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三氯蔗糖（Sucralose），俗稱蔗糖素，化學(xué)名為4,1',6'-三氯-4,1',6'-三脫氧半乳蔗糖，分子式為C12H19Cl3O8，相對(duì)分子質(zhì)量為397.64。穩(wěn)定性高，對(duì)光、熱、pH均很穩(wěn)定。極易溶于水、甲醇和乙醇，微溶于乙醚。三氯蔗糖的水溶液以pH5時(shí)的穩(wěn)定性最好，是利用蔗糖制作的無(wú)熱量高倍甜味劑物質(zhì)。

三氯蔗糖的甜度為蔗糖的400～800倍，且甜味純正，甜感的呈現(xiàn)速度，最大甜味的感受強(qiáng)度，甜味持續(xù)時(shí)間及后味等方面均非常接近蔗糖，甜味不因加熱而減退。它屬于非營(yíng)養(yǎng)型強(qiáng)力甜味劑，在人體內(nèi)幾乎不被吸收，熱量值為零。三氯蔗糖的性質(zhì)穩(wěn)定，儲(chǔ)存期長(zhǎng)。在水溶液中，在軟飲料的pH范圍內(nèi)（3~5）和通常溫度下，三氯蔗糖是所有高甜度甜味劑中性質(zhì)較為穩(wěn)定的一種。它是純天然產(chǎn)物蔗糖的衍生物，安全性相對(duì)較高。

三氯蔗糖常被用于飲料、乳制品、烘焙食品等領(lǐng)域。同時(shí)由于它的熱量為零，尤其適合應(yīng)用于肥胖者和糖尿病人所服用的食品中。

理化性質(zhì)

三氯蔗糖具有無(wú)臭無(wú)吸濕性等特征，在相對(duì)濕度低于80%時(shí)不吸濕，所以不需要特殊的存儲(chǔ)條件以防止吸收水分。遇光和熱顏色易變深。它是一種白色可自由流動(dòng)的結(jié)晶性粉末，物質(zhì)熱穩(wěn)定性較高，極易溶于水，在室溫下，三氯蔗糖的溶解度達(dá)25g/100mL以上，溫度升高到60℃時(shí)，其溶解度增加到660 g / L。同時(shí)三氯蔗糖也易溶于甲醇、乙醇、2-丙醇和丙二醇等溶劑，微溶于乙酸乙酯。在光環(huán)境、熱環(huán)境和pH值變化情況下的穩(wěn)定性較高，pH適應(yīng)性廣，適用于酸性至中性食品，對(duì)澀、苦等不愉快味道具有掩蓋效果；三氯蔗糖的水溶液澄清透明，水溶液pH為5，穩(wěn)定性較高，儲(chǔ)存1年以上不會(huì)出現(xiàn)化學(xué)變化。在任何具有水相和脂質(zhì)相的食物系統(tǒng)中，三氯蔗糖將始終分配在水相中。三氯蔗糖結(jié)晶體在20℃的干燥條件下儲(chǔ)存4年左右也不會(huì)出現(xiàn)化學(xué)變化，高溫條件不會(huì)改變甜度。三氯蔗糖的熔點(diǎn)為125℃，甜度約為蔗糖的600倍。

生物特性

三氯蔗糖在人體內(nèi)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(jīng)FDA審核認(rèn)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，三氯蔗糖不被齲病病菌利用，能夠減少口腔內(nèi)病菌產(chǎn)生的酸量以及鏈球菌細(xì)胞在牙齒表面的黏附，有效地起到抗齲齒作用。動(dòng)物研究表明，三氯蔗糖在超過(guò)人類使用水平幾百倍的大劑量情況下，始終長(zhǎng)期食用也很安全。在普通人類志愿者身上進(jìn)行的長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)表明，三氯蔗糖不會(huì)對(duì)人類健康產(chǎn)生不可逆作用。經(jīng)長(zhǎng)期安全性認(rèn)證試驗(yàn)，美國(guó)FDA確認(rèn)其為GRAS（安全）級(jí)添加物。

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，三氯蔗糖經(jīng)口進(jìn)入體內(nèi)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(guò)尿液排出。三氯蔗糖在人體內(nèi)的代謝與動(dòng)物體相似，普通人類志愿者口服1mg/kg的三氯蔗糖后，其中78.3%的三氯蔗糖通過(guò)糞便直接排出，14.5%通過(guò)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(dá)最高值，其血漿半衰期為13h。

應(yīng)用領(lǐng)域

飲料

三氯蔗糖應(yīng)用在飲料中較為常見(jiàn)，在飲料中蔗糖添加量通常都集中在8%～10%，而按照三氯蔗糖和蔗糖甜度的比例，則需要添加0.013%～0.016%的三氯蔗糖。即在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(yīng)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。將三氯蔗糖應(yīng)用在營(yíng)養(yǎng)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(zhì)的苦味以及澀味。?由于三氯蔗糖穩(wěn)定性較好，不會(huì)與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，也不會(huì)對(duì)飲料透明度、色澤以及香味產(chǎn)生影響。加之三氯蔗糖具有加熱殺菌不會(huì)被分解以及長(zhǎng)期保存的性能，不會(huì)存在降解或者是脫氯等問(wèn)題。因此，將三氯蔗糖作為甜味劑應(yīng)用在飲料生產(chǎn)中，能滿足使用和流通管理。?

乳制品

三氯蔗糖適用于從牛奶飲料到冰激凌的所有類型的乳制品。對(duì)于酸奶，可以在水果制品中或酸奶培養(yǎng)物中添加三氯蔗糖。因?yàn)槿日崽窃诎l(fā)酵過(guò)程中穩(wěn)定，不會(huì)受活的微生物影響，也不會(huì)干擾食品相關(guān)微生物的作用，將三氯蔗糖應(yīng)用在乳酸菌和發(fā)酵乳中，不會(huì)被其分解，也不會(huì)對(duì)發(fā)酵過(guò)程產(chǎn)生不良影響，整體效果較好。

烘焙食品及糖果

由于三氯蔗糖具有耐高溫以及低熱值的優(yōu)勢(shì)，在烘焙食品中應(yīng)用較為廣泛，經(jīng)過(guò)高溫加熱的三氯蔗糖產(chǎn)品甜味并不會(huì)變化，且沒(méi)有任何可測(cè)性損失，將三氯蔗糖添加在烘焙糕點(diǎn)以及糖果類較為常見(jiàn)。在pH為3時(shí)，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(shí)，三氯蔗糖幾乎不會(huì)出現(xiàn)流失，且并不會(huì)參與發(fā)酵反應(yīng)，不會(huì)影響酵母菌類物質(zhì)生長(zhǎng)。也正是基于此，將三氯蔗糖應(yīng)用在發(fā)酵乳酸和酸乳酪類的低酸堿度食品中，能發(fā)揮三氯蔗糖的優(yōu)勢(shì)，提高食品口感。?

需要注意的是，由于三氯蔗糖自身不含熱量，是很難被人體吸收的高效甜味劑，因此，不會(huì)直接導(dǎo)致人們出現(xiàn)肥胖等問(wèn)題。將其應(yīng)用在月餅以及甜點(diǎn)等糖餡食品中，能在保證口感的基礎(chǔ)上，降低食品中的熱量。?

藥用輔料

三氯蔗糖可以用來(lái)掩蓋某些藥品成分的口味，且不會(huì)與其他配料發(fā)生相互作用。由于它的熱量為0，尤其適合應(yīng)用于肥胖者和糖尿病人服用的藥品。三氯蔗糖已經(jīng)包含在《美國(guó)藥典》、《歐洲藥典》和《中華人民共和國(guó)藥典》中。目前，三氯蔗糖已經(jīng)成功用于維生素片劑、潤(rùn)喉糖和感冒藥等產(chǎn)品中。在中國(guó)，三氯蔗糖可在藥品制劑中作為藥用輔料，矯味劑和甜味劑等使用。

安全性及毒性

超過(guò)150項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果證明了三氯蔗糖的高度安全性，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)三氯蔗糖及其水解產(chǎn)物有任何不利影響。

人體臨床研究結(jié)果顯示三氯蔗糖不會(huì)誘導(dǎo)齲病、不會(huì)影響血糖量，糖尿病患者對(duì)三氯蔗糖也具有良好的耐受力。同時(shí)，三氯蔗糖無(wú)急性毒性、慢性毒性和致癌性等。

合成方法

目前（截止到2023年）三氯蔗糖的合成工藝一共有以下5種：全基團(tuán)保護(hù)法、單基團(tuán)保護(hù)法（單法）、生物催化法（酶化學(xué)法）、棉子糖法、四氯蔗糖法。工業(yè)上一般采用單基團(tuán)保護(hù)法生產(chǎn)三氯蔗糖。

全基團(tuán)保護(hù)法

全基團(tuán)保護(hù)法是最早開(kāi)發(fā)的三氯蔗糖合成工藝，它是將蔗糖分子中所有的羥基全部保護(hù)起來(lái)，即先用三苯氯甲將蔗糖在6、1’和6’三個(gè)伯碳位置上的羥基三苯甲基化，生成6,1’,6’-三（三苯甲基）蔗糖醚，后將5個(gè)仲碳位上的羥基乙酰化成乙基，生成6,1’,6’-三（三苯甲基）-五乙酰基蔗糖醚，去掉三個(gè)三苯甲基基團(tuán)而形成2,3,4,3’,4’-五乙酰基蔗糖，將4位上的乙酰基遷移到6位上，形成2,3,6,3’,4’-五乙酰基蔗糖，將2,3,6,3’,4’-五乙酰基蔗糖的自由羥基氯化，得到三氯蔗糖五乙酸酯，三氯蔗糖五乙酸酯脫去乙酰基而得到三氯蔗糖。

單基團(tuán)保護(hù)法（單酯法）

單基團(tuán)保護(hù)法又稱為單酯法，是以蔗糖為原料，首先制得蔗糖-6-乙酸酯或蔗糖-6-苯甲酸酯，從而將蔗糖分子中C-6為保護(hù)起來(lái)，然后再進(jìn)行選擇性氯化而生成三氯蔗糖-6-乙酸酯或三氯蔗糖-6-苯甲酸酯，最后脫去乙酰或苯甲酰基，即得到三氯蔗糖，反應(yīng)過(guò)程如下：

棉籽糖法

棉籽糖分子是三糖結(jié)構(gòu)，由一個(gè)半乳糖殘基和一個(gè)蔗糖殘基組成，而半乳糖殘基正好位于蔗糖的C-6位置上，可對(duì)蔗糖的C-6位起到天然的保護(hù)作用。因此，對(duì)棉籽糖直接進(jìn)行選擇性氯化，然后將蔗糖C-6位上的半乳糖基脫去，即可得到三氯蔗糖，反應(yīng)過(guò)程如下：

四氯蔗糖法

四氯蔗糖法是將蔗糖直接氯化，蔗糖分子中活性較高的C-4、C-6、C-1’和C-6’位的羥基均被氯原子置換，得到4,6,1’,6’-四氯-4,6,1’,6’-四脫氧半乳蔗糖（四氯蔗糖），然后四氯蔗糖與乙酸鈉發(fā)生酯化反應(yīng)，生成三氯蔗糖-6-乙酸酯，最后經(jīng)甲醇鈉處理，脫去乙酰基而生成三氯蔗糖。化學(xué)反應(yīng)過(guò)程如下：

三氯蔗糖的分析方法

針對(duì)三氯蔗糖的含量分析，要采取高壓液相色譜法，直觀測(cè)定相關(guān)數(shù)據(jù)和信息。

一般步驟為：首先從樣品中提取出部分三氯蔗糖溶液。然后進(jìn)行色譜條件的設(shè)置，包括選擇合適的色譜柱、流動(dòng)相（溶劑混合物）、流速等。接著將經(jīng)過(guò)制備的樣品注入高效液相色譜儀，使樣品進(jìn)入色譜柱進(jìn)行分離。然后進(jìn)行檢測(cè)與定量，即在色譜柱的出口使用適當(dāng)?shù)臋z測(cè)器來(lái)監(jiān)測(cè)樣品組分的濃度。通過(guò)比較待測(cè)樣品的峰面積或峰高度與標(biāo)準(zhǔn)曲線上的標(biāo)準(zhǔn)品濃度，可以計(jì)算出樣品中三氯蔗糖的實(shí)際含量。最后分析得到的數(shù)據(jù)并通過(guò)計(jì)算可以得出樣品中三氯蔗糖的濃度，計(jì)算公式如下：

式中X1為試樣中三氯蔗糖的含量（%）；Au為試樣液色譜主峰面積的平均值；Ms為稱取的三氯蔗糖標(biāo)準(zhǔn)品質(zhì)量（g）；P為三氯蔗糖標(biāo)準(zhǔn)品中標(biāo)示的三氯蔗糖的含量（%）；As為標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜主峰面積的平均值；Mu為稱取的試樣質(zhì)量（g）；X0為實(shí)測(cè)試樣的水分含量（%）。

國(guó)內(nèi)外的批準(zhǔn)使用情況

1989年 FAO/WHO 食品添加劑聯(lián)合專家委員會(huì)（JECFA）對(duì)三氯蔗糖的安全性進(jìn)行了確認(rèn)。1991年，加拿大衛(wèi)生福利部也確認(rèn)了三氯蔗糖的安全性，并批準(zhǔn)三氯蔗糖的使用。隨后美國(guó)、日本、歐盟、澳大利亞和新西蘭等國(guó)家也都確認(rèn)了三氯蔗糖的安全性并批準(zhǔn)其使用。現(xiàn)已有100多個(gè)國(guó)家批準(zhǔn)三氯蔗糖作為食品甜味劑在食品中廣泛應(yīng)用。中國(guó)也于1997年正式批準(zhǔn)使用三氯蔗糖。現(xiàn)行《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》（GB 2760—2014）規(guī)定了三氯蔗糖允許使用的食品種類和最大使用量。

參考資料 >

Sucralose.Pubchem.2023-08-10

三氯蔗糖.中國(guó)大百科全書(shū).2023-08-05

..2023-08-07

Aspartame and Other Sweeteners in Food.FDA.2023-08-07