理化性質
三氯蔗糖是鹵代蔗糖衍生物的一種，又稱“超甜蔗糖”，其化學名為4，1'，6'－三氯－4，1'，6'-三脫氧半乳蔗糖，是英國Hough L教授于20世紀70年代發現的一種強力甜味劑。它的分子式為C12H19O8Cl3，分子量為397.64。 [2] 其化學結構見右圖。
三氯蔗糖稱為蔗糖素，利用蔗糖制作無熱量高倍甜味劑物質，具有無臭無吸濕性等特征，物質熱穩定性較高，極易溶于水，能溶于以及甲醇等有機溶劑。在室溫28℃的情況下溶解度為28.2g。在光環境、熱環境和pH值變化情況下的穩定性較高。三氯蔗糖的水溶液澄清透明，水溶液pH為5，穩定性較高，儲存1年以上并不會出現化學變化。結晶體在儲存4年左右也不會出現化學變化，高溫條件不會改變甜度。 [3]
三氯蔗糖功能特點
具有優良的性能，屬非營養型強力甜味劑。三氯蔗糖的甜度很高（是蔗糖的400～800倍），且甜味純正，甜感的呈現速度，大甜味的感受強度，甜味持續時間及后味等方面均非常接近蔗糖。三氯蔗糖性質穩定，其結晶產品在20℃的干燥條件下儲藏4年也很穩定。在水溶液中，在軟飲料的pH范圍內和通常溫度下，三氯蔗糖是所有強力甜味劑中性質為穩定的一種，可以儲藏一年以上而不發生任何變化。 [2]
三氯蔗糖是產物蔗糖的衍生物，對蔗糖的相對甜度隨溶液濃度而變化，它對酸味和咸味有淡化效果，對澀味、苦味、酒味等味道有掩蓋效果，對辛辣、奶味等有增效作用。 [2]
三氯蔗糖生物特性
三氯蔗糖在人體內不參與代謝，不被人體吸收，熱量值為零，是糖尿病人理想的甜味代用品。1998年經FDA審核認證，它可作為所有食品的通用甜味劑，并且不影響血液中葡萄糖的濃度，可以為糖尿病患者接受。另外，三氯蔗糖不被齲齒病菌利用，能夠減少口腔內病菌產生的酸量以及鏈球菌細胞在牙齒表面的黏附，有效的起到抗齲齒作用。動物研究表明，三氯蔗糖在超過人類使用水平幾百倍的大劑量情況下，始終長期食用也很安全。在普通人類志愿者身上進行的長期實驗表明，三氯蔗糖不會對人類健康產生不可逆作用。經長期安全性認證試驗，美國FDA確認其為GRAS（安全）級添加物。 [2]
三氯蔗糖生物代謝過程
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動物實驗表明，三氯蔗糖經口進入體內后，大部分以三氯蔗糖原樣的形式直接從糞便中排出，小部分殘留通過尿液排出。三氯蔗糖在人體內的代謝與動物體相似，人體口服1mg/kg的三氯蔗糖后，其中78.3%的三氯蔗糖通過糞便直接排出，14.5%通過尿液排出，在尿液中的主要存在形式是三氯蔗糖以及少量的三氯蔗糖葡萄糖苷酸。口服三氯蔗糖后2h左右(1～3h) ，血漿中的三氯蔗糖達gao值，其血漿半衰期為13h。 [4]
三氯蔗糖毒性
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三氯蔗糖急性毒性
嚙齒動物急性經口急性毒性實驗證明，分別給予小鼠和大鼠10g/kg以及16g/kg的三氯蔗糖，均未發現致死現象。 [4]
三氯蔗糖慢性毒性和致癌性
為評價三氯蔗糖的慢性和亞慢性毒性，相關研究者進行了大量的實驗。有學者以0.3% 、1.0%和 3.0%飲食含量的三氯蔗糖飼喂大鼠78周和104周，研究結果表明三氯蔗糖對大鼠成活率以及臨床行為等均無顯著影響，也未見腫瘤發生率增加。但1.0%或3.0%的三氯蔗糖處理能促進雌鼠腎重量增加，腎盆上皮增生，并出現腎盆上皮礦質化，這可能與攝入高劑量不易吸收物質有關。3.0%的三氯蔗糖飼喂大鼠104周能顯著降低大鼠平均體重以及紅血球數量，促使雌鼠腎上腺皮層出血性病變，以及產生白內障。 [4]
三氯蔗糖生殖發育毒性
生殖發育毒性數據表明，三氯蔗糖及其水解產物對雌鼠或雄鼠生殖能力均沒有不利影響。有學者在小鼠交配前以0%、0.3%、1.0%或3.0%的三氯蔗糖飼喂雄鼠和雌鼠10周，通過對發情周期、交配行為、多產性、妊娠、胎兒發育、幼畜成熟和哺乳期等生殖發育相關指標進行分析，研究三氯蔗糖對小鼠及其后代F1和F2代的影響，結果表明三氯蔗糖對雌性和雄性小鼠生殖健康無不良影響，但實驗發現三氯蔗糖能夠降低F0和F1代老鼠的食物攝入量和平均體重，促使F0和F1代父母的盲腸增大以及腎重量增加，3.0%的三氯蔗糖處理還能降低F1代雄性和雌性以及F2代雌性胸腺重量，這可能與三氯蔗糖降低小鼠取食量，增加水的攝入量有關。另有學者以500、1000或 2000mg/kg·d的三氯蔗糖飼喂妊娠6～15天的小鼠，以175、350或700mg/kg·d的三氯蔗糖飼喂妊娠6～19d的兔子，并在21天和29天分別處死小鼠和兔子后，對胎兒進行評價，結果也顯示三氯蔗糖對胎兒無明顯致畸性。但有研究發現給予小鼠270mg/kg·d的三氯蔗糖水解產物，能對母體產生一定的毒性，并輕微影響后代的發育。 [4]
三氯蔗糖神經毒性
采用強飼法以不同劑量( gao1000mg/kg) 的三氯蔗糖及其水解產物( 1，6－DCF 和4－CG) ，分別飼喂大鼠以及美洲小型長尾猴21天和28天。通過光電子顯微鏡對中樞神經系統進行研究，結果表明三氯蔗糖及其水解產物不會誘導中樞神經系統(CNS) 病變，對大鼠以及美洲小型長尾猴中樞神經系統無影響。 [4]
三氯蔗糖臨床實驗
研究發現，人體每天攝入125mg的三氯蔗糖，持續3周后，再每天攝入250mg的三氯蔗糖持續4周，后每天攝入500mg的三氯蔗糖持續5周，未發現對血液、尿液化學成分以及心電圖產生不良影響。研究結果還顯示人體單劑量攝入10mg/kg·d的三氯蔗糖和持續13周每日攝入5mg/kg·d的三氯蔗糖，對人體健康無不良影響。 [4]
近年來人體臨床研究結果還顯示三氯蔗糖不會誘導齲齒，不會影響血糖量，糖尿病患者對三氯蔗糖也具有良好的耐受力。 [4]
三氯蔗糖國內外的批準使用情況
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1989年FAO/WHO 食品添加劑聯合專家委員會(JECFA對三氯蔗糖的安全性進行了確認。1991年，加拿大衛生福利部也確認了三氯蔗糖的安全性，并批準三氯蔗糖的使用。隨后美國、日本、歐盟、澳大利亞和新西蘭等國家也都確認了三氯蔗糖的安全性并批準其使用。我國也于1997年正式批準使用三氯蔗糖。現已有100多個國家批準三氯蔗糖作為食品甜味劑在食品中廣泛應用。 [4]
三氯蔗糖應用優勢
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有學者研究了三氯蔗糖與蔗糖、阿斯巴甜、糖精、安賽蜜在甜味、苦后味、酸味、體積感、甜后味及非甜后味等方面的區別，發現三氯蔗糖與蔗糖的味感接近，這說明了三氯蔗糖的問世代表了高甜度甜味劑的高成就。在一些食品生產應用中，阿斯巴甜滋味口感不錯，但是易分解，不穩定；甜蜜素、糖精安全性受到一定程度的爭議，且易產生后苦味；所謂的“蛋白糖”成分不一，安全性差，使用易造成糖精和甜蜜素超標；糖醇類甜味劑甜度低，使用成本高，且溶解吸熱大于蔗糖，雖然易產生清涼感，但口味異于蔗糖的甜熟感。而三氯蔗糖甜味感非常接近蔗糖，對熱、酸、堿十分穩定，安全性高。它的優點主要有：高甜度，為蔗糖的400～800倍；安全無毒，不會對人體產生副作用，通過了美國FDA的認證；低熱量，可用于不能食用營養型甜味劑的人群，如肥胖癥患者、糖尿病人等。 [2]
同時亦不會引起齲齒，有益牙齒健康；穩定性好，可以長期儲存，并且在高溫食品加工過程中甜味不會受到破壞；甜味純正，與蔗糖甜味相似，不會像其他某些強力甜味劑那樣會產生苦后感及異味；價格便宜，相同甜度下為蔗糖價格的1/3～1/2。 [2]
三氯蔗糖食品加工中的應用
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三氯蔗糖穩定性較高，在食品加工中要結合工廠實際需求在任何一道工序中集中添加，不僅使用較為便捷，且整體效果較好。針對三氯蔗糖的含量分析，要采取高壓液相色譜法，直觀測定相關數據和信息。在食品加工中應用三氯蔗糖順應市場需求趨勢，需要產品監控人員對用量給予高度關注。 [3]
三氯蔗糖飲料
三氯蔗糖應用在飲料中較為常見，一般而言，在飲料中蔗糖添加量通常都集中在8%～10%，若是按照三氯蔗糖和蔗糖甜度比例，則需要添加0.013% ～ 0.016%的三氯蔗糖，也就是說，在1000kg的飲料中，至多能添加130～160g的三氯蔗糖，才能保證飲料具有較好的甜度。另外，將三氯蔗糖應用在酒類或者是酒類飲料中，具有良好的效果，添加少量三氯蔗糖就能改善酒類飲品口感，能有效掩蓋酒類原本存在的酸澀感，提高酒類口感，使其酒體協調并不存在異味。將三氯蔗糖應用在營養飲料中是近幾年較為新興的做法，能掩蔽維生素以及功能性物質苦味以及澀味。將三氯蔗糖應用在乳酸菌和發酵乳中，不會被其分解，也不會對發酵過程產生不良影響，整體效果較好。 [3]
由于三氯蔗糖穩定性較好，不會與其他物質發生反應，也不會對飲料透明度、色澤以及香味產生影響。加之三氯蔗糖具有加熱殺菌以及長期保存的性能，不會存在降解或者是脫氯等問題。因此，將三氯蔗糖作為甜味劑應用在飲料生產中，能滿足使用和流通管理。 [3]
三氯蔗糖烘焙食品
由于三氯蔗糖具有耐高溫以及低熱值優勢，在烘焙食品中應用較為廣泛，經過高溫加熱的三氯蔗糖產品甜味并不會變化，且沒有任何可測性損失，將三氯蔗糖添加在烘焙糕點以及糖果類較為常見。在pH為3時，添加三氯蔗糖的食品放置1年，三氯蔗糖的保存率僅流失2%。在pH高于3時，三氯蔗糖幾乎不會出現流失，且并不會參與發酵反應，不會影響酵母菌類物質生長。也正是基于此，將三氯蔗糖應用在發酵乳酸和酸乳酪類得低酸堿度食品中，能發揮三氯蔗糖的優勢，提高食品口感。 [3]
需要注意的是，由于三氯蔗糖自身不含熱量，很難吸收高效甜味劑，因此，不會直接導致人們出現肥胖等問題。將其應用在月餅以及甜點等糖餡食品中，能在保證口感的基礎上，降低食品中的熱量。 [3]
三氯蔗糖蜜餞類食品
將三氯蔗糖應用在蜜餞類食品中，添加量控制在0.15g/kg。主要是由于三氯蔗糖具有較好的滲透性，保證甜度的同時，避免發生其他反應。除此之外，要結合《食品添加劑使用衛生標準》對三氯蔗糖有效管控，大添加量為0.15～1.25g/kg。將其應用在改性口香糖中，添加量為1.5g/kg。具體的標準如下：糕點中三氯蔗糖添加量在 1.8g/kg以下、橡皮糖添加量在2.6g/kg以下、咖啡和紅茶中在12.0g/kg以下等。 [3]
三氯蔗糖三氯蔗糖發展前景
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三氯蔗糖已經廣泛應用于400多種食品當中，應用范圍包括碳酸飲料、無氣飲料、酒類、甜食水果和蔬菜罐頭、腌漬食品和調味汁、果醬、焙烤食品、冰淇淋、乳制品、早餐谷物食品、日常用甜味劑等。低卡路里飲料是人工甜味劑的大市場，僅在美國就擁有8700萬消費者。可口可樂和百事可樂公司都相繼推出了采用三氯蔗糖作為甜味劑的低熱量飲料，并將作為今后市場推廣的重點，這無疑將極大地提高市場對三氯蔗糖的需求。 [5]
我國是在20世紀90年代批準使用三氯蔗糖的，由于推廣力度不足，應用技術有限，有很大的挖掘潛力。相關部門不僅應該分析技術結構，也要著力降低生產成本，借助適當復配工作，優化整體應用管理機制，為項目升級奠定堅實基礎。 [3]
另外，在我國三氯蔗糖已經正式批準用于飲料、口香糖、冷凍點心、冰淇淋、果凍和糖漿等加工制品中，并且，這種應用趨勢還在不斷擴展和延續，待批準使用食品將會逐年增多。除了具有較好的口感外，將三氯蔗糖應用于食品加工中，還能用于對肥胖癥、糖尿病、心血管病等預防工作中。作為重要的甜味劑，積極針對其特性深度挖掘和整合，順應發展趨勢，為食品加工全面升級提供保障。
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