tällä hetkellä on olemassa neljä keinotekoista eli synteettistä makeutusainetta, jotka Yhdysvaltain elintarvike-ja lääkevirasto (FDA) on hyväksynyt: sakariini, aspartaami, asesulfaami-K ja sukraloosi. Ihmiset käyttävät keinotekoisia makeutusaineita, koska he kärsivät sairauksista, kuten diabetes mellituksesta, koska he ovat huolissaan karieksesta ja parodontiitista, tai koska he haluavat laihtua tai välttää lihomista. Keinotekoiset makeutusaineet antavat hyvin pieninä määrinä elintarvikkeille makeutta, eivätkä useimmat niistä metaboloidu, mikä tarkoittaa sitä, että keinotekoiset makeutusaineet itsessään tuottavat nollakaloreita ravinnosta.
Makeutusainemolekyylit ja makeus
sakkaroosi ja useimmat keinotekoiset makeutusaineet ovat kemiallisesti melko erilaisia. Sakkaroosi (C 12 H 22 O 11 ), yleisin ”luonnollinen” makeutusaine, on disakkaridi, joka koostuu monosakkarideista glukoosista ja fruktoosista. Sakariinin kaava on C 7 H 5 O 3 NS. Aspartaami (C 13 H 18 O 5 n 2 ), L-aspartyyli-L-fenyylialaniinimetyyliesteri , on dipeptidin metyyliesteri. Asesulfaami-K: n kaava on C 5 H 6 O 3 NS. Sukraloosia (C 11 H 19 O 8 Cl 3 ) valmistetaan sakkaroosista korvaamalla kolme kloridiryhmää kolmelle hydroksyyliryhmälle. Sakkaroosin, sakariinin, aspartaamin, asesulfaami-K: n ja sukraloosin molekyylirakenteet on esitetty kuvassa 1.
makeutusaineen on liukouduttava veteen ja molekyylin on sitouduttava helposti tietyntyyppiseen reseptorimolekyyliin kielen pinnalla. Reseptori on kytketty g-proteiiniin, joka dissosioituu, kun makeutusaine sitoutuu reseptoriin, aktivoi lähellä olevan entsyymin ja käynnistää tapahtumasarjan, joka johtaa signaaleihin, joita aivot kuljettavat ja tulkitsevat. Makeuden ”signaali” riippuu tästä reseptorin ja makeutusaineen välisestä vuorovaikutuksesta. Molekyylimuodon merkitystä makeudelle kuvaa aspartaamin tapaus , sillä sen stereoisomeeri, L-aspartyyli-D-fenyylialaniinimetyyliesteri, on kitkerä, ei makea.
löytö, makeus ja aineenvaihduntatuotteet
Sakariini oli ensimmäinen keinotekoinen makeutusaine, jonka löysi vuonna 1879 Constantin Fahlberg Johns Hopkinsin yliopistossa. Monsanto Chemical Works perustettiin vuonna 1901 valmistamaan sakariinia Yhdysvalloissa. Sakariini on helppo valmistaa, vakaa kuumennettaessa, ja se on noin 300 kertaa makeampaa kuin sakkaroosi, kun verrataan yhtä suuria määriä. Yksi yleinen sakariinituote on makea ja matala.
Sakariini ei kerry kehon kudoksiin. Sakariinin käytöstä on kiistelty yli sadan vuoden ajan. 1960-luvulla ja 1970-luvun alussa sakariinin ja/tai sen epäpuhtauksien osoitettiin aiheuttavan rakkosyöpää rotilla.
vuonna 1977 kanadalaistutkimus päätteli sakariinin aiheuttajaksi. Sakariini kiellettiin Kanadassa. Samoihin aikoihin FDA ehdotti sakariinin käytön rajoittamista, mutta julkinen paheksunta oli niin suurta, että Yhdysvaltain kongressi asetti sakariinin kiellon moratorion odottamaan lisätutkimusten valmistumista. Alkuperäinen lykkäys oli voimassa kaksi vuotta, mutta sitä on jatkettu jatkuvasti nykypäivään asti.
aspartaamin löysi vuonna 1965 James Schlatter G. D.: ssä. Searle & Komppania. Aspartaamia on suhteellisen helppo valmistaa ja se on noin 200 kertaa makeampaa kuin sakkaroosi. Sitä myydään yleisimmin nimellä Nutra Sweet ja Equal. Se on vähemmän stabiili kuin sakariini ja hajoaa yli 29,44°C (85°F). Elimistössä aspartaami hajoaa / imeytyy tuotteiksi, joita ovat aspartaatti, fenyylialaniini ja metanoli. Fenyylialaniini on myrkyllistä henkilöille, jotka ovat homotsygootteja (joilla on identtiset geenit homologisissa kromosomeissa) fenyyliketonuriaan, geneettiseen sairauteen, jossa yksilöt eivät pysty katabolisoimaan fenyylialaniinia. Fenyyliketonuria aiheuttaa kehitysvammaisuutta. Siksi aspartaamia sisältävissä valmisteissa on oltava merkintä fenyylialaniinista. FDA pitää aspartaamia yhtenä perusteellisimmin tutkituista ja testatuista elintarvikelisäaineista ja on arvioinut sen turvalliseksi. Aspartaamin hajoamistuotteiden—fenyylialaniinin ja aspartaatin sekä metanolin ja sen hajoamistuotteiden formaldehydin ja formiaatin-vaikutuksista kiistellään edelleen.
asesulfaami-K: n löysivät vuonna 1967 Hoechst AG: n tutkijat. Sitä kutsutaan myös nimellä Sunett. Se on noin 200 kertaa makeampaa kuin sokeri. Sillä on pitkä säilyvyysaika, eikä se hajoa kypsennetyissä elintarvikkeissa tai
leivottu. Yli yhdeksänkymmentä tutkimusta on saatu päätökseen, joissa on päätelty asesulfaami-K: n olevan turvallinen.
sukraloosin löysivät vuonna 1976 Tate & Lyle PLC: n tutkijat. Sitä kutsutaan myös Splendaksi. Sukraloosi on noin 600 kertaa makeampaa kuin sokeri ja pysyy stabiilina korkeissa lämpötiloissa. FDA hyväksyi sen vuosina 1998-1999, ja sitä tukee yli 110 tutkimuksen turvallisuustietokanta. Huolenaiheita on edelleen, mukaan lukien huoli mahdollisista haittavaikutuksista, jotka liittyvät hajoamistuotteisiin (mukaan lukien kloori ja 1,6-dikloorifruktoosi), kutistuneisiin kateenkorvarauhasiin (ja niiden vaikutuksiin immuunijärjestelmään) sekä ennakoimattomiin vaikutuksiin, joita ei ehkä ole ilmennyt sukraloosin lyhyen käytön aikana.