食糖也有替代品！代糖到底有沒有健康風險？
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在古代，食糖、蜂蜜等甜味劑都是天價的奢侈品，迫使人們去尋找能替代它們的產品。古羅馬人的做法是熬葡萄糖漿，用來添加到葡萄酒或其他食品中增加甜味。起初，他們把葡萄汁放在銅鍋里熬，後來也用鉛鍋來熬，發現用鉛鍋熬出來的糖漿更甜更可口。古羅馬人注意到這種額外的甜味來自在熬制過程中鉛鍋表面形成的一層白色的物質。第一種代糖—「鉛糖」(醋酸鉛）因此被發現，它被廣泛地用來給葡萄酒去酸、調味。鑒於古羅馬人每天喝下的葡萄酒數量驚人，由此攝入的鉛也必定數量驚人。1980年在德國挖掘出一處古羅馬酒窖，出土了數百粒葡萄籽，對其測定表明，含鉛量高達250毫克/千克，是葡萄籽平均含鉛量的500倍。有人甚至推測，古羅馬的衰落，就與喝葡萄酒導致的慢性鉛中毒有關。
「鉛糖」導致的急性中毒死亡倒是有確切的案例。1047年，天主教教皇克雷芒二世才上任不到一年就突然死亡，傳言是被「鉛糖」毒殺的。1959年對克雷芒二世遺骨做的檢測發現他的確死於醋酸鉛中毒，至於他是被下毒還是自己吃「糖」中毒，就沒法檢測了。由於認識到了鉛的毒性，大約在15世紀末的時候，歐洲已經開始禁止在葡萄酒里添加「鉛糖」，但是屢禁不絕。一直到18世紀，儘管歐洲多數國家都嚴禁往葡萄酒里添加「鉛糖」，但因為難以檢測，這種做法仍然非常普遍。貝多芬的死亡就被懷疑是因為長期大量地飲用添加了「鉛糖」的廉價葡萄酒導致的鉛中毒。1787年，德國醫生哈尼曼發現了檢測葡萄酒中的重金屬的可靠方法，添加「鉛糖」的做法才逐漸得到遏制。
今天人們使用食糖替代品，除了降低成本，還有健康的考慮。不僅糖尿病患者要限制食糖的攝入，一般消費者也要盡量少吃糖，因為食品中游離糖的危害是早就被認識到的（參見《科學世界》2016年第4期「糖有害身體健康嗎？」）。那麼，食用代糖是否存在健康風險，就更受到人們的關注。
第一種現代代糖—糖精曾引起很大的風波。1879年，在美國約翰斯·霍普金斯大學雷姆森實驗室工作的化學家法爾伯格在研究煤焦油的衍生物時，偶然發現手上沾了一種非常甜（比蔗糖甜大約300倍）的物質，糖精因此被發現。法爾伯格很快申請了專利，在德國建廠生產糖精，並發了大財。1906年，美國農業部化學局 [美國食品和藥品管理局（FDA）的前身] 主任威利推動美國國會通過《純凈食品與藥品法案》，一個主要目的就是要解決當時非常嚴重的食品安全問題。糖精成了學糖化學出身的威利的一個目標。他領導的研究認為糖精有害健康，應該禁止。食品廠商謝爾曼（後來成為美國副總統）跑去找當時的美國總統西奧多·羅斯福投訴，於是威利被叫去了解情況。謝爾曼說到他的工廠在甜玉米罐頭中使用糖精一年能省4000美元時，威利忍不住打斷：「吃這種甜玉米的人被騙了。他以為是在吃糖，實際上是在吃一種煤焦油產品，完全沒有食物價值而且對健康極其有害。」威利不知道的是，羅斯福總統的醫生給他的健康建議就是用糖精代替食糖。「你告訴我糖精對健康有害？」羅斯福總統說，「萊克西醫生每天都給我糖精吃。誰說糖精有害誰就是白痴。」第二天，羅斯福總統任命一個專家委員會重新調查食品添加劑的問題，委員會主席碰巧就是雷姆森。不出所料，不想當白痴的專家委員會認為糖精無害。
但當時糖精在食品加工中用得並不多，主要是面向糖尿病患者。在第二次世界大戰期間，食糖實行配額供應，糖精被大量地用來取代食糖。戰後，在20世紀50～60年代，隨著減肥成為時尚，糖精也從一種原本在藥店專供糖尿病患者的甜味劑走進了大眾廚房，而各種標榜健康、低熱量的加工食品也都用糖精以及在1951年新批准的甜蜜素來取代食糖，健怡可樂的廣告語也從「僅供必須限制糖攝入的人飲用」悄悄地改成了「供想要限制糖攝入的人飲用」。
但是在20世紀60年代，糖精的安全性又再次遭到質疑。當時有研究發現，如果給大鼠大量地餵食糖精或甜蜜素，會導致膀胱癌。這些動物實驗促使FDA在1969年禁用甜蜜素。1977年，FDA試圖禁用糖精時卻遭到了阻力。減肥食品業發起了保護糖精的運動，上百萬人寫信抗議禁用糖精。美國國會在輿論壓力下加以干預，通過法案暫緩禁用糖精，改而要求在使用糖精的食品標籤上加一個聲明：「該產品可能有害健康。該產品含有已在實驗動物中確定能導致癌症的糖精。」
美國曾要求在使用糖精的食品包裝上加上糖精可能有害健康的聲明
隨後的研究發現糖精可能被冤枉了。尿液中如果含有高濃度的糖精的確能誘發大鼠得膀胱癌，這是因為大鼠的尿液含有高濃度的磷酸鈣、蛋白質和高pH，在這些條件下磷酸鈣、蛋白質和糖精結合形成了微晶，損傷膀胱上皮，刺激膀胱上皮細胞過量增殖，從而形成腫瘤。而人的尿液成分與大鼠的不同，所以不存在類似的誘發膀胱癌的機制。用靈長類動物做的實驗也表明糖精不會誘發它們患膀胱癌。由於這些研究結果，國際癌症研究機構將糖精從「可能的致癌物」名單中去除。2000年，FDA認定糖精對人無害，取消了「糖精有害健康」的聲明要求。如此看來，糖精已被徹底平反。但是甜蜜素就沒那麼幸運了。儘管用靈長類動物做的實驗同樣表明甜蜜素不誘發膀胱癌，FDA癌症評估委員會在1984年也認定甜蜜素不是致癌物，但是FDA至今沒有解除對其的禁令。不過，現在大部分國家（包括中國、加拿大和歐盟成員國）允許使用甜蜜素。
在提倡「天然飲食」的社會背景下，糖精的平反並沒有平息公眾對人造代糖安全性的疑慮。其中最受抨擊的是在軟飲料中普遍使用的阿斯巴甜。和糖精、甜蜜素一樣，阿斯巴甜也是實驗人員不遵守實驗室操作規範偶然發現的甜味劑。1965年，西爾公司的化學家斯萊特為了研發治療胃潰瘍的藥物，在研究促胃液素時用苯丙氨酸和天冬氨酸合成了一種中間產物。這種物質沾到了他的手指上。他為了翻一頁紙，舔了舔指頭，發現極甜。和糖精、甜蜜素不同的是，阿斯巴甜在體內會被代謝分解成兩種氨基酸，因此它是會產生能量的，只不過阿斯巴甜極甜（甜度是蔗糖的200倍），添加量很少，所以產生的能量可以忽略。FDA在1983年批准阿斯巴甜用於碳酸飲料，1993年批准可用於其他飲料、甜食和糕點，1996年批准可用於所有食物。網上有各種傳言把阿斯巴甜的危害說得非常恐怖。實際上阿斯巴甜是被檢驗得最為徹底的食品添加劑之一，各種實驗、調查都表明它對人體無害。
知名糖果商的廣告（小字寫道：It"s sugar free）
從原理上看，食品中的阿斯巴甜能對身體造成危害的可能性很小。阿斯巴甜在消化道內被分解成苯丙氨酸、天冬氨酸和甲醇。其中苯丙氨酸、天冬氨酸是構成蛋白質的氨基酸，各種含蛋白質的食品里都有，而且其含量要比阿斯巴甜高得多。至於甲醇以及由此生成的甲醛，到一定的量是有可能對人體造成危害的，但是由攝入阿斯巴甜產生的甲醇、甲醛的含量極少，還比不上水果、酒里含有的甲醇、甲醛，而且人體代謝過程中也會產生甲醇、甲醛，微量的甲醇、甲醛人體對付得了。如果不是大量地攝入阿斯巴甜，沒有必要擔心。FDA對阿斯巴甜的每日允許攝取量為每千克體重50毫克。一瓶易拉罐低熱量可樂大約含180毫克阿斯巴甜，對一個體重50千克的人來說，要一天喝14瓶才會達到FDA的限量。不過，由於阿斯巴甜經過消化後可降解成苯丙氨酸，而苯丙酮尿症（一種罕見的遺傳病）患者不能吃苯丙氨酸，所以FDA要求含阿斯巴甜的食物必須標明「含有苯丙氨酸」。
代糖能不能起到減肥的效果？
今天被批准使用的代糖都經過了比較嚴格的檢驗，在允許劑量範圍內不必擔心會有毒性。但是它們不具有毒性是一回事，是否能達到它們想要達到的效果是另一回事。代糖的使用是不是真的能夠起到減肥的效果？由於代糖不提供能量或只提供比食糖少得多的能量，人們想當然地認為食用代糖食品減少了能量的攝入，當然有助於減肥。但是多項流行病學調查、臨床試驗研究的結果卻發現，食用代糖並不能幫助減肥，有的研究還發現食用代糖的人群反而比食用食糖的人群體重更容易增加。動物實驗也表明，以糖精作為甜味劑的大鼠要比以葡萄糖作為甜味劑的大鼠攝入更多的食物能量，體重更重，脂肪更多。這是怎麼回事呢？為什麼沒有能量的代糖反而會讓人增肥？
實驗發現，用阿斯巴甜配製的甜水會刺激人的食慾，而阿斯巴甜膠囊則不會。而且，吃阿斯巴甜要比吃葡萄糖更容易讓人有飢餓感。阿斯巴甜、安賽蜜、糖精這些代糖都會刺激人們多進食，以阿斯巴甜的作用最明顯，可能是因為阿斯巴甜食後沒有苦味。吃飯前先吃葡萄糖或蔗糖會讓人食量減少，而預先吃代糖則不會影響食量甚至吃得更多。所以，代糖反而讓人增肥的原因可能是這樣的：不管吃的是代糖還是食糖，甜味都能刺激食慾。但是食糖消化產生的葡萄糖進入血液到達大腦獎賞中心後，會讓人產生對飲食的滿足感，食慾逐漸消退，減少攝食；而代糖不會產生滿足感，不知不覺地讓人吃多了。
人的口味是可以改變的。食鹽、脂肪沒有替代品，很多人為了健康，慢慢地適應了低鹽、低脂肪的飲食。但是由於食糖有替代品，人們就以為可以用代糖取代食糖，在吃低糖、無糖飲食的同時繼續享受甜味，而不用擔心攝入太多糖的危害。這也許只是美好的一廂情願。要避免糖的危害的最好辦法，是適應低甜度的飲食。
本文選自《科學世界》2016年第5期
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