化學(xué)性質(zhì)
天門冬酰苯丙胺酸甲酯俗稱阿斯巴甜，化學(xué)式為C14H18N2O5，在室溫下以白色粉末的狀態(tài)存在，是一種天然功能性低聚糖，甜度高、不易潮解、不致齲齒，糖尿病患者可食用。阿斯巴甜因其熱量極低，又具有較高的甜度，可添加于飲料、藥制品或無(wú)糖口香糖中作為糖替代品。1 g的阿斯巴甜大約可釋放約 4186 kJ/kg的熱量，而且2.8 mg/dl的阿斯巴甜就可以讓人感覺(jué)到甜味，故可以忽略少量阿斯巴甜所產(chǎn)生熱量。
穩(wěn)定性
阿斯巴甜水溶液在一定的溫度和酸性pH條件下，其酯鍵能被水解生成天冬氨酰苯丙氨酸和甲醇。在中性、堿性（pH>7）或受熱條件下，或經(jīng)環(huán)化作用消去甲醇形成環(huán)天冬氨酰苯丙氨酸。最終，天冬氨酰苯丙氨酸還會(huì)繼續(xù)水解生成2個(gè)單獨(dú)的氨基酸-天冬氨酸和苯丙氨酸。
阿斯巴甜半衰期可達(dá)300d，在pH為3~5的環(huán)境中最為穩(wěn)定；當(dāng)pH為7時(shí)，半衰期僅有幾天。阿斯巴甜的甜味特性與蔗糖有所不同，比蔗糖的甜味更為持久，且食用后不會(huì)有苦后味或金屬異味，而且阿斯巴甜在人體內(nèi)可迅速代謝分解為天冬氨酸、苯丙氨酸和甲酯，甲酯含量極低，代謝快，可被人體快速吸收，不易檢測(cè)。
在食品飲料中的穩(wěn)定性
在固體粉末飲料和什錦點(diǎn)心之類干燥產(chǎn)品中，阿斯巴甜的穩(wěn)定性很好，整體穩(wěn)定性類似于純阿斯巴甜。高溫環(huán)境中阿斯巴甜會(huì)發(fā)生水解和環(huán)化作用，這就限制了它在焙烤、油炸類需高溫長(zhǎng)時(shí)處理食品中的應(yīng)用。但若處理得當(dāng)，阿斯巴甜也可用在那些需某種程度熱處理的食品中，如可應(yīng)用在需經(jīng)高溫短時(shí)殺菌的食品中（132-138℃，1min）。在其他極限條件下，如冰凍或速凍食品中，直接變化的阿斯巴甜數(shù)量很少。
由于水分、pH和溫度的綜合影響導(dǎo)致阿斯巴甜的分解，會(huì)引起甜味的逐漸喪失。但這不會(huì)產(chǎn)生怪味，因?yàn)槠滢D(zhuǎn)化物均無(wú)味。
溶解度
阿斯巴甜的溶解度是個(gè)重要參數(shù)，當(dāng)應(yīng)用于液體食品時(shí)更要考慮到這一點(diǎn)。就阿斯巴甜本身，其溶解度是pH與溫度的函數(shù)。在配制餐桌甜味劑、飲料和甜什錦點(diǎn)心時(shí)，必須充分考慮到這幾個(gè)因素的綜合影響。
阿斯巴甜在其等電點(diǎn)（pH為5.2）的水中溶解度最小，其溶解度隨溫度升高而增大。在等電點(diǎn)下，溫度與溶解度之間呈直線關(guān)系。在低于阿斯巴甜等電點(diǎn)情況下形成鹽溶液的趨勢(shì)，有助于改善溶解速率與溶解程度，這可通過(guò)先往系統(tǒng)中溶解一種食用酸（檸檬酸、蘋果酸等），然后再加入阿斯巴甜，或者同時(shí)加入兩者而得以實(shí)現(xiàn)。
甜味特性
甜度
阿斯巴甜具有清爽、類似蔗糖一樣的甜感，它沒(méi)有人工甜味劑通常具有的苦澀味或金屬后味，這是它的一個(gè)很重要的優(yōu)點(diǎn)。
在食品和軟飲料中，通常情況下阿斯巴甜的甜度是蔗糖的180~220倍?？偟恼f(shuō)來(lái)，阿斯巴甜的相對(duì)甜度與對(duì)照物蔗糖濃度呈負(fù)相關(guān)，并隨不同的香味系統(tǒng)、pH、品嘗溫度和蔗糖或其他糖的濃度而發(fā)生變化。
風(fēng)味增強(qiáng)特性
阿斯巴甜對(duì)某些食品飲料風(fēng)味具有增效作用，特別是對(duì)酸型水果風(fēng)味。感觀評(píng)定認(rèn)為，它對(duì)天然香料的增效作用要比對(duì)合成香料好。應(yīng)用在某些食品上，這種風(fēng)味增效特性可使阿斯巴甜的使用量減少，還可滿足口香糖之類產(chǎn)品的某些特殊需要。使用阿斯巴甜的口香糖，其甜味持續(xù)時(shí)間要比使用蔗糖的長(zhǎng)4倍。阿斯巴甜與某些甜度稍小的甜味劑或一些鹽類混合使用時(shí)，易改變其纏綿的甜味特性和口感，在配制食品時(shí)必須注意這一點(diǎn)。
協(xié)同增效作用
阿斯巴甜可與強(qiáng)力甜味劑或碳水化合物型甜味劑混合使用，這就進(jìn)一步擴(kuò)大了它的應(yīng)用范圍。當(dāng)阿斯巴甜與碳水化合物型甜味劑（如蔗糖、果糖或葡萄糖）混合時(shí)，產(chǎn)品能量下降不少而甜味卻沒(méi)有變化。當(dāng)阿斯巴甜與強(qiáng)力甜味劑（如糖精、甜蜜素、安賽蜜或甜菊糖）混合使用時(shí)，產(chǎn)品有時(shí)略帶有苦澀味，這可通過(guò)加大混合物中阿斯巴甜的比例來(lái)改善，改善程度隨阿斯巴甜的比例增大而增大?；旌咸鹞秳﹨f(xié)同增效作用與各組成甜味劑所占的比例及食品配料系統(tǒng)有關(guān)。
發(fā)現(xiàn)
1965年12月，美國(guó) Schlatter在合成供生物分析用的四肽化合物促胃液激素時(shí)，阿斯巴甜這個(gè)中間產(chǎn)物濺到 Schlatter的手上，因他知道這種氨基酸混合物無(wú)毒，因此就不忙于立即洗手。后來(lái)當(dāng)他為取一張稱量紙而舔了一下那個(gè)手指時(shí)，頓時(shí)感到這種二肽酯具有糖一樣的甜味。阿斯巴甜就這樣被發(fā)現(xiàn)了。
毒性
致癌性
20世紀(jì)70年代到20世紀(jì)90年代間，美國(guó)人群腦瘤發(fā)病率明顯升高，有學(xué)者通過(guò)美國(guó)流行病學(xué)資料得出阿斯巴甜會(huì)增加腦瘤的發(fā)生率的結(jié)論，認(rèn)為美國(guó)人群腦瘤發(fā)生率顯著增高與美國(guó)FDA批準(zhǔn)阿斯巴甜進(jìn)入市場(chǎng)直接相關(guān)。此結(jié)論受到了很多科學(xué)家的質(zhì)疑，有研究人員將腦瘤患者和正常人群進(jìn)行病例對(duì)照研究，發(fā)現(xiàn)阿斯巴甜與腦瘤發(fā)病率無(wú)關(guān)。在法國(guó)，阿斯巴甜進(jìn)入市場(chǎng)后，研究者對(duì)在1980至1997年的人群腦瘤的發(fā)病情況進(jìn)行分析，并未發(fā)現(xiàn)阿斯巴甜可導(dǎo)致腦瘤增加的趨勢(shì)。在1991至2004年通過(guò)采集病例，進(jìn)行各種數(shù)據(jù)之間的對(duì)照與分析，得出阿斯巴甜的攝入量與其腦癌發(fā)病率呈正相關(guān)。但此結(jié)論隨即被美國(guó)FDA否認(rèn)，2007年4月20日FDA發(fā)表觀點(diǎn)，認(rèn)為阿斯巴甜并不具有長(zhǎng)期致癌性，人們長(zhǎng)期食用阿斯巴甜是安全的。世界衛(wèi)生組織下屬的食品添加劑聯(lián)合專家委員會(huì)（JECFA）和歐盟食品安全局（EFSA）對(duì)其安全性進(jìn)行評(píng)估，以動(dòng)物做實(shí)驗(yàn)推算出體重在60kg左右的正常健康人群每日攝入2.4g阿斯巴甜，并不會(huì)因此致癌。但此結(jié)果僅對(duì)于動(dòng)物，是否會(huì)對(duì)人類致癌，科學(xué)依據(jù)還太少，無(wú)法得出會(huì)致癌的定論。
神經(jīng)毒性
研究方向多側(cè)重于阿斯巴甜的神經(jīng)毒性作用。阿斯巴甜的代謝產(chǎn)物之一苯丙氨酸，在通過(guò)血-腦屏障時(shí)可能與其他大分子的中性氨基酸競(jìng)爭(zhēng)，改變腦部原有氨基酸比值，進(jìn)而干擾神經(jīng)遞質(zhì)的傳遞。阿斯巴甜的攝入可能增加患者偏頭痛的發(fā)生率，或延長(zhǎng)病痛持續(xù)時(shí)間。探究阿斯巴甜對(duì)小鼠學(xué)習(xí)記憶的影響，實(shí)驗(yàn)中雌雄小鼠隨機(jī)交配得到幼鼠，從懷孕開始至幼鼠斷奶，實(shí)驗(yàn)組母鼠進(jìn)行阿斯巴甜灌胃，對(duì)照組則使用蒸餾水灌胃；對(duì)40d齡幼鼠進(jìn)行Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)組幼鼠的起始潛伏期明顯高于對(duì)照組，說(shuō)明阿斯巴甜降低了幼鼠的空間學(xué)習(xí)能力；實(shí)驗(yàn)組幼鼠經(jīng)過(guò)平臺(tái)次數(shù)明顯少于對(duì)照組，在平臺(tái)停留時(shí)間明顯短于對(duì)照組，說(shuō)明阿斯巴甜降低了幼鼠的空間記憶能力，以上結(jié)果表明，孕期和哺乳期食用阿斯巴甜對(duì)幼鼠學(xué)習(xí)、記憶能力均有影響，阿斯巴甜及其代謝產(chǎn)物可能通過(guò)血胎屏障，影響腦功能。
雖然FDA做出阿斯巴甜可安全使用的聲明，但并沒(méi)有確切實(shí)驗(yàn)說(shuō)明阿斯巴甜與偏頭痛、癌癥等疾病毫無(wú)聯(lián)系，還需進(jìn)一步研究探討。因此為確保安全，在日常生活中，不建議長(zhǎng)期過(guò)量攝入阿斯巴甜。
新聞報(bào)道：糖尿病人可以選用無(wú)糖酸奶，這類酸奶中的糖分由“木糖醇”、“阿斯巴甜”來(lái)代替。但是長(zhǎng)期使用這種甜味劑，可能會(huì)改變腸道對(duì)糖的吸收速度，對(duì)糖尿病人帶來(lái)不利的影響。 在飲食上，食用含酪氨的奶酪，含亞硝酸鹽的肉類、腌制食品，含苯乙胺的巧克力，含谷氨酸鈉、阿斯巴甜的食品添加劑，葡萄酒以及咖啡因含量高的飲料均可誘發(fā)偏頭痛。另外不吃飯或禁食也可誘發(fā)偏頭痛。
安全信息
危險(xiǎn)運(yùn)輸編碼：暫無(wú)
危險(xiǎn)品標(biāo)志：暫無(wú)
安全標(biāo)識(shí)：S22 S24/25
危險(xiǎn)標(biāo)識(shí)：暫無(wú)
合成方法
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：
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，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一苯丙氨酸計(jì))。
日本學(xué)者提出一條不加保護(hù)的路線：
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αD22+32.0°(C=1，醋酸中)。元素分析結(jié)果：C 55.30%，H 6.19%，N 9.36%。
上下游產(chǎn)品信息
表征圖譜
相關(guān)文獻(xiàn)
用途
1.按我國(guó)GB2760-90規(guī)定可用于各類食品，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、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。
2.是一種天然功能性低聚糖，不致齲齒、甜味純正、吸濕性低，沒(méi)有發(fā)黏現(xiàn)象。不會(huì)引起血糖的明顯升高，適合糖尿病患者食用。我國(guó)規(guī)定可用于糕點(diǎn)、餅干、面包、配制酒、雪糕、冰棍、飲料、糖果、用量按正常生產(chǎn)需要。
