舔出來的發明——甜味劑

周杰倫愛喝奶茶,幾乎路人皆知。前不久,他終於告訴大家為什麼:要將自己喝胖,不然怕歌迷認不出自己。這當然是玩笑話。但是奶茶好喝很大一部分原因是因為甜,而糖吃多了,會發胖。甜,我所欲也,瘦,亦我所欲也,世間安得雙全法呢?

——其實還是有的,甜味劑便結合了魚與熊掌, 甜度高又低熱。

舔出來的發明——甜味劑

糖(圖片來源:cup.com)

意外發現

時光倒退回1878年,一個叫做康斯坦丁·法勒伯格(Constantin Fahlberg)的人,到約翰·霍普金斯大學應聘,結識了實驗室負責人,雷姆森(Ira Remsen)。

舔出來的發明——甜味劑

約翰·霍普金斯大學(圖片來源:wikipedia.org)

那一年,法勒伯格28歲,雷姆森32歲。他們年齡相仿、專業相近,都曾就讀於德國大學,很快便成為了朋友。硬要說有什麼不同的話,法勒伯格一直對糖十分感興趣,做了大量相關研究,而雷姆森,更在意純粹的化學,無意涉足套用領域。

在雷姆森的領導下,法勒伯格開始研究煤焦油的提取物

那是6月的一天,法勒伯格照舊工作到很晚。他拖著疲憊之軀,返回家中,讓管家為自己準備飯菜。

科學家的生活大抵是清貧的,所謂飯菜,飯多而菜少。但是當把麵包放進嘴裡的時候,法勒伯格意外地發現,“今天的麵包特別甜”。

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法勒伯格(圖片來源:chemistryviews.org)

按照常理推論,“特別甜”自然是因為糖放多了,於是,法勒伯格叫來管家詢問。詢問很快變成了爭論,而在爭論中,法勒伯格發現,自己根本不是管家的對手。不過,這也讓他相信,不是管家的錯——她沒有額外放糖。

那么,甜味是哪裡來的呢?

通力合作

法勒伯格用水沖洗自己的嘴,接著用餐巾紙擦拭自己的鬍子,驚訝地發現,連餐巾紙都變甜了。他決定喝杯水穩一穩心神,然而,“屋漏偏逢連夜雨”,連水也出了問題:本該沒有味道的水,嘗起來竟像是糖漿。

法勒伯格怔怔地看著水杯,回憶自己喝水的動作。他先是端起水杯,然後把水杯貼近嘴唇——會不會是自己的手指出問題了?

幾乎是下意識地,法勒伯格嘗了一下自己的手指。

“甜!”

興之所至,他又嘗了另一隻手、乃至雙臂,愕然發現,自己變甜了。

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糖精的發現(圖片來源:aldizkaria.elhuyar.eus)

法勒伯格的生活,基本是兩點一線,從家到實驗室,再從實驗室到家。“自己變甜了”的唯一解釋是,不小心在實驗室內接觸到了某種甜味物質。

興奮之餘,他顧不上吃飯,連夜跑回實驗室,抓起實驗台上的器皿就開始舔。也是命運眷顧,煤焦油的提取物中,沒有什麼具有腐蝕性或者劇毒的物質。嘗了一圈之後,他發現了一種甜度極高的溶液。

隨後幾年裡,法勒伯格與雷姆森改變方向,開始研究這種溶液,終於找到了甜味的來源——鄰苯甲醯磺醯亞胺。法勒伯格是發現者自然擁有命名權,於是,他將拉丁文saccharum(糖)稍作變化,給了它一個響亮的名字——saccharin,即我們熟知的糖精。

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糖精(圖片來源:pubchem)

分道揚鑣

故事倘若到此結束,自然是科學史上的一段佳話。法勒伯格的細心,拉開了糖精發現的序幕;而雷姆森是慷慨的,他毫不藏私,耐心指導法勒伯格,甚至在一篇論文中,放棄了共同作者身份。即使在今天,這樣的事也並不多見。

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雷姆森(圖片來源:chemistryviews.org)

可惜,成功放大了二人之間原本不多的分歧,如前所說,雷姆森在意化學,法勒伯格在意實用。1880年,法勒伯格離開雷姆森的實驗室,開始研究推廣糖精的辦法。

當時的學者們,面臨著兩個問題。對於農學家來說,甘蔗的單位產量存在一個上限。18世紀,英國人均糖消費是每年2公斤,收支還算平衡;到了19世紀,便達到8公斤,19世紀末,已經超過40公斤。照此下去,哪怕所有農田都改種甘蔗,也有不夠吃的一天。而醫生們,則不厭其煩地告訴患者,少吃一點糖,那或許是糖尿病的罪魁禍首。

為了能同時解決這兩個問題,法勒伯格一方面找到自己的叔叔,商討投資、建廠等方面的問題;另一方面,沒有停止實驗。他獨立進行了大量研究,最佳化糖精的合成路線、探查糖精的代謝曲線——他找來一些小動物,餵它們服用糖精,接著,收集尿液,分析尿液的成分。結果顯示,糖精幾乎不會被機體吸收,吃多少、排多少。

一種甜度高、吸收率低(不會影響代謝、引起糖尿病)的物質,擁有著廣闊的商業前景。大約是因為“錢途”誘人,法勒伯格幹了一件非常不地道的事:他撇下雷姆森,以自己的名義,在德國、法國、美國申請糖精專利。

雷姆森對此既震驚又憤怒。他不在意利益,相信法勒伯格也知道這一點,然而,法勒伯格卻毫不猶豫地將發現糖精的功勞據為己有。“法勒伯格是個無賴,不要把我的名字和他的名字放在一起,那會令我作嘔。”一直到很多年後,雷姆森都沒辦法釋懷。

商業帝國

無論如何,法勒伯格的工廠還是建立了。

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法勒伯格的工廠(圖片來源:chemistryviews.org)

深諳商業運作的法勒伯格,先是在國際博覽會上,向大眾展示易於保存、甜度極高的糖精,接著,走起了上層路線。當時,糖尿病已經被人們熟知。糖尿病以二型居多,而二型糖尿病屬於“富貴病”。美國總統羅斯福便收到了“糖禁令”,他的醫生警告他,為了健康著想,最好嚴格限制糖類的攝入。

還有什麼比幾乎不會被吸收的糖精,更適合這些達官貴人的呢?

短短几年內,法勒伯格便不得不擴建工廠,以便擴大生產,滿足人民民眾對糖精的喜愛。第一次世界大戰開始後,糖作為重要的戰略物資受到管制;糖精的狂潮更是席捲世界。

舔出來的發明——甜味劑

德國的糖精年消費量(圖片來源:chemistryviews.org)

錢賺得多了,敵人也多起來。糖精的合成,不算特別難,國內的同行們,很快想到了繞過專利的方法;法國等政府,則更加乾脆,禁止銷售糖精,工業或醫學用途除外。

甘蔗和甜菜,都需要種、需要管理、按期收割;糖精卻可以工業化合成,基本被德國人壟斷,甜度又偏偏是蔗糖的幾百倍。各國政府擔心,一旦允許糖精自由貿易,將會對自家的種植業和製糖業造成毀滅性打擊。

人民民眾需要糖精,醫生們需要糖精,大洋彼岸的一家飲料公司,可口可樂,更是需要甜味劑,多多益善。在這樣的情況下,一家名為“孟山都”的公司乾脆冒險繞開專利,直接生產糖精。

後話

上個世紀70年代,有學者發現,用糖精餵養小鼠,可以誘發膀胱癌。幸而,進一步研究顯示,這種變化跟小鼠的代謝有關,是小鼠獨有的。截至目前,主流意見是,糖精對人體無害。

一百多年,彈指一瞬。如今,糖尿病早已不是達官貴人的專享,新的甜味劑層出不窮,人們已經不怎么直接購買甜味劑了,但它們無處不在,麵包里有,飲料里有,小零食里也有。

唯一不變的,大約是甜味物質的地位。它們仍然是實驗室內的常客,仍然隱蔽而深遠地影響整個世界。

【參考文獻】

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[8]Constantin Fahlberg - Discovery of Saccharin[EB/OL]. [2019-01-27]. https://www.todayinsci.com/F/Fahlberg_Constantin/FahlbergConstantin-Saccharin.htm.

作者:趙言昌  

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