點(diǎn)235~236℃(分解)，比旋光度α
D22+32.0°(C=1，醋酸中)。元素分析結(jié)果：C 55.30%，H 6.19%，N 9.36%。
類(lèi)別
有毒物品
爆炸物危險(xiǎn)特性
食用者可得接觸性皮炎
可燃性危險(xiǎn)特性
可燃; 燃燒產(chǎn)生有毒氮氧化物煙霧
儲(chǔ)運(yùn)特性
通風(fēng)低溫干燥
滅火劑
干粉,泡沫,沙土,二氧化碳, 霧狀水
阿斯巴甜
上下游產(chǎn)品信息
上游原料
下游產(chǎn)品