شیمی انواع شیرین کننده های مصنوعی

شیمی شیرین کننده های مصنوعی شامل انواع ترکیبات سنتزی آسپارتام، ساخارین، آسه سولفام، آلیتام است. سوكرالوز، آدوانتام، لوگدونام مصنوعی که برای شیرین سازی مواد غذایی به کار می رود. شيرين كننده هاى طبيعى با منشأ ساكارز منبع انرژى هستند اما سبب ناهنجارى ها و بيمـارى هاى ويژه اى مانند ديابت، چاقى، انسداد و ناهنجارى هاى رگ هاى خونى و قلبى، پوسيدگى دندان، بيمارى ها و اختلالات رفتارى مى شوند.

شـكـر خـالـص، شـربــت فــروكـتـوز، بـلـور فــروكـتـوز، گـلــوكـز(دكستروز)، عسل، لاكتوز، مـالـتـوز انـواعى از شيرين كننـده هـاى طبيعى اند. شيرين كننده هاى مصنوعى، توجه مجامع علمى جهان را به طور روزافزونى به خـود جلب كـرده است. فوايد و مزاياى استفاده از ايـن نوع مواد از يك سو و انتقادات نسبت به ايمنى آن ها از سـوى ديگـر، دروازه اى باز را پيـش روى محققان و دانشمنـدان بـراى كار بيش تـر و مؤثـرتر به منظور بهـيـنـه كـردن مصـرف اين گـونه مـواد باز كـرده است. امروزه در آمريكا 4 نوع از اين شيرين كننده ها به تصويب اداره ى غذا و داروى آمريكا FDA رسيده است.

ساخارين

• نام شيميايى: O-Benzosulfamide
• فرمول: C₇H₅NO₃S
• جرم مولكولى: 183.19
• حالت فيزيكى: به شكل پودرهاى كريستال دار و كريستال هاى سفيدرنگ و آروماتيک.
• انحلال پذیری: ساخاريـن در آب، اسـتـون، اتانـول، گليـسـرول و اندكـى در كلرفـورم و دى اتيل اتر حل مى شـود. نمک هاى آن نيز در آب حـل مى شوند.
• انرژی: به ازاى يک قاشق چايخورى، 1.8 كالرى انرژى توليد مى كند. حدود 300 بار شيرين تر از شكر است.
• از تولوئن و پترولوئن ساخته است.
• این شیرین کننده مصنوعی در دمای 229 درجه سانتی گراد (445 درجه فارنهایت) ذوب می شود.
•  اتم Hكنار Nخاصيت اسيدى دارد و ممكن است در يک واكنش جايگزينى، Na يا K به جاى آن قرار گيرد و يك نمک تشكيل بدهد. درحالى كه مزه ى شيرين ساخارين نيز از بين نمى رود.
•  ساخارین های سدیم و کلسیم پودرهای کریستالی سفید رنگی هستند که در آب بسیار محلول هستند.
•  این شیرین کننده مصنوعی در محدوده pH 2-7 و تا دمای 150 درجه سانتی گراد (302 درجه فارنهایت) پایدار است.
•  ساخارین در بدن متابولیزه نمی شود و بدون تغییر از بدن دفع می شود.
• ساخارين در نوشابه ها، آدامس ها، مربا، ژله، دسر، چاشنى، دارو، ويتامين هـا و وسايـل آرايشى به كار مـى رود. براى اولين بـار كمپـانـى MONSANTO آن را در سال 1901 تـوليـد كـرد. امـروزه مصرف آن در بيش از 100 کشور تصويب شده است.
• حل شدن مقدار زياد ساخارين در آب سبب تلخى آب مى شود. ولى حل كردن كمى از آن آب را شيرين مى كند.
•  سازمان غذا و دارو آمریکا ساخارین را (در فرم های آمونیوم ساخارین، ساخارین کلسیم و ساخارین سدیم) به عنوان یک شیرین کننده در نوشیدنی ها در مقادیری که بیش از 12 میلی گرم در هر اونس مایع نباشد، به عنوان یک جایگزین قند تایید کرده است.
•  ساخارین به برخی از نوشابه های رژیمی و نوشیدنی های شیرین، مانند آب میوه هایی که برچسب «سبک» دارند، اضافه می شود.

سرطان زايى ساخارین

 مصرف ساخارين سـرطان خون، لنف و انتقال و گستـرش سلول هاى سرطانى در كيسه ى مثانه ى موش رت را گسترش مىدهد. در يك مطالعـه نـشـان داده شـد كـه وقتى ساخـاريـن از غـذا حـذف مى شود، گستـرش سلولهاى سرطانى در كيسه ى مثـانـه ى رت كم مى شود. البته سرطان زايى ساخارين در انسان ثابت نشده است.

آسپارتام Aspartame

از آسپارتات و فنيل آلانيـن و حـدود 10 درصد متانـول تشكيـل شده است. مانند بقيه ى پروتئين ها پس از هضم به دو يا سه قسمت تقسيم و سپس جذب مى شود. نه آسپارتام و نه تركيبات آن هيچ گاه در بدن انباشته نمى شـود. 200 بار از ساكارز شيرين تر است. در بيش از 90 كشور استفاده مـى شـود. در آمريكا با علامت تـجـارى Nutrasweet استفاده مى شود. FDA آن را تصويب كرد و به شكل مخلـوط پـودرى در سال 1981 وارد بازار شد. از سـال 1983 نيـز افزودن آن به نوشابه هاى كربناتى تصويب شد. از آن هنگام در غذاها و نوشيدنى هاى مجاز ديگر مصرف شد.

آسپارتام مزه و طعم مركبات و ميوه هاى ديگر را دارد و در 1500 نـوع مـحـصـول يـافـت مـى شـود. مانـنـد: پـودرهـاى نـوشـابـه اى، ويتامين هاى جويدنـى، غـذاهـاى سـرد و گرم، غلات صبحـانـه، آدامس، ژله، دسر، نوشابه ها، شربت ها. حدود 100 میلیون نفر در جهان، محصولات محتوى آسپارتام را مصرف مى كنند. آسپـارتام در گـرماى زياد حـدود 86-80 درجه ى فـارنهايـت، تجزيه مى شـود. لذا توصيه مى شود در مـواد پختنى مصرف نشـود. زيرا متانـول موجود در آسپارتام در بدن تبديل بـه فـرمالدئيد و سپـس فـرميک اسـيـد مـى شـود. اين ماده در ايجـاد بـيـمـارى ها از جـمـلـه بيمارى هاى ماهيچه اى نقش دارد.

مصرف آسپارتام در افرادى كه به فنيل كتونورى مبتلا هستند، به علت تجزيه ى آن در بدن به فنيل آلانين مضر است. بيش از 200 مورد مطالعه درباره ى آسپارتام در دو دهه ى گذشته صورت گرفته است از جمله: سربـازان شـركت كننده در عـمـلـيـات طـوفان صحـرا در جنـگ خليج فارس كه نوشابه هاى الكلى محتوى آسپارتام را در گرماى بالاى آن منطقه استفاده كرده بودند، مسموم شدند. بتى مارتينى در يک سخنرانى درباره ى تأثير آسپارتام بر دو بيمارى مولتى پل اسكلروزيس و لوپـوس سيستميک و بيمـارى هاى مشابـه آن ها، مى گويد: متانـول در آسپارتام به فـرمالدئيد تبديل مى شـود.

اين واكنش در چشم صورت مى گيرد. فرمالدئيد جزء سموم است و سبب اختلال در بينايى مى شود. در همانندسازى DNA نيز اختلال ايجاد مى كند و هم چنين سبب كاهش دوپامين در مغز و در نهايت پاركينسون مى شود. اسپاسم، سردرد، درد مفاصل، و… از عواقب ديگر فرمالدئيد است.

اسسولفام پتاسيم

• نام شیمیایی: Acesulfam-K
• فرمول: C₄H₄KNO₄S
• جرم مولکولی: 201.24

يك اگزاتيازينون دى اكسيد است. ساختمان شيميايى آن شبيـه ساخارين است. اين تركيب طى يک پرو سهى كاملا سرى، از استواستيک ساخته مى شود. تاكنـون براى مصرف در 75 كشور تصويب شـده اسـت. قابليت حل شدن آن در آب حدود 27 گرم در100 ميلى ليتر است. در برابر درجات بالاى حرارت مقاوم است. اگر در يك محيط خشک قرار گيرد، عمر مفيد آن حدود 4 سال است.

سرطان زایی اسسولفام پتاسيم

CSPI در اوايل دهه ى 90 نگـرانى خود را از سرطان زا بودن آن اعلام كرد و دستور بررسى ايمنى آن رابه FDA داد. پس از مطالعات گسترده ى  NTP بر موش، كه به مدت 104 هفته طول كشيد؛ اعلام شد، كه مصرف Acesulfame-K در مقدار كم، اشكالى ندارد. در حالى كه CSPI در يك گزارش گفته بود كه Acesulfame-K عامل تومورتيروئيد در رت است. دو دهه مطالعه نشان مى دهد كه Acesulfame-K عارى از هرگونه اثر موتاژنى و كارسينوژنى است.

سوكرالوز 

• نام شیمیایی: Sucralose
• فرمول شیمیایی: C₁₂H₁₉Cl₃O₈
• جرم مولکولی: 397.64

سوكرالوز با جايگزينى سه گـروه هيدروكسى و سه گروه كلريد در مولكول ساكارز به دست مى آيد. بيـش از 600 بار شيرين تر از ساكارز است و در بيش از 100 نوع غذا، نوشيدنى، شيرينى، دسر و چاشنى مصـرف مى شود. در سال 1970 با مشـاركت تحقيقاتـى مـيـان كـالـج كــوئـيـنـز الـيــزابـت از لـنـدن و شــركـت خـصــوصـى Tate & Lylle در آزمايشى بر ساكارز سنتز شد. مصرف آن در بيش از 18 كشور، تصويب شده است. FDA آن را در آوريل سال 1998 تصويب كرد. مشكلات كم تر و پايدارى بيش ترى نسبت به پيشينيان خود دارد و هيچ گونه مزه و بوى نامطبوعى ندارد.

در مطالعه مشترک سم شناسى و سرطان شناسى كه بر رت در طى 26 هفته انجام شد، هيـچ گـونه علائم سمى نشان داده نـشـد؛ مگر كم شـدن وزن و البته عدم رشد مغزى و كم هـوشى، كه بعدها مشخص شد، اين مسئله در مقدار زياد سوكرالوز يعنى 3 گرم و آن هم در رت پديدار مى شود و دليل آن اختلال در جذب است. مـواردى همانند كـاهـش گـلـبـول هاى قـرمز و سقط جـنـيـن در مطالعات آزمايشگاهى مشاهده شد، كه البته بعضى از اين نتايج به تأئيد نرسيد.

آليتام : Alitame

درخواست تصويب آن در سال 1986 به FDA تقديم شد. آليتام تشكيل شده از L _ Aspartate و D_ Alanine و 2000 بار شيرين تر از ساكارز است. متابوليسم يك گرم آن 4.1 كيلو كالرى انرژى توليد مى كند. به هر حال مطالعات و كنكاش هـا بـراى كشف حقايق بيـش تـر درباره ى شيرين كننـده هـاى مـصـنـوعى هنوز ادامـه دارد. مهم ايـن است، كه بالاخره ميل و رغبت، هم در جهت حذف معايب و هم در جهت پذيـرش جهانى بـراى مصـرف بهينه ى ايـن گـونه مواد سيـر روزافزونى دارد.

آدوانتام ( Advantame)

این افزودنی مشتقی از آسپارتام است و خاصیت شیرین کنندگی آن 37000 بار از ساکارز قوی تر است. آدوانتام در شرایط طبیعی تا حدود 5 سال پایداری دارد و تنها در مواردی مانند نوشیدنی های با pH اسیدی و مواد غذایی گرمادیده ناپایدار است.

لوگدونام (Lugduname)

به طور شگفت انگیزی، مولکول هایی وجود دارند که صدها هزار بار شیرین تر از قند (ساکارز) هستند. با این حال، این مولکول به عنوان یک افزودنی غذایی تایید نشده است.