化学物质具有怎样的特点才具有甜味？

说起甜味，普通人的第一反应应该就是糖，见识多一点的人可能还能想起多数口香糖中普遍添加的木糖醇类代糖，更博学一点的会知道有些氨基酸也是具有甜味的。以上提及的这些化学物质都有一个特点，它们都是有机物。其实，世界上具有甜味的物质并不仅限于有机物，有些无机物也是具有甜味的，比如说带有铍离子、三价钇离子、二价铅离子等离子的化学物质硝酸铅、醋酸铅等。

那么，这些化学物质为什么是甜的呢？它们又具有什么样的共性？

如果想要知道什么样的化学物质具有甜味，首先就必须知道甜味产生的生物学机制。现代分子生物学认为，甜味的产生需要甜味分子激活舌上皮味蕾上的甜味受体（T1R2/T1R3受体），进而激活G蛋白及膦脂酶Cβ2，Cβ2水解得到的三磷酸肌醇诱发细胞内 Ca2+ 释放，随后细胞膜去极化并释放神经递质，从而产生甜味。

在化学分子层面，其实早在1963年，Shallenberger提出AH-B理论，该理论认为甜味分子上要同时拥有氢供基AH（如羟基、氨基等）与氢受基B（如氧原子、氮原子等），AH基团的H（氢质子）与Ｂ的距离为0.25~0.40nm，甜味分子的AH-B单元与甜味受体的AH-B单元相作用产生味感。

到了1972年，Kier在AH-B理论上，提出了AH-B-X三角理论，认为分子存在疏水基X，AH，B，X三点共同决定分子的甜度，X与A，B距离分别为0.35nm和0.55nm，但后期研究发现并不具备普遍意义。

1991年，Tinti进一步提出多点理论，即甜味受体至少有8个识别点与甜味分子相应部位作用产生甜味，例如阿斯巴甜与受体有9个位点相互结合作用。

值得指出的是，单独的甜味受体、分子-受体结合体的三维结构尚未获得，因此上述理论并未完全实证而有一定的局限性，甜味剂也没有一个统一的模型。

在现在已知具有甜味的化学物质中，所有甜味物质大概可分为20个大类，主要有糖类 （蔗糖）、糖类衍生物 （三氯蔗糖）、糖醇类（山梨醇）、糖苷类 （甜菊糖苷）、二肽类 （阿斯巴甜）、蛋白质类 （索马甜）、磺酰胺类（糖精）、无机盐（硝酸铅）等。

在这些物质当中，糖类、糖类衍生物 、糖醇类和糖苷类可归为一个大类，因为它们都是以一个羟基（-OH）作为AH-B 理论中的AH，另一个羟基上的氧原子作为B产生甜味的。因此，在这一类物质当中，一般单分子含有的羟基，甜度也就越强。

二肽类和蛋白质类可归为一大类，因为它们都是由氨基酸构成的。氨基酸是构成蛋白质的基本单位，构成蛋白质的天然氨基酸几乎都是L型，大多数带有苦味，而D型氨基酸则呈现出甜味。AH-B-X三角理论指出：甜味分子中的AH-B-X三部分与甜味受体的3个结合基团都呈顺时针方向排列时才会相互作用，产生甜味。D型氨基酸中的AH-B-X呈顺时针方向排列而Ｌ型氨基酸则是逆时针方向，便会产生甜与苦2种截然相反的味道。

磺酰胺类甜味分子指含磺酰胺基官能团的一类分子，如糖精、甜蜜素、安赛蜜，均为化学工作者偶然获得。分子满足AH-B甜味理论。磺酰胺类甜味分子的甜度与分子体积和取代基的体积有关，它们影响“甜三角”之间的距离，从而影响甜度。

至于带有铍离子、三价钇离子、二价铅离子等离子的无机盐是如何具有甜味的，现在还没研究报告解释得青春，但由于二价铅离子能与体内多种蛋白质结合（其毒性也是如此产生的），它如果能结合甜味受体也不是难以理解的事情。由于甜味受体是复杂的跨膜蛋白，至今未能解析其精确结构，还有许多需要研究的地方。