紐甜應(yīng)用于飼料甜味劑的研究進(jìn)展

鄔小兵 藺曉麗

（1廈門大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，福建廈門，361000；2廈門市牡丹飼料科技有限公司，福建廈門，361000）

紐甜應(yīng)用于飼料甜味劑的研究進(jìn)展

鄔小兵1藺曉麗2

（1廈門大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，福建廈門，361000；2廈門市牡丹飼料科技有限公司，福建廈門，361000）

本文在介紹紐甜的分子結(jié)構(gòu)、理化特性、甜味特點(diǎn)及安全性的基礎(chǔ)之上，綜述了近年來紐甜作為飼用甜味劑的研究進(jìn)展。

紐甜，特性，飼料，甜味劑

紐甜（neotame，NTM）是美國 NutraSweet公司根據(jù)甜味劑配體與甜受體之間的構(gòu)效關(guān)系，在阿斯巴甜分子上增加一個(gè)疏水基團(tuán)后開發(fā)出的超甜新型二肽甜味劑。由于紐甜具有甜度高、甜味純正、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、安全、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，自其誕生后已廣泛應(yīng)用于食品、飲料等行業(yè)。目前的研究表明，紐甜應(yīng)用于飼料甜味劑可促進(jìn)動(dòng)物采食及生長性能。本文主要介紹紐甜的特性及應(yīng)用于飼料甜味劑的研究進(jìn)展。

1.紐甜的分子結(jié)構(gòu)及理化特性

1）紐甜的分子結(jié)構(gòu) 紐甜（neotame，NTM），化學(xué)名稱為N-[N-（3,3-二甲基丁基）-L-a-天冬氨酸]-L-苯丙氨酸1-甲酯，結(jié)構(gòu)圖見圖1B。紐甜分子在阿斯巴甜分子 (圖1A)伯氨基部位增加了一個(gè)二甲基丁基的疏水基團(tuán)。新增的疏水基團(tuán)極大提高了紐甜分子與甜受體 (圖1C)的親和性，從而使得紐甜的甜度和甜感持續(xù)時(shí)間大大提高[1]。紐甜結(jié)晶是一種白色粉末，常為一水化合物，分子式為 C20H30N2O5·H2O，分子量為 396.48，含 4.5%的結(jié)晶水。

（2）紐甜的溶解度。25℃時(shí)，紐甜在水里的溶解度是12.6 g/L，是達(dá)到10%蔗糖溶液同等甜度所要求溶解度的約740倍。紐甜以鹽（如磷酸鹽）或復(fù)合物（如與環(huán)糊精復(fù)合）的形式存在時(shí)，其在水相中的溶解度將顯著增加。

（3）紐甜的穩(wěn)定性。紐甜在干燥貯藏條件下很穩(wěn)定，在室溫和干燥的條件下貨架壽命可長達(dá)幾年。它的單水合物不會(huì)吸濕。

在水溶液中，紐甜的穩(wěn)定性會(huì)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(nèi)相對穩(wěn)定。pH 3.0時(shí)，常溫下（25℃）紐甜的半衰期約為 78 d，40℃下約為 22 d，80℃下約為 24 h。 pH 4.5時(shí)，25℃下紐甜的半衰期約為208 d，40 ℃下約為22d，80℃下約為 40 h。 pH7環(huán)境中，5℃時(shí)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(wěn)定性。80℃加熱30 min，pH 3.0溶液中紐甜的保留量為98.6%。在蛋糕生產(chǎn)中，經(jīng)過450℃的長時(shí)間高溫焙烤后，仍有85%的紐甜存在。紐甜在瞬時(shí)高溫制粒、高溫短時(shí)（HTST）殺菌等過程中能夠保持穩(wěn)定，得到的終產(chǎn)品中紐甜的濃度幾乎沒有改變，紐甜經(jīng)121℃滅菌1 h后仍有91.2% 的保留率。

圖1 阿斯巴甜（A）與紐甜（B）分子結(jié)構(gòu)及其在甜受體的結(jié)合部位（C）

紐甜對常用氧化劑的穩(wěn)定性高。在30%的過氧化氫溶液中，30天后紐甜保留率達(dá)70%。

（4）紐甜具有化學(xué)惰性。與阿斯巴甜的伯氨基相比，紐甜的仲氨基不能通過縮合反應(yīng)與還原糖和醛基衍生物發(fā)生反應(yīng)。因此它可與還原性糖如葡萄糖、麥芽糖和果糖共同使用而不會(huì)產(chǎn)生美拉德反應(yīng)。也可與多種含醛基的香料或風(fēng)味物質(zhì)如香蘭素、乙基香蘭素、苯甲酸等共同使用而不會(huì)發(fā)生Schiff堿合成反應(yīng)。

2.紐甜的甜味特性

（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(fēng)味。

（3）呈味持續(xù)時(shí)間長：相比較糖精鈉，紐甜甜味略滯后，持續(xù)時(shí)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(fēng)味改善作用。紐甜具有改善食品風(fēng)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(chǎn)生的苦澀味、豆腥味等不良風(fēng)味，還能抑制淀粉老化，延長保質(zhì)期，提高飼料的風(fēng)味品質(zhì)。

3.紐甜對人體及環(huán)境安全性

紐甜極低的使用量及其十分有利的藥物動(dòng)力學(xué)性質(zhì)，使它對人體具有相當(dāng)大的安全系數(shù)。紐甜在體內(nèi)的主要代謝途徑是通過去酯化形成脫酯化的紐甜和極微量的甲醇，它們被很快地從血漿中清除，最后經(jīng)過糞便和尿液完全地排出體外。用劑量數(shù)千倍于人類消耗劑量的紐甜對包括大鼠、小鼠、狗、兔在內(nèi)的試驗(yàn)動(dòng)物以及細(xì)菌進(jìn)行的一系列綜合性安全試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)紐甜沒有靶器官毒性，無致畸、致癌、致突變作用。

紐甜具有良好的生物降解特性。其他人工甜味劑相比，其對環(huán)境友好程度高。南開大學(xué)于志偉等人采集天津某污水處理廠的進(jìn)水和出水進(jìn)行檢測，結(jié)果表明七種人工甜味劑安賽蜜、三氯蔗糖、糖精、甜蜜素、紐甜、阿斯巴甜和新橙皮苷二氫查耳酮在所調(diào)查的污水處理廠進(jìn)水中均被檢出。安賽蜜、三氯蔗糖、糖精、甜蜜素在污水廠出水中被檢出，而紐甜、阿斯巴甜和新橙皮苷二氫查耳酮未在出水中檢出。研究表明，生物降解可以去除95%的糖精鈉和甜蜜素，而紐甜、阿斯巴甜和新橙皮苷二氫查耳酮可以100%被生物降解去除。對天津市土壤中的人工甜味劑季節(jié)變化研究，結(jié)果紐甜和阿斯巴甜在所有土壤樣品中均未檢出。

4.紐甜在飼用甜味劑中的應(yīng)用研究

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(yīng)用于所有食品及飲料。中華人民共和國衛(wèi)生部2003年第4號公告批準(zhǔn)紐甜為新的食品添加劑品種，適用于各類食品生產(chǎn)。2015年10月16日，中華人民共和國農(nóng)業(yè)部第2309號公告中，正式批準(zhǔn)紐甜可作為調(diào)味和誘食物質(zhì)按需在飼料中使用。

農(nóng)業(yè)部飼料效價(jià)與安全監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心在驗(yàn)證紐甜有效性的動(dòng)物試驗(yàn)報(bào)告中表明，日糧中添加20 mg/kg和30 mg/kg紐甜，試驗(yàn)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(yǎng)動(dòng)物尤其是仔豬味覺來增加其對飼料的采食次數(shù)及采食量，從而提高飼養(yǎng)動(dòng)物尤其是仔豬的生長速度，達(dá)到提高動(dòng)物生產(chǎn)性的目的。

廈門牡丹飼料科技公司將紐甜部分替代糖精鈉的混合飼用甜味劑應(yīng)用于斷奶仔豬日糧。結(jié)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(biāo)均略有提高，但每噸飼料中的添加成本顯著降低。

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物營養(yǎng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室Zhu等（2016）研究了日糧中添加紐甜對斷奶仔豬的采食偏好、生產(chǎn)成績、血液學(xué)及生化參數(shù)的影響。結(jié)果表明，使第一階段（d1–22）斷奶仔豬達(dá)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 （d23–35）為22.0到22.9 mg/kg，而在整個(gè)實(shí)驗(yàn)階段（d1–35）為 20.7到 21.7 mg/kg。在飼糧中添加500 mg/kg紐甜，未發(fā)現(xiàn)對仔豬健康有不利影響。

（略）