舔出来的发明——甜味剂

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周杰伦爱喝奶茶，几乎路人皆知。前不久，他终于告诉大家为什么：要将自己喝胖，不然怕歌迷认不出自己。这当然是玩笑话。但是奶茶好喝很大一部分原因是因为甜，而糖吃多了，会发胖。甜，我所欲也，瘦，亦我所欲也，世间安得双全法呢？

——其实还是有的，甜味剂便结合了鱼与熊掌，甜度高又低热。

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糖（图片来源：cup.com）

意外发现

时光倒退回1878年，一个叫做康斯坦丁·法勒伯格（Constantin Fahlberg）的人，到约翰·霍普金斯大学应聘，结识了实验室负责人，雷姆森（Ira Remsen）。

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约翰·霍普金斯大学（图片来源：wikipedia.org）

那一年，法勒伯格28岁，雷姆森32岁。他们年龄相仿、专业相近，都曾就读于德国大学，很快便成为了朋友。硬要说有什么不同的话，法勒伯格一直对糖十分感兴趣，做了大量相关研究，而雷姆森，更在意纯粹的化学，无意涉足应用领域。

在雷姆森的领导下，法勒伯格开始研究煤焦油的提取物。

那是6月的一天，法勒伯格照旧工作到很晚。他拖着疲惫之躯，返回家中，让管家为自己准备饭菜。

科学家的生活大抵是清贫的，所谓饭菜，饭多而菜少。但是当把面包放进嘴里的时候，法勒伯格意外地发现， “今天的面包特别甜” 。

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法勒伯格（图片来源：chemistryviews.org）

按照常理推论， “特别甜”自然是因为糖放多了，于是，法勒伯格叫来管家询问。询问很快变成了争论，而在争论中，法勒伯格发现，自己根本不是管家的对手。不过，这也让他相信，不是管家的错——她没有额外放糖。

那么，甜味是哪里来的呢？

通力合作

法勒伯格用水冲洗自己的嘴，接着用餐巾纸擦拭自己的胡子，惊讶地发现，连餐巾纸都变甜了。他决定喝杯水稳一稳心神，然而， “屋漏偏逢连夜雨” ，连水也出了问题：本该没有味道的水，尝起来竟像是糖浆。

法勒伯格怔怔地看着水杯，回忆自己喝水的动作。他先是端起水杯，然后把水杯贴近嘴唇——会不会是自己的手指出问题了？

几乎是下意识地，法勒伯格尝了一下自己的手指。

“甜！”

兴之所至，他又尝了另一只手、乃至双臂，愕然发现，自己变甜了。

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糖精的发现（图片来源：aldizkaria.elhuyar.eus）

法勒伯格的生活，基本是两点一线，从家到实验室，再从实验室到家。 “自己变甜了”的唯一解释是，不小心在实验室内接触到了某种甜味物质。

兴奋之余，他顾不上吃饭，连夜跑回实验室，抓起实验台上的器皿就开始舔。也是命运眷顾，煤焦油的提取物中，没有什么具有腐蚀性或者剧毒的物质。尝了一圈之后，他发现了一种甜度极高的溶液。

随后几年里，法勒伯格与雷姆森改变方向，开始研究这种溶液，终于找到了甜味的来源——邻苯甲酰磺酰亚胺。法勒伯格是发现者自然拥有命名权，于是，他将拉丁文saccharum（糖）稍作变化，给了它一个响亮的名字——saccharin ，即我们熟知的糖精。

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糖精（图片来源：pubchem）

分道扬镳

故事倘若到此结束，自然是科学史上的一段佳话。法勒伯格的细心，拉开了糖精发现的序幕；而雷姆森是慷慨的，他毫不藏私，耐心指导法勒伯格，甚至在一篇论文中，放弃了共同作者身份。即使在今天，这样的事也并不多见。

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雷姆森（图片来源：chemistryviews.org）

可惜，成功放大了二人之间原本不多的分歧，如前所说，雷姆森在意化学，法勒伯格在意实用。 1880年，法勒伯格离开雷姆森的实验室，开始研究推广糖精的办法。

当时的学者们，面临着两个问题。对于农学家来说，甘蔗的单位产量存在一个上限。 18世纪，英国人均糖消费是每年2公斤，收支还算平衡；到了19世纪，便达到8公斤， 19世纪末，已经超过40公斤。照此下去，哪怕所有农田都改种甘蔗，也有不够吃的一天。而医生们，则不厌其烦地告诉患者，少吃一点糖，那或许是糖尿病的罪魁祸首。

为了能同时解决这两个问题，法勒伯格一方面找到自己的叔叔，商讨投资、建厂等方面的问题；另一方面，没有停止实验。他独立进行了大量研究，优化糖精的合成路线、探查糖精的代谢曲线——他找来一些小动物，喂它们服用糖精，接着，收集尿液，分析尿液的成分。结果显示，糖精几乎不会被机体吸收，吃多少、排多少。

一种甜度高、吸收率低（不会影响代谢、引起糖尿病）的物质，拥有着广阔的商业前景。大约是因为“钱途”诱人，法勒伯格干了一件非常不地道的事：他撇下雷姆森，以自己的名义，在德国、法国、美国申请糖精专利。

雷姆森对此既震惊又愤怒。他不在意利益，相信法勒伯格也知道这一点，然而，法勒伯格却毫不犹豫地将发现糖精的功劳据为己有。 “法勒伯格是个无赖，不要把我的名字和他的名字放在一起，那会令我作呕。 ”一直到很多年后，雷姆森都没办法释怀。

商业帝国

无论如何，法勒伯格的工厂还是建立了。

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法勒伯格的工厂（图片来源：chemistryviews.org）

深谙商业运作的法勒伯格，先是在国际博览会上，向大众展示易于保存、甜度极高的糖精，接着，走起了上层路线。当时，糖尿病已经被人们熟知。糖尿病以二型居多，而二型糖尿病属于“富贵病” 。美国总统罗斯福便收到了“糖禁令” ，他的医生警告他，为了健康着想，最好严格限制糖类的摄入。

还有什么比几乎不会被吸收的糖精，更适合这些达官贵人的呢？

短短几年内，法勒伯格便不得不扩建工厂，以便扩大生产，满足人民群众对糖精的喜爱。第一次世界大战开始后，糖作为重要的战略物资受到管制；糖精的狂潮更是席卷世界。

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德国的糖精年消费量（图片来源：chemistryviews.org）

钱赚得多了，敌人也多起来。糖精的合成，不算特别难，国内的同行们，很快想到了绕过专利的方法；法国等政府，则更加干脆，禁止销售糖精，工业或医学用途除外。

甘蔗和甜菜，都需要种、需要管理、按期收割；糖精却可以工业化合成，基本被德国人垄断，甜度又偏偏是蔗糖的几百倍。各国政府担心，一旦允许糖精自由贸易，将会对自家的种植业和制糖业造成毁灭性打击。

人民群众需要糖精，医生们需要糖精，大洋彼岸的一家饮料公司，可口可乐，更是需要甜味剂，多多益善。在这样的情况下，一家名为“ 孟山都” 的公司干脆冒险绕开专利，直接生产糖精。

后话

上个世纪70年代，有学者发现，用糖精喂养小鼠，可以诱发膀胱癌。幸而，进一步研究显示，这种变化跟小鼠的代谢有关，是小鼠独有的。截至目前，主流意见是，糖精对人体无害。

一百多年，弹指一瞬。如今，糖尿病早已不是达官贵人的专享，新的甜味剂层出不穷，人们已经不怎么直接购买甜味剂了，但它们无处不在，面包里有，饮料里有，小零食里也有。

唯一不变的，大约是甜味物质的地位。它们仍然是实验室内的常客，仍然隐蔽而深远地影响整个世界。

【参考文献】

[1]ARNOLD D L, KREWSKI D, MUNRO I C. Saccharin: a toxicological and historical perspective[J]. Toxicology, 1983, 27(3–4): 179–256.

[2]MATTES R D. Low calorie sweeteners: Science and controversy: Conference proceedings[J]. Physiology & Behavior, 2016, 164(Pt B): 429–431.

[3]上瘾五百年[M]. 薛绚, 译. 上海人民出版社, 2005.

[4]The Sweet and Not-So-Sweet History of Saccharin[EB/OL]. (2016-11-24)[2019-01-27]. http://mentalfloss.com/article/83730/sweet-and-not-so-sweet-history-saccharin.

[5]世界卫生组织 | 世卫组织呼吁各国减少成人和儿童糖摄入量[EB/OL]. WHO, [2019-01-27]. https://www.who.int/mediacentre/news/releases/2015/sugar-guideline/zh/.

[6]ROTH K, LüCK E. The Saccharin Saga[J]. ChemViews, 2015.

[7]WARNER D J. Ira Remsen, saccharin, and the linear model[J]. Ambix, 2008, 55(1): 50–61.

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

作者：赵言昌

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