药用级三氯蔗糖

理化性质

三氯蔗糖是卤代蔗糖衍生物的一种，又称“超甜蔗糖”，其化学名为4，1'，6'－三氯－4，1'，6'-三脱氧半乳蔗糖，是英国Hough L教授于20世纪70年代发现的一种强力甜味剂。它的分子式为C₁₂H₁₉O₈Cl₃，分子量为397.64。 ^[2]  其化学结构见右图。

三氯蔗糖结构

三氯蔗糖称为蔗糖素，利用蔗糖制作无热量高倍甜味剂物质，具有无臭无吸湿性等特征，物质热稳定性较高，极易溶于水，能溶于以及甲醇等有机溶剂。在室温28℃的情况下溶解度为28.2g。在光环境、热环境和pH值变化情况下的稳定性较高。三氯蔗糖的水溶液澄清透明，水溶液pH为5，稳定性较高，储存1年以上并不会出现化学变化。结晶体在储存4年左右也不会出现化学变化，高温条件不会改变甜度。 ^[3] 

三氯蔗糖功能特点

具有优良的性能，属非营养型强力甜味剂。三氯蔗糖的甜度很高（是蔗糖的400～800倍），且甜味纯正，甜感的呈现速度，大甜味的感受强度，甜味持续时间及后味等方面均非常接近蔗糖。三氯蔗糖性质稳定，其结晶产品在20℃的干燥条件下储藏4年也很稳定。在水溶液中，在软饮料的pH范围内和通常温度下，三氯蔗糖是所有强力甜味剂中性质为稳定的一种，可以储藏一年以上而不发生任何变化。 ^[2] 

三氯蔗糖是产物蔗糖的衍生物，对蔗糖的相对甜度随溶液浓度而变化，它对酸味和咸味有淡化效果，对涩味、苦味、酒味等味道有掩盖效果，对辛辣、奶味等有增效作用。 ^[2] 

三氯蔗糖生物特性

三氯蔗糖在人体内不参与代谢，不被人体吸收，热量值为零，是糖尿病人理想的甜味代用品。1998年经FDA审核认证，它可作为所有食品的通用甜味剂，并且不影响血液中葡萄糖的浓度，可以为糖尿病患者接受。另外，三氯蔗糖不被龋齿病菌利用，能够减少口腔内病菌产生的酸量以及链球菌细胞在牙齿表面的黏附，有效的起到抗龋齿作用。动物研究表明，三氯蔗糖在超过人类使用水平几百倍的大剂量情况下，始终长期食用也很安全。在普通人类志愿者身上进行的长期实验表明，三氯蔗糖不会对人类健康产生不可逆作用。经长期安全性认证试验，美国FDA确认其为GRAS（安全）级添加物。 ^[2] 

三氯蔗糖生物代谢过程

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动物实验表明，三氯蔗糖经口进入体内后，大部分以三氯蔗糖原样的形式直接从粪便中排出，小部分残留通过尿液排出。三氯蔗糖在人体内的代谢与动物体相似，人体口服1mg/kg的三氯蔗糖后，其中78.3%的三氯蔗糖通过粪便直接排出，14.5%通过尿液排出，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) ，血浆中的三氯蔗糖达gao值，其血浆半衰期为13h。 ^[4] 

三氯蔗糖毒性

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三氯蔗糖急性毒性

啮齿动物急性经口急性毒性实验证明，分别给予小鼠和大鼠10g/kg以及16g/kg的三氯蔗糖，均未发现致死现象。 ^[4] 

三氯蔗糖慢性毒性和致癌性

为评价三氯蔗糖的慢性和亚慢性毒性，相关研究者进行了大量的实验。有学者以0.3% 、1.0%和 3.0%饮食含量的三氯蔗糖饲喂大鼠78周和104周，研究结果表明三氯蔗糖对大鼠成活率以及临床行为等均无显著影响，也未见肿瘤发生率增加。但1.0%或3.0%的三氯蔗糖处理能促进雌鼠肾重量增加，肾盆上皮增生，并出现肾盆上皮矿质化，这可能与摄入高剂量不易吸收物质有关。3.0%的三氯蔗糖饲喂大鼠104周能显著降低大鼠平均体重以及红血球数量，促使雌鼠肾上腺皮层出血性病变，以及产生白内障。 ^[4] 

三氯蔗糖生殖发育毒性

生殖发育毒性数据表明，三氯蔗糖及其水解产物对雌鼠或雄鼠生殖能力均没有不利影响。有学者在小鼠交配前以0%、0.3%、1.0%或3.0%的三氯蔗糖饲喂雄鼠和雌鼠10周，通过对发情周期、交配行为、多产性、妊娠、胎儿发育、幼畜成熟和哺乳期等生殖发育相关指标进行分析，研究三氯蔗糖对小鼠及其后代F1和F2代的影响，结果表明三氯蔗糖对雌性和雄性小鼠生殖健康无不良影响，但实验发现三氯蔗糖能够降低F0和F1代老鼠的食物摄入量和平均体重，促使F0和F1代父母的盲肠增大以及肾重量增加，3.0%的三氯蔗糖处理还能降低F1代雄性和雌性以及F2代雌性胸腺重量，这可能与三氯蔗糖降低小鼠取食量，增加水的摄入量有关。另有学者以500、1000或 2000mg/kg·d的三氯蔗糖饲喂妊娠6～15天的小鼠，以175、350或700mg/kg·d的三氯蔗糖饲喂妊娠6～19d的兔子，并在21天和29天分别处死小鼠和兔子后，对胎儿进行评价，结果也显示三氯蔗糖对胎儿无明显致畸性。但有研究发现给予小鼠270mg/kg·d的三氯蔗糖水解产物，能对母体产生一定的毒性，并轻微影响后代的发育。 ^[4] 

三氯蔗糖神经毒性

采用强饲法以不同剂量( gao1000mg/kg) 的三氯蔗糖及其水解产物( 1，6－DCF 和4－CG) ，分别饲喂大鼠以及美洲小型长尾猴21天和28天。通过光电子显微镜对中枢神经系统进行研究，结果表明三氯蔗糖及其水解产物不会诱导中枢神经系统(CNS) 病变，对大鼠以及美洲小型长尾猴中枢神经系统无影响。 ^[4] 

三氯蔗糖临床实验

研究发现，人体每天摄入125mg的三氯蔗糖，持续3周后，再每天摄入250mg的三氯蔗糖持续4周，后每天摄入500mg的三氯蔗糖持续5周，未发现对血液、尿液化学成分以及心电图产生不良影响。研究结果还显示人体单剂量摄入10mg/kg·d的三氯蔗糖和持续13周每日摄入5mg/kg·d的三氯蔗糖，对人体健康无不良影响。 ^[4] 

近年来人体临床研究结果还显示三氯蔗糖不会诱导龋齿，不会影响血糖量，糖尿病患者对三氯蔗糖也具有良好的耐受力。 ^[4] 

三氯蔗糖国内外的批准使用情况

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1989年FAO/WHO 食品添加剂联合专家委员会(JECFA对三氯蔗糖的安全性进行了确认。1991年，加拿大卫生福利部也确认了三氯蔗糖的安全性，并批准三氯蔗糖的使用。随后美国、日本、欧盟、澳大利亚和新西兰等国家也都确认了三氯蔗糖的安全性并批准其使用。我国也于1997年正式批准使用三氯蔗糖。现已有100多个国家批准三氯蔗糖作为食品甜味剂在食品中广泛应用。 ^[4] 

三氯蔗糖应用优势

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有学者研究了三氯蔗糖与蔗糖、阿斯巴甜、糖精、安赛蜜在甜味、苦后味、酸味、体积感、甜后味及非甜后味等方面的区别，发现三氯蔗糖与蔗糖的味感接近，这说明了三氯蔗糖的问世代表了高甜度甜味剂的高成就。在一些食品生产应用中，阿斯巴甜滋味口感不错，但是易分解，不稳定；甜蜜素、糖精安全性受到一定程度的争议，且易产生后苦味；所谓的“蛋白糖”成分不一，安全性差，使用易造成糖精和甜蜜素超标；糖醇类甜味剂甜度低，使用成本高，且溶解吸热大于蔗糖，虽然易产生清凉感，但口味异于蔗糖的甜熟感。而三氯蔗糖甜味感非常接近蔗糖，对热、酸、碱十分稳定，安全性高。它的优点主要有：高甜度，为蔗糖的400～800倍；安全无毒，不会对人体产生副作用，通过了美国FDA的认证；低热量，可用于不能食用营养型甜味剂的人群，如肥胖症患者、糖尿病人等。 ^[2] 

同时亦不会引起龋齿，有益牙齿健康；稳定性好，可以长期储存，并且在高温食品加工过程中甜味不会受到破坏；甜味纯正，与蔗糖甜味相似，不会像其他某些强力甜味剂那样会产生苦后感及异味；价格便宜，相同甜度下为蔗糖价格的1/3～1/2。 ^[2] 

三氯蔗糖食品加工中的应用

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三氯蔗糖稳定性较高，在食品加工中要结合工厂实际需求在任何一道工序中集中添加，不仅使用较为便捷，且整体效果较好。针对三氯蔗糖的含量分析，要采取高压液相色谱法，直观测定相关数据和信息。在食品加工中应用三氯蔗糖顺应市场需求趋势，需要产品监控人员对用量给予高度关注。 ^[3] 

三氯蔗糖饮料

三氯蔗糖应用在饮料中较为常见，一般而言，在饮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，则需要添加0.013% ～ 0.016%的三氯蔗糖，也就是说，在1000kg的饮料中，至多能添加130～160g的三氯蔗糖，才能保证饮料具有较好的甜度。另外，将三氯蔗糖应用在酒类或者是酒类饮料中，具有良好的效果，添加少量三氯蔗糖就能改善酒类饮品口感，能有效掩盖酒类原本存在的酸涩感，提高酒类口感，使其酒体协调并不存在异味。将三氯蔗糖应用在营养饮料中是近几年较为新兴的做法，能掩蔽维生素以及功能性物质苦味以及涩味。将三氯蔗糖应用在乳酸菌和发酵乳中，不会被其分解，也不会对发酵过程产生不良影响，整体效果较好。 ^[3] 

由于三氯蔗糖稳定性较好，不会与其他物质发生反应，也不会对饮料透明度、色泽以及香味产生影响。加之三氯蔗糖具有加热杀菌以及长期保存的性能，不会存在降解或者是脱氯等问题。因此，将三氯蔗糖作为甜味剂应用在饮料生产中，能满足使用和流通管理。 ^[3] 

三氯蔗糖烘焙食品

由于三氯蔗糖具有耐高温以及低热值优势，在烘焙食品中应用较为广泛，经过高温加热的三氯蔗糖产品甜味并不会变化，且没有任何可测性损失，将三氯蔗糖添加在烘焙糕点以及糖果类较为常见。在pH为3时，添加三氯蔗糖的食品放置1年，三氯蔗糖的保存率仅流失2%。在pH高于3时，三氯蔗糖几乎不会出现流失，且并不会参与发酵反应，不会影响酵母菌类物质生长。也正是基于此，将三氯蔗糖应用在发酵乳酸和酸乳酪类得低酸碱度食品中，能发挥三氯蔗糖的优势，提高食品口感。 ^[3] 

需要注意的是，由于三氯蔗糖自身不含热量，很难吸收高效甜味剂，因此，不会直接导致人们出现肥胖等问题。将其应用在月饼以及甜点等糖馅食品中，能在保证口感的基础上，降低食品中的热量。 ^[3] 

三氯蔗糖蜜饯类食品

将三氯蔗糖应用在蜜饯类食品中，添加量控制在0.15g/kg。主要是由于三氯蔗糖具有较好的渗透性，保证甜度的同时，避免发生其他反应。除此之外，要结合《食品添加剂使用卫生标准》对三氯蔗糖有效管控，大添加量为0.15～1.25g/kg。将其应用在改性口香糖中，添加量为1.5g/kg。具体的标准如下：糕点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、咖啡和红茶中在12.0g/kg以下等。 ^[3] 

三氯蔗糖三氯蔗糖发展前景

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三氯蔗糖已经广泛应用于400多种食品当中，应用范围包括碳酸饮料、无气饮料、酒类、甜食水果和蔬菜罐头、腌渍食品和调味汁、果酱、焙烤食品、冰淇淋、乳制品、早餐谷物食品、日常用甜味剂等。低卡路里饮料是人工甜味剂的大市场，仅在美国就拥有8700万消费者。可口可乐和百事可乐公司都相继推出了采用三氯蔗糖作为甜味剂的低热量饮料，并将作为今后市场推广的重点，这无疑将极大地提高市场对三氯蔗糖的需求。 ^[5] 

我国是在20世纪90年代批准使用三氯蔗糖的，由于推广力度不足，应用技术有限，有很大的挖掘潜力。相关部门不仅应该分析技术结构，也要着力降低生产成本，借助适当复配工作，优化整体应用管理机制，为项目升级奠定坚实基础。 ^[3] 

另外，在我国三氯蔗糖已经正式批准用于饮料、口香糖、冷冻点心、冰淇淋、果冻和糖浆等加工制品中，并且，这种应用趋势还在不断扩展和延续，待批准使用食品将会逐年增多。除了具有较好的口感外，将三氯蔗糖应用于食品加工中，还能用于对肥胖症、糖尿病、心血管病等预防工作中。作为重要的甜味剂，积极针对其特性深度挖掘和整合，顺应发展趋势，为食品加工全面升级提供保障。