人工甜味剂（用于食品、饮料的有机化合物）

使用现状

近年来，人工甜味剂也被广泛用于动物饲料，以改善饲料的口感。第一种被人类使用的人工甜味剂是糖精，他是在1897年用煤焦油提炼一种新的防腐剂时意外发现的。在1890至1930年间，糖精在美国是唯一被使用的人工甜味剂，而且当时只被用于糖尿病患者。随着人类生活水平的提高，肥胖问题受到更多的关注，这加速了多种人工甜味剂的出现和更为广泛的使用。1950年至1980年，甜蜜素和阿斯巴甜逐渐出现在人们的生活中，之后，三氯蔗糖，安赛蜜，纽甜和NHDC等新型甜味剂在消费市场上所占分量越来越大。据统计，目前全球每年大概消费安赛蜜4000吨，甜蜜素47000吨，糖精37000吨。

目前，美国允许使用的人工甜味剂包括糖精、阿斯巴甜、纽甜、安赛蜜和三氯蔗糖等。而欧盟允许使用的甜味剂包括糖精、甜蜜素、阿斯巴甜、NHDC、安赛蜜和三氯蔗糖等。中国是甜味剂消费和生产的大国。中国允许使用的甜味剂主要有糖精、甜蜜素、阿斯巴甜、纽甜、安赛蜜和三氯蔗糖等。

结构与性质

糖精、甜蜜素和安赛蜜都属于磺胺盐类，是完全人工合成的甜味剂，具有较高的溶解度。其中，安赛蜜具有较强的热稳定性。在酸性条件下，安赛蜜能够发生轻微的水解并产生乙酰乙酰胺。

阿斯巴甜是一种二肽甲脂，是完全人工合成的非糖类的人工甜味剂。与安赛蜜不同，阿斯巴甜具有热不稳定性，在液体中长期储存会被降解。在酸性或碱性条件下，阿斯巴甜会水解产生甲醇和氨基酸。在pH4.3时，阿斯巴甜最稳定。

纽甜的结构与阿斯巴甜相似，是二肽化合物的衍生物，具有较强的热稳定性。

三氯蔗糖是含有五个羟基和三个氯原子的极性的氯化糖。它是用氯原子选择性的取代蔗糖的三个羟基而合成的。三氯蔗糖具有较高的水溶解度，较强的热稳定性和耐酸碱性。

NHDC是由柑橘类水果中发现的类黄酮通过碱性加氢而得到。他在酸性条件下不容易水解，具有较强的热稳定性，另外，其抗氧化性能已经得到证明。

污染情况

在污水处理厂、自来水厂中的浓度及环境行为

人工甜味剂进入环境科学家视线的时间较晚，2007年，瑞典科学家首次发现污水处理厂进出水中均含有人工甜味剂三氯蔗糖，而且在污泥中也发现了三氯蔗糖。真正引起人们关注的是三氯蔗糖在污水处理厂中几乎不降解，随着出水进入受纳水体，具有潜在的持久性。随后多个国家科研人员对人工甜味剂在污水处理厂中的浓度做了研究。

除了污水处理设施，饮用水处理厂也是人们关注的重点。在瑞士、美国、德国和中国饮用水处理设施中均检出不同种类的人工甜味剂，在饮用水中，安赛蜜和三氯蔗糖的检出频率最高，浓度高达2.6ng/mL，远高于其他传统污染物。

在地表水中的浓度及环境行为

人工甜味剂在地表水中的污染程度受到了人们的关注，因为安赛蜜和三氯蔗糖具有潜在的持久性，他们有可能在水环境中积累。欧洲对河流中三氯蔗糖的污染展开了大范围的调查，研究发现在欧洲23个国家120条河流中，三氯蔗糖的浓度高达1ng/mL。除了三氯蔗糖，安赛蜜、糖精和甜蜜素在德国和瑞士地表水中均被检出，浓度高达2ng/mL。

在大气和大气干、湿沉降物中的浓度

研究发现，糖精、甜蜜素和安赛蜜在所有降尘样品中均被检出，其浓度在中国北方分别为2.89~1.860ng/g，在中国南方分别为1.03～338ng/g，降尘中甜味剂的浓度在中国南方和北方没有显著差异，且城市和郊区地区降尘中甜味剂的浓度也没有显著差异；而在配对土壤和降尘中人工甜味剂的浓度没有相关性。这可能是由于人工甜味剂在土壤中能被降解或者极易随水迁移到地下，导致他们之间的相关性较差。

生态毒理研究

研究发现，当三氯蔗糖浓度小于1800mg/L 时，对大型蚤（Daphnia magna）的成活率和生长情况没有影响；小于93mg/L 时对 America bahia (mysid shrimp)成活率、生长和生殖情况没有影响。研究SUC对于北极两种桡足动物的影响，发现其中一种动物（Copepod, Calanus glacialis）的食物摄入量随SUC浓度的增加而增大，而产蛋量没有受到影响。在SUC水生生物累积方面的研究，发现对于受试藻类（alga, Pesudokirchneirella subcapita）和鱼（Zebrafish, Danio rerio），其生物放大系数（BCF）小于1，而对于大型蚤（Daphnia magna）其BCF稍高，在1.6 ~ 2.2之间。

最近研究了SUC对大型蚤行为及生理的影响，结果表明SUC的存在会增加大型蚤的游泳距离和游泳速度。实验结果给了我们一个警示，SUC的存在可能使生物的行为出现异常，可能导致比较严重的生态后果。从目前的研究结果来看，虽然人工甜味剂对于水生生态系统没有表现出比较严重的后果，但实验已经表明有些人工甜味剂的存在已对某些水生生物的行为有所影响，这表明人工甜味剂在环境中存在着潜在的威胁。另外，还没有对于长期低剂量暴露对生态系统的影响的这方面的研究，这应该是评价人工甜味剂的生态毒理的一个十分重要的内容。