解碼糖的成癮性

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是否思考過為什麼大家都愛吃糖呢？

是因為糖能為我們帶來能量嗎？

還是只因為糖很甜，大家都愛甜味而已嗎？

耶魯大學的團隊，透過偵測大鼠大腦的基底節（basal ganglia)的紋狀體區（striatal areas）的多巴胺（dopamine）分泌後發現，紋狀體區的背側（dorsal striatal sector，DS）負責對糖的能量進行反應，而紋狀體區的腹側（ventral striatal sector，VS）則負責對糖的甜味進行反應。

當以葡萄糖餵食大鼠時，大鼠的紋狀體背區與紋狀體腹區都分泌多巴胺；而以人工甘味（蔗糖素，sucralose，為所有人工甘味中口味最接近天然糖的）餵食大鼠時，大鼠只有紋狀體腹區分泌多巴胺。而當研究團隊以苦味劑苯甲地那銨（denatonium benzoate，全世界最苦的化合物，即使只有10 ppm 時也可以感覺到苦味）遮蓋了糖的甜味時，大鼠只有紋狀體背區分泌多巴胺。

苯甲地那銨。圖片來源：wiki

大鼠究竟愛能量還是甜味多呢？研究團隊讓大鼠在只有人工甘味的溶液與加了苦味劑的糖，發現大鼠寧可吃加了苦味劑的糖！這個現象在飢餓的大鼠上尤其明顯。

當然，獲取能量是生存所需，所以要選擇時，當然能量優先囉～不過，研究團隊想更進一步了解，究竟這個行為是否真的與神經有關嗎？

由於多巴胺分泌會使得D1r神經元興奮程度上升，研究團隊將大鼠的紋狀體腹區或背區的D1r神經元去除，再觀察這些大鼠的飲食行為。

結果發現，在面對美味但不營養或營養但不美味的選擇時，紋狀體背區去除的大鼠會選擇美味；而控制組以及紋狀體腹區去除的大鼠，則都選擇了營養。

類似的反應也在果蠅裡觀察到，顯示能量的獲取是所有生物的頭號重點。

由於碳水化合物是生物能量獲取的第一順位，因此我們在演化的長河裡學會了喜愛甜味。只是沒想到在我們的腦中，還是將對於糖的能量與甜味進行反應的腦區給分開了。

看到這裡，大家是否好奇，為何我們的腦要把甜味與能量分開反應呢？難道天然的糖也有徒具甜味但沒有能量的？

是的！我們平常攝食的糖是D構形（D-form），它的鏡像異構物L構形（L-form）雖有甜味，但它是不會產生能量的；而由甜菊（Stevia rebaudiana）所產生的甜菊糖苷（steviol），也是徒具美味但不產生能量的天然化合物喔！當研究團隊餵食大鼠L構形的葡萄糖時，大鼠的紋狀體只有腹區分泌多巴胺，背區就不會分泌呢！

（本文版權為台大科教中心所有，其他單位需經同意始可轉載）

參考文獻：

Tellez L.A. et. al., 2016. Separate circuitries encode the hedonic and nutritional values of sugar. Nature Neuroscience.

sapa（薩帕）：古羅馬人的糖

在「伊莉莎白女王的黑牙齒」一文中，我們提到歐洲人在十字軍東征之前是沒有看過、吃過蔗糖的，但是，喜好甜味是人們的天性：母乳是甜的，因為帶有乳糖；成熟的水果是甜的，因為有蔗糖。我們數百萬年來已經被訓練得喜好甜味，因此，雖然歐洲人在十世紀之前沒有吃過蔗糖，但是他們會去採集蜂蜜。

蜜蜂的馴養從古埃及時代開始，但是對於喜愛甜食的人們來說，蜂蜜常常還是不夠的，因此羅馬人有另一種甜味的來源：薩帕（sapa）。

薩帕（sapa）。圖片來源：wiki

薩帕也常被稱為土星之鹽（salt of Saturn）或是 Goulard's powder（Goulard是一位法國的外科醫師）。羅馬人用薩帕來製作甜食，也用它來保存葡萄酒。當時很受歡迎的「阿比修斯食譜」（Apicius）中總共計載了450種食品，其中有85種都加了薩帕。

當時有人說，喝了加薩帕的葡萄酒會頭痛，甚至有女人因為喝了加薩帕的葡萄酒而引發流產。雖然筆者也有聽過，有人吃了太多糖會頭痛，但是吃糖導致流產的倒是沒聽說。所以，這個薩帕到底是什麼呢？

薩帕並不是來自天然的來源（當然，要看天然的定義是什麼）。薩帕是來自於將發酸的葡萄酒放在鉛鍋裡煮沸所產生的，剛煮好的糖漿被稱為defrutum，濃縮後形成的結晶叫做薩帕。

看到這裡，不知道您會不會覺得有點毛毛的？鉛鍋？

我們現在的人都知道不可以用鉛製的容器煮東西，甚至盛裝任何要吃/喝的東西。但是羅馬時代的人，並不知道鉛對人體可能產生的問題。他們用鉛製做水管運輸飲水，用鉛白跟鉛丹做油漆刷牆壁，用鉛製作烹調器具。

不知道他們是什麼時候發現，把葡萄酒放在鉛鍋裡面煮沸，會產生帶有甜味的物質；但是在當時流傳下來的薩帕的配方中，的確特別提到要在鉛鍋裡面煮沸葡萄酒，而且發酸的葡萄酒效果更好。

所以，到底薩帕的成分是什麼？

薩帕其實是醋酸鉛。將發酸的葡萄酒在鉛鍋中烹煮，酒中的醋酸會與鉛鍋產生化學作用，產物就是醋酸鉛。

薩帕的化學成分：醋酸鉛。圖片來源：wiki

近代有人用古方製作薩帕之後，發現裡面的鉛含量約為0.1%（1000ppm）。這樣高的鉛含量，不需要吃很多就會引發鉛中毒；而日積月累的食用也會導致慢性鉛中毒。

由於古羅馬人是如此的喜愛在食物中加入薩帕，加上他們又使用薩帕來保存葡萄酒，還有使用鉛製的水管與鉛製的塗料、化妝品（氧化鉛的眼線膏）...有學者認為，古羅馬人之所以生育率低，是因為鉛中毒；而古羅馬帝國之所以衰亡，是因為領導階層都慢性鉛中毒了：由於長期暴露在低劑量的鉛中，鉛會取代鈣，對神經傳導造成干擾，妨礙腦的認知/思考功能。

而且，不僅僅是古羅馬人在葡萄酒中加入鉛，後來的歐洲人，也把鉛加入葡萄酒來延長它的保存期限；直到1694年德國的高克爾醫師（Eberhard Gockel）發現鉛會造成腹部絞痛等症狀後，把鉛摻入葡萄酒的行為才慢慢（不是馬上喔！）走入歷史。

不過，如果您覺得把鉛加在葡萄酒裡面是很可怕的事的話，其實以前的歐洲人還會用含砷的塗料來製作壁紙、作畫呢！

參考文獻：

約翰‧埃姆斯利。致命元素：毒藥的歷史。三聯書店。
Wikipedia. Lead (II) Acetate, Lead, Honey bee.
Bee Wilson. 美味詐欺：黑心食品三百年。八旗文化。

其實人工甘味（sugar substitute）沒有那麼甜

所謂的甜味（sweetness）指得是五種基本味覺裡面的一種。基本上來說，含有碳水化合物（carbohydrate）的食物，都有產生甜味的可能。其中，單糖（sugar，monosaccharide）、雙糖（disaccharide）在食用的當下就會產生甜味了。至於說多醣（polysaccharide），通常在食用的時候是吃不出甜味的；甜味要在多醣經過水解後才會產生。

由於我們的靈長類老祖宗是以樹葉與水果為食，因此我們從數百萬年來也習慣了蔗糖（sucrose）的甜味。科學進步以後，科學家們也發現了一些非碳水化合物的分子，因為可以跟我們的甜味接受器（sweetness receptor）產生有效的接觸，所以也可以產生甜味。這些人工甘味（sugar substitute，或者說artificial sweetner）大量的用在特殊飲食（如糖尿病患）或是減肥餐飲上。

不過，只要嚐過人工甘味的朋友應該都發現，其實人工甘味的味道還是跟天然的味道不同。而有些人工甘味號稱比蔗糖甜數百倍、甚至有號稱是蔗糖數萬倍的Lugduname（N-(4-氰苯基)-N-(2,3-亞甲二氧苄基)胍乙酸，N-(4-Cyanophenyl)-N-(2,3-methylenedioxybenzyl)guanidinoacetic acid）。但是，以筆者的經驗來說，筆者嚐過含有天然甘味中最甜的甜菊糖苷（Steviol glycoside，約為蔗糖的40-300倍）製成的餅乾，雖然有甜味，但是還是嚐得出來不一樣。

世界上最甜的分子Lugduname。圖片來源：wiki

到底不一樣在哪裡呢？過去的一些研究提到，可能是因為這些甘味劑跟我們的甜味接受器接觸的點並非完美，所以不能完美複製出蔗糖的甜味。最近，賓州州立大學（Penn State）的研究人員進行了一項有趣的實驗，或許也可以解答大家在甜味上的疑惑。

在這個研究中，感官評價中心（Sensory Evaluation Center）的研究人員招募了401個人參加了一系列的口味測試。受試者嚐到了含有楓糖漿、龍舌蘭花蜜、蔗糖，或是含有不同濃度的阿斯巴甜（aspartame）、三氯蔗糖（sucralose），乙酰舒泛鉀（AceK，Acesulfame potassium，乙醯磺胺酸鉀）和甜菊糖苷（RebA，rebaudioside A）的12到15個食物樣本。

參與者指出，如阿斯巴甜、乙酰舒泛鉀、甜菊糖苷等，比起真實的糖，他們可以在較低濃度嚐出；但這些人工甘味所帶來的感覺強度並不大於蔗糖和其它營養性甜味劑的甜度。

研究人員說，在受體生物學（receptor biology）上，一個物質的「效價」（potency）是描述這個物質能夠活化對應的受體所需的最低濃度；效價越高的物質，代表它能夠活化該受體所需的濃度就越低。但是效價並不能預測該物質跟受體結合後，所引發的反應的強度（intensity），也就是嚐到味道以後所引發的感受（sensation）。

因此，過去研究人工甘味的人所說的「甜度」（sweetness），可能指得就是這些人工甘味跟我們味蕾上的甜味受體之間的「效價」，但並不是反應的強度。

所以，研究人員認為，過去許多科學家認為這些人工甘味是「高強度」的甘味劑，其實是一種錯誤的說法。而有些專家認為，肥胖的一部份成因是因為，這些人工甘味劑對我們的感官進行了過度的刺激，造成我們常常吃太多；研究團隊也不同意。研究團隊認為，現代人肥胖的原因，應該是因為想吃的東西總是唾手可得（所謂的「永恆的豐收」）所造成的。

是食物太容易取得使人肥？還是過度刺激感官使人肥？
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筆者也覺得，應該是因為想吃的東西太容易取得，造成現代人的肥胖「流行」。除此之外，很多加工食品，經常會調入糖與脂肪來提高適口性（palatable），這應該也是造成肥胖的隱性原因之一。

為了提高花生醬的適口性，花生醬中有10%是糖。

但不知道這所謂的「強度」，是否也跟人工甘味能否與甜味接受器產生與蔗糖一樣的連結有關呢？

參考文獻：

2014/9/5. Sugar substitutes not so super sweet after all. Science Daily.