阿力甜的甜味特性、生产制备及应用

阿力甜(Alitame)是一种甜度约为蔗糖2000倍的高甜度甜味剂，食品添加剂国际编号系统编号为INS NO 956。美国化学文摘服务部编号为CAS No 99016-42-9(含水品)和CAS N0 80863-62-3(无水品)。阿力甜产品为纯净的蔗糖甜味，没有其它任何异杂味，也能增强水果类食品的风味、增加冷饮料的清凉感、降低咖啡饮料的苦味，安全性现在也得到了充分的证实。阿力甜甜度为蔗糖的2000 倍,理化性质比阿斯巴甜更稳定,室温下pH5～8 溶液中存放的半衰期为5 年,pH3～4 溶液中存放的半衰期为1. 5 年;阿力甜的0. 001 %水溶液(pH7～8) 加热至100 ℃甜度基本不变,而阿斯巴甜在同样条件下的甜度迅速下降,阿力甜在115 ℃高温下的半衰期为2. 1h 。澳大利亚、墨西哥等国已批准使用。我国也于1994 年批准使用,日允许摄入量为1mg/ kg 体重。它在人体内代谢为L - 天冬氨酸、D - 丙氨酸和2 ,2 ,4 ,4 - 四甲基硫化三亚甲酰胺。阿力甜的缺点是因为分子结构中含有硫原子而稍带硫味。

一、阿力甜的甜味特性及性质

（一）阿力甜的理化性质 

阿力甜是由美国辉瑞（Pfizer）研究所于1979年研制出的第二代氨基酸系列甜味剂，并于1983年取得专利，1986年获得美国FDA的批准许可使用。 阿力甜化学名为食品技术，食品安全，食品质量体系，添加剂，食品营养L-α天冬氨酰-N- (2,2,4,4-四甲基-3-硫化三亚甲基) –D-丙氨酰胺食品论坛食品安全食品技术L-α-Aspartyl-N- (2,2,4,4-tetramethyl-3-thitanyl) –D-alanihamide 、又名天冬氨酰丙氨酰胺。阿力甜的分子式为C14H25N3O4S2.5H2O，分子量376.5(含水品)。

阿力甜是L-天冬氨酰-D-丙氨酸系列的成员，其末端是一种胺基酰氨， 该末端是形成阿力甜甜度的关键。阿力甜为白色结晶性粉末，无臭，有强甜味，风味与蔗糖接近，无后苦味和金属味，甜度为蔗糖的2000倍，不吸湿，稳定性高，易溶于水（13.1%）、乙醇（61%）和甘油（53.7%），微溶于氯仿。5%水溶液的pH约为5.6。室温下，pH5～8的溶液，其贮存半衰期为5年。耐热性和耐酸碱性好。

1.较高的溶解性 阿力甜极易溶于水或含羟基的溶剂中，而难溶于亲油性有机溶剂。25℃ 时阿力甜在等电点pH5.7时的溶解度为13％ 。有了如此高的溶解度，再加上高甜度与稳定性，阿力甜很容易配成浓缩液，更方便使用，比其它甜味剂更具优势。

可见阿力甜溶解性较好，无需预先溶解，生产过程中，在搅拌的情况下慢慢加入即可。用量随本身的甜度大小、所应用的产品种类以及在产品中代糖量的多少的不同而有所不同。无糖食品饮料可以全部替代蔗糖；汽水、清凉饮料按GB10792-89规定，可以替代60%的蔗糖。阿力甜在pH3- 5的非缓冲溶液中，经过高温瞬时灭菌， 损失率小于3％；在pH3-7的缓冲溶液中，经过批量巴氏灭菌，损失小于2％。许多包含特殊加工过程的应用实例亦验证了类似的结果，如冷冻酸奶、熬煮型糖果、果酱、黄蛋糕、曲奇饼等。

2.良好的稳定性   阿力甜还具有优越的贮存与加工稳定性。它热稳定性极佳，且在pH2-8范围内保持稳定。在中性pH范围(6-8)内，阿力甜在室温下能稳定多年。在pH2-3的酸性条件下，阿力甜溶液的半衰期也很长。在pH 值升高的情形下，阿力甜这个稳定性的优点便尤为突出。阿力甜在pH2-3下也能稳定1年，在pH4下能稳定2年。这样，它就能在许多食品、香料、医药产品中广泛应用。阿力甜在高温的中性食品如焙烤食品中的使用效果也很好。

（二）阿力甜的甜味特性

阿力甜是白色无臭的结晶粉末， 甜味清爽，滋味类似于蔗糖。阿力甜的甜度很高，50μg/ml(50ppm)的水溶液的甜度即与10％的蔗糖水溶液甜度相当。这样，在通常用量下，阿力甜的甜度为蔗糖的2000倍。当与更稀的蔗糖溶液比较时，阿力甜的甜度会更高。在阈值浓度下(与2％～3％ 的蔗糖溶液相比)，用阈值法估算得的阿力甜的甜度约为蔗糖的2900倍。而在与较稀浓度的蔗糖溶液甜度相等的条件下，其它各种甜味剂也有不同的相对甜度。具体甜度如下表。当讨论高倍甜味剂的甜味性质时，必须注意两个问题：其一是相对甜度， 其二是随时间变化的甜味品质。对前者来说，蔗糖是一切高甜度甜味剂甜度的以重量为基准的相对标准，每一种甜味剂都不一样，而且会受浓度、食品温度、pH、食品组分间的相互作用、以及品尝者的个体敏感性等等的影响。相比起来， 后者更加至关重要，它也是在跟蔗糖比较呈甜时间、留甜时间(均以秒计算)，所有的高甜度甜味剂的时间甜味品质都不同，却都想模仿蔗糖，可是没有一种能与蔗糖完全一致。蔗糖呈甜性很快(4s左右)，甜味清爽、持续时间短而不会绵延(14s左右)，没有一种高甜度甜味剂单独使用会获得完全同样的时间甜味品质。阿力甜的甜味品质非常接近于蔗糖，只是甜味略有绵延。当然，不同的食品需要不同的时间甜味品质。例如， 在碳酸饮料中若想获得效果，甜味剂体系必须呈甜快、甜味消失快。另一方面， 焙烤食品要求甜味消失得慢一些，口香糖则要求绵延的甜味。阿力甜能单独使用或与其它甜味剂合用， 能基本满足上述一切需要。

二、阿力甜的生产制备

 阿力甜是第二代人工设计制备的肽类甜味剂,主要针对阿斯巴甜热稳定性较差的缺点而研制开发的。根据肽类结构与甜味关系的规律,保持生甜基团的必需部分:L - 天冬氨酸,而以D - 丙氨酸代替L - 苯丙氨酸,以异丙酯替换甲酯,制得新型甜味剂天- 丙二肽即L - 天冬氨酰- D - 丙氨酸异丙酯,从而克服了天- 苯二肽受热自身环合的缺点,不仅稳定性更好,而且提高了甜度,达到蔗糖的2000 倍,使二肽甜味剂的应用范围更广泛。

天-丙二肽类衍生物制备方法一般采用常规的肽合成法,即采用双保护基对L - 天冬氨酸的氨基和β- 羧基进行保护,然后与D-丙氨酸缩合成肽键,再脱去保护基,这种制备方法步骤较多,保护基成本高。许激扬等采用新方法,以L-天冬氨酸活性物和D - 丙氨酸异丙酯反应一步得到产物,产率80 %～85 % ,无需常规的肽合成保护与去保护基步骤，工艺简便,成本低,适合于工业化生产，但其纯度和甜度不足,有待改进。

三、阿力甜的应用

阿力甜但不含苯丙氨酸，故不像天门冬酰苯丙氨酸甲酯那样，无“苯丙酮尿症患者不宜使用”的限制。阿力甜是一种新型高效的二肽甜味剂，甜度是蔗糖的2000倍，甜味特性类似蔗糖，性质稳定，尤其是对热、酸的稳定性大，这是甜味素所无法比拟的。阿力甜在保留甜味素优点的同时克服了其缺点，因此有很广阔的应用前景。1986年8月，美国FDA受理并批准了阿力甜作为甜味剂和风味增强剂应用在16种食品中的申请。

除美国外，世界上有很多个国家或权威组织提出同样的应用申请。他们是：欧共体食品科学委员会、FAO/WHO食品添加剂联合专家委员会、英国、荷兰、法国、瑞士、瑞典、加拿大和澳大利亚等。我国食品添加剂标准化技术委员会已于1994年讨论通过纳入GB2760食品添加剂使用卫生标准，由中国卫生部批准后执行而允许在我国使用。阿力甜可广泛应用于各种食品，包括其它部分高倍甜味剂至今尚未有成功应用的领域，如焙烤食品和硬糖。但是，面包和酒精饮料不宜使用阿力甜。

跟所有其它甜味剂一样，食品中阿力甜的用量主要取决于应用产品所需的甜味水平，也会取决于阿力甜是单一甜味剂或还是与其它甜味剂复合使用。当阿力甜作为单一甜味剂使用时，用量范围通常为30到300ppm；不过，在某些特别甜的食品中用量会高些，如口香糖(600ppm) 以及代糖品等。由于阿力甜甜度很高，少量添加就能获得满意效果。因而必须确保少量添加的阿力甜均匀分布到食品中。由于阿力甜极易溶于水，使用浓缩贮存液是一个解决的好办法。另一个办法是把阿力甜预先分散到合适的载体粉末中。因阿力甜甜度高，直接使用时不易控制，可先稀释。制作固体干粉时，用麦芽糊精、木糖醇或其它安全的适宜稀释剂混合。制作液体，可部分或全部用钾、钠、镁或钙的氢氧化物中和，并注意防腐。 将阿力甜0.01%水溶液、0.01mol/L磷酸盐缓冲液（pH7～8）加热至100℃，30min内甜度不变。含阿力甜的食品可经受较长时的巴氏消毒。阿力甜尚可用于低热量食品、焙烤食品、软硬糖果、乳制品，用量为30～300mg/kg。