砂糖代替品

アロースは糖類に属する甘味料で、化学構造は果糖に似ています。イチジク、メープルシロップ、一部の果物に天然に存在します。他の糖類と同じファミリーに属しますが、体内では糖として代謝されることはほとんどありません。^{[ 6 ]} FDAはアロースが砂糖のように作用しないことを認識しており、2019年以降、米国の栄養表示ラベルに砂糖と一緒に記載することを義務付けなくなりました。^{[ 7 ]}アロースは砂糖の約70%の甘さであるため、砂糖の代替品を作るために高甘味度甘味料と組み合わせられることがあります。^{[ 8 ]}

アセスルファムカリウム（Ace-K）は、ショ糖（一般的な砂糖）の200倍の甘さで、アスパルテームと同じくらいの甘さ、サッカリンの約3分の2の甘さ、スクラロースの3分の1の甘さです。^{[ 9 ]}サッカリンと同様に、特に高濃度ではわずかに苦味のある後味があります。クラフトフーズは、アセスルファムの後味を隠すためにフェルラ酸ナトリウムを使用する特許を取得しています。 ^{[ 10 ]}アセスルファムカリウムは、他の甘味料（通常はアスパルテームまたはスクラロース）とブレンドされることが多く、ショ糖のような味になり、それぞれの甘味料が互いの後味を覆い隠し、ブレンドが個々の成分よりも甘くなる相乗効果も発揮します。

アスパルテームとは異なり、アセスルファムカリウムは、中程度の酸性またはアルカリ性条件下でも熱に対して安定しているため、ベーキングや長期保存が必要な製品に食品添加物として使用できます^{[ 11 ]}。炭酸飲料では、アスパルテームやスクラロースなどの他の甘味料と併用されることがほとんどです。また、プロテインシェイクや医薬品、特にチュアブル錠や液剤の甘味料としても使用され、有効成分の味を良くすることができます。

アスパルテームは、1965 年にGD Searle社のJames M. Schlatterによって発見されました^{[ 12 ]}。彼は抗潰瘍薬の研究をしていた際に、誤って手にアスパルテームをこぼしてしまいました。指を舐めてみると、甘い味がすることに気づきました。Torunn Atteraas Garin は、人工甘味料としてのアスパルテームの開発を監督しました。アスパルテームは、アスパラギン酸とフェニルアラニンという 2 つのアミノ酸から誘導される、無臭の白い結晶性粉末です。砂糖の約 180 ～ 200 倍の甘さがあり^{[ 13 ] [ 14 ]} 、卓上甘味料として、または冷凍デザート、ゼラチン、飲料、チューインガムに使用できます。アスパルテームは、加熱調理したり高温で保存したりすると、構成アミノ酸に分解されます。そのため、アスパルテームはベーキング用甘味料としては好ましくありません。清涼飲料水などのやや酸性の条件下では、より安定しています。アスパルテームはサッカリンのような苦味のある後味はありませんが、砂糖と全く同じ味ではありません。摂取すると、体内で元のアミノ酸に代謝されます。非常に強い甘味を持つため、食品を甘くするのに必要な量は比較的少なく、そのため製品のカロリーを減らすのに役立ちます。

アスパルテームの安全性は、発見以来、動物実験、臨床および疫学研究、市販後調査を含む研究によって広範囲に研究されており、^{[ 15 ]}アスパルテームは厳密に検査された食品成分です。^{[ 16 ]}アスパルテームの安全性に対する主張はありますが、^{[ 17 ]}複数の権威あるレビューでは、食品製造で使用される一般的なレベルでの摂取は安全であると結論付けられています。^{[ 15 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]}アスパルテームは、英国食品基準庁、^{[ 13 ]}欧州食品安全機関（ EFSA ）^{[ 14 ]}およびカナダ保健省^{[ 20 ]}を含む、各国の 100 を超える規制機関によってヒトの摂取に対して安全であるとみなされています。^{[ 19 ]}

米国では、食品医薬品局が1969年にシクラミン酸塩の販売を禁止した。これは、ラットを用いた実験で、シクラミン酸塩とサッカリンを10:1の比率で混合したもの（人間が1日にダイエットソーダを550缶摂取する量に相当）を投与したところ、膀胱がんが発生したためである。^{[ 21 ]}しかし、この情報は発がん性を示す「弱い」証拠とみなされており、^{[ 22 ]}シクラミン酸塩はカナダ、欧州連合、ロシアなど世界の多くの地域で依然として広く使用されている。^{[ 23 ] [ 24 ]}

羅漢果（一般的には羅漢果とも呼ばれる）から抽出されるモグロシドは、ヒトの摂取に対して安全であると認められており、世界中で市販製品に使用されています。 ^{[ 25 ] [ 26 ]} 2017年現在、欧州連合では甘味料として許可されていませんが、^{[ 27 ]}甘味料として機能しない濃度であれば香料として許可されています。^{[ 26 ]} 2017年、中国企業が欧州食品安全機関にモグロシド製品の科学的レビューを要請しました。^{[ 28 ]}これは、米国におけるMcNeil Nutritionalsの卓上甘味料NectresseとオーストラリアにおけるNorbu Sweetenerのベースとなっています。 ^{[ 29 ]}

鉛糖（鉛の毒性が知られる以前の古代から中世にかけて甘味料として使用されていた）を除けば、サッカリンは最初の人工甘味料であり、1879年にレムセンとファールベルクによって初めて合成されました^{[ 30 ]}。その甘味は偶然発見されました。トルエン誘導体を用いた実験で生成されたものです。無水フタル酸からサッカリンを製造するプロセスは1950年に開発され、現在では、このプロセスと、サッカリンが最初に発見されたプロセスの両方で製造されています。サッカリンはショ糖の300～500倍の甘さがあり、歯磨き粉、ダイエット食品、ダイエット飲料の味を改善するためによく使用されます。サッカリンの苦味は、他の甘味料とブレンドすることで軽減されることがよくあります。

1960年の研究で、高濃度のサッカリンが実験用ラットの膀胱がんを引き起こす可能性があることが示されたことで、サッカリンに対する懸念が高まった^{[ 31 ]}。1977年、カナダは動物実験の結果を受けてサッカリンを禁止した^{[ 32 ]}。米国では、FDAが1977年にサッカリンの禁止を検討したが、議会が介入し、そのような禁止を一時停止した。一時停止措置では、警告表示が義務付けられ、サッカリンの安全性に関するさらなる研究も義務付けられた。

その後、サッカリンがヒトには見られないメカニズムで雄ラットに癌を引き起こすことが発見されました。高用量のサッカリンはラットの尿中に沈殿物を形成します。この沈殿物は膀胱の内壁細胞を損傷し（膀胱尿路上皮細胞毒性）、細胞が再生する際に腫瘍が形成されます（再生性過形成）。世界保健機関の一部である国際がん研究機関によると、「尿の組成に種間差があるため、このメカニズムはヒトには当てはまりません」。^{[ 33 ]}

2001年、米国は警告表示義務を撤廃したが、FDAによる禁止措置の脅威は1991年には既に解除されていた。他の多くの国もサッカリンの使用を許可しているが、使用量を制限しており、中には完全に禁止している国もある。

米国環境保護庁（EPA）は、サッカリンとその塩類を有害成分および市販化学製品のリストから削除しました。EPAは2010年12月14日の発表で、サッカリンはもはや人体への潜在的な危険物質とはみなされないと述べています。

ステビアは、ステビア・レバウディアナ植物から抽出される天然の非カロリー甘味料で、甘味料として製造されています。^{[ 34 ]}南米原産で、歴史的に日本の食品に使用されてきましたが、現在では国際的にも広く使用されています。^{[ 34 ]} 1987年、FDAはステビアが食品添加物として承認されていないことを理由に、ステビアを禁止しましたが、栄養補助食品としては引き続き入手可能でした。^{[ 35 ]}カーギルやコカ・コーラなどの企業から、製造された甘味料としてステビアを使用することの安全性を証明する十分な科学的データが提供された後、FDAは2008年12月に、精製ステビア抽出物をレバウジオシドAとエリスリトールの混合物として使用するカーギルのステビア製品「トゥルビア」に対して、一般的に安全と認められる（GRAS）として「異議なし」のステータスを与えました。^{[ 36 ] [ 37 ] [ 38 ]}オーストラリアでは、Vitariumというブランドが、無糖の子供用ミルクミックスのシリーズにステビア甘味料であるNatviaを使用している。^{[ 39 ]}

2019年8月、FDAは、安全性と毒性の可能性に関する懸念を理由に、GRASステータスを持たないステビアの葉と粗抽出物、およびそれらを含む食品または栄養補助食品に対して輸入警告を発令した。^{[ 40 ]}

世界で最も一般的に使用されている人工甘味料で^{あるスクラロースは}、砂糖の約600倍の甘さを持つ塩素化糖です。スクロースの3つのヒドロキシル基を3つの塩素原子で置換することによって生成されます。飲料、冷凍デザート、チューインガム、焼き菓子、その他の食品に使用されています。他の人工甘味料とは異なり、加熱しても安定しているため、焼き菓子や揚げ物にも使用できます。1976年に発見され、FDAは1998年にスクラロースの使用を承認しました。^{[ 41 ]}

スクラロース甘味料であるスプレンダをめぐる論争のほとんどは、安全性ではなくマーケティングに焦点が当てられています。スプレンダは「スプレンダは砂糖から作られているので、砂糖のような味がします」というスローガンで販売されています。スクラロースは、ショ糖またはラフィノースの2種類の糖のいずれかから作られます。どちらのベース糖でも、加工によって糖分子内の3つの酸素水素基が3つの塩素原子に置き換えられます。^{[ 42 ]} 「スプレンダの真実」ウェブサイトは、米国の砂糖大根とサトウキビ農家を代表する団体である砂糖協会 によって2005年に作成され、 ^{[ 43 ]}スクラロースに関する協会の見解を提供しています。2004年12月、砂糖協会は、スプレンダの製造元であるメリサントとマクニール・ニュートリショナルズに対し、「砂糖から作られているので、砂糖のような味がします」というスローガンに関連するスプレンダの主張について、5件の虚偽広告の申し立てを行いました。フランスの裁判所は、このスローガンをフランス国内で使用しないよう命じたが、米国では、裁判中に非公開の和解が成立した。^{[ 42 ]}

スクラロースに関する安全性の懸念はほとんどなく^{[ 44 ]} 、スクラロースの代謝方法から毒性のリスクが低いことが示唆されます。たとえば、スクラロースは脂肪に非常に溶けにくく、脂肪組織に蓄積しません。また、スクラロースは分解されず、通常の消化では見られない条件（つまり、粉末状の分子に高温を加えること）でのみ脱塩素化されます^{[ 45 ]} 。スクラロースの約15%だけが体内に吸収され、ほとんどは変化せずに体外に排出されます^{[ 45 ] 。}

2017年、スクラロースは食品や飲料の製造に最も一般的に使用される砂糖代替品であり、世界市場の30%を占め、2021年までに28億ドルの価値があると予測されていました。^{[ 23 ]}

糖アルコール、またはポリオールは、食品や飲料、特に無糖キャンディー、クッキー、チューインガムの製造に使用される甘味料および増量剤です。^{[ 46 ] [ 47 ]}砂糖の代替品として、通常、砂糖よりも甘みが少なく、カロリーも少なく（約半分から3分の1少ない）、グルコースへの変換が遅く、血糖値の急激な上昇を引き起こしません。^{[ 46 ] [ 47 ] [ 48 ]}

ソルビトール、キシリトール、マンニトール、エリスリトール、ラクチトールは糖アルコールの例です。^{[ 47 ]}これらは一般的にスクロースよりも甘味は低いですが、同様の嵩特性を持ち、幅広い食品に使用できます。^{[ 47 ]}製造中に高甘味度甘味料と混合することで甘味プロファイルが変化する場合があります。

糖アルコールは、エタノールを含まないものの、生化学的構造が糖とアルコールの構造に部分的に一致する炭水化物です。^{[ 47 ] [ 49 ]}人体では完全に代謝されません。^{[ 49 ]}吸収されなかった糖アルコールは、十分な量を摂取すると浸透圧効果により腹部膨満感や下痢を引き起こす可能性があります。^{[ 50 ]}糖アルコールは、一部の果物や野菜に少量含まれており、さまざまな炭水化物やデンプンから商業的に製造されています。^{[ 47 ] [ 49 ] [ 51 ]}

砂糖の代わりに人工甘味料が使われる理由はいくつかありますが、例えば以下のようなものがあります。

米国では、FDA が製造業者と消費者に高甘味度甘味料の 1 日摂取量の上限に関するガイダンスを提供しており、これは許容 1 日摂取量(ADI) と呼ばれる指標です。^{[ 5 ]} FDA は、食品添加物として承認されたすべての高甘味度甘味料の市販前審査中に、 1 日あたりの体重1キログラムあたりのミリグラム (mg/kg bw/d) で定義される ADI を設定しました。これは、推定 1 日摂取量が ADI より低い場合、高甘味度甘味料は安全上の懸念を引き起こさないことを示しています。 ^{[ 58 ]} FDA は、「ADI とは、人が生涯を通じて毎日摂取しても安全と考えられる物質の量です」と述べています。ステビア (特にステビオール配糖体) については、FDA ではなく、国連食糧農業機関/世界保健機関合同食品添加物専門家委員会によって ADI が導き出されましたが、羅漢果については ADI は決定されていません。^{[ 58 ]}

食品添加物として承認されている甘味料の1日あたりの体重1キログラムあたりのミリグラムのADIは次のとおりです。^{[ 58 ]}

• アセスルファムカリウム、ADI 15
• アドバンテーム、ADI 32.8
• アスパルテーム、1日摂取量50mg
• ネオテーム、ADI 0.3
• サッカリン、ADI 15
• スクラロース、ADI 5
• ステビア（純粋抽出ステビオール配糖体）、ADI 4
• 羅漢果エキス、ADIは決定されていません^{[ 58 ]}

代替されるショ糖やその他の糖類が製品の食感に影響を与えている場合、増量剤が必要となることがよくあります。これは、 「ダイエット」や「ライト」と表示された清涼飲料水や甘い紅茶に人工甘味料が含まれている場合によく見られ、これらの飲料は口当たりが著しく異なります。また、食感を満足のいくものにするために、マルトデキストリンと高甘味度甘味料を混合した砂糖代替品にも見られます。

甘味度とエネルギー密度は、ショ糖と比較したものである。

レビューや栄養士は、砂糖の安全な代替品として非栄養甘味料を適度に使用すると、エネルギー摂取量を制限し、血糖値と体重の管理に役立つ可能性があると結論付けています。^{[ 60 ] [ 61 ] [ 62 ]}他のレビューでは、体重と非栄養甘味料の使用との関連性は結論が出ていないことがわかりました。^{[ 55 ] [ 63 ] [ 64 ]}観察研究では体重増加との関連性が示される傾向がありますが、ランダム化比較試験では、わずかな因果関係による体重減少が示されています。^{[ 55 ] [ 63 ] [ 64 ]}他のレビューでは、砂糖の代わりに非栄養甘味料を使用すると体重が減少すると結論付けています。^{[ 60 ] [ 61 ]}

人工甘味料が肥満の発症やメカニズムに直接影響を与えるという証拠はほとんどない^{[ 65 ] [ 66 ]。}

複数のレビューで、人工甘味料と癌のリスクとの関連性は見つかっていない。^{[ 55 ] [ 67 ] [ 68 ] [ 69 ]} FDAの科学者は、食品中のアスパルテームとさまざまな甘味料の安全性に関する科学的データをレビューし、一般的な摂取条件下では一般の人々にとって安全であると結論付けた。^{[ 70 ]}

2021年のメタ分析では、人工甘味料入り飲料の大量摂取は、全死因死亡リスクが12%高く、心血管疾患（CVD）による死亡リスクが23%高いことと関連していました。^{[ 71 ]} 2020年のメタ分析でも同様の結果が見つかり、最も多く摂取したグループでは、全死因死亡リスクが13%高く、CVDによる死亡リスクが25%高いことがわかりました。^{[ 72 ]}しかし、どちらの研究でも、砂糖入り飲料を同じ量摂取した場合、全死因死亡率が同様またはそれ以上に増加することもわかりました。