165450-17-9 / 紐甜的特征和應用

【背景及概述】^[1][2]

紐甜，化學名稱是：N- [N- (3，3一二甲基丁基)- L-α- 天冬氨酰]- L- 苯丙氨酸- 1- 甲酯，是白色結晶粉末，含約4.5%的結晶水，是一種功能性甜味劑。由于紐甜粉末直徑非常小，在處理時要避免吸入。紐甜的甜味與阿斯巴甜相近，無苦味及其他后味；紐甜的甜度高，為蔗糖的8 000~10 000倍，即在5%的甜度時為蔗糖的8 000倍，在2%的甜度時可達蔗糖的10 000倍。紐甜有降低產品成本的特性且甜味純正，清新自然，安全性較高；等甜度成本比阿斯巴甜低；所含的營養物質很容易被人體吸收；低能量或無能量，可供糖尿病人食用，不致齲齒，可促進雙歧桿菌增殖等。

紐甜是保健型食品的首選甜味劑。作為一種功能性甜味劑（Functional Sweeteners），紐甜對人體健康無不良影響，起到有益的調節或促進作用。如：甜味純正、低能量或無能量、可供糖尿病人食用、可促進雙歧桿菌增殖、不會引起蛀牙、血糖波動等，是保健型食品的首選甜味劑。早在1998年12月紐甜作為食品甜味劑低溫的申請已在美國提出。已于2002年7月9日通過美國FDA食品添加物審核允許應用在所有食品及飲料。歐盟于2010年1月12日正式批準其應用，其指定代碼為E961。中華人民共和國衛生部2003年第4號公告也正式批準紐甜為新的食品添加劑品種，適用各類食品生產。該產品目前國產產品價格相對低廉，質量也較穩定。

【理化性質及結構】^[2][3]

1. 溶解度：紐甜的溶解度隨著溫度的升高而呈直線升高趨勢。紐甜是一種白色粉狀結晶，含約4.5%的結晶水，熔點為80.9~83.4 ℃，25 ℃時NTM在水中的溶解度為12.6 g·L-1，在乙醇中的溶解度為950 g·L-1，大大高于阿斯巴甜在相同條件下的溶解度。以武漢華甜生物科技有限公司提供的紐甜為樣品，測定紐甜在20~80 ℃ 下的溶解度。紐甜與無水糖精鈉混合后，其溶解速度也有所提高。無論是糖精鈉或者是無水糖精鈉，都可以促進紐甜的溶解。紐甜的溶解速度跟溫度和本身的粒度也有一定關系。

2. 安全性：大量研究結果表明， 紐甜在體內可迅速代謝。主要的代謝途徑是通過人體產生的酶使甲酯水解，最后生成脫脂紐甜和甲醇。紐甜和脫酯化的紐甜通過機體的正常代謝被很快的排出體外，不在體內積蓄。動物試驗表明，紐甜使用的安全范圍和已確認的人體安全性肯定了紐甜作為一種增甜劑和強味劑是安全的，可用于各種不同的食品和飲料中

3. 穩定性。紐甜在干燥貯藏條件下很穩定， 在室溫和干燥的條件下貨架壽命可長達幾年。它的單水合物不會吸濕。在水溶液中，紐甜的穩定性會隨著pH 和溫度的改變而顯著變化。紐甜在pH 3.0~5.5 范圍內相對穩定。pH 3.0 時，常溫下（25 ℃）紐甜的半衰期約為78 d，40 ℃下約為22 d，80 ℃下約為24h。pH 4.5 時，25 ℃下紐甜的半衰期約為208d，40 ℃下約為22d，80℃下約為40 h。pH7 環境中，5 ℃時紐甜的半衰期約為124 d，30 ℃下約為6.6 d，70 ℃下約為13 h。紐甜有很好的熱穩定性。80 ℃加熱30 min，pH 3.0 溶液中紐甜的保留量為98.6%。

【甜味特征】^[3]

1）甜度高。紐甜的甜度約為蔗糖的8000-13000 倍，阿斯巴甜的40 倍以上。相對于2%的蔗

糖溶液，紐甜的甜度約為10000 倍。相對于5%的蔗糖溶液，紐甜的甜度約為9000 倍。

2）甜味純正。紐甜具有純正的甜味，口感十分接近蔗糖， 與三氯蔗糖一樣是口感最接近蔗糖的高倍甜味劑之一。沒有其它高效甜味劑常有的苦味、金屬味、酸味等不良風味。

3）呈味持續時間長：相比較糖精鈉，紐甜甜味略滯后，持續時間更長，因此其與糖精合用可以掩蓋糖精的后苦味。

4）具有風味改善作用。紐甜具有改善食品風味的特性， 能很好地平衡其它甜味劑的苦味與金屬味，改善或掩蓋飼料中因含有維生素、藥物、豆粕等而產生的苦澀味、豆腥味等不良風味，還能抑制淀粉老化，延長保質期，提高飼料的風味品質。

【應用】^[3]　

2002年7月9日，紐甜通過了美國FDA 食品添加物的審核，被允許應用于所有食品及飲料。中華人民共和國衛生部2003 年第4 號公告批準紐甜為新的食品添加劑品種，適用于各類食品生產。2015 年10 月16 日， 中華人民共和國農業部第2309 號公告中，正式批準紐甜可作為調味和誘食物質按需在飼料中使用。

農業部飼料效價與安全監督檢驗測試中心在驗證紐甜有效性的動物試驗報告中表明， 日糧中添加20 mg/kg 和30 mg/kg 紐甜， 試驗組斷奶仔豬的平均日采食量顯著高于對照組（p＜0.05），而且添加紐甜組的耗料增重比降低， 死亡率顯著降低甚至避免。即紐甜可以通過刺激飼養動物尤其是仔豬味覺來增加其對飼料的采食次數及采食量，從而提高飼養動物尤其是仔豬的生長速度，達到提高動物生產性的目的。將紐甜部分替代糖精鈉的混合飼用甜味劑應用于斷奶仔豬日糧。結果表明， 采食紐甜及糖精鈉混合甜味劑組仔豬與對照組（采食完全糖精鈉甜味劑的仔豬）相比，日均采食、日增重及料重比等指標均略有提高，但每噸飼料中的添加成本顯著降低。日糧中添加紐甜對斷奶仔豬的采食偏好、生產成績、血液學及生化參數的影響試驗研究表明，使第一階段（1–22d）斷奶仔豬達到最大日采食量及最大日增重的日糧中紐甜含量為18.0到20.4 mg/kg， 第二階段（23–35d） 為22.0 到22.9 mg/kg，而在整個實驗階段（1–35d）為20.7到21.7 mg/kg。在飼糧中添加500 mg/kg 紐甜，未發現對仔豬健康有不利影響。

【制備】^[4]

紐甜的制備方法有化學-酶聯合法和純化學合成法，從化學結構上來看，紐甜為阿斯己甜的N-燒基化衍生物，故合成工藝基本上是阿斯己甜為原料與不同的Ｎ－取代基形式進行反應制備紐甜。

1. 酶法合成

2.化學合成法

1）均相催化反應：阿斯己甜與3,3二甲基了酵及前驅體鄉醒或亞硫酸鹽）為原料反應生成亞胺，Ｗ氯基棚氨化鋼為催化劑經催化氨化得到紐甜，收率為60％，但反應需時較長（24小時）；

2）非均相催化反應：基于Pd/C的催化劑、氨氣為還原劑存在時，阿斯四甜的催化氨化反應具有反應條件溫和、產物易分離的優點。經過對拍、鉛催化劑的對比試驗發現Pd/C的效果最好，且催化劑可回收重復使用。

【主要參考資料】

[1] 林洪, 林杰. 新一代強力甜味劑-紐甜[J]. 精細與專用化學品, 2005, 13(15): 15-17.

[2] 鄧虹. 紐甜的特性及穩定性研究[J]. 飼料博覽, 2016 (12): 28-31.

[3] 鄔小兵, 藺曉麗. 紐甜應用于飼料甜味劑的研究進展[J]. 湖南飼料, 2017 (3): 46-48.

[4] 于小穎. 新型甜味劑紐甜的合成及其應用研究[D]. 濟南: 山東大學, 2016.