在过去一年里，全球最大的甜味剂生产商之一泰莱的股价几乎翻了一番。而这与糖无关。该公司四年前就出售了其在多美诺糖业的股份，然后就想出了更赚钱的东西：三氯蔗糖，也称为Splenda。这种甜味剂以黄色盒子和袋装出售，上面印有皇家蓝色的字迹，让人联想起多美诺糖业的包装。“由糖制成，所以尝起来像糖，”广告语声称，但与所有其他糖替代品一样，三氯蔗糖诞生于实验室。该国全部供应由阿拉巴马州一家戒备森严且以保密闻名的工厂生产，每周都有卡车装载的普通食糖被运往此处，通过涉及氯和光气气体等复杂化学工艺进行改造。其结果是如此的甜，以至于泰莱不得不加入600份填充物来近似天然的甜度。
是什么能让一种化学物质如此之甜？这对我们有害吗？这些问题并非微不足道：如今，十分之八的美国人摄入某种人造甜味剂。仅去年一年，食品行业就推出了2,225种低糖和无糖食品，其中许多是用三氯蔗糖制成的。当然，化学添加剂并非新鲜事物——大多数加工食品都含有不止一种人造调味剂、乳化剂、着色剂或胶凝剂——而糖替代品是世界上研究最多的添加剂之一。然而，关于其副作用的传言依然存在，其不断增强的效力也需要引起重视。
芝加哥罗莎琳德·富兰克林医科大学的生物化学家埃里克·沃尔特斯说：“有很多人一直在寻找完美的甜味剂。”沃尔特斯本人研究人造甜味剂近25年，所以他非常清楚他所在领域的中心矛盾：最成功的糖替代品都是意外发现的。糖精在大约130年前由约翰霍普金斯大学的两名化学家在巴尔的摩发明，当时他们正在研究煤焦油衍生物。阿斯巴甜是在20世纪60年代由伊利诺伊州的一名医学化学家发现的，当时他正在研究一种治疗胃溃疡的药物。三氯蔗糖是1976年由伦敦国王学院的一名研究生发现的。他的首席研究员让他测试一些化合物，但他误听了，而是品尝了它们。
在这三种甜味剂中，三氯蔗糖被誉为最天然的，但沃尔特斯说，这一说法“更多地与巧妙的市场营销有关，而非化学”。尽管三氯蔗糖是由糖制成的，但其化学结构却大不相同：人造甜味剂的分子含有三个氯原子，而糖含有三对氧和氢原子。相比之下，阿斯巴甜中唯一非天然的成分是连接苯丙氨酸和天冬氨酸的甲酯键，这两种氨基酸在人体内含量丰富。人体的消化酶将阿斯巴甜识别为蛋白质，并像分解天然化合物一样分解它。另一方面，三氯蔗糖和糖精一样，未经消化就被排出体外——它们都是由碳、氮、氧和硫原子组成的化合物。“身体不知道如何处理它，所以它什么也做不了，”沃尔特斯说。
如此不同的结构是如何产生甜味的？直到最近，答案还无人知晓。已发现数千种具有甜味的化合物，属于150多个化学类别，包括低分子量碳水化合物、氨基酰糖、氨基酸、肽、蛋白质、萜类、氯代烃、卤代糖、N-磺酰胺、氨磺酸盐、聚酮化合物、苯胺和脲。科学家们早就知道我们的味蕾中有能与所有这些化合物反应的受体，但没有人确切知道它们是如何工作的。
四年前，霍华德休斯医学研究所一位名字颇为贴切的神经科学家查尔斯·祖克（Charles Zuker）做出了一个惊人的声明：生活中所有的甜味都是由单一受体感知的。祖克利用人类和小鼠的基因组分离出了与味觉相关的基因。他发现了30多个编码苦味受体的基因，但只有一个受体专门负责甜味。“从进化角度来看，这是有道理的，”可口可乐公司的化学家格兰特·杜布瓦（Grant DuBois）说。“理论认为，有许多不同程度的有毒苦味化合物需要我们知道如何区分，但所有甜的东西都可以归为‘好’。”
单受体理论还有很多需要解释的地方。最大的问题是公司化学家所说的协同作用。“如果你查看无糖口香糖中的甜味剂，你会注意到几乎总有一份列表，”杜布瓦说。这是因为某些甜味剂会相互增强。当你将糖精添加到环氨酸（一种由碳、氧、硫和氮组成的化合物）中时，就像最初的Tab配方一样，其结果比简单地将每种甜味剂的甜度相加要明显甜得多。“协同作用在药物设计中是一个众所周知的现象，它通常意味着至少有两个受体协同工作，”杜布瓦说。同样，诸如温度（冷）和咖啡因等因素会抑制某些甜味剂而不会抑制其他甜味剂，这也表明有多个受体在起作用。尽管如此，祖克还是坚持己见：敲除他发现的蛋白质受体上的任一亚基，实验室小鼠就会失去所有的甜味感，而不管它们摄入了哪种化合物。
但祖克想知道，如果每个亚基都有自己的结合位点呢？终于，在去年9月，Senomyx（祖克联合创立的公司）的生物化学家证明他是对的。他们得出结论：只有一个甜味受体。但与其他所有人体受体不同的是，它有不止一个可以被不同分子激活的区域。“这就像拥有一把有两个扳机的枪，”杜布瓦说。
化学家们才刚刚开始发掘这个受体的真正潜力。环氨酸的甜度是糖的45倍，阿斯巴甜和糖精分别是180倍和300倍，而三氯蔗糖则有600倍。但下一代阿斯巴甜，即纽甜，甜度是糖的13,000倍，而且已经分离出了比糖甜100,000多倍的化合物。“这些差异是因为分子具有不同的亲和力，”沃尔特斯说。例如，三氯蔗糖比蔗糖更紧密地契合受体，部分原因是其氯原子的电荷比它们取代的氧原子更强。最近获得FDA批准的纽甜，其锁定作用如此之紧，以至于受体像机关枪一样持续激发。
多么甜蜜
糖与人造甜味剂的相对效力
糖 1倍
环氨酸 45倍
阿斯巴甜 180倍
糖精 300倍
三氯蔗糖 600倍
纽甜 13,000倍
即使添加了填充物，这些甜味剂也无法真正替代糖。糖精有一种令人不安的金属余味——幸运的是，这不是因为它从罐子里渗出了铝，而是因为它还会触发苦味和酸味受体。阿斯巴甜和纽甜是脆弱的分子，在超市货架上相对较快地分解，并且无法承受烹饪的热量。三氯蔗糖可以耐受高温且稳定，但它缺乏真正的糖的体积、焦糖化能力和“口感”。
这些甜味剂由化学家发明的事实长期以来一直让人们对其产生怀疑。1981年，糖精被列为“预期致癌物”，三氯蔗糖在试管中已被证明能微弱地突变基因，而阿斯巴甜则引发了从自闭症到多发性硬化的恐惧。然而，没有一项担忧经得起仔细审查。沃尔特斯指出，食品添加剂必须达到比药物高得多的标准，因为它们的缺点不会与其医疗益处进行权衡。例如，阿斯巴甜是FDA历史上研究最多的物质，但它一直被宣布为安全。三氯蔗糖即使在高剂量下，在动物身上也未显示出致癌作用。糖精在1997年被重新认定为安全添加剂，当时科学家们发现，早期研究中使用的大鼠对癌症的易感性与甜味剂无关。
对人造甜味剂持怀疑态度的最大原因是更为人所知。尽管三氯蔗糖和糖精不会被人体吸收，但它们并非完全无热量：制造商用于增量的葡萄糖和麦芽糊精含有约四分之一的糖所含热量。尽管糖尿病患者选择糖替代品而非蔗糖，但动物研究表明，人造甜味剂也可以触发胰岛素释放——尽管数量要少得多。研究表明，喝无糖苏打水的人比喝普通苏打水的人减重更多，但一些营养学家担心，迎合身体对甜食的渴望只会增加对它们的食欲。换个名字，糖依然最好适量食用。
