56038-13-2 / 三氯蔗糖

【背景及概況】^[1][2]

甜味劑是指賦予食品或飼料以甜味的食品添加劑，根據它們的來源，可以分為天然甜味劑和人工甜味劑兩類。天然甜味劑，如蔗糖、葡萄糖、乳糖、果糖和 D-木糖等，風味好，但其低甜度和高熱值帶給消費者罹患糖尿病、心血管疾病、肥胖和齲齒等疾病的風險。人工甜味劑，如糖精、甜蜜素、阿力甜-K、甜菊糖和阿斯巴甜等，甜度高，但安全性低、風味不好以及使用范圍受限。此外，消費趨勢顯示，消費者對高安全性和高質量食品添加劑的需求量日益增加。因此，人工甜味劑，特別是低熱值、非營養性和高甜度的人工甜味劑的開發顯得尤為重要。

三氯蔗糖由蔗糖4-，1′-和 6′-位羥基被氯代而來，由英國倫敦大學教授 Leslie Hough 和 Tate & Lyle 公司在 1976 年合作研發成功，于1988年投入市場。到目前為止，已經有80多個國家批準使用三氯蔗糖。三氯蔗糖已成為高甜度甜味劑最高水平和發展方向的代表。三氯蔗糖是人工甜味劑中最完美和最具競爭力的甜味劑，它具有高甜度、風味好、非營養性、貯存期長、低熱值以及安全性高等優良性能。三氯蔗糖可廣泛應用于飲料、口香糖、乳制品、蜜餞、果凍、布丁、面包、糕點、餅干、冰淇淋和果醬等加工食品中。美國、加拿大等國已在多種食品中替代蔗糖和其它甜味劑。三氯蔗糖不損壞牙齒，在我國允許使用的各種甜味劑中，三氯蔗糖是各方面優點較多的一種。

【結構】^[2]

三氯蔗糖，一種取代二糖，化學名為 4，1′，6′-三氯-4，1′，6′-三脫氧半乳蔗糖，是一種強力食品甜味劑，商品名 Splenda，簡稱 TGS：

【特性】^[2]

白色粉末狀產品，具有無臭、無吸濕性、低熱值、甜味品質及熱穩定性好等特點。極易溶于水、乙醇和甲醇，室溫20℃下在水中的溶解度為28.2g，微溶于乙酸乙酯；對光、熱和pH值的變化均很穩定；表面張力為71.8m/m（20℃ 0.1g /100mE）三氯蔗糖甜度為蔗糖的600 800倍，甜味特性較接近蔗糖，無后苦味，是一種不致齲齒的強力甜味劑。水溶液澄清透明，其水溶液以pH= 5時穩定性最好（軟飲料pH值范圍為35），化學性質非常穩定，可以貯藏1年以上而不發生任何變化。結晶物貯存4年未發現變化。甚至在高溫下甜味也不會變化，并且與食物中的蛋白質、果膠等成分不起化學反應，在烘烤工藝中甜度更穩定，是所有的強力甜味劑中性質最為穩定的一種。

【產品標準】

三氯蔗糖的產品標準[FAO/WHO(1993)]如下：

【合成】^[2]

合成三氯蔗糖的大體過程包括酰化、氯代、脫酰基和純化等步驟。氯代蔗糖涉及選擇性地氯代蔗糖的 4-，1′-和 6′-位羥基而不氯代其他位置的羥基，同時伴隨著 4-位羥基的翻轉，即從葡萄糖基變成半乳糖基。三氯蔗糖的制備方法主要分為全基團保護法、單基團保護法、酶-化學聯合法以及其他方法。

1. 全基團保護法

全基團保護法是最早的三氯蔗糖合成法，其合成步驟如下：①利用三苯基氯甲烷的空間位阻，將蔗糖的 3 個伯羥基(6-，1′-，6′-位)三苯甲基化；②酰化剩余 5 個仲羥基得到 6，1′，6′-三-O-三苯甲基五乙酰基蔗糖（TRISPA）；③脫去三苯甲基生成 2，3，4，3′，4′-五-O-乙酰蔗糖(4-PAS)，接著乙酰基遷移生成2，3，6，3′，4′-五-O-乙酰蔗糖(6-PAS)；④氯代 4-，1′-，6′-羥基得到 4，1′，6′ –三氯-4，1′，6′-三脫氧半乳糖基五乙酰基蔗糖，，脫酰基得三氯蔗糖，一般合成步驟見圖：

2. 單基團保護法

單基團保護法（是僅將蔗糖的 6-位羥基選擇性酰化（步驟I），緊接著氯代（步驟II）和脫酰基（步驟III）合成三氯蔗糖的方法。此法最先由 KHAN 等提出，因為單基團保護法僅保護 6-羥基，三步即可完成合成，與全基團保護法相比大大簡化了合成步驟和操作過程，因此，此法一被提出便很快成為研究熱點。按照所用酰化試劑的種類，單基團保護法可以分為乙酸酐法、原乙酸三甲酯法、有機錫法和其他。一般合成步驟如下：

3. 酶-化學聯合法

傳統的化學法合成蔗糖-6-酯均伴隨著蔗糖-4-酯或蔗糖雙酯的存在，需進一步分離純化。而酶法的高選擇性在一定程度上解決了上述問題，這也是酶-化學聯合法如此吸引人的原因所在。 酶-化學聯合法是利用酶的區域選擇性催化合成三氯蔗糖的方法。糖分子的酯化實際上是糖分子和酰基供體間的酯交換，對糖分子具有酰化選擇性的酶主要為：脂肪酶和蛋白酶等，其中，蛋白酶如來自枯草桿菌的枯草桿菌蛋白酶，脂肪酶如Lipozyme TLIM、Lipozyme TL 100L 和假絲酵母脂肪酶，它們的酰化機理均類似。根據反應原料的類型，酶-化學聯合法可分為 3 種類型，即葡萄糖法、蔗糖法和棉籽糖法。

【應用】^[1][3]

三氯蔗糖的優良品質能代表目前甜味劑開發的最高水平，它在食品中的應用也越來越廣泛。三氯蔗糖作為新一代的高甜度甜味劑，由于其優異的性能特點，

應用前景將十分廣闊，在美國、加拿大等國在多種食品中替代蔗糖。美國于1998年批準三氯蔗糖用于焙烤制品及預混合料、及其基料、口香塘、咖啡等１５類食品。三氯蔗糖和其他甜味劑復配使用效果非常明顯。這些甜味劑有果糖、葡萄糖、麥芽糖、蔗糖、乳糖、木糖醇，尤其在軟飲料中三氯蔗糖和果糖的復配非常有效。果糖有它特別的香味和令人愉快的口感，他們的結合使用不僅使飲料中的卡路里大大降低，又可使三氯蔗糖和果糖用量多降低到所希望的水平。把三氯蔗糖的應用歸納為以下幾個方面：用于高溫食品，如焙烤類糕點食品、糖果類食品的生產中；用于發酵食品，如面包類、酸乳酪類等食品的生產中；用于低糖類健康食品中，如月餅等帶糖餡類食品的生產中；利用三氯蔗糖滲透性能好的特點，用于 水果罐頭類、蜜餞類食品的生產中；在農、畜、水產品的生產加工中，利用三氯蔗糖的穩定性能，將其作為調味品，使食品的咸味、酸味等口感更加柔和。駱希明介紹了三氯蔗糖作為一種功能型甜味劑在牙膏中的應用前景，指出由于它所固有的特性，能使我國牙膏的質量和風味更上一個臺階。對三氯蔗糖溶液的甜度和口感進行了評價，介紹了在食品中三氯蔗糖和蔗糖配合使用的優越性，指出三氯蔗糖部分取代蔗糖時，生產出的菠蘿米罐頭口感更加醇和飽滿，優于完全使用蔗糖的產品；在飲料中用三氯蔗糖部分取代蔗糖也可生產出口感優于完全使用蔗糖的產品。

【參考文獻】

[1] 沈云飛, 馬正智, 李慧, 等. 三氯蔗糖的特性及其在食品中的應用[J]. 中國食品添加劑, 2007 (4): 132-137.

[2] 吳紅英, 鮑宗必, 張治國, 等. 甜味劑三氯蔗糖合成法的最新進展[J]. 化工進展, 2016 (2016 年 01): 227-238.

[3] 鄧開野. 新型甜味劑三氯蔗糖[J]. 中國調味品, 2011, 36(2): 1-3.