接近无糖甜味剂——没有奇怪余味的甜味剂

第一次有人合成甜味剂糖精（Sweet’N Low 中的人工甜味剂）时，那是一次意外。1879年，一位研究煤焦油的科学家在没洗手的情况下吃晚餐，惊讶地尝到了指尖上实验室残留的甜味。1937年，甜味剂环己基氨基磺酸钠的发明也是如此：一位无意中发现的先驱者，当时正在研究一种治疗发烧的药物，他把香烟放在实验室的桌子上，当他重新拿起香烟时，他检测到了一种甜味。这两种产品后来都被添加到世界各地的甜味剂包装和无糖汽水中。结论是：寻找一种可行的糖替代品并非现代人的创举（而且，有些化学家可能需要好好温习一下实验室安全技能）。

无糖甜味剂可以在不增加卡路里、血糖升高和损害牙齿的情况下，为食物和饮料带来甜味。找到一种理想的甜味剂将是巨大的成功。但至今为止，没有一种是完美的：它们有时会带来自身的不良健康影响，而且味道不太对。但现在，随着对产生甜味的分子有了更好的了解，科学家们可能正在接近成功。

甜味科学

华盛顿大学的研究人员检查了甜叶菊植物（Stevia rebaudiana）产生的一种蛋白质的分子结构。数个世纪以来，中美洲和南美洲的居民一直在咀嚼这种甜叶菊的甜叶，而研究人员现在正试图利用它的风味。研究人员的目标是了解这种植物是如何合成产生同名甜味剂甜叶菊甜味的分子。

甜叶菊最大的优势在于它比糖的效力强得多，这意味着相同的甜度所需的卡路里更少。“需要两百个蔗糖分子才能等于一个甜叶菊分子的甜度，”华盛顿大学的Joseph Jez解释道，他是发表在《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）上的这项研究的首席作者。“从化学角度来看，甜叶菊的‘潜力’更大。”

但这种植物有一个不那么甜蜜的缺点。多种化学物质会影响甜叶菊植物的甜味，而对科学家来说最容易分离出来的那一种，却带有令人不快的金属余味。现在，研究小组已经弄清楚了负责产生这种味道的蛋白质的三维结构。他们希望了解这种蛋白质的工作原理，能帮助科学家创造出没有令人不快余味的新型甜叶菊。

“我进行了一些逆向工程，以了解大自然已经建造好的结构，”《美国国家科学院院刊》研究的第一作者Soon Goo Lee说。“一旦我们了解了蛋白质的工作原理，我们就可以对其进行修改，”Lee说，他在华盛顿大学开始这项研究，当时是一名博士后研究员，后来在北卡罗来纳大学威尔明顿分校完成了这项研究，现在他是该校的化学教授。

该团队使用了一种名为X射线晶体学的技术来确定蛋白质的结构。

“蛋白质非常小，我们想可视化它们并了解它们是如何工作的，”Lee说。“我们将其纯化并制成高浓度，然后它会形成晶体。”

“你分离出你感兴趣的蛋白质，基本上就是用它制作‘摇滚糖’，”Jez解释道。“当你用X射线照射晶体时，X射线会散射并产生衍射图样。”从这些图样中，科学家可以推断出蛋白质的化学构型。

Jez说，他试过一种新版本的甜叶菊，由于他的研究，这种甜叶菊更容易制作。“太不可思议了，”他说。“我惊呆了，我本以为会有那种味道，但它只有甜味，没有余味。”

新型糖

Jez和他的团队不是唯一研究植物来源的甜味化合物的人——例如，其他实验室正专注于从罗汉果（一种亚洲南瓜科植物）的提取物中制造甜味剂。罗汉果在中国医学中被用于治疗喉咙痛已有几个世纪，但食品科学家们对其含有的成分——称为mogrosides（摩罗苷）——感兴趣，它们比糖甜250倍。

“在至少5亿年的进化过程中（可能接近10亿年，甚至更多），植物已经进化出了制造许多、许多不同化合物的能力，”密歇根大学生物化学家Eran Pichersky在一封电子邮件中写道。

“因此，潜在的[化合物]库非常广泛，”Pichersky说，他是Conagen的科学顾问委员会成员，并未参与甜叶菊的研究。“但是，虽然有些（比如甜叶菊）已被证明擅长模仿蔗糖，但人工化合物迄今为止仍未达标。“合成甜味剂未能提供与天然糖相同的口感，有时还会留下持久的余味。”

虽然研究甜叶菊的科学家们称赞它的优点，但内科医生对它与真正的糖和阿斯巴甜等人工甜味剂相比的健康益处持更细致的看法。

斯坦福大学医学教授、营养科学家Christopher Gardner曾参与美国心脏协会的营养委员会，研究人工甜味剂的健康影响。“我们得出的惊人结论是，我们需要更多数据，” Gardner开玩笑说，他并未参与甜叶菊的研究。

当被问及他是否会建议病人将每天咖啡中的糖换成甜叶菊或阿斯巴甜之类的东西时，Gardner说，如果病人已经过着健康的生活方式，少量的糖是可以的——“我认为你应该享受那杯咖啡。”