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(jù)它們的來(lái)源，可以分為天然甜味劑和人工甜味劑兩類(lèi)。天然甜味劑，如蔗糖、葡萄糖、乳糖、果糖和 D-木糖等，風(fēng)味好，但其低甜度和高熱值帶給消費(fèi)者罹患糖尿病、心血管疾病、肥胖和齲齒等疾病的風(fēng)險(xiǎn)。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(fēng)味不好以及使用范圍受限。此外，消費(fèi)趨勢(shì)顯示，消費(fèi)者對(duì)高安全性和高質(zhì)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(yíng)養(yǎng)性和高甜度的人工甜味劑的開(kāi)發(fā)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(lái)，由英國(guó)倫敦大學(xué)教授 Leslie Hough 和 Tate & Lyle 公司在 1976 年合作研發(fā)成功，于1988年投入市場(chǎng)。到目前為止，已經(jīng)有80多個(gè)國(guó)家批準(zhǔn)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(fā)展方向的代表。三氯蔗糖是人工甜味劑中最完美和最具競(jìng)爭(zhēng)力的甜味劑，它具有高甜度、風(fēng)味好、非營(yíng)養(yǎng)性、貯存期長(zhǎng)、低熱值以及安全性高等優(yōu)良性能。三氯蔗糖可廣泛應(yīng)用于飲料、口香糖、乳制品、蜜餞、果凍、布丁、面包、糕點(diǎn)、餅干、冰淇淋和果醬等加工食品中。美國(guó)、加拿大等國(guó)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(guó)允許使用的各種甜味劑中，三氯蔗糖是各方面優(yōu)點(diǎn)較多的一種。

【結(jié)構(gòu)】^[2]

三氯蔗糖，一種取代二糖，化學(xué)名為 4，1′，6′-三氯-4，1′，6′-三脫氧半乳蔗糖，是一種強(qiáng)力食品甜味劑，商品名 Splenda，簡(jiǎn)稱(chēng) TGS：

【特性】^[2]

白色粉末狀產(chǎn)品，具有無(wú)臭、無(wú)吸濕性、低熱值、甜味品質(zhì)及熱穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。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(duì)光、熱和pH值的變化均很穩(wěn)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(wú)后苦味，是一種不致齲齒的強(qiáng)力甜味劑。水溶液澄清透明，其水溶液以pH= 5時(shí)穩(wěn)定性最好（軟飲料pH值范圍為35），化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，可以貯藏1年以上而不發(fā)生任何變化。結(jié)晶物貯存4年未發(fā)現(xiàn)變化。甚至在高溫下甜味也不會(huì)變化，并且與食物中的蛋白質(zhì)、果膠等成分不起化學(xué)反應(yīng)，在烘烤工藝中甜度更穩(wěn)定，是所有的強(qiáng)力甜味劑中性質(zhì)最為穩(wěn)定的一種。

【產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)】

三氯蔗糖的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)[FAO/WHO(1993)]如下：

【合成】^[2]

合成三氯蔗糖的大體過(guò)程包括?；⒙却?、脫?；图兓炔襟E。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(shí)伴隨著 4-位羥基的翻轉(zhuǎn)，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(tuán)保護(hù)法、單基團(tuán)保護(hù)法、酶-化學(xué)聯(lián)合法以及其他方法。

1. 全基團(tuán)保護(hù)法

全基團(tuán)保護(hù)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(gè)伯羥基(6-，1′-，6′-位)三苯甲基化；②酰化剩余 5 個(gè)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?；崽?，，脫?；萌日崽?，一般合成步驟見(jiàn)圖：

2. 單基團(tuán)保護(hù)法

單基團(tuán)保護(hù)法（是僅將蔗糖的 6-位羥基選擇性?；ú襟EI），緊接著氯代（步驟II）和脫?；ú襟EIII）合成三氯蔗糖的方法。此法最先由 KHAN 等提出，因?yàn)閱位鶊F(tuán)保護(hù)法僅保護(hù) 6-羥基，三步即可完成合成，與全基團(tuán)保護(hù)法相比大大簡(jiǎn)化了合成步驟和操作過(guò)程，因此，此法一被提出便很快成為研究熱點(diǎn)。按照所用?；噭┑姆N類(lèi)，單基團(tuán)保護(hù)法可以分為乙酸酐法、原乙酸三甲酯法、有機(jī)錫法和其他。一般合成步驟如下：

3. 酶-化學(xué)聯(lián)合法

傳統(tǒng)的化學(xué)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(jìn)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(wèn)題，這也是酶-化學(xué)聯(lián)合法如此吸引人的原因所在。 酶-化學(xué)聯(lián)合法是利用酶的區(qū)域選擇性催化合成三氯蔗糖的方法。糖分子的酯化實(shí)際上是糖分子和?；w間的酯交換，對(duì)糖分子具有?；x擇性的酶主要為：脂肪酶和蛋白酶等，其中，蛋白酶如來(lái)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?；瘷C(jī)理均類(lèi)似。根據(jù)反應(yīng)原料的類(lèi)型，酶-化學(xué)聯(lián)合法可分為 3 種類(lèi)型，即葡萄糖法、蔗糖法和棉籽糖法。

【應(yīng)用】^[1][3]

三氯蔗糖的優(yōu)良品質(zhì)能代表目前甜味劑開(kāi)發(fā)的最高水平，它在食品中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。三氯蔗糖作為新一代的高甜度甜味劑，由于其優(yōu)異的性能特點(diǎn)，

應(yīng)用前景將十分廣闊，在美國(guó)、加拿大等國(guó)在多種食品中替代蔗糖。美國(guó)于1998年批準(zhǔn)三氯蔗糖用于焙烤制品及預(yù)混合料、及其基料、口香塘、咖啡等１５類(lèi)食品。三氯蔗糖和其他甜味劑復(fù)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(fù)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(jié)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(yīng)用歸納為以下幾個(gè)方面：用于高溫食品，如焙烤類(lèi)糕點(diǎn)食品、糖果類(lèi)食品的生產(chǎn)中；用于發(fā)酵食品，如面包類(lèi)、酸乳酪類(lèi)等食品的生產(chǎn)中；用于低糖類(lèi)健康食品中，如月餅等帶糖餡類(lèi)食品的生產(chǎn)中；利用三氯蔗糖滲透性能好的特點(diǎn)，用于 水果罐頭類(lèi)、蜜餞類(lèi)食品的生產(chǎn)中；在農(nóng)、畜、水產(chǎn)品的生產(chǎn)加工中，利用三氯蔗糖的穩(wěn)定性能，將其作為調(diào)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(yīng)用前景，指出由于它所固有的特性，能使我國(guó)牙膏的質(zhì)量和風(fēng)味更上一個(gè)臺(tái)階。對(duì)三氯蔗糖溶液的甜度和口感進(jìn)行了評(píng)價(jià)，介紹了在食品中三氯蔗糖和蔗糖配合使用的優(yōu)越性，指出三氯蔗糖部分取代蔗糖時(shí)，生產(chǎn)出的菠蘿米罐頭口感更加醇和飽滿(mǎn)，優(yōu)于完全使用蔗糖的產(chǎn)品；在飲料中用三氯蔗糖部分取代蔗糖也可生產(chǎn)出口感優(yōu)于完全使用蔗糖的產(chǎn)品。

【參考文獻(xiàn)】

[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(yīng)用[J]. 中國(guó)食品添加劑, 2007 (4): 132-137.

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

[3] 鄧開(kāi)野. 新型甜味劑三氯蔗糖[J]. 中國(guó)調(diào)味品, 2011, 36(2): 1-3.