三氯蔗糖在食品中的應用概況及檢測方法

李正鈺 隋佳怡 周思遠 張宇鑫 李傲強 馮洲靜

摘要：隨著我國對蔗糖需求量的不斷增加，三氯蔗糖已成為我國應用最廣的優質甜品添加劑。文章通過查閱文獻和市場調研，梳理三氯蔗糖的生物學特性、對人體健康的作用、在乳制品、烘焙食品和飲品中的應用概況及食品中檢測三氯蔗糖的方法，旨在為三氯蔗糖的進一步利用提供可行性建議。以蔗糖為原料制成的三氯蔗糖是一種白色顆粒狀，易溶于水、甲醇和乙醇，且無熱量、無毒副作用，以及對光、熱和pH穩定性較高并具有優良功能特點、對人體健康無不可逆作用的甜味劑，可為人體提供抗氧化物質，有利于減肥和降低膽固醇，已廣泛應用于現代食品、飲品和醫藥等生產領域。作為一類重要的食品添加劑，三氯蔗糖已在100多個國家和地區應用，其中，在乳制品中可代替蔗糖補充甜味，生產出品質優良的低糖乳酸，在干酪生產過程中應用有利于產品烘干，在乳制品片劑加工過程中應用可提高牛初乳片和奶片產品的營養性能；在烘焙食品生產過程中應用可改善產品的烘焙品質；在果汁生產中應用可降低飲品的熱量?？焖?、準確測定食品中三氯蔗糖含量的方法主要有液—質聯用法和高效液相色譜法（HPLC）。針對三氯蔗糖應用廣泛但存在市場不穩定和消費者認可度低的問題，建議在使用三氯蔗糖過程中應加大對其安全性的檢驗力度，嚴格遵守食品添加劑相關規定，依照相關食品使用標準嚴格控制其添加量，保障食用安全。

關鍵詞：三氯蔗糖；應用概況；檢測方法；可行性建議

中圖分類號：TS202.3 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標志碼：A 文章編號：2095-820X（2024）01-0022-05

0 引言

三氯蔗糖也稱蔗糖素，是以蔗糖為原料加工而成的新型氯化衍生物，呈白色顆粒狀，無臭，無吸濕性，易溶于水、甲醇和乙醇等，其甜味純正，口感清新自然，甜度是蔗糖的600～700倍［1］，無后苦味、無熱量、無毒副作用，光、熱和pH穩定性均較高［2］，具有優良的功能特點、生物特性和保健作用。作為理想的代糖物質，食用三氯蔗糖可極大降低人體糖分攝入量，具有降低高血糖、高血脂發病率及滿足口感的特性，符合當代社會對健康安全飲食的追求。作為非營養性強力甜味劑，三氯蔗糖的穩定性極強，其結晶體在干燥室溫（20 ℃）條件下可儲存4年，其水溶液在正常室溫及軟飲料的pH范圍內可穩定儲藏1年不發生質變。三氯蔗糖的甜度隨溶液濃度的變化而發生變化［1］，食品加工過程中，溶液濃度越高，所得產品甜度越高，但甜而不膩且無反酸現象。在食品或飲品中添加三氯蔗糖，還具有掩蓋酒味［3］和苦澀味、淡化酸味和咸味及增強部分食品中辛辣味和奶香味的作用，使得食品味道更純正，食品適口性和食用價值得到改善［4］。三氯蔗糖具有極大的市場優勢，對于食品或飲品生產企業來說，高倍甜味劑的應用可極大影響企業的整體發展趨勢。近幾年來，三氯蔗糖在同類甜味劑中脫穎而出，應用范圍不斷擴大，產品種類豐富，產量不斷上升。我國擁有世界上產量較大的三氯蔗糖生產機構，可滿足國內消費者需求，隨著人們對健康飲食關注度的不斷提高及食品加工技術的不斷進步，市場對三氯蔗糖的需求將持續增長，生產成本進一步降低，其發展潛力更巨大。文章從三氯蔗糖的生物學特性、對人體健康的作用、在乳制品、烘焙食品和飲料中的應用概況、在食品中的檢測方法（液—質聯用法和高效液相色譜法）及在應用上的可行性建議等方面進行梳理，旨在為三氯蔗糖的進一步開發利用提供理論依據。

1 三氯蔗糖的性能

1.1 生物學特性

三氯蔗糖進入人體后不參與各項代謝活動，其熱量值為零，人體消化系統對其無吸收作用［5］，基本上隨著尿液和糞便排出。1998年，經美國食品藥品管理局（FDA）審核認證，三氯蔗糖可作為甜味劑應用于各種食品制作過程，由于其對人體血液中的葡萄糖含量無明顯影響，因此認為三氯蔗糖對糖尿病人群友好，可作為糖尿病人群的專用甜味代替品。此外，多數糖類物質可被鏈球菌利用而危害口腔健康引發口腔疾病，而三氯蔗糖對齲齒病菌無利用價值，因此可減少口腔中病菌的產生，維持口腔pH穩定，從而降低病菌細胞在牙齒表面黏附與繁殖，發揮抗齲齒作用［6］，達到保護口腔健康的目的。已有研究表明，相對于其他可食用糖類物質，三氯蔗糖的使用量可擴大到正常用量的百倍以上且對人體無明顯毒副作用，對人體健康無不可逆作用，確認三氯蔗糖為安全級添加物［7］。

1.2 對人體健康的作用

首先，三氯蔗糖具有抗氧化作用，可為人體提供抗氧化物質，減少自由基的產生及其對人體的損害作用。其次，日常生活中人體攝入的多余糖類會轉化為引發心腦血管疾病的風險因素甘油三酯，而三氯蔗糖有助于控制體重，有利于減肥，對與肥胖相關的多種疾病，如2型糖尿病和多囊卵巢綜合征產生積極影響。此外，三氯蔗糖中含有的甜菜糖可用以降低膽固醇，防止胰島素含量過高，同時對人體的饑餓感無影響，有助于降低老年人群心血管疾病和中風的發病率。但也有研究表明，過量食用三氯蔗糖會導致人體腸道菌群失衡，腸胃不適，降低藥物療效，如添加三氯蔗糖會使小鼠誘發肝臟炎癥［8］。中國營養學會建議應科學合理食用三氯蔗糖，使其對人體健康的作用最大化，具體使用量控制在15.0 mg/（kg·d）以下為宜［9］。

2 三氯蔗糖在食品中的應用

糖類是人們日常生活中必不可少的物質。三氯蔗糖作為新型甜味劑保留了其他糖類在供能、維持血糖和維持機體運作等方面的優勢，且無其他糖類甜度小和熱量高的缺陷，食用安全性較高，在實際生產中已廣泛應用于食品生產，可根據不同食品的生產需求，在食品加工過程的任何環節均可添加，且操作便利［10］。添加三氯蔗糖的食品口感和風味均得到極大改善，且因三氯蔗糖不參與人體代謝，有助于預防人類糖尿病、肥胖癥和心血管疾?。?］。三氯蔗糖作為食品添加劑的應用歷史已達100多年，并已在100多個國家和地區應用，目前應用三氯蔗糖的常見食品主要有乳制品、飲料和烘焙品等。

2.1 在乳制品中的應用

牛奶經發酵、調味和殺菌得到乳制品，在保留牛奶營養成分的同時其風味得到改善。常見的乳飲料一般情況下通過添加蔗糖調節風味，但有導致齲齒和糖尿病發生的風險。以三氯蔗糖代替蔗糖補充乳制品的甜味，可生產出品質優良的低糖乳酸，在干酪生產過程中添加三氯蔗糖有利于產品烘干且無不良風味產生［11］。同時，在乳制品片劑加工過程中使用三氯蔗糖，可提高牛初乳片和奶片產品的營養性能，糖分降低達20%，添加三氯蔗糖同時聯合功能性低聚糖生產的乳制品對“三高”人群十分友好［9］。姜維強［12］研究表明，在酸奶中添加三氯蔗糖，三氯蔗糖無能量及食用安全指數高的特性可滿足酸奶保健功效需求，同時甜度高和造價低有助于酸奶生產企業節約生產成本，在酸奶生產中具有一定的應用優勢。

2.2 在烘焙食品中的應用

三氯蔗糖綜合性能優于甜蜜素、阿斯巴甜和安賽蜜等甜味劑，因此三氯蔗糖在烘焙食品中廣泛使用［13］。在烘焙食品的生產過程中添加三氯蔗糖，可改善產品烘焙品質，在pH為3的狀態下，三氯蔗糖在1年內流失率僅為2%左右［14］，說明添加三氯蔗糖不會引起保質期內的烘焙產品口感風味發生明顯變化。在生產烘焙食品時，三氯蔗糖對發酵過程無不良影響，對發酵菌（酵母菌）菌群無抑制作用，且相對于其他甜味劑用量顯著減少［15］。已有研究證實，同時食用三氯蔗糖和麥芽糊精時，人體的代謝狀況會受到影響，但單獨攝入三氯蔗糖對人體不會產生代謝損傷［16］，因此，烘焙食品生產過程中添加三氯蔗糖時應避免同時添加其他碳水化合物。

2.3 在飲料中的應用

三氯蔗糖的穩定性特征適用于飲料生產。三氯蔗糖不易與其他成分發生反應，在飲料生產過程中不會影響飲料的口味、色澤和透明度；在高溫環境下不易質變分解，耐熱性極好。趙蕓［17］分析三氯蔗糖在果汁飲料中的應用現狀，利用感官評定方法檢測3種三氯蔗糖的特點，探究其與蔗糖的相對甜度差異，結果表明，泰萊品牌三氯蔗糖的特性與蔗糖最相似，利用排序法測定該品牌三氯蔗糖的甜度相當于蔗糖的600倍，在果汁生產中對蔗糖的最佳代替比例為20%時，可降低24%的熱量，能滿足產品的上市和銷售需求。目前，三氯蔗糖應用于多種飲料生產的發展勢頭迅猛［18］，具有較大的市場開發潛力。

3 食品中三氯蔗糖的檢測方法

三氯蔗糖在食品中的含量決定了食品的營養功能、口感品質和商品價值，與食用人群的健康息息相關，為確保食品的安全性和質量，對食品中的三氯蔗糖進行檢測十分必要。已有研究表明，飲料、調味品及少數保健食品中三氯蔗糖的檢測多利用液—質聯用法［19］和高效液相色譜法［20］，其中高效液相色譜法的主要檢測儀器為示差檢測器（RID）和蒸發光檢測器（ELSD）。該2種方法均可快速、準確測定不同食品中的三氯蔗糖含量，對食品質量監控具有重要意義。

3.1 液—質聯用法

液—質聯用法結合了質譜技術與色譜技術，高效靈敏，可根據檢測樣品的差異調整參數和技術，有助于獲得高質量數據，在生物醫藥、食品安全和環境監測等領域發揮著重要作用［21］。周玉等［22］建立的液—質聯用儀測定白酒中三氯蔗糖含量方法，采用直接進樣，樣品注入質譜儀中分別通過離子模式和惰性氣體氮氣攻擊得到一級和二級質譜圖，并獲得相應的子離子，通過優化質譜條件使監測離子豐度和信號達到最佳狀態，結果顯示，在檢測范圍內線性良好，相對于國標檢測方法檢出限更低，對白酒中三氯蔗糖的定性定量檢測效果良好。姜薇等［23］采用三重四極桿液—質聯用儀同時上機檢測腌菜中的紐甜和三氯蔗糖含量，統一前處理方法，峰位平穩清晰且無雜峰，二者回收率均在80%～120%，符合檢測要求。呂謙［24］建立的液—質聯用分析白酒中微量甜蜜素方法，以甲醇和水為流動相，利用多反應方式檢測，重復性良好且方法快捷，無假陽性現象，可滿足監管部門的檢驗需求，提供的參考數據可靠。

3.2 高效液相色譜法—示差檢測器（HPLC-RID）

李桑等［25］以甲醇∶0.125%磷酸氫二鉀=40∶60（V∶V）為流動相，流速0.8 mL/min，利用高效液相色譜法結合C18反相色譜柱和示差折光檢測器檢測飲料中三氯蔗糖的含量，結果表示，三氯蔗糖與峰面積具有良好的相關性；改善儀器分析條件并進行多次測定，優化流動相和流動速度，提前試驗過程的出峰時間，從而使得試驗峰面積相對于國標方法的響應值顯著提高，操作穩定性和檢測效率得到提升，靈敏度和準確度均滿足日常分析需求，精密度良好；相對于以純水為流動相，雖然配置難度有所提高，但試劑的浪費率極大降低，回收率上升，減少了水性色譜柱的損傷，色譜柱使用壽命得到延長。李勇［26］利用高效液相色譜—示差折光檢測法測定果凍中三氯蔗糖含量的波動度，通過建立數學模型，引入三氯蔗糖濃度、標準曲線擬合和測量重復性等變量，結果檢測出果凍中三氯蔗糖含量為0.0484 ?g/kg，95%置信水平上不確定度為0.0050 ?g/kg；在不矯正回收率的前提下開展多次試驗檢測三氯蔗糖含量，發現高效液相色譜儀和試驗重復性對試驗結果具有顯著作用，同時，通過改變標準物濃度引入量對試驗結果也產生明顯影響。因此，保證試驗環境溫度恒定不變，檢查維護試驗設備以確保其精密度和使用穩定性，可提高檢測結果的準確度。趙云龍［27］利用高效液相色譜—示差折光檢測法，優化色譜條件，確定流動相為乙腈∶水=20∶80（V/V），流速1.0 mL/min，柱溫與示差檢測池溫度均為35 ℃，進樣量20.0 ?L，結果從白酒樣品中未檢測出三氯蔗糖，說明三氯蔗糖的使用符合相關食品添加劑安全使用標準?？梢?，HPLC-RID方法適用于大批次三氯蔗糖含量的高效測定。

3.3 高效液相色譜法—蒸發光檢測器（HPLC-ELSD）

蒸發光檢測器靈敏度較高，使用過程中要求配置高壓氮氣，一般情況下樣品的基質較復雜時多應用蒸發光檢測器結合基質標準曲線進行三氯蔗糖含量測定［28］。梁桂娟等［29］建立的高效液相—蒸發光散射檢測器測定醬油和配制酒中三氯蔗糖含量方法，通過調整其參數，使基線平穩，同時使設備靈敏度提升至最高，最終確定霧化參數為：氣流量2.9 L/min，漂移管溫度106 ℃；該方法檢測食品中三氯蔗糖含量高效可靠，在企業生產和質檢應用中具有較高的科學性。韓秋珍和周芳梅［30］開展高效液相—蒸發光散射檢測器檢測蛋白粉中三氯蔗糖含量研究，以乙腈和水為流動相，選擇梯度洗脫將分析物與雜質分離，經定量和定性分析，結果顯示三氯蔗糖含量在5.0～100.0 ?g/mL呈線性關系；該方法簡化了試驗處理過程，對蛋白粉中三氯蔗糖含量測定具有更高的實用性和針對性。王麗蘭［31］建立的一種快速、高效檢測泡菜中三氯蔗糖方法，泡菜樣品經過乙醇超聲提取后進行濃縮、復溶和過濾，所得濾液進入高效液相色譜儀，經過分離后利用蒸發光散射檢測器進行測定，節省固相萃取步驟，滿足了企業生產的批量檢測需求。李加輝等［32］開展發酵乳中三氯蔗糖含量檢測方法改進研究，利用乙酸沉淀蛋白法進行沉淀分離，結合HPLC-DAD法檢測發酵乳中三氯蔗糖含量，以檢出限、準確性和重復性為研究方向，通過優化試驗條件，使有機試劑節約量達50%，降低了試驗操作難度，節省試驗時間，取得高效、靈敏和低成本的檢測效果。HPLC-DAD法測定食品中三氯蔗糖含量具有一定優勢，可進一步推廣使用。

4 結語

傳統食品制作中多以蔗糖和果糖作為添加劑，隨著人們健康飲食觀念的不斷完善，應用以三氯蔗糖為代表的高甜度、低熱量新型甜味添加劑趨勢明顯。作為全球公認的食品添加劑，三氯蔗糖雖然應用廣泛，但也存在市場不穩定和消費者認可度低的問題。隨著我國人民生活水平的不斷提高，食用糖類的消費量將逐年上升，因此，在使用三氯蔗糖過程中應加大對其安全性的檢驗力度，相關部門慎重采取措施，嚴格遵守食品添加劑相關規定，全面提升安全水平，以達到滿足多方面需求同時保障民生健康的目標。未來三氯蔗糖作為健康的理想代糖，在以下兩方面發展空間巨大：（1）三氯蔗糖具有抗菌效果，將其與中藥復配可掩蓋中藥的苦澀味道，因此，三氯蔗糖可在醫藥方面作為新藥研發的先導化合物；（2）三氯蔗糖可用于甜品和保健品開發，為改善肥胖和高血糖人群飲食習慣提供幫助，以更好地調節身體機能，提高生活質量。

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（責任編輯 思利華）