糖只是人们和公司用来使食品和饮料变甜的众多增味剂之一。 Marie LaFauci/盖蒂图片社的时刻
在任何一家街角商店的饮料过道上快速走一走，都会发现食品科学家在寻找甜味方面的非凡创造力。 在某些饮料中，您会发现糖分。 无糖汽水可能含有人造或天然的低热量甜味剂。 几乎所有其他东西中都含有高果糖玉米糖浆，它是美国甜味之王。
我是一个 研究自然界中发现的化合物的化学家，我也是美食爱好者。 混淆食品标签声称食品和饮料是节食、零糖或“不含人造甜味剂”，您可能很难确切地知道自己在吃什么。
那么这些甜分子是什么？ 蔗糖和人造甜味剂如何产生如此相似的风味？ 首先，了解味蕾的工作原理是有帮助的。
味蕾和化学
“”味觉图”——你在舌头的不同部位尝到不同味道的想法——远非事实。 人们可以在任何有味蕾的地方品尝到所有的味道。 那么什么是味蕾呢？
味蕾是舌头上包含数十种味觉的区域 受体细胞. 这些细胞可以检测五种味道——甜味、酸味、咸味、苦味和鲜味。 当你吃东西时，食物分子溶解在唾液中，然后冲过味蕾，在那里它们与不同的味觉受体细胞结合。 只有具有特定形状的分子才能与特定的受体结合，从而产生对不同味道的感知。
尝起来很甜的分子会与味觉受体细胞上的特定蛋白质结合，称为 G蛋白. 当一个分子与这些 G 蛋白结合时，它会触发一系列信号，这些信号被发送到大脑，在那里它被解释为甜味。
天然糖
天然糖是碳水化合物的一种，称为 糖类 由碳、氧和氢组成。 你可以把糖想象成碳原子的环，在环的外面有一对氧和氢。 氧和氢基团是使糖触感粘稠的原因。 它们的行为就像魔术贴一样，粘在其他糖分子上的氧和氢对上。
最简单的糖是称为单糖的单分子糖。 您可能听说过其中的一些。 葡萄糖是最基本的糖，主要由植物制成。 果糖 是来自水果的糖。 半乳糖 是牛奶中的糖。
食糖 – 或 蔗糖，它来自甘蔗——是一种二糖的例子，一种由两种物质组成的化合物 单糖. 蔗糖形成时 葡萄糖分子 的网络 果糖分子 一起加入。 其他常见的二糖是来自牛奶的乳糖和来自谷物的麦芽糖。
当这些糖被吃掉时，身体对它们的处理略有不同。 但最终它们会分解成您的身体将其转化为能量的分子。 来自糖和所有食物的能量以卡路里为单位。
高果糖玉米糖浆
高果糖玉米糖浆是美国食品的主食，而这种混合糖甜味剂需要一个单独的类别。 高果糖玉米糖浆 由玉米淀粉制成——玉米中发现的主要碳水化合物。 玉米淀粉是由 数以千计的葡萄糖分子 结合在一起。 在工业规模上，淀粉被分解成单个葡萄糖分子，使用 酶. 然后用第二种酶处理这种葡萄糖，将其中的一部分转化为果糖。 一般来说，高果糖玉米糖浆大致 42%-55% 果糖.
这种混合物甜美且生产成本低廉，但卡路里含量高。 与其他天然糖一样， 过多的高果糖玉米糖浆对您的健康有害. 而且由于大多数加工食品和饮料都装满了这些东西，因此很容易摄入过多。
天然非糖甜味剂
第二类甜味剂可以定义为天然非糖甜味剂。 这些是食品添加剂，如甜叶菊和罗汉果，以及天然糖醇。 这些分子不是糖，但它们仍然可以与甜味受体结合，因此尝起来很甜。
甜菊 是一种来自叶子的分子 甜叶菊 植物。 它包含比大多数糖大得多的“甜”分子，并附有三个葡萄糖分子。 这些分子比葡萄糖本身甜 30 到 150 倍。 罗汉果的甜味分子与甜叶菊相似，比葡萄糖甜 250 倍。
人体很难分解甜叶菊和罗汉果。 因此，即使它们都很甜，你也不会从吃它们中获得任何卡路里。
糖醇，例如山梨糖醇，不如蔗糖甜。 它们存在于各种食物中，包括菠萝、蘑菇、胡萝卜和海藻，并且经常添加到减肥饮料、无糖口香糖和许多其他食物和饮料中。 糖醇是由碳原子链组成的，而不是像普通糖那样的圆圈。 虽然它们由与糖相同的原子组成，但糖醇不能被人体很好地吸收，因此它们被认为是低热量甜味剂
人造甜味剂
制作甜食的第三种方法是添加 人造甜味剂. 这些化学物质是在实验室和工厂生产的，在自然界中找不到。 就像所有尝起来甜的东西一样，它们这样做是因为它们可以与味蕾中的某些受体结合。
迄今为止，美国食品和药物管理局已 批准六种人造甜味剂. 最知名的可能是糖精、阿斯巴甜和三氯蔗糖——更为人所知的是 Splenda。 人造甜味剂都有不同的化学式。 有些类似于天然糖，而另一些则完全不同。 它们通常比糖甜很多倍——糖精的甜度是食糖的 200 到 700 倍——而且其中一些很难被人体分解。
虽然甜点对许多人来说可能是一种简单的乐趣，但味蕾如何感知甜味的化学反应并不那么简单。 只有原子完美结合的分子才尝起来是甜的，但是当涉及到卡路里时，身体会以不同的方式处理这些分子中的每一个。
关于作者
Kristine Nolin，化学副教授， 里士满大学
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