阿斯巴甜（英語：Aspartame，簡稱APM），有機化合物，其分子式為C??H??N?O?，是一種人工合成的氨基酸甜味劑，又叫作蛋白糖、甜味素和天冬甜母等，其化學名為N-L-α-天門冬氨-L-苯丙氨酸甲酯（L-α-Asp-Phe-OMe），相對分子質量為294.30。常溫下，阿斯巴甜外觀呈白色無味的結晶粉末，且干燥環境下非常穩定，能夠微溶于水和乙醇，其雙熔點約為190℃和245℃。阿斯巴甜沒有氣味，本身具有強烈甜味，其甜度是蔗糖的180~200倍，具有高甜度、低熱量、無副作用和易被機體吸收利用等優點。因此，阿斯巴甜常作為甜味劑和風味增效劑在食品行業有廣泛應用，常用于各種甜品、零食、飲料、乳制品、甜點和醫藥用品中。自然界中無天然的阿斯巴甜，它是由L-天冬氨酸和L-苯丙氨酸通過羥醛縮合人工合成的二肽衍生物，可通過酸酐法、內酯法和生物合成法等制備。
阿斯巴甜沒有遺傳毒性、生殖毒性、神經毒性、慢性毒性和致癌性，可作為食品添加劑安全使用，但最近幾年有動物試驗和流行病學研究結果顯示，大劑量阿斯巴甜可能會誘發神經中毒癥狀和腦瘤。世界衛生組織下屬的國際癌癥研究機構于2023年7月宣布阿斯巴甜為“可能致癌物”（國際癌癥研究機構第2B組），并重申了每日的攝取建議，即每日允許攝入量為每公斤體重40毫克。
發現歷史
阿斯巴甜是研究人員在實驗中不經意間發現的。二十世紀60年代中期，美國G.D.Searle實驗室的J.M.Schlatter在合成供生物分析用的四肽化合物促胃液激素時，有一部分中間產物不小心濺到了他的手上，因為在此實驗過程中并不會產生對人體有害的混合物，J.M.Schlatter也就沒有立即洗手而是選擇繼續實驗。在后面的實驗中，他需要取一張稱量紙，就在取紙前舔了一下沾有阿斯巴甜的那個手指時，立刻感受到這種二肽化合物具有和蔗糖一樣的甜味，J.M.Schlatter也因此發現了阿斯巴甜。。
物質結構
阿斯巴甜分子包含了L-苯丙氨酸和L-天門冬氨酸兩個氨基酸，其中，L-天冬氨酸是親水性的氨基酸，而L-苯丙氨酸則是疏水性的氨基酸，這兩個氨基酸分別給予了阿斯巴甜疏水性和親水性。
根據分子中結合水的含量不同，阿斯巴甜共有4種晶體結構，分別為富水形態（H?Orichest form）晶體ⅠA（結合水14%），晶體ⅠB（結合水3.6%），半結合水形態（hemi-hydrate form）晶體ⅡA和碘化鈉形（anhydrate form）晶體ⅡB。晶體結構比較如圖所示。
特性
理化性質
阿斯巴甜外觀為白色結晶粉末，其摩爾質量為294.30g/摩爾，它在水中溶解度10.20mg/mL（25℃，pH=7），乙醇中為2.6μg/mL。阿斯巴甜的含熱量為4kcal/g，與蔗糖類似，但獲得相同的甜度其需要量僅約為蔗糖的1/200。阿斯巴甜的穩定性與溫度有關，當溫度升高時，阿斯巴甜的穩定性會降低，若阿斯巴甜長時間被加熱或處于高溫環境中，可導致其結構破壞，且阿斯巴甜在潮濕環境中容易引起水解和環化成非甜味物質，從而使甜度降低；阿斯巴甜的穩定性也受pH的影響，當pH為3～5時阿斯巴甜較為穩定，在室溫下，當pH值為4.3時最為穩定，半衰期約為300天。當pH為7的環境下，其半衰期則僅有數天。而強酸強堿會使其穩定性降低，并在溶液中發生水解反應，生成L-苯丙氨酸或二嗪[qín]，其水解產物均含有苦味。
甜度高
阿斯巴甜擁有非常濃郁的甜度，其甜度約為蔗糖的100-200倍。與一般人造甜味劑不同，阿斯巴甜在食用后不會產生化學味、苦味或金屬的后味。此外，阿斯巴甜具有甜度增效功能，當與其他甜味劑混合時，能夠大大增強其甜味，其增強甜度的效果高于兩種甜味劑單獨使用時的甜度之和，并且還能掩蓋其他甜味劑的異味。除了對甜味的增效作用，阿斯巴甜還能增強一些食品的口感和風味，例如當含有酸味和水果等風味的食品中添加阿斯巴甜時，會產生明顯的風味增效作用。
熱量低
阿斯巴甜所含的熱量極低，僅為4kcal/g，當制造與使用蔗糖且甜度相同的食品時，阿斯巴甜的發熱量僅為使用蔗糖時的1/200。根據阿斯巴甜具有熱量低的特點，其食品的適用范圍也得到擴大，例如糖尿病、肥胖病、高血壓和心血管疾病等患者也適合食用以阿斯巴甜作為甜味劑的產品。
安全性
阿斯巴甜分子主要由兩個氨基酸構成，分別是天冬氨酸和L-苯丙氨酸。當阿斯巴甜進入人體后，其在體內的代謝過程不需要胰島素的參與，并能很快消化為天冬氨酸、苯丙氨酸和甲酯。因此阿斯巴甜在人體內可以像蛋白質一樣很快被吸收，而不會積蓄在體內。與其他高熱量甜味劑不同，常食用阿斯巴甜不會產生齲病，不影響血糖，也不會引起肥胖、糖尿病、高血壓和冠狀動脈粥樣硬化性心臟病等。聯合國糧農組織（FAO）對阿斯巴甜的評價認為在一定范圍內使用阿斯巴甜是安全可靠的，成人每天按40mg/kg攝入是安全的，這個用量遠遠大于正常的食糖量。我國在1986年正式批準阿斯巴甜在食品中使用。
制備方法
化學合成法
酸酐法
酸酐法合成阿斯巴甜是化學合成法的一種，主要是通過先保護L-天門冬氨酸（L-Asp）和L-苯丙氨酸（L-Phe）的官能團，以防止阿斯巴甜自身發生酰化反應產生較多副產物，在形成肽鍵后再將保護基脫去。酸酐法根據合成路徑不同可分為兩種，一種是用芐氧羰基作為保護基，先反應形成保護基后脫水形成內酐的方法，也可稱為內酐法；另一種是在甲酸、乙酸酐混合溶液中一步形成甲酰基天門冬氨酸酐的方法。在內酐法中，常用氧羰基和甲酰基作為L-天冬氨酸和L-苯丙氨酸的保護基，這也是最早期合成阿斯巴甜的方法，此方法具有反應步驟短和成本低等優點，但由于所形成的酸酐內存在兩個可酰化的基，在酰胺化時可生成兩種不同的異構體，因此也具有目標產物產率低下和反應選擇性差等缺點。反應過程如下：
內酯法
阿斯巴甜合成的內法是天門冬氨酸以內酯的形式參與羥醛縮合的方法，在此縮合反應中，不會產生其他副反應產物，只會生成阿斯巴甜α-異構體一種產物，且收率高，具有一定的優越性。但是由于在制備阿斯巴甜的過程中需要用到含有劇毒的原料，且原材料的供應較為困難，使內酯法合成阿斯巴甜在工業中的應用受到了限制。
根據合成時中間產物的不同，內酯法又分為噁唑酮法、N-羰基酸酐法和活化酯法，其反應過程如下：
生物合成法
生物合成法制備阿斯巴甜主要是指酶法合成，通過選擇合適的Caspase-3，將已保護或未保護的L-天門冬氨酸與L-苯丙氨酸甲酯縮合在一起，酶法合成能夠控制異構體的生成只產生阿斯巴甜的α異構體，從而提高阿斯巴甜的產率，此方法最關鍵的地方是控制反應中肽鍵的形成，并能夠簡化后續分離和提純的步驟。具有此功能且適合參與阿斯巴甜合成反應的蛋白酶有嗜熱蛋白酶、木瓜蛋白酶、內肽酶、氨肽酶、阿斯巴甜水解酶和嗜熱脂肪芽胞桿菌中性蛋白酶等。
應用領域
飲料
阿斯巴甜可用于各種不同的飲料中，包括碳酸飲料、果汁、運動飲料、乳酸菌飲料、牛奶、酸奶和粉末固體飲料混合物等。碳酸飲料是阿斯巴甜應用最多的飲料，如可口可樂等汽水產品，在果汁飲料中，也可用阿斯巴甜來取代糖，一般阿斯巴甜在果汁中的用量極少，僅為0.03%~0.04%。阿斯巴甜不僅可以降低產品的熱量，預防齲齒，同時可以增強果汁的風味，有助于降低成本。阿斯巴甜對天然風味有較明顯的協同增效作用，可以賦予酸乳制品一定的甜味，使之有酸甜感以適應人們的口味，使用阿斯巴甜的酸奶在保存期間，粘度降低和汁液分泌等現象均比使用砂糖的酸奶少。此外，阿斯巴甜在茶和含酒精的飲料中也均有應用。
食品
阿斯巴甜常作為甜味劑用于食品行業，根據其熱量低、甜度高和能增強風味等特點，在各種食品行業中應用廣泛。在冰淇淋行業，由于冰淇淋屬高糖高油產品，其含熱量值高，而阿斯巴甜含熱量值極低，因此，通過使用阿斯巴甜及其它食品添加劑，可制作高纖維低卡路里冰淇淋和無糖低卡路里冰淇淋等產品。
利用阿斯巴甜高甜度和低熱量的特點，可以作為甜味劑代替部分嬰幼兒食品中的糖類，這是因為在嬰幼兒食品、奶粉、豆奶粉等產品中，為了增加其甜味一般都使用了較大量的蔗糖，而嬰幼兒攝入過多蔗糖會產生肥胖等健康隱患，不利于嬰幼兒發育。此外，阿斯巴甜還具有預防齲病的作用，因此在糖果、巧克力、蛋糕及各種甜點零食中被廣泛的應用。
阿斯巴甜還可用于咸菜的腌制。以阿斯巴甜為甜味劑腌制的咸菜可以呈現出與蔬菜原有甜味所相同的甜質，而且不會損失蔬菜原有的顏色、鮮明感、風味和新鮮感，能夠有效地發揮原料具有的味道，其制成的咸菜具有口感圓潤，質地柔軟等特點。。
藥制劑
阿斯巴甜在藥物制劑，如某些藥物泡騰片、維生素C、鈣片等產品中也有應用。阿斯巴甜在藥制劑中可以改善味道，便于病人服用。在使用阿斯巴甜后，由于它對血糖值沒有影響，糖尿病人和肥胖者也可服用，擴大了藥品的使用范圍。阿斯巴甜比較經濟，能降低藥物制劑的生產成本。此外，使用阿斯巴甜還能降低部分口服液的粘度，使液體易于過濾且成品澄清度提高，從而改變了藥品的外觀性狀。
安全事宜
健康相關
阿斯巴甜經口進入人體后，在腸道酯酶和肽酶的作用下產生3種常見的代謝產物包括天門冬氨酸、L-苯丙氨酸和甲醇。阿斯巴甜的氨基酸產物可參與正常氨基酸代謝，甲醇雖有毒性，能對人的眼睛造成傷害，但生成量甚微，通常在攝入阿斯巴甜后，血液中基本檢測不到。阿斯巴甜毒理學實驗已證明，大鼠、小鼠和犬經口急性毒性LD??＞5000mg/kg，按照急性毒性分級標準屬實際無毒物，大部分關于阿斯巴甜對動物遺傳毒性、生殖毒性、神經毒性、慢性毒性和致癌性的研究中，均未發現阿斯巴甜有相關影響。
聯合國糧食及農業組織/世衛組織食品添加劑聯合專家委員會（JointFAO/WHO Expert Committee on Food Additives，JECFA）對阿斯巴甜安全性評估為：每日允許攝入量（ADI）為0-40mg/kg。在允許攝入量內，安全可靠。但必須注意的是，因為阿斯巴甜代謝產物中含有L-苯丙氨酸，須基于苯丙酮尿癥（PKU）患者代謝苯丙氨酸的能力而控制阿斯巴甜的攝入量。標簽必須注明：“可導致苯丙酮尿癥：含有苯丙氨酸”。
但是，阿斯巴甜的安全性存在一些爭議，有部分研究報道阿斯巴甜導致嚙齒動物多個器官惡性腫瘤的發病率增加。在較低劑量的產前暴露下，嚙齒動物后代患有惡性腫瘤的風險增加。即使在接近可接受每日攝入量(ADI)的低暴露水平上，癌癥風險也會增加。根據調查，有相當數量的人經常攝入超過ADIs水平的食品成分，包括阿斯巴甜。這種超標在嬰兒和幼兒中尤其常見。故有研究者認為阿斯巴甜的ADI水平可能設置得過高，可能不能提供足夠的預防癌癥的保護，并呼吁所有國家和國際公共衛生機構重新評估阿斯巴甜的ADI水平，特別是對于孕婦和幼兒。
圍繞阿斯巴甜對健康的影響，數十年來爭議不斷。2023年5月，世界衛生組織發布一份關于非糖甜味劑的新指南，建議不要使用阿斯巴甜、安賽蜜、糖精等甜味劑來控制體重或降低非傳染性疾病風險。2023年7月，國際癌癥研究機構(IARC)、世界衛生組織(WHO)和糧食及農業組織食品添加劑聯合專家委員會(JECFA)發布了阿斯巴甜對健康影響的評估結果。IARC將阿斯巴甜歸類為可能對人類致癌(IARC 2B組)，JECFA則重申了40mg/kg體重的可接受每日攝入量。
急救措施
如果患者沒有呼吸，應根據要求使用按需閥復蘇器、面罩活瓣呼吸裝置或袖珍面罩，如有必要，進行心肺復蘇術。當進入眼睛是，可立即用水徹底沖洗受污染的眼睛。不要催吐。如果發生嘔吐，將患者向前傾斜或放置在左側（頭朝下的位置），以保持氣道暢通并防止誤吸。保持患者安靜并保持正常體溫。進行以上處理后，立即就醫。
參考資料 >
阿斯巴甜危害及風險評估結果發布.世界衛生組織.2023-12-12
這個攝入量內安全！世衛組織發布評估報告：阿斯巴甜可能致癌.中新經緯-今日頭條.2023-07-14
科普：阿斯巴甜的“致癌”爭議.新華網.2023-07-01