三氯蔗糖.doc

中文名：三氯蔗糖
英文名：Sucralose
别名：4,1',6'-三氯-4,1',6'-三脱氧半乳蔗糖
CAS NO.：56038-13-2
分子式：C12H19Cl3O8
分子量：397.064
       三氯蔗糖（Sucralose，TGS）是目前唯一以蔗糖为原料生产的功能性甜味剂，其甜度是蔗糖的600倍，且甜味纯正，甜味特性十分类似蔗糖，没有任何苦后味；无热量，不龋齿，稳定性好，尤其在水溶液中特别稳定。经过长时间的毒理试验证明其安全性极高，是目前最优秀的功能性甜味剂之一，现已有美国、加拿大、澳大利亚、俄罗斯、中国等三十多个国家批准使用。三氯蔗糖已广泛应用于饮料、食品、医药、化妆品等行业，由于三氯蔗糖是一种新型非营养性甜味剂，是肥胖症、心血管病和糖尿病患者理想的食品添加剂，因此，它在保健食品和医药中的应用不断扩大。
       三氯蔗糖最早由英国Tate&Lyle公司和美国Johnson公司的子公司McNeil Specialty Products Company经过大量研究，于1976年开发成功并申请了专利。80年代中期，国际上16位知名专家组成的专门小组对三氯蔗糖的安全性问题进行了权威评价，确认三氯蔗糖对于广泛用途来说是安全的。1988年三氯蔗糖由McNeil Specialty Products公司以Splenda商标率先进入北美市场；FAO/WHO经过140多次安全和环境的研究来确定三氯蔗糖的安全性，于1990年确定其ADL值为15mg/kg。我国于1997年7月1日起批准使用三氯蔗糖。1998年3月21日，美国FDA批准了三氯蔗糖食品添加剂的地位；2001年三氯蔗糖专利保护到期。目前已经有三十几个国家批准使用三氯蔗糖，其已经广泛应用于370多种食品当中。
       三氯蔗糖仅是高度甜味剂的一种。目前，我国高度甜味剂市场主要由糖精钠、甜蜜素、阿斯巴甜、安赛密、甜菊糖占据，三氯蔗糖、甜菊苷等也占据一定份额。从长远看，三氯蔗糖的发展前景最大。
        随着国家提出可持续发展战略和满足国内健康饮食文化的发展，开发各种高甜度的甜味剂替代蔗糖具有重要的社会效益和经济意义，目前，我国蔗糖供大于求，价格呈下降趋势。从蔗糖生产高科技含量、高附加值的三氯蔗糖产品，以满足人民群众的生活和健康需要，具有重要的社会意义和经济价值。三氯蔗糖作为非营养型甜味剂将作为专用甜味剂在食品工业中占据主要地位，并必将得到大力发展和广泛应用，发展前景广阔。
       本报告技术部分对三氯蔗糖的生产工艺及技术进展做了详细的介绍，从反应原理、工艺流程、工艺过程、反应机理、副反应及预防控制措施、设备、岗位定员、成本估算、环境保护、技术特点、产品质量标准等许多方面进行了深入探讨，可以供国内三氯蔗糖技术开发参考；本报告通过参考大量专利文献对三氯蔗糖的工艺技术进展做了系统介绍。
       本报告市场部分从三氯蔗糖的用途、下游产品、国内外生产状况、国内潜在生产厂家、国外生产厂家及规模、国内外产量走势、市场状况及预测、供需状况分析及预测、价格、进出口状况、国内外市场分布、国内需求厂家及联系方式、国外需求厂家统计及潜在客户等诸多方面对三氯蔗糖的市场状况及发展方向做了详细论述，可作为三氯蔗糖的市场销售、客户开发、产品深加工等方面的重要参考信息。
八大产品优势
1、甜度高
三氯蔗糖的甜度是蔗糖的600-650倍，是阿斯巴甜甜度的3倍。

2、口感优越
三氯蔗糖甜味纯正，甜感的呈现速度、最大甜味的感受速度、甜味持续时间及后味等三个方面都与蔗糖相似；无异味、苦味，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、奶香等有增效作用。

3、稳定性高
三氯蔗糖堪称目前所有强力甜味剂中性质最稳定：耐酸碱、耐高温、适用于食品加工中高温灭菌、烘焙、挤压等各种工艺。

研究报告显示，用三氯蔗糖增甜的产品可在整个储存期内保持甜度不变。

4、安全性高
ADI：15mg／kg。
我们生产严格遵循国际安全生产线，各项指标均符合FCCV标准。

5、水溶性高
我们采用膜过滤分离技术，产品易溶于水，低温下溶解效果也非常好。20℃水中溶解度28.2克／100ml，随着温度的升高，其溶解度也增大，60℃可达65克／100ml。

6、健康的甜味剂
三氯蔗糖的热值及能量值几乎为零，在人体内不参与新陈代谢，不被吸收，不会引起血糖波动，适于糖尿病人、肥胖病患者、心血管类疾病患者食用。

7、普及性高
三氯蔗糖已被批准应用于400余种食品中。广泛应用于饮料、口香糖、乳制品、糖果、蜜饯、冰淇淋、果酱、调味品、烘焙食品、固体饮料等各种加工食品；同时可用于医药及保健品。

8、经济指数高
三氯蔗糖有着蔗糖的口感，但单位甜度的成本比蔗糖便宜，而且在仓储，运输等方面能为企业节省不少成本。

三氯蔗糖是继阿斯巴甜（Aspartame）、AK糖（Acesulfame-k）之后开发的新一代甜味剂，是迄今为止人类开发出来的最完美、最具竞争力的新一代甜味剂。

三氯蔗糖的特性：
◆甜度高，甜味纯正。甜度是蔗糖的600倍，甜味与蔗糖极其相似。

◆性质稳定，三氯蔗糖具有很好的溶解性和稳定性，耐酸，耐高温，其结晶产品在20℃的干燥条件下可贮藏4年。

◆在水溶液和饮料中（pH值为3～5），常温可以贮藏1年以上而不发生任何变化。三氯蔗糖没有化学活泼基团，不会与其他食品组分发生反应，可在任何食品配料系统和加工过程中使用。

◆绝对安全性，没有任何安全毒理方面的疑问，ADI值为15mg／kg。目前全世界已有80多个国家地区批准使用。

◆在保健方面，由于其热值为零，不会引起肥胖，可供肥胖病人、心血管病患者与老年人以及渴望控制体重的人士食用；摄入后不会引起血糖波动，可供糖尿病人食用；在口腔不被微生物代谢，也不会酶解，故不会引起龋齿，对牙齿健康十分有利。
浅析三氯蔗糖国际标准主要内容
2009年第6期（总第127期）
黄雪影，王桂华（广州甘蔗糖业研究所/国家糖业质量监督检验中心，广东 广州510316）

【摘　要】　着重介绍食品添加剂三氯蔗糖国际标准的主要内容，并对重要的技术指标试验方法进行分析探讨，促进国际标准的引用，制定适合行业发展的国家标准，规范行业生产管理，促进行业健康发展。
【关键词】　三氯蔗糖；国际标准；内容；浅析

1 前言
根据联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)联合组成的食品法规委员会(CAC)1983年规定，食品添加剂的定义是：有意识地一般以少量添加于食品，以改善食品的外观、风味、组织结构或贮存性质的非营养物质。因此食品添加剂是既不包括污染物也不包括食品营养强化剂。三氯蔗糖（sucralose）系英国Tate&Lyle公司于1976年研究开发由蔗糖卤化而成的一种蔗糖衍生物，属一种非营养型强力甜味剂。食品添加剂三氯蔗糖是第五代甜味剂。我国卫生部在1997年颁发的《食品添加剂使用卫生标准》规定，可在饮料、酱菜、复合调味剂、配制酒、冰淇淋、糕点、水果罐头、饼干及面包中添加三氯蔗糖产品，允许添加量为0.25g/kg，在改性口香糖、蜜饯中的添加量为1.5g/kg。目前国内尚无三氯蔗糖行业标准和国家标准。近年来随着食品安全重大事故的频频发生，违法添加非食用物质和滥用食品添加剂对食品安全构成了威胁。《中华人民共和国食品安全法》中，对食品添加剂的使用、生产进行最为严格的监管。为了加强食品添加剂生产监管，规范行业生产管理，打击在食品中滥用食品添加剂的违法犯罪行为，促进我国食品安全状况的根本好转，切实保护人民群众身体健康，制定三氯蔗糖国内标准及其分析方法尤其必要。联合国粮农组织和世界卫生组织（FAO/WHO）所属JECFA于1988年公布一暂定标准，1993年颁布了三氯蔗糖产品的国际标准（FAO/WHO 1993,Sucralose），美国《食品用化学品法典》FCC第三版的第四次增补本（1993）也公布了一个与FAO/WHO相似的标准。这些标准总体上是科学的、严谨的、规范的，对它们的引用或部分引用有助于三氯蔗糖标准水平的提高。为促进此项工作，现对国际标准的主要内容进行分析探讨。

2 国际标准对三氯蔗糖术语的有关定义
英文名：sucralose；中文名：三氯蔗糖（亦称三氯半乳蔗糖）；分子式：
C12H19Cl3O8，化学名：4，1'，6'-三氯-4，1'，6'-三脱氧半乳型蔗糖。性状：非营养型甜味剂，风味增强剂。

3 国际标准中关于三氯蔗糖的基本成份和质量要素的规定
3.1 三氯蔗糖的感官指标
白色或近白色结晶性粉末；无臭，味甜、干燥松散，无肉眼可见杂质。
3.2 鉴别方法
（1）三氯蔗糖含量分析中试样溶液在液相色谱图中主峰保留时间应与标准溶液相似。（包括溶剂峰）
（2）溴化钾压片样品的红外吸收光谱与三氯蔗糖标准样品在相同波长处显示相对最大。(压片法)
（3）按三氯蔗糖中相关物质中试样主色斑的Rf值应与标准液的主色斑相似。
3.3 关于三氯蔗糖鉴别方法的解释
三氯蔗糖的鉴别方法根据产品特性可分为三种：高效液相色谱法：根据三氯蔗糖含量采用高效液相色谱法，含量分析中标准溶液主峰保留时间与试样液保持一致来进行判定。红外吸收光谱法：在相同波长处溴化钾压片样品的红外吸收光谱与三氯蔗糖标准样品显示相对最大。薄层色谱试验：三氯蔗糖中的相关物质（其他氯化双糖）试样溶液中的主色斑Rf和标准溶液A的主色斑Rf是相似性来判定。联合国粮农组织和世界卫生组织（FAO/WHO）中三氯蔗糖的鉴别方法还有根据其溶解性确定，极易溶于水、甲醇和乙醇，微溶于乙酸乙酯；有机氯试验：取试样50mg，溶于5ml新煮沸并冷却的水中，加稀硝酸试剂5滴，过滤除去杂质。取澄清液2ml，加氢氧化钠试液2ml，再经0.45µm微孔滤膜过滤沉淀，取澄清液煮沸3min，加稀硝酸试液5 ml 和硝酸银试液0.2 ml，应呈混浊液或有白色沉淀发生。随着三氯蔗糖的生产工艺不断改进、生产技术水平不断提高，后两种鉴定方法可能容易出现误检，因此美国《食品用化学品法典》FCC（V）只强调三种鉴别方法：高效液相色谱法、红外吸收光谱法、薄层色谱试验法。
3.4 关于三氯蔗糖标准质量指标的选择
三氯蔗糖所有指标的选择，必须建立在通过对这些指标的检测，能够全面准确地反映其质量的基础上，能够有效地、准确地被检测出，并能体现出其主要特征。三氯蔗糖国际标准（FCCV与FAO/WHO 1993,Sucralose）的质量指标见表1。
表1 FCCV与FAO/WHO的比较情况表
项目
FCC（V）[1]
FAO/WHO（1993）[2]
含量以无水物计） %
98.0-102.0
98.0-102.0
水分 % ≤
2.0
2.0
灼烧残渣 % ≤
0.7
0.7
甲醇 % ≤
0.1
0.1
砷（以As计）% ≤
0.0003
0.0003
重金属（以Pb计）% ≤
0.0010
0.0010
旋光度[α]D20 (以无水物计）
+84.0°～+87.5°
+84.0°～+87.5°
水解产物(氯化单糖)
合格
合格
相关物质(其它氯化双糖)
合格
合格
三苯氧膦 % ≤
---
0.015
10%水溶液pH
---
6-7(±1)
由表1可见，FCCV与FAO/WHO（1993）相比，FCCV没有pH值和三苯氧膦指标。在现代三氯蔗糖生产工艺中，都需要加碱催化水解，反应结束后，加酸中和得到的三氯蔗糖可用萃取和结晶的方法加以分离和提纯，因此pH值是产品的一项重要指标。三氯蔗糖制备工艺中合成法的第二步是蔗糖－6－酯与氯化剂反应生成4，1’，6’—三氯蔗糖－6－酯，氯化的关键是选择较高活性和选择性的氯化剂，所用的含膦的氯化剂有氯化氧膦，五氯化膦，三氯化膦，乙二酰氯，碳酰氯（光气），三苯氧膦，亚硫酰氯（氯化亚砜）等，在生产过程中会用到三苯氧膦并且有可能传递到最终产品中，但目前国内生产企业已不用三苯氧膦作为氯化剂。

4 国际标准中三氯蔗糖主要项目试验方法的描述
4.1 含量分析
流动相的制备：150mL色谱纯乙腈（0.45µm微孔滤膜过滤）与850mL去离子水（0.45µm微孔滤膜过滤）混匀，脱气后使用。
标准溶液的制备：准确称取25 mg三氯蔗糖标准品，用流动相溶解，定容至25mL容量瓶中，0.45µm微孔滤膜过滤。
试样溶液的制备：准确称取25 mg（准确至±0.1mg）三氯蔗糖样品，用流动相溶解，定容至25mL容量瓶中，0.45µm微孔滤膜过滤。
色谱系统要求：高性能的色谱系统，常温下操作，色谱柱：5μmRadPakC18反相色谱柱、柱长8mm×10cm。保持压力和流速（通常为1.0mL/min），能够提供所需的保留时间（见系统稳定性测试）。
系统稳定性测试：两次注射20µL标准溶液进行测定，获得色谱图。根据不同仪器的情况通过试验选择最佳操作条件。保证相对标准偏差（100×标准偏差/峰面积平均值）不能超过2%。保留时间为9min。
分析过程：在上述条件下对标准溶液和试样溶液进行测定，进样量为20µL，注入高效液相色谱进行分离，计算出其峰面积平均值。
计算：X1=100(AuWs)/(AsWu)式中：X1——试样溶液中三氯蔗糖的含量, ％；Au——试样溶液中三氯蔗糖的峰面积；As——标准溶液中三氯蔗糖的峰面积；Ws——标准溶液中三氯蔗糖的质量，mg；WU——试样的质量, mg。
4.2 关于三氯蔗糖含量分析方法的解释
三氯蔗糖含量的多少是反映三氯蔗糖合成技术水平高低，国际标准中规定含量测定采用高效液相色谱法，所选用的色谱柱为C18反相色谱柱的中间制备柱（5μmRadPaKC18，8cm×10cm），目前生产厂家已停止生产此柱，考虑到采用了国际标准中描述的方法的色谱参考条件，可选择5μm，4mm×250 mm C18反相色谱柱，根据不同仪器的情况通过试验选择最佳操作条件，使三氯蔗糖的保留时间不超过9min，保证其相对标准偏差不超过2%。
本中心分别选取了3个来自国内不同的厂家生产的三氯蔗糖样品按高效液相色谱法（5μmC18反相色谱柱）进行测定，实验结果如表2所示。
表2 不同样品实验室内精密度试验数据汇总表
样品编号
检测结果
含量%
RSD%
1#
98.9
0.20
99.0
98.9
2#
98.1
0.16
98.4
98.3
3#
99.1
0.20
99.0
99.0
结果表明对不同样品，测试的相对标准偏差在0.16%-0.20%之间，实验室内精密度实验数据符合标准要求。
本中心按高效液相色谱法（5μmC18反相色谱柱）进行加标后的回收率测定选取样品1#（浓度为1.993g/L）为试验对象，分四个浓度加入标准溶液（5.0g/L）,重复测量三次，结果如表3所示。
表3 样品回收率实验数据汇总表
重复次数
取样品体积（ml）
取标准体积（ml）
取水体积（ml）
测定浓度
(g/l)
回收率
（%）
1
0.5
0.1
0.4
1.477
96.1
2
1.477
3
1.476
1
0.5
0.2
0.3
1.978
99.0
2
1.977
3
2.004
1
0.5
0.3
0.2
2.484
98.4
2
2.488
3
2.446
1
0.5
0.4
0.1
3.045
101.3
2
2.971
3
3.050
结果表明：样品回收率在96.1%-101.3%之间，回收率符合标准要求。
4.3 水解产物的分析
三氯蔗糖的制备方法中，首先使用分隔式电解槽装置，采用间接电氧化合成技术制备蔗糖－６－酯，然后通过氯代、水解生成三氯蔗糖。水解是以水为溶剂，将三氯蔗糖－６－酯在碱性条件下进行水解，国际标准中规定水解产物((氯化单糖)的分析用薄层色谱法, 水解产物不得大于0.1%。
显色剂的制备：准确称取1.23g对氨基苯甲醚和1.66 g邻苯二甲酸，用甲醇溶解，定容至100mL溶量瓶中，混匀。此溶液避光低温保存，以防止变色。假如溶液变色，需重新配制。注意：对氨基苯甲醚有毒，吸入、摄入或经皮肤吸收对身体有害。如果通过皮肤接触和吸入，应该使用正确的措施进行处理,如皮肤接触:应脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗；空气吸入：应迅速脱离现场至空气新鲜处并保持呼吸道通畅。
参比溶液的制备：⑴　标准溶液A：准确称取10.0g甘露醇，用蒸馏水溶解，移入至100mL容量瓶中，用蒸馏水定容至刻度。⑵　标准溶液B：准确称取40 mg果糖和10.0g甘露醇，用25mL蒸馏水溶解，移入至100mL容量瓶中，用蒸馏水定容至刻度。
试样的制备：称取2.5g样品，用5mL甲醇溶解，移入10mL容量瓶中，用甲醇定容至刻度。
测定方法：用涂置Merck-silicagel 60目硅胶，厚度为0.25mm薄层色谱板(TLC)或等效薄层板，滴加5µL标准溶液A 和标准溶液B至薄层板上，在两种标准溶液的滴加过程中，均应慢慢分次滴加，每滴加1μL溶液后须待薄层板干后再滴加。用同样的方式滴加5μL样品溶液至薄层板上。这三点应该具有相同的大小。滴加显色剂到薄层板上，在100℃±2℃温度加热15分钟。加热后立刻观察对着黑色背景的薄层板。试样液的色斑呈色应不深于标准溶液B。（此方法最低检出限量为0.1%）注意：如果可观测到标准溶液A点的色斑点，表示已错过观测时间，需重新测定。
4.4 甲醇的分析
三氯蔗糖的制备方法中，其氯化产物一般采用甲醇－甲醇钠水解脱去6-位羟基，国际标准中规定甲醇含量不得大于0.1%。
内标溶液的制备吸取1.0mL正丙醇至100mL容量瓶中，用吡啶定容至刻度，混匀。然后吸取5.0mL上述溶液于500mL容量瓶中, 用吡啶定容至刻度，混匀
标准溶液的制备：吸取2.0mL甲醇于100mL容量瓶中，用内标溶液定容至刻度，混匀。然后吸取1.0mL上述溶液于100mL容量瓶中，用内标溶液定容至刻度，混匀。
试样溶液的制备：准确称取2g样品，用内标溶液溶解，定容至10 mL容量瓶中，混匀。
试样溶液的测定：取1μL标准溶液进行检测，制得色谱图，算出甲醇峰面积（甲醇保留时间约2min），然后取1μL试样溶液进行检测，计算试样中甲醇峰面积，与甲醇标准溶液峰面积比较计算。
计算：X=(Ru/Rs)0.158/Ws),式中: X 4—－试样中甲醇的含量%；RU—－试样中的甲醇峰面积与内标标准溶液的峰面积之比的平均值；Rs——标准溶液中的甲醇标样与内标标准溶液的峰面积之比的平均值；0.158——标准溶液中甲醇的体积×稀释倍数×甲醇密度×100%;WS ——样品的质量，g
4.5 相关物质(其他氯化双糖)的分析
采用薄层色谱法测定，使用whatman LKC18，薄层厚度为0.20mm的薄层板或等效薄层板。
显色剂的制备：喷雾剂为15%(v/v)硫酸甲醇溶液。
展开剂的制备：混合70体积5%（w/v）的NaCl水溶液和30体积乙腈。使用前配制。
标准溶液的制备:⑴标准溶液A：准确称取0.5g三氯蔗糖标准品（同含量分析），用甲醇溶解，定容至5.0mL；⑵标准溶液B ：移取0.5mL标准溶液A至100mL容量瓶中，用甲醇定容至刻度。
试样的制备：称取1.0g样品，用甲醇溶解，定容至10mL容量瓶中，混匀。
测定方法：分别移取标准溶液A、标准溶液B和试样各5µL滴至薄层板的底端，将薄层板放在一装有展开剂的展开槽中，并且使展开的溶剂前延能达到大约15cm高。拿出薄层板，吹干，滴加显色剂。置入烘箱中125℃干燥10min。试样的主色斑Rf和标准溶液A的主色斑Rf应相似，同时试样的其他色斑应不大于标准溶液B的主色斑。（此方法最低检出限量为0.5%）

5 结语
长期以来食糖（包括甘蔗糖和甜菜糖）一直是人类获取食品甜味的主要来源，也会有一些特殊的群体，出于一些原因与考虑，倾向食用无糖或低卡路里产品。作为食品添加剂三氯蔗糖推向市场后，由于它的高甜度和低热量的特性，正逐渐受到一些特别的消费群体的青睐。2001年三氯蔗糖专利保护到期。三十几个国家批准研究开发使用三氯蔗糖，并已经将其广泛应用于多种食品当中。三氯蔗糖是蔗糖衍生的食品添加剂，经化学和生物改性后,分子结构发生了变化，其性能也发生了很大的变化,长期使用后的安全性问题一直受到高度关注，联合国粮农组织和世界卫生组织的食品添加剂专业委员会（FAO/WHO）对三氯蔗糖的安全性进行了140多次安全和环境的研究试验，于1990年规定其每日允许摄入量为0-15mg/kg体重。 1997年起我国陆续制订了食品添加剂使用卫生标准和食品添加剂卫生管理办法，对各种添加剂进行再评价，对致癌、致畸或毒性较强的添加剂加以限制或禁用，逐步扭转了我国滥用食品添加剂的状况。但中国食品添加剂行业在快速发展的过程中也存在一些问题，如：产品品种少、数量少，资金不足、技术落后，缺少创新，仿制为主，标准缺陷形成监管漏洞和误区，添加剂安全问题严重等；同时随着对添加剂化学性质的研究和试验方法的进展，还可能出现新的问题。因此为解决以上问题，应尽快制定三氯蔗糖国家标准及其分析方法，建立安全标识与追溯制度；规范生产，流通及使用，切实保护人民群众身体健康。
参考文献
[1]Committee on Food chemicals codex,“4th supplement to the of Third edition of Food chemicals codex”, National Academy of sciences Press,Washington,1993.
[2]FAO/WHO Ed “Compendium of food additive specifications”, FAO Food and Nutrition Paper,No52, Addendum 2 FAO/WHO Press ,Rome,1993.

三氯蔗糖
中文别名： 蔗糖素
化学名称： 4,1',6'-三氯-4,1',6'-三脱氧半乳蔗糖。
英文名称： Sucralose
CAS  号： 56038-13-2
分 子 式： C12H19Cl3O8    分 子 量： 397.64
性    状： 白色至近白色结晶性粉末，几乎无臭，无吸湿性。甜味。对光、热、PH均很稳定。极易溶于水，乙醇和甲醇。
含    量： 98.0-102.0%
用    途：
食品添加剂，最新型甜味剂，甜味是蔗糖的600倍
目前三氯蔗糖广泛应用于饮料，口香糖，面包，糕点，蜜饯，果冻，布丁和果酱等食品中。而且在医药领域中的应用也正在迅速扩大。最大使用量为0.25g/kg。美国，英国和加拿大等国家，已在多种食品中替代蔗糖和其他甜味剂。
◆甜度高，甜味纯正。其甜度大约是蔗糖的600倍，是阿斯巴甜的3倍，而且甜味纯正，与蔗糖极其相似。
◆绝对安全性，没有任何安全毒理方面的疑问，ADI值为15mg/kg。
◆性质稳定，蔗糖素具有很好的溶解性和稳定性 ，其结晶产品在20℃的干燥条件下可贮藏4年，在水溶液和饮料中（PH值为3～5）和通常温度下，可以贮藏1年以上而不发生任何变化。蔗糖素没有化学活泼基团，它与其他食品组分发生反应的可能性很小，因此可在任何食品配料系统和加工过程中使用。
◆在保健方面，由于其热值为零，不会引起肥胖，可供肥胖病人、心血管病患者与老年人以及渴望控制体重的人士食用；摄入后不会引起血糖波动，可供糖尿病人食用；在口腔不被微生物代谢，也不会酶解，故不会引起龋齿，对牙齿健康十分有利。
三氯蔗糖是以蔗糖为原料经氯代而制得的一种非营养型强力甜味剂，其化学名4，1’，6’—三氯—4，1’，6’—三脱氧半乳型蔗糖，是一种白色粉末状产品，极易溶于水（溶解度28.2克，20oC），水溶液澄清透明，其甜度是蔗糖的400～800倍，三氯蔗糖具有如下优点：（1）水溶液化学稳定性好，高温下甜味不变，而且与食物中的蛋白质果胶等主要成分不起化学反应，在焙烤工艺中甜度更稳定。（2）无毒副作用，在人体内几乎不被吸收，热量值为零，是糖尿病人的甜味代用品。（3）甜味纯正，与蔗糖一样没有不愉快的苦后味和其他怪味，它不被龋齿病菌利用,所以不会引起龋齿。正是基于这些优点，三氯蔗糖是目前食品和医药领域研究开发的热点。本文就笔者所了解的知识，对近年来国内外有关三氯蔗糖的合成工艺与应用研究进展作一介绍和述评，为我国今后在这一领域的研究提供一些参考。

1 三氯蔗糖的合成方法
三氯蔗糖是将蔗糖分子中位于4、1’和6’三个位置上的羟基用氯原子取代而得。蔗糖分子中一共有8个羟基，要将其中特定位置上的3个羟基通过选择性氯化而取代，而其它位置上的羟基不发生变化，当然是很困难的，又因为各个位置上的羟基的反应活性大小不一，使得三氯蔗糖的合成更为困难。目前三氯蔗糖的合成工艺主要有三种。
1.1 化学合成法
这是Tate & Tyle公司于1976年研究成功的方法，它以蔗糖为原料，首先在蔗糖的6，1’和6’三个伯碳位上的羟基三苯甲基化后乙酰化，使蔗糖分子的8个羟基全部反应，然后脱去三苯甲基基团形成五乙酰基蔗糖，接着将4位上的乙酰基迁移到6位上，再进行氯化，最后脱乙酰基而得到三氯蔗糖。
1.2 化学－酶合成法
化学－酶法合成三氯蔗糖，是采用了 6位上的基团保护法，它以葡萄糖和蔗糖为原料，首先葡萄糖发酵生成葡萄糖—6—乙酸，然后经层析分离提纯后与蔗糖一起在酶的作用下生成蔗糖—6—乙酸，再经氯化得到三氯蔗糖—6—乙酸，最后脱去乙酰基即得到三氯蔗糖。
1.3 单酯法
这是近几年备受重视的方法。它是以蔗糖为原料，用化学方法，使蔗糖6位上的羟基生成单酯，即蔗糖—6— 酯，再用适当的氯化剂进行选择性氯化而生成三氯蔗糖—6— 酯，最后脱去酯基，经结晶提纯即得到三氯蔗糖。
1.4 三种方法的比较
上述合成三氯蔗糖的工艺，化学合成法步骤较多，工艺流程复杂。化学－酶法步骤也较多，其中发酵这一步代价较高，且提纯中间产物较为困难，不能采用结晶分离方法，而只能采用层析方法，显然工业生产时成本太高。单酯法只需要三步反应，投资小，收率高，成本低，中间产物易于分离提纯，可采取萃取和结晶的方法，最适宜于工业生产，这是目前合成三氯蔗糖的最理想的工艺。
2 单酯法的合成工艺进展
九十年代开始，单酯法的合成工艺研究活跃，采用不同的反应物和不同的分离方法，产物收率大不一样，以下简要介绍几种单酯法合成工艺 。
2.1 蔗糖－6－酯的合成与分离
单酯法的第一步是蔗糖与酰化剂反应生成所需的蔗糖－6－酯。对酰化剂的要求是其生成的蔗糖酯对下一步反应所用的氯化剂是稳定的，并且酰化剂随后易于水解，常用的酰化剂有原乙酸三甲酯，乙酸酐，安息香酸酯和丙酐等。无论采用何种酰化方法，关键在于控制反应条件使蔗糖主要生成单酯，并且尽可能是在6位酯化。乙酸酐—吡啶体系特别适合于这种指定在蔗糖6位上的酯化，产物蔗糖－6－酯的收率最高可达40％以上。但是需要控制反应温度在—20℃以下，反应时间较长。在酸催化剂作用下采用原乙酸三甲酯作为酰化剂，反应条件温和，可在室温下进行。催化剂必须是强酸，常用的有对甲苯磺酸和吡啶盐酸等。反应首先生成蔗糖—4，6—原乙酸酯，该化合物在酸性条件下水解得到蔗糖—6—乙酸酯和蔗糖—4—乙酸酯的混合物，然后加入足量的碱，将蔗糖—4—乙酸酯转变成蔗糖—6—乙酸酯。反应完成后在真空下脱去溶剂，得到蔗糖－6－酯粗品。
2.2 氯化剂的选择
单酯法的第二步是蔗糖－6－酯与氯化剂反应生成4，1’，6’—三氯蔗糖－6－酯，所用的氯化剂有氯化氧膦，五氯化膦，三氯化膦，乙二酰氯，碳酰氯（光气），亚硫酰氯（氯化亚砜）等， 其中使用光气氯化蔗糖－6－酯收率较高，但光气剧毒，不便于生产操作。氯化亚砜是一种很好的氯化剂，其优点是反应除生成所需的氯代产物以及氯化氢和二氧化硫气体外，没有其他残留物，产物容易分离纯化，且副反应少，产率较高。在实际过程中，氯化亚砜常与二甲基甲酰胺合用，并加入少量吡啶，以提高反应速度和选择性。
2.3 三氯蔗糖－6－乙酸酯脱乙酰基及产品的分离
氯化后的反应混合物可经过水蒸汽蒸馏、萃取和结晶这三个步骤以分离和提纯三氯蔗糖－6－乙酸酯。也可以将三氯蔗糖－6－乙酸酯进一步乙酰化，然后再分离结晶。具体作法是先除去溶剂，然后加氢氧化钠使溶液PH上升至PH=11，维持反应温度15—35℃，反应时间0.5—2小时。反应结束后，加盐酸中和至PH=5—7。得到的三氯蔗糖可以用萃取和结晶的方法加以分离和提纯。
3 三氯蔗糖的应用进展
三氯蔗糖是Tate & Tyle 公司于1976年合成的，八十年代后与美国的Johson公司联合开发生产，经过十多年的生化性能及毒性试验，通过美国食品与药物管理协会（ FDA）的批准，于1988年开始投入市场，我国已于1997年7月批准使用。
3.1 三氯蔗糖的应用
目前三氯蔗糖广泛应用于饮料，口香糖，面包，糕点，蜜饯，果冻，布丁和果酱等食品中。而且在医药领域中的应用也正在迅速扩大。美国，英国和加拿大等国家，已在多种食品中替代蔗糖和其他甜味剂。由于我国目前尚无生产厂家，所需的三氯蔗糖产品全部依赖于进口。近年来我国科技人员在三氯蔗糖的性质应用和生产工艺的研究已取得了一定的成绩，但我们的研究成果多见诸于实验室研究。在生产工艺与设备装置的设计，制造和工业化等方面还有许多工作要做。
3.2 提高三氯蔗糖的热稳定性
一般来说三氯蔗糖的水溶液的热稳定性很好，即使在高温下其甜味和色泽也不变，这是因为三氯蔗糖在食品中的浓度很低。但纯品三氯蔗糖晶体在高温下稳定性较差，如在温度100℃时，纯品三氯蔗糖晶体在2分钟内就会由无色转变为灰褐色。为了储存和运输的方便，必须提高三氯蔗糖的热稳定性，美国1990年的一份专利上介绍了一种方法，让三氯蔗糖和环糊精共结晶，可得到较好的热稳定性，即用环糊精将三氯蔗糖分子包裹起来，以免三氯蔗糖分子由于热作用而变色。这种共结晶产品和蔗糖一样稳定，在美国，英国已得到广泛应用。
3.3 三氯蔗糖的复配
三氯蔗糖和其他甜味剂复配使用效果非常明显。这些甜味剂有果糖、葡萄糖、麦芽糖、蔗糖、乳糖、木糖醇，尤其是在软饮料中三氯蔗糖和果糖的复配非常有效。果糖有它特别的香味和令人愉快的口感，它们的结合使用不仅使饮料中的卡路里大大降低，又可使三氯蔗糖和果糖用量都降低到所希望的水平。

4 前景与展望
目前，我国蔗糖供大于求，价格呈下降趋势。从蔗糖生产高科技含量、高附加值的三氯蔗糖产品，以满足人民群众的生活和健康需要，具有重要的社会意义和经济价值。三氯蔗糖价廉物美，目前的售价只相当于等甜度下蔗糖的1/3 ~ 1/2左右，并且通过适当的复配，还能增加甜度，从而进一步为用户节省使用费用。因此，三氯蔗糖具有较强的市场竞争力。目前国内尚无生产三氯蔗糖的厂家，用户所需产品需要依赖进口解决，限制了该产品在国内的推广应用。但是三氯蔗糖由于其优秀品质，尽管生产技术难度较大，发展前景十分广阔。
    三氯蔗糖，化学名4，1’，6’－三氯－4，1’，6’－三脱氧半乳型蔗糖，是一种白色粉末状产品，极易溶于水、乙醇和甲醇。其甜度为蔗糖的600倍，且甜味纯正，同时具有安全性高、稳定性好等特点。在它的基础上新近开发出的三氯三脱半乳蔗糖，其甜度为蔗糖的2000倍以上。三氯蔗糖属于非营养型强力甜味剂，在人体内几乎不被吸收，符合当前甜味剂的发展潮流，因此它的开发值得关注。　　
生产与应用 　　
    三氯蔗糖是由美国Johnson（强生）公司于1976年以蔗糖卤化而制成的一种蔗糖氯化衍生物。它是将蔗糖分子中位于4，1’和6’三个位置上的羟基用氯原子取代而成。目前最具发展前景的工业化方法是以蔗糖为原料，在催化剂对苯磺酸的作用下，蔗糖与原三酸甲酯反应生成蔗糖乙酸酯，再用氯化亚砜进行选择性氯化而生成三氯蔗糖－6－乙酸酯，最后脱去乙酰基，得到三氯蔗糖，提取率约为30％～40％。我国目前尚无一家企业生产这种产品，但许多科研机构已进行技术开发研究，其中华南理工大学的开发工作处于较为领先的地位。　　
    早在1991年，加拿大、美国、英国、俄罗斯等国就已批准用该品作为食品甜味剂，中国于1995年将它列入允许使用的食品添加剂范围。联合国粮农组织和世界卫生组织的食品添加剂专业委员会针对这一产品规定了每千克体重每日允许摄入量。　　
    目前三氯蔗糖已广泛应用于饮料、口香糖、乳制品、蜜饯、糖浆、面包、糕点、冰淇淋、果酱、果冻、布丁等加工食品中，一般情况下不会出现降解与脱氯现象。另外，三氯蔗糖是一种新型非营养性甜味剂，是肥胖症、心血管病和糖尿病患者理想的食品添加剂，因此它在保健食品和医药中的应用不断扩大。　　
    我国卫生部在1997年颁发的《食品添加剂使用卫生标准》规定，可在饮料、酱菜、复合调味剂、配制酒、冰淇淋、糕点、水果罐头、饼干及面包中使用该产品，允许添加量为0.25g／kg，在改性口香糖、蜜饯中的添加量为1.5g／kg。　　
开发前景乐观 　　
    新型高档食品添加剂是当前我国重点新产品开发项目之一，而合成甜味剂又是世界上研究和销售中最为活跃的食品添加剂之一。　　
    长期以来，食糖一直是人类获取甜味食品的主要来源，目前全球食糖的年消费量约1亿吨，人均年消费量22千克左右。我国人口众多，食品消费量数值惊人，目前以糖为原料或辅料的食品有3000多种，其中尤以饮料增长迅猛，2000年产量超过1250万吨，可见我国甜味剂需求潜力巨大。　　
    目前我国蔗糖年产量达850万吨，跃居世界第三位，但人均不到7千克／年，远远低于世界平均水平。随着人民生活水平的提高，今后还有较大的增长空间。如果要大力发展蔗糖，势必将占用有限的耕地资源，与粮油争地，不利于国家经济的稳定发展。另一方面，食糖作为一种高热量、低甜度食品添加剂，可导致肥胖症、高血脂、糖尿病和龋齿等疾病，严重危害人体健康。另外，我国社会老龄化程度不断增加，忌糖队伍越来越大，食品将进一步趋于低热量、低糖。加之我国2000年已经大幅减少糖精的生产量，因此我国开发低热量、高甜度及具有功能性的非营养型甜味剂以满足食品发展和调整饮食结构显得尤为迫切，对适应国际食品发展潮流，提高国内食品添加剂水平也有积极的意义。　　
    目前世界上采用的甜味剂主要有：蔗糖、糖精、甜蜜素、甜味菊苷、阿斯巴甜等。而三氯蔗糖作为一种新型甜味剂具有突出的优点，备受食品专家的推崇与厚爱。该品具有安全性高、甜度高、稳定性好的特点。　　
    一是安全，通过国外发达国家对其使用十多年的实践表明，该产品非常安全。二是甜度高，三氯蔗糖是目前世界上强力甜味剂开发研究中最高水平的产物，其甜度是蔗糖的600倍，是阿斯巴甜的3倍，而且甜味纯正，与蔗糖相似。在它的基础上新近开发出的三氯三脱半乳蔗糖，是蔗糖甜度的2000倍以上。三是性质稳定，三氯蔗糖是目前所有强力甜味剂中性质最稳定的一种，其结晶产品在20℃的干燥条件下可贮藏4年。在水溶液中，在饮料中（pH值为3～5）和通常温度下，可以储藏1年以上时间而不发生任何变化。　　
    随着国家提出可持续发展战略和满足国内健康饮食文化的发展，开发和生产各种高强度甜味剂替代蔗糖具有重要的社会和经济效益。业内人士预测，我国在未来相当长的时间内，三氯蔗糖等非营养性甜味剂将作为专用甜味剂在食品工业中占据突出地位，并必将得以大力发展与广泛应用。
三氯蔗糖（Sucralose