法尔保偶然得糖精?

甜剂随后出现

1878年6月的一天傍晚,俄罗斯出生的美籍化学家法尔保(Constantine Fahlberg,1850-1910)忙于在化学实验室进行实验,忘记了吃晚餐。一直到很晚了,他匆忙回到家中,来不及洗手,就拿起面包吃,感觉到一种说不出来的甜味。他只是想到这可能是一种甜面包,接着用水漱嘴,并用餐巾擦手,当餐巾接触到他的嘴唇时,餐巾比面包还甜。当他又举起手指曾接触过的酒杯饮酒时,酒杯正如接触餐巾时一样甜。他感到惊奇,意识到他的手指从实验室里带来一种比蔗糖更甜的物质。他放弃了晚餐,跑回实验室,处于兴奋激动中,尝遍了放在实验室桌子上的烧杯和蒸发皿中的物质。幸运的是这些物质没有使他中毒,他却找到了一种味道比蔗糖更甜的化合物。他继续研究了几个月,确定这种化合物的化学组成和特性。1879年,法尔保命名此化合物为saccharine,来自希腊文sakcharon(蔗糖),我们称之为糖精,它是一种白色结晶体,溶于热水中,比蔗糖甜400~500倍,余味微苦。

这些发现糖精的情节是根据美国1886年出版的《美国化验员》(Amer.Analyst,2,211,249(1886))杂志中刊出的法尔保本人的报告。

今天这个报告听起来有点荒谬,因为只要是在化学实验室进行过实验的学生都知道,化学实验室里的化学品是不允许进口品尝的。不过在100多年前,这对化学家来说,是不奇怪的。正是由于这些先辈们不顾自身危险从事研究,才给我们留下了宝贵的财富。

法尔保因此获得美国化学会芝加哥(Chicago)分会吉布斯奖[为纪念美国化学家、曾任科学院院长的吉布斯(Oliver Wolcott Gibbs,1822-1908)]、美国几所大学荣誉学位和英国化学工业协会金质奖章。

法尔保曾于1873年获得德国莱比锡(Leipzig)大学哲学博士学位,先后在德国、美国和英国进行研究工作,1878年进入美国约翰斯?霍普金斯(Johns Hopkins)大学跟从化学教授雷姆森(Ira Remsen,1846-1927)做博士后研究。他们***同研究邻甲苯磺胺(CH3C6H4SO2NH2)的氧化作用,从而发现邻磺酰苯酰亚胺,即糖精。糖精一般是它的钠盐,称糖精钠。

法尔保最初是在化学实验里的烧瓶中制造了几克产品,打算在美国建厂生产,但由于生产的高昂费用和原材料的高税率,迫使他在德国建厂。他制造糖精的路线首先是从煤焦油中提取甲苯,与氯磺酸(ClSO2H)在0~5℃下反应,生成邻位和对位甲苯氯磺酰(ClO2SC6H4CH3),再与氨(NH3)反应,生成邻位和对位甲苯磺胺(SO2NH2C6H4CH3),分离后获得邻位甲苯磺胺,再氧化、脱水而成糖精Bernard E.Schaar.Chance favors prepared mind,part Ⅲ,Artificial sweeteners.Chemistry,1968,41(3)。:

这个生产过程后来经过一些人改进,利用不同原料,其中一种是利用邻氨基苯甲酸(C6H4NH2CO2H)为原料。我国即以此为原料进行生产。

糖精在人们身体内不能消化吸收,只是一种矫味品,供糖尿病患者代替食糖食用。

19世纪末20世纪初,美国第26届总统斯西奥多?罗斯福(Theodore Roosevelt,1858-1919)任职期间,管理食品和药物的官员威尔莱(Harvey W.Wiley)对食用糖精十分反对。他认为这是一种煤焦油产物,完全没有食用价值,并且对人身体健康极端有害。但是西奥多?罗斯福总统接受医生的建议,食用糖精后身体一点也没有受到伤害,他说:“谁说糖精对健康有害是一个傻子。”总统还组织了一些科学家成立一个审查委员会,聘请雷姆森担任这个委员会的主席,专门对糖精进行审查试验,证明糖精是安全的。

1979年,美国有人发现用糖精喂食老鼠致癌,美国食品和药物管理署宣布暂时禁止食用糖精。但是国会迫于公***压力,通过搁置延期。糖精一直沿用至今。

除了糖精外,还有一些化学合成的甜剂,如环己烷氨基磺酸钠(C6H11NHSO3Na)。这一发现和糖精的发现一样地偶然。1937年美国伊利诺伊(Illinois)大学化学系学生斯弗达(Michael Sveda)在化学教授奥德里兹(L.F.Audrieth)指导下研究一种类似磺胺药物(19)的化合物的性质。1937年11月的一天,斯弗达在化学实验室里工作时将点燃的卷烟放置在实验桌上,重新拿起吸烟时感觉到一种甜味,于是他遍尝实验桌上每一化合物,发现一个结晶皿中的化合物具有甜味,这就是环己烷氨基磺酸钠。

这个叙述看来又是荒谬的,不仅用口品尝实验室里的化学品,而且在实验室吸烟。这在今天是禁止的。

奥德里兹和斯弗达先后向美国两家化学公司出售专利投产,均遭拒绝,因为它的甜度只有蔗糖的30倍。到1942年,美国杜邦公司检验了它的性能,发现这种化合物在高温下比糖精更稳定,不像糖精那样有剩余苦味,而且甜味更接近蔗糖。经过食品和药物管理署批准,制成它的钙盐投入生产,以苏卡里尔(sucaryl)商标名称在市场上出售。

1969年环己烷氨基磺酸钠因喂食老鼠试验产生膀胱癌而被禁用,后来一系列试验结果又予以否定。但是环己烷氨基磺酸钠在美国仍被禁用。这也许是多数人对煤焦油产品作为食用物质的恐惧心理。

还有一种甜剂,是德国化学家贝林勒布劳(Joseph Berlinerblau)发现的。他当时在德国柏林大学研究有机合成。他研究氰化氯(ClCN)与各种芳香族胺的化学反应。他在研究氰化氯与对乙氧基苯胺(C2H5OC6H4NH2)反应过程中,用水处理中间产物时,又是意外地分离出一种新化合物——对乙氧基苯脲(C2H5OC6H4NHCONH2),具有甜味,在1884年发表文章报道这一新化合物的发现,几年后获得专利。

对乙氧基苯脲是一种有光泽的针状结晶体或粉末,甜度大约是蔗糖的200倍,没有糖精那样留后的苦味。它在对动物的喂食试验后,说法不一,有些人认为在正常食用下是安全的,另一些人则证明它是有毒的。主要的意见是作为食品或药物利大于害。大约在1893年间投放市场,商品名dulcin,原意是甜,我们称之为甘素、甜精。

但是今天它还是在许多国家禁止使用了,说它是致癌化合物。

化学家们还找到一种天然的甜剂——甜叶菊,它是一种多年生草本植物,原产南美洲巴西、巴拉圭和阿根廷,我国引种试种成功,它的叶含有比蔗糖甜300倍的甜味物质(甜菊苷),是良好的天然甜味剂,用于食品工业或供糖尿病患者食用。