作为专注于人类食欲和肥胖的行为科学家，设计一系列甜味剂试验对我们来说似乎相当直接。计划很简单：在一系列食品中用不同类型的替代甜味剂替换添加糖，其他条件保持不变。
我们将从一种带有水果馅料的简单饼干开始，然后以此为基础进行研究。在每种情况下，我们都会测量对参与者饮食选择、新陈代谢和健康结果的影响。
我们向合作者Alain Le Bail提出了这个计划，他是一位在法国拥有30多年经验的教授兼高级食品科学家。他看起来好像我们要求他用棉花糖建造一座桥。
他说，糖不仅仅是甜的。它提供结构、质地、褐变、水分和口感。移除它不仅仅是改变饼干；它打破了使它首先成为饼干的规则。
如果连我们这些研究食欲和营养的研究人员都需要了解这些复杂性，普通消费者又有什么希望呢？
如今，甜味剂——我们将这个广泛的糖替代品和增甜剂类别统称为甜味剂——已从曾经的小众选择发展为超市货架上的常客。它们触及了关于肥胖、糖尿病、儿童营养和超加工食品的全球辩论核心。无论是政客决定糖税，医生帮助糖尿病患者管理饮食，还是父母应对产品标签，甜味剂都不可避免。
它们吸引了无数相互矛盾的头条新闻。当我们试图调和人类对健康双赢的渴望与对"人工"添加剂的深层文化不安时，甜味剂有时被描述为"有益的饮食解放者"，有时又被描述为"有害的激素干扰物"。它们很少被视为具有特定、可测量功能的成分。该领域科学证据仍然出奇地薄弱，这无济于事。
理解甜味剂能（和不能）为我们做什么，需要超越"好"或"坏"的二元思维，转向更实际的问题：它们替换了什么？在什么背景下？为谁？根据什么预期结果？
而在所有这些之外，还有甜味剂将走向何方的问题。像人工智能这样的新技术会带来变革吗？我们 ever 能制造出完美的糖替代品吗？回顾几十年，你会发现我们已经尝试了很长时间。
甜味剂简史
一个多世纪以来，甜味剂承诺提供与糖相同的味道而没有卡路里或健康风险——换句话说，是无罪恶感的愉悦。但每一次突破都伴随着反弹，留下了一连串的安全恐慌和不断变化的公众态度。
甜味剂的现代故事始于19世纪末，当时在美国巴尔的摩的约翰霍普金斯大学意外发现了糖精。糖精源自煤焦油，比糖甜300-500倍。
它很快受到糖尿病患者和后来注重卡路里的消费者的青睐。批评者质疑其味道、安全性和"不自然"的来源，但其存在感不断增长——特别是在世界大战期间的糖短缺时期。
在随后的几十年里，糖精被广泛用于减肥饮料和餐桌产品，直到安全恐慌和新型甜味剂的出现降低了其受欢迎程度。
20世纪初，其他合成化合物如 dulcin 和 P-4000 也出现了，但安全问题导致它们几年后被撤回。更突出的是1937年发现的环己基氨基磺酸钠，它在战后年代尤其在美国广受欢迎。
作为减肥辅助剂被广泛用于软饮料的环己基氨基磺酸钠，于1969年被美国食品药品监督管理局(FDA)突然禁用，原因是担心其可能导致膀胱癌。尽管证据存在争议——在一项关键研究中，大鼠每天消耗的相当于550罐无糖软饮料的剂量——但美国从未解除这一禁令，给公众对甜味剂的信任留下了持久的伤痕。
下一个转折点是1983年FDA批准阿斯巴甜用于软饮料，开启了所谓的"健怡可乐时代"。1996年，它也被批准作为通用甜味剂。
与糖精相比，阿斯巴甜尝起来更像糖：在一项早期软饮料比较研究中，用阿斯巴甜增甜的饮料在每个描述性尺度上都被发现与糖(蔗糖)在统计学上等同。而带有苦/金属余味的糖精增甜饮料则是与蔗糖差异最大的。
阿斯巴甜确实与糖有些不同，但随后成为注重体重的消费者和食品行业的首选甜味剂，尤其是在美国和英国。然而，它也受到了与替代品的负面比较。在2021年的一项加拿大研究中，52%的受访者认为阿斯巴甜比餐桌糖更不健康，而对被视为更"天然"的其他甜味剂则评价更积极。
阿斯巴甜的化学起源确实带来了一些相对较小的缺点。它含有氨基酸苯丙氨酸，这对患有罕见代谢疾病苯丙酮尿症的个体有害。因此，在包括美国和英国在内的许多司法管辖区，含阿斯巴甜的产品必须警告这一风险。
记者们还放大了关于阿斯巴甜的推测性风险，如脑癌，尽管没有有力证据。包括FDA和欧洲食品安全局(EFSA)在内的监管机构继续认为阿斯巴甜在当前允许摄入水平下是安全的。
然而，消费者怀疑持续存在——并带来商业后果。2015年，百事公司在美将健怡百事可乐重新配方为"无阿斯巴甜"。然而，该成分并未被更广泛地取代，百事公司后来因重新配方产品表现不佳而重新引入阿斯巴甜。
下一波甜味剂专注于改进感官特征和功能性。安赛蜜-K(ace-K)和三氯蔗糖在1990年代和2000年代被采用，因为它们通常更能耐受高温和储存。例如，你不能用阿斯巴甜来烘焙或制作酱汁，因为它在高温下会分解。对于保质期较长的产品（包括某些调味品、干混料和糖果）也不适用，因为它会随时间失去甜味。
然而，安赛蜜-K和三氯蔗糖通常只能在组合中使用。例如，安赛蜜-K能提升初始甜度，但有苦味余味，其他甜味剂可以帮助"中和"。
总体而言，"人工"甜味剂的采用情况各不相同。它们在英国和德国似乎更被接受，而在葡萄牙和罗马尼亚等地则较少。影响因素包括监管批准、文化偏好和健康态度。
2010年代，消费者开始青睐具有更多植物来源的天然甜味剂。首先大受欢迎的是甜菊糖，一种从南美洲甜叶菊植物叶片中提取的甜味剂。随后是来自中国南部罗汉果藤的罗汉果甜苷。
这些同样存在取舍。例如，甜菊糖有难吃的苦味或甘草味。对于各种天然甜味剂，当糖的结构性质很重要时（包括口感、褐变和保湿），又会出现挑战。
这就是为什么被称为多元醇的体积甜味剂成为重要并行添加剂的原因之一。也称为糖醇，多元醇包括赤藓糖醇、异麦芽酮糖醇、麦芽糖醇和山梨糖醇。它们通常使用玉米和小麦糖浆在工业上合成。
由于它们不像阿斯巴甜和甜菊糖那样甜，因此可以在产品中添加更大数量。用于替代糖的体积和质地，它们可以降低食品的热量含量，还可以降低蛀牙风险。
然而，过量消费可能导致肠胃不适和频繁如厕。因此，当多元醇在英国和欧盟的大多数食品产品中占比超过10%时，就需要在标签上标注泻药警告。
总体而言，英国允许约20种不同的甜味剂。但由于每种都有其优缺点，因此仍然没有简单的糖替代品。
相反，制造商混合、匹配和组合成分，以近似糖提供的甜度和结构。由此产生的产品在全球范围内产生巨大年销售额，但每次进步都面临着公众对甜味剂看法不断变化的挑战。果然，同样的循环在2020年代再次重复。
甜味剂为何再次引发争议
要理解为什么甜味剂不断循环回到争议中，有助于了解将科学证据转化为公共卫生信息和政府政策的机制。世界卫生组织(WHO)在此领域设定国际规范、标准和基于证据的政策选项。它传统上专注于游离糖，即添加到产品中的任何糖以及蜂蜜到果汁浓缩物等所有产品中的糖。
WHO一直建议成年人和儿童将游离糖控制在总热量摄入的10%以下，以降低蛀牙和超重风险，控制在5%以下以确保终身预防蛀牙。
关于甜味剂的大多数指导反而来自食品安全机构，侧重于安全性和暴露而非潜在健康益处。在英国，其指导总体上是积极的，政府于2016年启动了减糖计划。这早于更广泛的肥胖战略，是在WHO和英国营养科学咨询委员会的指导下进行的。
该糖计划积极推动行业和消费者用甜味剂替代糖。这包括2018年引入针对含糖量过高的饮料制造商的软饮料行业税("糖税")。
这导致消费者产品中甜味剂含量增加，但2023年，令该领域许多人惊讶的是，WHO直接介入了甜味剂辩论。它建议不要将甜味剂作为控制体重或降低疾病风险的策略。
该建议基于WTO的2022年系统性回顾——即对各种研究的总结。回顾发现，虽然严格的短期试验(长达一年)表明用甜味剂替代糖有轻微的减重益处，但长期观察性研究指向肥胖、2型糖尿病和心血管疾病的增加风险。
在观察性研究中，研究人员观察人们自愿消费甜味剂的情况并追踪其健康结果。正如我们将看到的，这些研究存在各种缺点，使结果可靠性降低。
得出关于特定健康状况原因结论的最强设计是随机对照试验。在此背景下，这意味着参与者被随机给予用不同类型甜味剂制成的食品以比较结果的研究。
我们将很快详细介绍，但当在这些研究中用甜味剂替代糖时，通常会看到体重和能量摄入的轻微减少。在将甜味剂与水、无物或安慰剂比较的随机试验中，通常对参与者的体重或能量摄入没有不良影响，也没有报告其他不良事件。
观察性研究的缺点有助于解释为什么WHO将其建议定为有条件——换句话说，如果证据证明其安全性和益处，各国仍可推广甜味剂。当WHO对益处和危害之间的平衡不太确定，并可能认为个案处理方法合适时，这种条件性是标准做法。
在英国，这种不确定性并未平息风波。相反，它可以说合法化了甜味剂"有争议"的感觉。
2025年，营养科学咨询委员会发布了详细回应，指出WHO对观察性研究的重视程度高于随机对照试验，并且该建议的潜在证据是混合的。尽管如此，委员会表示人们应尽量减少甜味剂的总体摄入量，年幼儿童应避免饮用含糖或甜味剂的饮料。
在国际层面，也有政策超前于证据的更近案例。含甜味剂的产品符合Nova分类标准下的"超加工食品"，这是一套约15年前由巴西研究人员开发的有争议的系统。Nova的定义被认为是有价值倾向的、模糊的，并且模糊了加工、配方和营养质量之间的区别。
这一Nova分类可能促成了美国甜味剂政策的重大转变。新的美国膳食指南指出，不应将任何添加糖或甜味剂"视为健康或营养饮食的一部分"。
总体而言，国际对话已从"用甜味剂替代糖"转向"减少饮食中的总体甜度"。原则上可行，但证据不足，政治上难以实施。
为何甜味剂研究可能令人困惑
大致上，甜味剂和健康科学包括：
- 旨在显示甜味剂如何在生物层面影响身体的机制实验；
- 旨在显示消费它们与哪些结果相关的观察性研究；
- 旨在显示在受控条件下它们是否导致任何健康状况的随机对照试验。
从机制上看，甜味剂对身体有可测量的生物效应。例如，它们激活口腔中的味觉受体。它们可能影响进食和饮水后的血糖反应，改变激素释放，改变大脑某些部分对甜味的反应，开启或关闭某些基因，并改变肠道中某些微生物的丰度。
这些发现表明甜味剂确实对身体有影响。但这并不能证明现实世界中的伤害或益处。激素、大脑活动或肠道微生物的变化并不自动意味着人们会吃得更多、体重增加或面临更高的疾病风险。因此，机制性发现最好被视为关于日常生活中可能重要的线索。
肠道微生物组是这种差距的一个很好的例子。甜味剂可能以影响人类新陈代谢的方式改变肠道微生物谱。但微生物组发现可能因所研究的甜味剂、消耗量、消费者以及饮食中其他成分而异。因此，微生物组发现可能在科学上很有趣，但仍很少说明在日常饮食中消费的甜味剂总体上是有害还是有益。
观察性研究长期跟踪大量人群，并将报告的甜味剂使用与体重增加、糖尿病、心脏病和死亡等结果联系起来。这些研究对于研究随机试验通常无法很好回答的问题至关重要，特别是罕见结果和可能需要多年才能发展的疾病。它们也有助于跟踪消费模式和生成假设。然而，它们也特别容易被误读。
一个问题在于测量的精确性。研究人员通常通过使用广泛食品类别的自我报告饮食问卷来推断人们的甜味剂摄入量，例如"减肥软饮料"。
这些很少捕捉甜味剂的类型或剂量，更不用说制造商经常改变其产品中的成分。研究人员很容易通过错误分类数据将特定甜味剂与健康结果联系起来。
更大的问题是所谓的反向因果关系。甜味剂 disproportionately 被已经试图管理体重、控制血糖或改善饮食的人使用。这通常是因为他们与饮食相关的健康问题风险已经很高或正在上升。
在这种情况下，甜味剂摄入很可能是潜在健康脆弱性和改变行为尝试的标志，而不是后来疾病的病因。研究人员可以调整统计数据以考虑这些人，但这无法完全理清人们的动机和生活方式。
最后，甜味剂处于我们所说的添加剂与替代品问题之中。研究中的比较很少是甜味剂与无物(添加剂)，而是甜味剂替代糖(替代品)。比较独特甜味剂类型或混合物的研究更是罕见。
当你改变比较时，通常会得出不同的结论，但围绕甜味剂安全性的辩论往往混淆了比较不同事物的研究发现。只有当你考虑到所有这些复杂性时，最佳人类证据才更容易解释。
需要明确的是，我们并不是说所有责任都在于政策制定者误解科学。研究的设计、分析和传播方式也可能使证据看起来更加矛盾。当将试探性的机制信号作为日常生活中伤害的证据进行讨论，或将观察性联系呈现为与随机试验具有同等权重时，误解的风险特别高。
最佳人类证据显示什么
关于甜味剂最重要的一点是，当它们替代糖时会发生什么，而不是当它们在其他饮食不变的情况下消费时。这一区别很重要，因为如果某人减少糖摄入，你可能会预期热量摄入降低，餐后血糖和胰岛素峰值变小。
这引出了两个关键科学问题。一，甜味剂是否会通过增加人们的食物摄入量或改变其食物偏好来改变人们的饮食行为？二，任何短期变化是否会转化为体重和健康的有意义的长期差异？
一些最清晰的证据来自一系列在现实饮食环境中测试甜味剂的近期随机对照试验。每项试验都涉及不同机构有时不同国家的研究团队，以其简称而闻名：Sweet Tooth、Switch 和 Sweet。
在Sweet项目中的一项试验中，超重或肥胖的成年人消费不同饮料。这些饮料用三种不同甜味剂混合物中的一种增甜，外加第四种仅用糖增甜的替代品。
三种混合物中有两种是新的植物基组合，含有甜菊糖——一种与罗汉果，一种与katemfe果(thaumatin)。第三种是常见的蔗糖素和安赛蜜-K人工组合。所有参与者都被给予其中一种或糖增甜饮料，然后食用富含碳水化合物的早餐。
实验由不同大学的多个研究团队进行。这些是交叉试验，意味着用相同参与者多次重复，每次消费不同饮料。
所有三种甜味剂混合物都导致人们在餐后产生比喝糖饮料者更少的胰岛素。含有蔗糖素/安赛蜜-K和甜菊糖/katemfe果的混合物还看到血糖升高的降低。
混合物在如何影响参与者食欲方面存在一些小差异，但这些差异并未转化为随后24小时内更高的热量摄入。换句话说，对血糖和胰岛素的益处并没有诱导参与者吃更多来弥补。胃肠道症状也大多轻微。
在固体食品中用甜味剂替代糖更难，因为糖提供了前述的额外结构益处。我们必须克服这些问题，才能在Sweet项目的我们的研究中测试饼干中甜味剂的效果——这是文章开头提到的。
我们测试了三种方式制作的带水果馅料饼干：含糖、甜菊糖或一种称为新甜素的人工甜味剂，类似于阿斯巴甜。我们检查了参与者在食用后几小时以及连续两周每日消费后的受影响情况。同样，这是一项交叉试验。
食用含甜味剂饼干的参与者再次看到餐后血糖和胰岛素峰值降低——一次食用后和两周测试后都是如此。参与者的饥饿水平和食欲相关激素也没有明显差异。这是对甜味剂在固体食品中增加人们饥饿感或扰乱其食欲激素的说法的更直接测试之一。
这些结果令人放心，但真正的政策问题是几个月后会发生什么。Sweet项目也涵盖了这一点，在一项针对超重或肥胖成年人的12个月随机对照试验中。涉及多个研究团队，该试验旨在更密切地反映人们在日常生活中如何使用甜味剂。
参与者首先必须完成两个月的低热量饮食，减掉至少5%的体重（平均每人减掉约10公斤或22磅）。然后他们必须食用健康饮食十个月，其中来自糖的热量不超过10%。
一组必须通过用含甜味剂的产品替代高糖食品和饮料来满足10%的要求，而另一组必须通过避免糖和甜味剂来实现。
一年结束时，两组都保持了大部分减掉的体重。但食用甜味剂的组体重反弹较少——平均约1.6公斤——而另一组反弹约3.5公斤。换句话说，在更健康的低糖饮食中，甜味剂可能帮助人们保持体重。
试验确实检测到两组肠道微生物组的差异，甜味剂组显示出相对更多的与短链脂肪酸生产和甲烷生产相关的微生物。这些可能导致腹胀或便秘。但没有迹象表明甜味剂使用恶化了与糖尿病或心脏病风险相关的指标（也称为心脏代谢指标）。
甜味剂在体重维持方面的差异可能如何解释？一种可能的解释是，避免糖和甜味剂的组发现饮食更难维持。减少糖和甜味食品可能增加了对甜味食品的吸引力，使长期维持低糖、低热量饮食模式更加困难。
研究中收集的心理数据支持这一解释，数据显示无甜味剂组的饮食满意度较低，对甜食的渴望更多，而甜味剂组则没有可比变化。
来自体重管理计划的证据指向相同的大致方向。利物浦大学Switch研究中的一项为期一年的随机试验比较了含添加甜味剂的饮料与仅喝水。这是在帮助人们改变与饮食、运动和生活方式相关习惯以减重并保持的结构化计划中进行的。两组都减重并保持了临床上有意义的减少。
饮用含甜味剂饮料的组比水组减重略多，尽管差异很小。关键要点是，在结构化计划中，减肥软饮料与仅喝水相比，与较差的体重控制无关。这与常见说法相悖，即这些饮料会引发甜食渴望、重新激发人们的食欲并导致体重反弹。
最后，Sweet Tooth项目最近进行了一项随机试验，有助于解决另一个流行的说法，即接触甜味会增加人们对甜味的偏好并导致暴饮暴食。
六个月中，参与者要么接受低、中或高暴露于甜味食品和饮料。在所有情况下，甜味都来自糖、甜味剂、水果和乳制品。
到研究结束时，各组在对甜味的喜爱程度或选择甜食的程度上没有差异。对他们的热量摄入、体重或心脏代谢指标也没有影响。在随后的月份中，参与者逐渐回到研究前对甜味的偏好。
这削弱了仅仅通过从饮食中去除甜味来"训练味蕾"是长期降低热量摄入或改善体重控制的可靠途径的想法。
这些试验提供了一些现有最强的人类证据，表明科学比公众辩论所暗示的更加一致。在受控环境中，用批准的甜味剂替代糖往往会降低餐后血糖和胰岛素峰值，不会增加食欲或能量摄入，并且可以作为更健康、低糖饮食的一部分支持体重管理。
效果并不显著，甜味剂并不是解决肥胖的独立方案。总体饮食模式、食物选择和热量密度仍然占主导地位。但高质量的人类试验证实，当用作糖的替代品时，甜味剂不会导致体重增加或造成代谢伤害。
读者可能想到的一个注意事项是阿斯巴甜，它被国际癌症研究机构分类为"可能对人类致癌"。然而，它是基于有限证据，主要是关于肝癌，并且是危害分类，指物质原则上造成伤害的潜力。它并不是发现正常消费在日常生活中已被证明会导致癌症。
联合国粮农组织/世卫组织食品添加剂联合专家委员会得出结论，人类证据不具说服力，并保持可接受日摄入量不变。FDA表示该分类并不意味着阿斯巴甜在当前允许使用水平下实际上与癌症相关。
未来
下一阶段是深化我们已经了解的知识。当人们多年使用甜味剂时，它是否有助于维持较低的糖摄入量，还是人们只是转移偏好和购买模式？当研究检测到肠道微生物组变化时，这对代谢健康有任何实际意义吗？
我们需要在那些塑造政策的人最关心的一些群体中获得更好的证据：儿童、糖尿病患者以及心脏病和糖尿病风险最高的人。不是因为当前试验表明明确伤害，而是因为公共卫生指导应基于反映现实生活数据。
科学还需要回答一些面向消费者的实际问题。例如，我们仍然不够了解哪些甜味剂或甜味剂混合物在哪些产品中效果最好；在不使食品和饮料变得不可接受的情况下可以去除多少糖；以及答案是否因儿童、成人、糖尿病患者或经常消费甜味剂的人而异。
另一个前沿是试图更接近糖本身。首先在热带水果中发现的甜蛋白如brazzein和monellin因其能以极小量提供强烈甜味而受到关注。FDA最近为两者作为食品成分发布了"无问题"信函，意味着它们可以在商业食品中合法使用。
如tagatose和allulose等稀有糖也很有趣。它们的甜度不那么高，但在味道和功能性上更接近糖。
但这并不意味着完美的替代品已经到来。甜蛋白可以提供甜味，但不能提供糖的体积、褐变或保湿。稀有糖的行为可能更像糖，但其表现仍然是产品特定的，制造仍然是挑战——它们在自然界中并不丰富，必须通过复杂工艺生产。所有这些最好被视为有希望的进展，而非单一的决定性替代品。
人工智能可能有所帮助，尽管也不是魔杖。研究人员现在正在使用机器学习工具来预测候选分子在食品中测试前的甜度、苦味、安全性和其他特性。
这可以加速寻找更好的甜味剂，也许更重要的是，为特定产品寻找更好的混合物。未来可能不在于一种神奇成分，而在于更智能的组合：甜蛋白用于强度，稀有糖用于体积和口感，以及改进的配方使它们更接近真实。
我们 ever 能既拥有蛋糕又能吃它吗？可能不是字面意义上用单一替代品重现糖的化学性质。糖是甜味加结构，没有一种成分能同时做到这两点。但证据越来越多地表明，我们可以在饮食中保持甜味（及其带来的愉悦），同时减少糖摄入量。换句话说，我们可能得不到相同的蛋糕，但仍然可以享受一种对身体负担更小的版本。
【全文结束】
