甜味劑三氯蔗糖的合成工藝與應(yīng)用研究

□ 吳華仔 廣東省食品工業(yè)研究所有限公司

甜味劑三氯蔗糖的合成工藝與應(yīng)用研究

□ 吳華仔 廣東省食品工業(yè)研究所有限公司

食品添加劑中的甜味劑研究成果最多。而三氯蔗糖的主要原材料是蔗糖，并且在氯代作用下獲取非營養(yǎng)型的強(qiáng)力甜味劑。甜味劑是白色的粉末狀物質(zhì)，極易溶于水，水溶液透明，實(shí)際甜度能夠達(dá)到蔗糖400～800倍。為此，對(duì)于甜味劑三氯蔗糖合成工藝展開進(jìn)一步地分析具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

甜味劑；三氯蔗糖；合成工藝；應(yīng)用

1 三氯蔗糖優(yōu)勢(shì)分析

1.1 三氯蔗糖的水溶液具有較強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性

處于高溫狀態(tài)下，甜味不會(huì)發(fā)生改變。能和食物當(dāng)中蛋白質(zhì)果膠相互融合，不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，特別是在焙烤中可以確保甜度的穩(wěn)定性[1]。

1.2 三氯蔗糖無毒且沒有副作用

在人體當(dāng)中不會(huì)被吸收，本身熱量值為零，因而被糖尿病人當(dāng)作甜味的代用產(chǎn)品。

1.3 三氯蔗糖的甜味純正

和蔗糖相同，不存在苦后味或者是怪味。與此同時(shí)，三氯蔗糖也不會(huì)被齲齒的病菌利用。

2 三氯蔗糖的合成工藝研究

三氯蔗糖主要使用氯原子替代了蔗糖分子當(dāng)中4、1′、6′的3個(gè)位置的羥基。而蔗糖分子中包含8個(gè)羥基，需要把特定位置當(dāng)中的3個(gè)羥基以選擇性氯化的方式取代，其他5個(gè)羥基的位置不改變。這種方式具有較大的難度，而且不同位置羥基反應(yīng)的活性也不同，所以三氯蔗糖合成更加困難。現(xiàn)階段，三氯蔗糖的合成工藝可以細(xì)化成三種。

2.1 化學(xué)合成方法

化學(xué)合成方法主要的原材料是蔗糖，并且將蔗糖6、6′以及1′這三個(gè)伯碳位之上的羥基三苯甲基化以后再實(shí)現(xiàn)乙?；痆2]。實(shí)現(xiàn)三苯甲基的基團(tuán)會(huì)脫去，并且成為五乙酰基蔗糖。在此基礎(chǔ)上，需要把四位之上的乙酰基有效遷移至6位之上，并且實(shí)現(xiàn)選擇性氯化，最終將乙酰基脫去而形成三氯蔗糖。

2.2 化學(xué)與酶的合成方法

這種三氯蔗糖合成的方法，主要是保護(hù)6位之上的基團(tuán)，并6將蔗糖與葡萄糖作為主要的原材料。在此過程中，需要將葡萄糖發(fā)酵成葡萄糖-6-乙酸，隨后在層析分離的作用下實(shí)現(xiàn)提純的目的，并和蔗糖共同受酶的作用為形成蔗糖-6-乙酸。在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過氯化處理的方式獲取三氯蔗糖-6-乙酸，進(jìn)而將乙?；摰簦罱K形成了三氯蔗糖。

2.3 單酯方法

這種合成的方法，將蔗糖當(dāng)作原材料，通過對(duì)化學(xué)方法的靈活運(yùn)用，保證蔗糖6位之上的羥基形成單酯，也就是常說的蔗糖-6-酯。隨后，通過對(duì)氯化劑的合理運(yùn)用，落實(shí)選擇性氯化方式，并且獲得三氯蔗糖-6-酯，進(jìn)而將酯基脫去，結(jié)晶以后提純，即可獲取三氯蔗糖[3]。

2.4 三種合成方法的對(duì)比

通過對(duì)三氯蔗糖合成方法的研究與分析，可以發(fā)現(xiàn)化學(xué)合成方法的程序相對(duì)復(fù)雜。特別是化學(xué)酶的合成方法，其步驟很多，且在發(fā)酵環(huán)節(jié)中的代價(jià)極高。與此同時(shí)，中間產(chǎn)物的提純難度也較大，無法運(yùn)用結(jié)晶分離的方法，而僅僅是選擇使用層析方法，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的時(shí)候會(huì)增加成本。對(duì)單酯方法來講，僅需3個(gè)步驟，資金投入不多，收率較高，在中間產(chǎn)物的分離與提純方面十分簡便，能夠?qū)腿∫约敖Y(jié)晶的方式進(jìn)行使用，在工業(yè)生產(chǎn)中具有一定的適用性，同樣也是三氯蔗糖合成工藝中最具發(fā)展前景的工藝。

3 三氯蔗糖的應(yīng)用進(jìn)展闡釋

為了進(jìn)一步推動(dòng)三氯蔗糖的應(yīng)用效果，必須要正確認(rèn)知其具體的應(yīng)用效果，并采取有效改進(jìn)措施。

3.1 三氯蔗糖的具體應(yīng)用

三氯蔗糖在生化性能與毒性實(shí)驗(yàn)的作用下被投入到市場中應(yīng)用。現(xiàn)階段，三氯蔗糖在口香糖、果凍、果醬與飲料等多種食品中被廣泛應(yīng)用，與此同時(shí)，醫(yī)藥領(lǐng)域也同樣針對(duì)三氯蔗糖展開了相關(guān)性的研究。在大部分發(fā)達(dá)國家，已經(jīng)將這種食品替代了蔗糖以及其他的甜味劑[4]。新時(shí)期背景下，國內(nèi)相關(guān)科技工作人員對(duì)于三氯蔗糖性質(zhì)深入研究并且予以靈活運(yùn)用，在生產(chǎn)工藝方面取得了理想的研究成果，但仍然是實(shí)驗(yàn)室研究成果較為常見。

3.2 三氯蔗糖熱穩(wěn)定性提升

通常情況下，三濾蔗糖水溶液具有良好的熱穩(wěn)定性，處于高溫狀態(tài)的時(shí)候不會(huì)改變其甜味與色澤，主要的原因就是三氯蔗糖在食品中濃度不高。然而，如果三氯蔗糖晶體是純品，在處于高溫環(huán)境時(shí)，穩(wěn)定性并不理想。為了進(jìn)一步增強(qiáng)存儲(chǔ)與運(yùn)輸便捷性，最重要的就是要實(shí)現(xiàn)三氯蔗糖熱穩(wěn)定性全面提升?？梢詫⑷日崽桥c環(huán)湖精結(jié)晶，增強(qiáng)熱穩(wěn)定性[5]。具體來講，就是通過對(duì)環(huán)糊精包裹三氯蔗糖分子，規(guī)避在熱作用的影響下而發(fā)生變色反應(yīng)。而且通過這種方式所形成的產(chǎn)品，與蔗糖穩(wěn)定性相同。

3.3 實(shí)現(xiàn)三氯蔗糖復(fù)配

與其他種類的甜味劑相同，三氯蔗糖的復(fù)配具有理想的效果。特別是將三氯蔗糖和果糖復(fù)配并應(yīng)用在飲料中，效果顯著。果糖本身的香味與口感，加之和三氯蔗糖的復(fù)配，能夠有效地減少飲料當(dāng)中的卡路里，與此同時(shí)，也能夠降低其使用量。

4 結(jié)語

綜上所述，三氯蔗糖本身的甜味特性理想且安全，甜度相對(duì)較高，所以被當(dāng)作強(qiáng)力非營養(yǎng)甜味劑。為此，本文中將三氯蔗糖作為重點(diǎn)研究對(duì)象，闡述具體合成工藝，并且深入研究實(shí)際應(yīng)用與改進(jìn)措施，主要目的就是有效增強(qiáng)三氯蔗糖的應(yīng)用效果。

[1]吳海深,石淑先.新甜味劑三氯蔗糖的合成工藝進(jìn)展[J].精細(xì)與專用化學(xué)品,2010,18(5):51-56.

[2]王丙南.單基團(tuán)保護(hù)法合成非營養(yǎng)型甜味劑三氯蔗糖工藝的研究[D].哈爾濱:哈爾濱師范大學(xué),2012.

[3]湛英杰.甜味劑三氯蔗糖合成新工藝的探索和優(yōu)化[D].武漢:華中科技大學(xué),2013.

[4]王智衎.蔗糖-6-乙酸酯的合成及DSDA的循環(huán)利用[D].上海:華東理工大學(xué),2016.

[5]葉波.甜味劑三氯蔗糖的工業(yè)化生產(chǎn)工藝研究[D].南京:南京工業(yè)大學(xué),2013.