紐甜應用于飼料甜味劑的研究進展

鄔小兵 藺曉麗

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

紐甜應用于飼料甜味劑的研究進展

鄔小兵1藺曉麗2

（1廈門大學生命科學學院，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構、理化特性、甜味特點及安全性的基礎之上，綜述了近年來紐甜作為飼用甜味劑的研究進展。

紐甜，特性，飼料，甜味劑

紐甜（neotame，NTM）是美國 NutraSweet公司根據甜味劑配體與甜受體之間的構效關系，在阿斯巴甜分子上增加一個疏水基團后開發出的超甜新型二肽甜味劑。由于紐甜具有甜度高、甜味純正、化學性質穩定、安全、環保等優點，自其誕生后已廣泛應用于食品、飲料等行業。目前的研究表明，紐甜應用于飼料甜味劑可促進動物采食及生長性能。本文主要介紹紐甜的特性及應用于飼料甜味劑的研究進展。

1.紐甜的分子結構及理化特性

1）紐甜的分子結構 紐甜（neotame，NTM），化學名稱為N-[N-（3,3-二甲基丁基）-L-a-天冬氨酸]-L-苯丙氨酸1-甲酯，結構圖見圖1B。紐甜分子在阿斯巴甜分子 (圖1A)伯氨基部位增加了一個二甲基丁基的疏水基團。新增的疏水基團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時間大大提高[1]。紐甜結晶是一種白色粉末，常為一水化合物，分子式為 C20H30N2O5·H2O，分子量為 396.48，含 4.5%的結晶水。

（2）紐甜的溶解度。25℃時，紐甜在水里的溶解度是12.6 g/L，是達到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）或復合物（如與環糊精復合）的形式存在時，其在水相中的溶解度將顯著增加。

（3）紐甜的穩定性。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 24 h。 pH 4.5時，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%。在蛋糕生產中，經過450℃的長時間高溫焙烤后，仍有85%的紐甜存在。紐甜在瞬時高溫制粒、高溫短時（HTST）殺菌等過程中能夠保持穩定，得到的終產品中紐甜的濃度幾乎沒有改變，紐甜經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）分子結構及其在甜受體的結合部位（C）

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

（4）紐甜具有化學惰性。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與還原糖和醛基衍生物發生反應。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產生美拉德反應。也可與多種含醛基的香料或風味物質如香蘭素、乙基香蘭素、苯甲酸等共同使用而不會發生Schiff堿合成反應。

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。

3.紐甜對人體及環境安全性

紐甜極低的使用量及其十分有利的藥物動力學性質，使它對人體具有相當大的安全系數。紐甜在體內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，最后經過糞便和尿液完全地排出體外。用劑量數千倍于人類消耗劑量的紐甜對包括大鼠、小鼠、狗、兔在內的試驗動物以及細菌進行的一系列綜合性安全試驗，試驗結果證實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，其對環境友好程度高。南開大學于志偉等人采集天津某污水處理廠的進水和出水進行檢測，結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查的污水處理廠進水中均被檢出。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變化研究，結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。

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。

中國農業大學動物營養國家重點實驗室Zhu等（2016）研究了日糧中添加紐甜對斷奶仔豬的采食偏好、生產成績、血液學及生化參數的影響。結果表明，使第一階段（d1–22）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 （d23–35）為22.0到22.9 mg/kg，而在整個實驗階段（d1–35）為 20.7到 21.7 mg/kg。在飼糧中添加500 mg/kg紐甜，未發現對仔豬健康有不利影響。

（略）