人工甜味剂(一种甜味高于蔗糖几百倍的化合物)

人工甜味剂（Artificial sweeteners，AS），又称为无营养或无热量甜味剂，是一种甜味高于蔗糖几百倍的化合物，作为一种糖替代品广泛应用于食品、卫生用品、药品以及化妆品等领域。AS含有的热量几乎为零，可忽略不计，主要功能为增加甜味。

1879年，德裔俄罗斯化学家康斯坦丁·法赫伯格（Constantin Fahlberg）研究煤焦油时意外发现了糖精。1965年，化学家吉姆·施拉特（Jim Schlatter）尝试合成一种治疗溃疡的药物，无意间发现了阿斯巴甜。截至2024年，世界范围内应用最广泛的AS主要有阿斯巴甜、甜蜜素、糖精、安赛蜜（ACE-K）、三氯蔗糖和纽甜等，其中阿斯巴甜是食品和饮料产品中使用最多的AS。AS对于肥胖、糖尿病患者等人群的生活产生了一定积极作用，在满足对甜味摄入的同时也减少了热量的摄入，但AS对人体健康的深层次影响机制尚未可知。AS的检测方法包括光谱法、色谱法、色谱质谱联用和电化学法等。

虽然当前科学界关于AS对人体健康的影响尚存争议，但世界各国及国际组织均制定了相应的标准从而规范AS的使用。不同种类的AS其添加量范围可能不同，在使用中通常需要根据其安全性确定添加量，以确保其在食品中的含量不会对人体健康产生负面影响。

历史发展

1879年，德裔俄罗斯化学家康斯坦丁·法赫伯格（Constantin Fahlberg）研究煤焦油时意外发现了糖精。在一战造成的白糖紧缺中，糖精逐渐在全世界流行起来。而到了20世纪60年代，这种甜味剂开始面向新的群体：女性。

1965年，化学家吉姆·施拉特（Jim Schlatter）尝试合成一种治疗溃疡的药物，无意间发现了阿斯巴甜，一种人工甜味剂。美国食品药品监督管理局（美国食品药品监督管理局）于1974年批准了阿斯巴甜作为餐桌甜味剂和无糖口香糖、早餐麦片还有速溶咖啡、奶制品等一些特定食物添加剂的使用。

常见种类

截至2024年，世界范围内应用最广泛的AS主要有阿斯巴甜、甜蜜素、糖精、安赛蜜（ACE-K）、三氯蔗糖和纽甜等，其中阿斯巴甜是食品和饮料产品中使用最多的AS。

1.糖精是最古老的AS，其甜度是蔗糖的300倍，人体摄入后85%会被吸收，经肾脏以邻氨基甲酰苯甲酸排泄出；

2.三氯蔗糖是一种由蔗糖氯化而成的三氯衍生物，人体摄入三氯蔗糖后大约15%被吸收并以粪便形式排出；

3.阿斯巴甜的化学成分由甲醇和天门冬氨酸、色氨酸组成，其甜度高于蔗糖200倍，人体摄入后100%被代谢为甲醇、天冬氨酸和色氨酸；

4.ACE-K又称AK糖，与三氯蔗糖或阿斯巴甜组合使用会产生甜味协同作用，人体摄入后主要通过肾脏排出体外，有报道称ACE-K的测量也被应用于水生环境监测领域；

5.甜蜜素是一种环己基氨基磺酸的钠盐或钙盐，几乎不参与体内代谢，基本上以原型（尿40%+粪便60%）代谢排出，极少量由肠道微生物代谢产生环己胺排出；

6.纽甜和爱德万甜是阿斯巴甜的类似物，主要区别在于纽甜和爱德万甜是不含热量的甜味剂，纽甜由阿斯巴甜催化氢化合成，可通过酯酶代谢成去酯化的纽甜和甲醇，并快速以尿液和粪便形式排出；而爱德万甜则是氨基酸合成的新一代甜味剂，是阿斯巴甜、纽甜的衍生物，甜度是蔗糖的20000倍，摄入后主要通过粪便排出。

这些AS广泛应用于软性饮料、果汁饮料、乳制品、口香糖、冷冻甜点、果露和烘焙食品等产品中。

对人体的影响

随着科学界对AS研究的持续深入，其对人体健康的影响机制及效果也越来越多被各类期刊报道。不可否认AS对于肥胖、糖尿病患者等人群的生活产生了一定积极作用，在满足对甜味摄入的同时也减少了热量的摄入，但AS对人体健康的深层次影响机制尚未可知。因此，仍需高度重视AS的摄入量及其对人体的影响。

肠道微生物

人类肠道微生物群是一个复杂的生态系统，为宿主提供必要的功能。肠道微生物群与宿主相互作用，不仅直接影响宿主的肠道环境，还通过调节内分泌、能量代谢和免疫功能间接影响宿主的健康。肠道菌群失调的共同特征包括分类和功能多样性的丧失，以及对入侵病原体繁殖的抵抗力降低，从而有产生抗菌素耐药性的风险。虽然AS摄入的短期影响已经在几项研究中得到了证实，但对宿主的长期影响尚不清楚，有可能会产生巨大的社会、经济影响。近年来，关于肠道微生物菌群与AS之间的关系有许多报道，其中在大鼠和小鼠中，阿斯巴甜、糖精和三氯蔗糖会影响微生物菌群的组成。一项研究报道，14名健康受试者每天重复食用纯阿斯巴甜或三氯蔗糖（阿斯巴甜标准剂量为每日可接受摄入量的14%（0.425g），三氯蔗糖标准剂量为每日可接受摄入量的20%（0.136g）持续两周后，肠道微生物群组成或短链脂肪酸的产生并未受到影响。

近期研究发现，摄入AS的抗生素相关性腹泻小鼠肠道内容物和黏膜微生物群组成发生了变化。Yu Zhigang等的研究表明，废水中AS的水平可以影响环境细菌的行为，促进基因的横向转移（即偶联和自然转化），说明某些AS对细菌具有生物活性。而Wang Qiaoping等的研究却发现，ACE-K对实验室大肠杆菌的生长有负面影响。尽管在不同研究中有一些相互矛盾的发现，但大多数研究都认为AS确实有可能改变微生物组的组成和功能。de Dios等研究确定了糖精、甜蜜素和ACE-K3种AS对重点病原体具有主要的生长抑制作用，该项研究进一步证实了ACE-K对多重耐药鲍曼不动杆菌的影响，证明它具有可以抑制鲍曼不动杆菌形成生物膜的能力，并可抑制其在表面迁移和获取外源抗生素抗性脱氧核糖核酸。虽然中西方饮食存在一定的差异，但科学界一致认为AS可以改变肠道微生物群落的行为，表明这些化合物确实表现出生物活性。在未来的研究中，评估AS对肠道微生物的影响可以考虑从给药前肠道细菌的分布、遗传性状（糖吸收能力和味觉基因的多态性、DNA甲基化等）以及AS预暴露的持续时间等方面探索。

肥胖和糖尿病

AS作为“代糖”常被推荐给有减肥需求或需保持较好体型的人，也可作为糖尿病患者的安全替代品，尚无充足证据证明其对人类健康有明显的负面影响。然而，由于全球肥胖率和血糖指数的上升，AS可能存在影响健康的潜在风险。因此，对“人工代糖”和减肥相关性的研究十分必要。

肥胖

AS与肥胖的关系多年来已被社会广泛讨论。含糖饮料的摄入与肥胖和糖尿病等疾病之间呈强烈正相关，这使得人们越来越重视减少儿童和成人中糖和含糖饮料的摄入。用AS替代糖可以通过减少净热量的摄入从而控制体质量，避免肥胖的同时又可以满足对甜味的渴望。也有人认为AS可能产生相反的效果进而促进体质量增加，如引起食欲增强和新陈代谢失调，促进甜味食物和能量的摄入。在最近关于AS是否有利于减少肥胖的研究中存在不同的观点，一些研究发现AS对于减少肥胖是有益的，但也有研究得出了相反的结果，各种证据不一致，无法得出明确的结论。

即使食用无糖汽水相对于食用含糖饮料能减轻体质量，但这并不能表明AS是健康的。在一些干预性研究中，含糖的食品或饮料被AS取代，但研究结果并没有表明AS本身在促进超重人群减肥方面发挥了特定作用。例如，一项针对超重成年人的干预性研究以每天饮用含糖饮料的人为对象，鼓励其用无糖苏打水或水代替含糖饮料，两组实验对象的体质量减轻情况与没有给出饮料摄入建议的控制组的情况无明显区别。这再次表明使用AS并未特别增强益生功效。也就是说，成年人可以通过控制其饮食在短期内减肥，但添加AS似乎并未比不添加AS产生的效果更好。

糖尿病

AS最初的目的是替代糖，从而减少热量摄入，减轻体质量，降低糖尿病的发病率。AS一度成为糖尿病患者的“福音”。然而，在1型或2型糖尿病患者中，与糖、安慰剂或营养性低热量甜味剂的摄入相比，AS的摄入对血色素A1c、肥胖和不良事件的临床相关益处或危害尚无确凿证据。有研究表明，使用AS不仅不能降低某些慢性疾病（如肥胖、胰岛素抵抗或冠状动脉疾病）的患病风险，反而会增加这些疾病的患病风险。AS对糖代谢的深层次影响机制尚未清晰。

糖尿病与人体胰岛细胞的表达有重要关联。研究表明，AS（50μmol/L糖精）的生理剂量不影响大鼠离体灌注胰腺的胰岛素分泌。然而，高剂量的AS（50mmol/L糖精、50mmol/L三氯蔗糖或50mmol/L ACE-K）可通过味觉受体信号激活增强胰岛素分泌。MIN6细胞分泌胰岛素的效价大小依次为ACE-K＞糖精＞三氯蔗糖，且高剂量AS引起T1R2基因消融，抑制了果糖对由葡萄糖刺激的胰岛素分泌。这些结果均表明AS在胰腺细胞中起作用，同时还表明AS诱导的代谢表型可能取决于其用量，这与人类相关研究数据一致，即一般情况下AS不会影响胰岛素水平，因为与糖相比，AS的摄入量要低得多。

一些研究报道称，AS会使小鼠和人类的葡萄糖清除能力减弱。小鼠仅摄入糖精、三氯蔗糖和阿斯巴甜一周就会引起葡萄糖耐受不良，糖精还会促进高脂肪饮食引起的葡萄糖耐受不良，通过一种抗生素治疗改善了肥胖小鼠糖精诱导的葡萄糖耐受不良，且与小鼠品系无关。此外，摄入糖精相关微生物组的小鼠出现葡萄糖不耐受。这些结果表明，糖精引起的肠道菌群变化降低了葡萄糖清除能力。还有研究发现，当AS直接进入胃或肠道时，各种激素和餐后葡萄糖稳态标志物的释放，如胰岛素和glp-1类似物，并不会发生显著变化，这表明单独的AS不会刺激胰岛素或肠促胰岛素释放。未来应更多关注AS对糖尿病的深层次影响，尤其是高剂量摄入引起的副作用。

脂类代谢

脂类代谢是指人体内的脂肪在各种酶的作用下消化、吸收、合成、分解的过程，进而加工成机体所需要的物质，保证正常生理机能的运作。脂类是身体储能和供能的重要物质，也是生物膜的重要组成成分。AS对脂类代谢的影响关系到人体生理机能的正常运转。一项随机临床试验结果显示，与对照组或蔗糖相比，摄入阿斯巴甜对总胆固醇和甘油三酯没有影响，然而，与对照组相比，阿斯巴甜组的血清高密度脂蛋白（HDL）胆固醇水平更高，与蔗糖相比阿斯巴甜则更低。

有研究发现，ACE-K治疗C57BL/6J小鼠40周后，不仅低密度脂蛋白胆固醇升高，HDL胆固醇也升高。高剂量的AS（阿斯巴甜、ACE-K和糖精等）对人体HDL的处理会导致抗氧化能力的丧失，并加剧动脉粥样硬化。这些结果表明，AS会增加血浆HDL含量，但AS干预可能会破坏HDL的有益功能。同样，在生理适宜浓度条件下，用阿斯巴甜、ACE-K、糖精等AS长期处理载脂蛋白A-I（apoA-I）会导致抗氧化剂和磷酸甘油酯结合活性丧失以及二级结构改变。这表明AS通过改变HDL，特别是apoA-I，破坏HDL的抗动脉粥样硬化作用。此外，研究还发现，氯贝特作为一种常见的高血脂调节药，能抑制三氯蔗糖、甜蜜素和ACE-K等AS对甜味的感知。这也说明一些降低血脂的药物可能会影响甜味偏好。

此外，一些研究表明三氯蔗糖还会加快高脂肪饮食诱导的肝脂肪变性。三氯蔗糖处理增加了HepG2细胞（一种特殊的肝癌致病细胞）的活性氧（ROS）产生并诱导内质网（ER）应激。在HepG2细胞中，用味觉受体1型成员3（T1R3）抑制剂或T1R3超低预处理可以抵消脂肪生成效应。三氯蔗糖的摄入可能激活T1R3产生ROS，促进ER应激和脂肪生成，进一步加速肝脏脂肪变性的发展。然而，由于大多数三氯蔗糖不被肠道吸收并直接排泄到粪便中，所以其是否通过激活T1R3直接影响肝脏脂质代谢尚不清楚。

纤维母细胞生长因子（FGF21）是肝脏分泌的一种肝因子，也是一种已知的调节糖脂代谢的激素。FGF21或其类似物已被证明在肥胖的非人类灵长目中可以减少食物摄入量，减轻超重，改善血浆脂质，同时增加循环脂联素。这说明急性给药或过度表达FGF21可抑制糖和AS的摄入。研究还表明，葡萄糖和果糖可以诱导提高FGF21 mRNA水平，而糖精不能。糖类反应元件结合蛋白（ChREBP）调控脂肪生成、糖生成、糖酵解和戊糖磷酸循环通路中的基因。葡萄糖通过增加葡萄糖6-磷酸和木糖5-磷酸激活ChREBP，但AS无法激活ChREBP，因为其摄入量远未达到改变葡萄糖衍生代谢物的水平。而FGF21介导肝脏对简单碳水化合物的摄入和甜味偏好的内分泌调节，因此AS不会抑制甜味摄入。这些结果表明，与其他单糖一样，FGF21介导的抑制糖摄入的负反馈途径并不适用于AS。因此，关于AS对人体脂类代谢的潜在影响机制仍是未来的研究重点。

CVD及癌症

CVD

CVD（心血管疾病）是世界上导致死亡的主要疾病之一。一些体内和体外实验研究、观察性研究和人类随机对照试验调查了心血管健康的早期标志，发现体质量状况、高血压、炎症、血管功能障碍、肠道微生物群紊乱等指标与食用AS或人工加糖饮料有关。这些研究大多表明AS有副作用，少数表明AS具有中性或有益的特性。虽然结果好坏参半，但这些文献普遍说明AS与CVD具有潜在的联系。

由于伦理原因，随机对照试验尚未直接评估AS摄入对CVD风险等硬终点的影响。相关研究也没有直接调查AS摄入量（mg/d）与CVD风险之间的关系，但一些研究通过将含AS饮料作为替代，探究摄入量（mL或份/d）与这些结果之间的相互关联性。其中一项研究是在nutrinet-santa队列中进行的，结果发现含糖饮料和AS饮料与CVD的风险增加有关。一些综述和研究分析表明，AS饮料摄入与心血管疾病风险之间存在直接关联。WHO在2022年关于AS对健康影响的报告中特别指出，饮用含AS饮料（用作替代指标）与CVD的一些中间标志物存在关联，包括总胆固醇与HDL胆固醇之比的适度增加，并引起高血压风险的增加。

WHO还发现，CVD死亡率、心血管事件和中风的发生率与摄入更多含AS的软性饮料有关。然而，具有前瞻性的研究仍然有限，WHO认为这些关联的证据水平仍然较低。此外，由于AS饮料只占AS摄入总量的一部分，因此在因果研究中考虑所有饮食来源至关重要。一项大规模前瞻性队列研究结果表明，AS（尤其是阿斯巴甜、ACE-K和三氯蔗糖）的摄入量增加与心血管疾病风险增加之间存在潜在的联系。AS已存在于全球数千种食品和饮料中，但它们仍然存在争议，欧洲食品安全局、WHO和其他卫生机构正在重新评估其安全性。

癌症

癌症已成为全球疾病负担中的一项重大挑战。2019年全球估计有2360万新发癌症病例和1000万癌症死亡人数，新发病例和死亡人数分别增加26.3%和20.9%，据估计，至少在未来20年内，癌症负担仍将持续增加。现有证据表明，高糖饮食可直接或间接促进肥胖和CVD的发生。高糖饮食对癌症发病率也有类似的影响。因此，在过去的几十年里，甜味剂作为糖在食品和饮料中的替代品变得越来越普遍。由于天然甜味剂在感官属性和提取技术等方面仍处于发展阶段，AS仍被广泛使用。事实上，食用AS对健康和代谢的影响尚不清楚，关于AS本身是否会增加癌症风险的争论仍在持续。早在1970年，根据动物试验结果，美国国家食品药品监督管理总局（美国食品药品监督管理局）怀疑甜蜜素可能致癌，因而禁止在美国所有膳食和水果中使用甜蜜素。虽然已有研究分析了食用AS对胃肠道癌症的影响以及饮用软性饮料对癌症死亡率的影响，但尚不清楚AS以何种形式致癌。Yan Shoumeng等研究表明，AS的摄入会增加全因死亡率，但在总体癌症发病率和死亡率的风险研究中没有观察到这种关系。然而，欧洲食品安全局认为食用AS可能会增加癌症发病率，要证实这种关联，还需要更多的数据支撑和临床试验。

没有证据表明AS摄入与癌症死亡率之间具有明确联系，但相关研究初步发现可能存在某种关联。研究发现，AS摄入量与全因死亡率之间呈“J”型关系，这在一些原始研究和其他类似的研究分析中也有发现。但许多先前的研究表明两者之间存在反向因果关系。虽然尚未对这些结果提供合理的解释，但也有研究表明，这可能与含糖食物会加重大肠癌患者病情的临床结果有关。阿斯巴甜是研究最多的食品添加剂之一，但其安全性仍存在争议。甲醛是阿斯巴甜的代谢副产物，是公认的致癌物质，可导致脱氧核糖核酸损伤、染色体畸变和有丝分裂错误。Soffritti等发现其在阿斯巴甜诱导的小鼠肝脏和肺部癌变中起主要作用。研究还发现，摄入阿斯巴甜对癌症有特殊影响。此外，最近的研究表明，ASBs的测量可能不足以准确描述AS的总体饮食暴露情况。总体来看，AS与癌症死亡率之间应有一定关联，但具体影响机制仍然需要深入探索。

检测方法

有研究表明，甜味剂的超剂量超范围使用会对人体健康产生影响，可能引起代谢紊乱、肥胖等疾病，因此甜味剂的使用需要严格依照食品标准。为了保证甜味剂的质量控制和安全评估，有必要开发可靠性高、灵敏度好、成本低及操作方便快捷的检测方法。检测甜味剂的方法包括光谱法、色谱法、色谱质谱联用和电化学法等。

光谱法

光谱技术是对热能、电能或光能产生的能量促使能级跃迁而产生的发射、吸收或散射辐射的波长和强度进行分析的方法。甜味剂中存在特殊官能团或者经过处理可产生强生色团，可在已知波长的电测辐射下被吸收，进而可被检测。研究发现利用紫外照射三氯蔗糖后光解形成一种光活性化合物，形成发色团可用紫外分光光度法进行测定，其最大吸光度约在波长272~276nm，测量前须校准紫外线通量的变化。光谱法效率高、成本低、操作简单，但由于食品分析中存在其他电磁辐射的吸收物质，受基质影响较大，在进行检测之前需对样品进行处理，以提高分析效率和选择性。拉曼光谱是一种基于光散射的技术，由单射的单色辐射与样品碰撞形成，适用于多种食品的检测，样品制备简单，分析灵敏度较高。张爱榆等通过拉曼光谱建立了糖精钠、安赛蜜和甜蜜素3种人工甜味剂的快速检测方法，该方法在一定浓度范围内线性关系良好，操作简单高效，3种甜味剂的特征峰明显，分别为704.68cm⁻¹、862.31cm⁻¹、796.88cm⁻¹。

色谱法

色谱技术是利用不同物质在流动相和固定相中具有不同的分配系数，以流动相对固定相中的混合物进行洗脱，混合物中不同物质会以不同速度沿固定相移动，从而达到达到分离，主要用于物质的分离、鉴别和定量，在甜味剂的检测中主要用到两种色谱，气相色谱和液相色谱。气相色谱可分离和识别挥发性化合物，通常使用惰性气体作为流动相，其检测灵敏度高，人工甜味剂中甜蜜素常用气相色谱法进行测定。但多数人工甜味剂不挥发或者不稳定，不能用气相色谱进行分离。液相色谱以液体作为流动相，可根据目标化合物的特性选择适当的流动相，以提高分离效果。

高效液相色谱法常用于糖精钠、安赛蜜等多种甜味剂的同时测定，其效率高，固定相种类多，灵敏度高，分辨率好，但是其仪器成本较高，操作较专业，可能存在有机溶剂残留的现象。毛细管电泳是一种多功能、高性能的分离方法，主要依赖于相关物质在电场作用下的电迁移而实现，常与高效液相色谱和质谱联用，达到快速高效分离的效果。吴光倩等建立了毛细管电泳内标法分离测定饮料中甜菊糖、阿斯巴甜、糖精钠含量的方法，发现在波长210nm、分离电压12.5kV、pH=8.3、5mmol·L⁻¹Na₂HPO₄-5 mmol·L⁻¹Na₂B₄O₇缓冲溶液中，甜菊糖、阿斯巴甜、糖精钠分离度较好，加标回收率为90%~105%。

色谱质谱联用法

色谱质谱联用是近年来食品检测中常用的分析手段，具有选择性强、灵敏度高和抗基质干扰能力强等特点，也广泛应用于人工甜味剂的检测。王远等建立了超高效液相色谱-串联质谱测定葡萄干中安赛蜜、糖精钠、甜蜜素、阿斯巴甜、阿力甜和纽甜等6种人工甜味剂的方法，线性关系良好，相关系数均大于0.99，该方法灵敏度高，检测时间短。唐吉旺等建立了固相萃取-高效液相色谱-串联质谱快速检测食品中安赛蜜等9种人工合成甜味剂的方法，该方法采用亲水亲脂平衡填料的固相萃取柱对样品提取溶液进行净化，结合高效液相色谱-串联质谱技术及内标法进行测定，实现了准确、高效及高通量检测复杂食品基质中多种人工合成甜味剂的目的。

电化学法

电分析技术是通过电性能如电流、电势、电荷、电阻及电导等方式来识别目标物质，要求目标物质呈现电活性，其操作简单、成本较低，样品制备步骤少，在甜味剂的质量控制中普及度逐渐提高。Medeiros等建立了一种简单、高选择性的电化学方法，在硼掺杂金刚石电极上同时测定食品中的阿斯巴甜和甜蜜素，硼掺杂金刚石电极能够将存在于二元混合物中的阿斯巴甜和甜蜜素的氧化峰电位分离约400mV，该方法已成功应用于多种食品中阿斯巴甜的测定，其结果与高效液相色谱法法在95%置信水平下的测定结果相似。

法规标准

虽然当前科学界关于AS对人体健康的影响尚存争议，但世界各国及国际组织均制定了相应的标准从而规范AS的使用。不同种类的AS其添加量范围可能不同，在使用中通常需要根据其安全性确定添加量，以确保其在食品中的含量不会对人体健康产生负面影响。按照各国/地区的不同标准，在当地使用的甜味剂及使用限量也有所差异。

国际食品法典委员会（CAC）

国际上，FAO/WHO食品添加剂联合专家委员会（JECFA）是负责评价食品添加剂安全性的国际机构，其完成的安全性评估意见被CAC采纳并以标准形式公布，以确定食品和饮料中添加剂的最大使用限量。CAC允许的AS种类包括L-α天冬氨D-丙氨酰胺、阿斯巴甜、甜蜜素、纽甜、三氯蔗糖、爱德万甜、糖精和ACE-K8种，并对每种甜味剂制定了相应的限量标准。CAC官网中CXS192—1995《食品添加剂通用法典标准》由2019版更新为2021版，经比对发现，新增了爱德万甜作为甜味剂在谷物、乳制品等食品中的应用；同时，将纽甜、三氯蔗糖等在糖渍水果中的限量要求分别从2019版的65、800mg/kg提升至2021版的100、1500mg/kg。

JECFA对甜味剂做了全面的安全评估，并推荐在限量范围内使用。对于每种允许使用的AS及其标准限量，JECFA都会对其毒性实验（包括急性、亚慢性、致突变性、致癌性、生殖毒性、慢性毒性等）和代谢途径及动力学等研究结果进行严格审查评价，并充分考虑人种、性别、年龄等各种因素，根据研究确定AS对人体肠道微生物、糖尿病等健康的影响，提出ADI值。JECFA认为，按照ADI值正常摄入甜味剂，不会有安全问题，只要按照相关法规标准正确使用甜味剂，就不会对人体健康造成损害。世界各国都以CAC食品添加剂标准作为本国标准制定的重要参考。

美国

美国食品药品监督管理局批准的高强度AS包括6种：糖精、阿斯巴甜、ACE-K、三氯蔗糖、纽甜和爱德万甜。美国关于AS的相关标准法规主要包括FDA食品添加剂使用卫生标准：FDA 21 CFR第172部分已批准的直接用于人类食品的添加剂种类汇总、FDA 21 CFR第180部分临时允许使用的食品添加剂、FDA 21 CFR第184部分已证实属于一般公认为安全的可直接加入食品中的物质种类汇总。FDA基于AS对人体健康尤其是对心血管、癌症、糖尿病和肥胖疾病等的具体影响，对AS作了严格测试评估，其中爱德万甜于2014年被美国FDA批准为可用于除肉类及家禽之外的食品中非营养甜味剂和鲜味剂。美国食品药品监督管理局规定三氯蔗糖和ACE-K的限量只需符合《良好生产规范（GMP）》要求即可，而阿斯巴甜的限量范围则最大（5～35g/kg），糖精的限量标准最低，仅为0.03g/kg。美国总体上关于AS的标准规定限量范围较为宽松，对于市场发展起到了促进作用。

欧盟

欧洲普遍认为食用AS可能会增加癌症发病率，这可能与欧洲国家正在转向采用更健康的饮食习惯有关。在过去的30年，欧洲国家的饮食消费模式发生了显著变化，糖的平均摄入量减少，人们转而选择糖的替代品。在欧盟食品添加剂的管理框架中，欧盟委员会制定食品添加剂法规。欧洲食品安全局独立于其他部门，主要负责评估食品添加剂新品种的安全性，同时为欧盟委员会提供食品安全方面的科学意见和建议。（EC）No1331/2008《食品添加剂、食品酶和食品香料的通用审批程序》规定了食品添加剂、酶制剂和香料的一般审批程序，明确了若对现有的食品添加剂申请新的用途以及申请使用新的食品添加剂时，申请者应向欧盟委员会提交正式申请，所有允许使用的食品添加剂都要经过EFSA的风险评估。

（EC）No1333/2008《食品添加剂（除食用酶制剂和香料以外）》规定了除食品用酶制剂和香料以外的食品添加剂的管理（包含AS）。欧洲食品安全局会对所有AS进行严格测试评估，并考虑其对欧洲人的健康影响，从而提出允许使用种类和限量值。在欧洲，允许糖精、甜蜜素、阿斯巴甜、ACE-K、爱德万甜、三氯蔗糖和双甜7种AS使用，并对使用限量作了严格要求。如欧盟对阿斯巴甜的限量仅为0.025～5.5g/kg，对三氯蔗糖为0.01～3g/kg，应属于世界范围内均较为严格的标准规定。

日本

日本食品安全委员会（FSC）负责制定并审批AS等食品添加剂的使用，在食品标签中列出食品添加剂的成分和含量，并检测和评估食品的安全性。有关AS在日本的相关标准主要体现在《食品卫生法》第10条、《关于食品添加剂的指定及使用标准修改的指南（附件）》《食品、添加剂等的规格标准》《食品添加剂公定书》中，其允许添加的AS种类为ACE-K、阿斯巴甜、糖精、三氯蔗糖、纽甜和爱德万甜等。关于使用限量要求方面，FSC基于大量健康实验数据经过严格评估程序确定了具体的限值，对于阿斯巴甜和纽甜的要求仅为符合GMP要求即可，对三氯蔗糖的限量为0.05～2.6g/kg，糖精的限量为0.05～2g/kg。总体而言，日本对AS的允许使用种类较少，限量要求较为严格。

中国

中国国家卫生健康委员会主要负责AS等食品添加剂的管理和使用。中国获批使用的AS种类为爱德万甜、双甜、三氯蔗糖、甜蜜素、糖精、ACE-K、阿斯巴甜、阿力甜和纽甜等。GB2760—2014《食品添加剂使用标准》中明确规定了甜味剂的使用范围和限量，GB7718—2011《预包装食品标签通则》规定食品添加剂应当使用其在GB2760—2014中的食品添加剂通用名称进行标示。2017年，国家卫生和计划生育委员会2017年第8号公告批准爱德万甜可作为甜味剂用于食品和饮料中。2019年7月国家卫生健康委员会发布《健康中国行动（2019—2030年）》，鼓励消费者减少蔗糖摄入量，倡导食品生产经营者使用食品安全标准允许使用的天然甜味物质和甜味剂取代蔗糖。这对AS市场起到较大的促进作用。中国关于AS的添加限量主要参考CAC的标准，同时对AS的食品安全风险进行了严格评估测试，规定了糖精限量为0.15～5g/kg、三氯蔗糖为0.05g/kg、阿斯巴甜为0.3～10g/kg等。总体而言，中国允许使用的AS种类较多，限量要求符合国际水平，这也与中国为国际第一大AS生产国情况相符合。

污染情况

在污水处理厂、自来水厂中的浓度及环境行为

人工甜味剂进入环境科学家视线的时间较晚，2007年，瑞典科学家首次发现污水处理厂进出水中均含有人工甜味剂三氯蔗糖，其浓度为1.8~10.8ng/mL，而且在污泥中也发现了三氯蔗糖，浓度为<1~5ng/L。真正引起人们关注的是三氯蔗糖在污水处理厂中几乎不降解，随着出水进入受纳水体，具有潜在的持久性。随后多个国家科研人员对人工甜味剂在污水处理厂中的浓度做了研究。研究发现人工甜味剂广泛存在于瑞士、美国、中国、加拿大、希腊、西班牙和德国污水处理厂的设施中。由于各国允许使用的人工甜味剂种类不同，检出种类不同，其中在德国某处污水处理厂进水中，甜蜜素浓度高达190ng/mL。

除了污水处理设施，饮用水处理厂也是人们关注的重点。在瑞士、美国、德国和中国饮用水处理设施中均检出不同种类的人工甜味剂，在饮用水中，安赛蜜和三氯蔗糖的检出频率最高，浓度高达2.6mg/mL，远高于其他传统污染物。

除了调查人工甜味剂在污水和自来水处理设施中的浓度外，许多研究关注了目标物在污水处理设施中的降解情况。其中，干志伟等研究了中国污水处理厂使用传统活性污泥法对人工甜味剂的去除效果。研究发现，在污水处理厂进水中检出了7种人工甜味剂，分别为安赛蜜、三氯蔗糖、糖精、甜蜜素、阿斯巴甜、纽甜和新陈皮苷二氢查耳酮（NHDC），其浓度分别为12640、1247、9855、31671、45.0、17.2和6.4ng/L.沉淀作用对安赛蜜、三氯蔗糖、糖精、甜蜜素和NHDC几乎没有去除效果，这主要是由于人工甜味剂都具有较高的水溶性。但是他们发现阿斯巴甜和纽甜在初沉池中去除率达到85%和24%，他们认为，在污水厂水质偏碱性（pH=8.3）的条件下，这两种结构类似水溶性高的化合物发生了碱催化水解，而纽甜之所以降解率较低是因为它比阿斯巴甜多了一个支链，使其稳定性提升。

在随后的曝气池中，他们发现随着水力停留时间的延长，各人工甜味剂的去除率发生变化。在最初2h内，三氯蔗糖几乎没有降解，而安赛蜜在4h内也几乎没有被降解；而糖精和甜蜜素可以发生快速生物降解，在1h内能被降解50%以上，且甜蜜素的降解速率大于糖精。总体来说，安赛蜜和三氯蔗糖在曝气池中的降解率低于20%，糖精和甜蜜素降解率超过95%，而阿斯巴甜、纽甜和NHDC几乎被完全降解，同样的结果在瑞士、德国和美国污水处理设施中被观测到。瑞典科研人员认为，三氯蔗糖的稳定性来源于氯原子的取代导致其分子结构比蔗糖更稳定，原来蔗糖分子上容易断裂的糖苷由于氯原子的影响变得稳定。综上所述，由于现有污水处理技术对于三氯蔗糖、安赛蜜的去除效果较差，而对糖精和甜蜜素不能够完全去除，因此这些污染物会随着污水厂出水进入地表水环境，造成环境水体中人工甜味剂污染。

在地表水中的浓度及环境行为

人工甜味剂在地表水中的污染程度受到了人们的关注，因为安赛蜜和三氯蔗糖具有潜在的持久性，他们有可能在水环境中积累。欧洲对河流中三氯蔗糖的污染展开了大范围的调查，研究发现在欧洲23个国家120条河流中，三氯蔗糖的浓度高达1ng/mL。除了三氯蔗糖，安赛蜜、糖精和甜蜜素在德国和瑞士地表水中均被检出，浓度高达2ng/mL。

除了地表淡水外，少数研究针对海洋中甜味剂的污染进行了调查。研究发现，三氯蔗糖在美国佛罗里达州海岸的浓度达到0.39ng/mL。在中国香港海岸水中，安赛蜜、糖精、甜蜜素和三氯蔗糖均被检出，平均浓度分别为0.34、0.25、0.23和0.2ng/mL，且安赛蜜和三氯蔗糖的浓度夏季略高，而糖精和甜蜜素冬季略高，研究人员认为当地季风导致的水体流动是造成这种季节变化的主要原因。Gan等对中国渤海天津沿岸甜味剂污染进行了调查，发现三氯蔗糖浓度与美国近海岸的浓度接近，比香港特别行政区海域的浓度稍高。而且他们发现高浓度甜味剂的采样点均在河流入海口或市政污水排放口周围，说明人类活动对近海岸有较大影响。

在土壤和地下水中的浓度及环境行为

Gan等对天津市土壤中的人工甜味剂季节变化做了研究，发现NHDC、纽甜和阿斯巴甜在所有土壤样品中均未检出。在夏季，土壤糖精、甜蜜素、安赛蜜和三氯蔗糖的浓度分别达到5.72、0.36、0.17和0.27ng/mL，在冬季浓度分别达到13.8、7.65、1.06和3.11ng/mL.显然夏季土壤中人工甜味剂浓度低于冬季，可能是夏季高温使土壤中微生物对污染物的降解加速。随后他们对中国地区98份土壤样品中人工甜味剂的污染进行了调查，发现糖精、甜蜜素和安赛蜜在所有土壤样品中均被检出，浓度分别高达34.7、1280和569ng/g.三氯蔗糖、阿斯巴甜、纽甜和NHDC在土壤中均未检出。甜味剂浓度在中国南、北方的土壤样品中的浓度无显著差异，在城市和郊区间也无显著差异。

Buerge等研究发现，由于污灌和使用猪粪、污泥等肥料，人工甜味剂在表层土壤中存在。他们通过室内实验发现，甜蜜素、糖精、安赛蜜和三氯蔗糖在土壤中的半衰期分别为0.4~6d、3~12d、3~49d和8~124d.由于人工甜味剂的溶解度高，而且糖精、甜蜜素和安赛蜜都属于磺胺盐类人工甜味剂，他们在自然水体中通常以阴离子状态存在，土壤对其吸附能力差，因此其可以通过渗滤作用从表层土到达地下水。另外，磺酰脲类除草剂可以在土壤中转化为糖精，是土壤中糖精的潜在来源。该来源也可以通过渗滤作用到达地下水，成为地下水中人工甜味剂污染的重要来源。地下水作为重要的饮用水源而受到人们的重视，因此多个研究关注了地下水中人工甜味剂的污染情况。

在大气和大气干、湿沉降物中的浓度

根据人工甜味剂的蒸气压可以预测，三氯蔗糖、纽甜和阿斯巴甜将仅出现在大气的颗粒物态中，而糖精、甜蜜素和安赛蜜会出现在大气气态和颗粒物态中。他们可通过干、湿沉降从大气中去除。

Gan等通过大气大流量颗粒物采样器研究了天津市地区人工甜味剂在大气气态和颗粒物态中人工甜味剂的浓度及季节变化。研究发现，在夏季三氯蔗糖仅在2个颗粒物态样品中检出，NHDC仅在1个颗粒物态样品中被检出，纽甜仅在1个气态样品中检出，而阿斯巴甜未检出。冬季这4种人工甜味剂在颗粒物态中的检出频率和浓度都比夏季高。糖精、甜蜜素和安赛蜜是气态和颗粒物中主要的甜味剂，并在冬夏两季采集的大气样品中都被检出。夏季目标物在气态中的浓度为0.16~378pg/立方米，而冬季气态中目标物浓度比夏季低，为0.02~33.6pg/m³.反之，冬季颗粒物态中这3种目标物的浓度比夏季高，他们在冬季颗粒物态中的平均浓度分别为137、140和6.03pg/m³。颗粒物态浓度/气态浓度的值在冬季高于夏季，这可能是由于温度引起相间平衡变化的结果。另外，夏季颗粒物中目标物浓度比冬季低的原因也可能是在颗粒物表面发生了催化光解。通过后向轨迹分析和监测结果，他们认为人工甜味剂生产厂和污水处理厂都能成为其进入大气环境的污染源。

由于大气颗粒物态中发现高浓度的人工甜味剂，Gan等分析了中国98份室外灰尘样品中人工甜味剂的含量。研究发现，糖精、甜蜜素和安赛蜜在所有降尘样品中均被检出，其浓度在中国北方分别为2.89~1，860ng/g，在中国南方分别为1.03~338ng/g，降尘中甜味剂的浓度在中国南方和北方没有显著差异，且城市和郊区地区降尘中甜味剂的浓度也没有显著差异；而在配对土壤和降尘中人工甜味剂的浓度没有相关性。这可能是由于人工甜味剂在土壤中能被降解或者极易随水迁移到地下，导致他们之间的相关性较差。