obecnie istnieją cztery sztuczne lub syntetyczne substancje słodzące, które zostały zatwierdzone przez Amerykańską Agencję Żywności i Leków (FDA): sacharyna, aspartam, acesulfam-K i sukraloza. Ludzie używają sztucznych słodzików, ponieważ cierpią na choroby takie jak cukrzyca, ponieważ obawiają się próchnicy zębów i chorób przyzębia lub chcą stracić lub uniknąć przybierania na wadze. Sztuczne substancje słodzące w bardzo małych ilościach nadają żywności słodycz, a większość z nich nie jest metabolizowana, co oznacza, że same sztuczne substancje słodzące dostarczają zero kalorii w diecie.
cząsteczki słodzika i słodycz
sacharoza i większość sztucznych substancji słodzących są chemicznie zupełnie odmienne. Sacharoza (C 12 H 22 O 11), najczęstszy” naturalny ” słodzik, jest disacharydem złożonym z monosacharydów glukozy i fruktozy. Sacharyna ma wzór C 7 H 5 O 3 NS. Aspartam (C 13 H 18 O 5 N 2 ), ester metylowy L-aspartylo-L-fenyloalaniny, jest estrem metylowym dipeptydu. Acesulfam-K ma wzór C 5 H 6 O 3 NS. Sukralozę (C 11 H 19 O 8 Cl 3 ) Wytwarza się z sacharozy poprzez podstawienie trzech grup chlorkowych na trzy grupy hydroksylowe. Struktury molekularne sacharozy, sacharyny,aspartamu, acesulfamu-K i sukralozy przedstawiono na fig.
substancja słodząca musi być rozpuszczalna w wodzie, a cząsteczka musi łatwo wiązać się z określonym rodzajem cząsteczki receptora na powierzchni języka. Receptor jest sprzężony z białkiem G, które dysocjuje, gdy substancja słodząca wiąże się z receptorem, aktywując pobliski enzym i wyzwalając sekwencję zdarzeń powodujących sygnały, które są przenoszone i interpretowane przez mózg. „Sygnał” słodyczy zależy od tej interakcji między receptorem a substancją słodzącą. Znaczenie kształtu molekularnego dla słodyczy ilustruje przypadek aspartamu, ponieważ jego izomer stereo, ester metylowy l-aspartylo-d-fenyloalaniny, ma gorzki, a nie słodki smak.
Discovery, Sweetness, and Metabolic Products
sacharyna była pierwszym sztucznym słodzikiem, odkrytym w 1879 roku przez Constantina Fahlberga na Uniwersytecie Johnsa Hopkinsa. Monsanto Chemical Works zostało włączone w 1901 roku do produkcji sacharyny w Stanach Zjednoczonych. Sacharyna jest łatwa do wytworzenia, stabilna po podgrzaniu i jest około 300 razy słodsza niż sacharoza, gdy porównuje się równe ilości. Jeden wspólny produkt sacharyny jest słodki i niski.
sacharyna nie gromadzi się w tkankach organizmu. Kontrowersje dotyczące stosowania sacharyny istnieją od ponad wieku. W 1960 i początku 1970 sacharyna i / lub jej zanieczyszczenia okazały się powodować raka pęcherza moczowego u szczurów.
w 1977 kanadyjskie badanie wykazało, że sacharyna była czynnikiem sprawczym. Sacharyna została zakazana w Kanadzie. Mniej więcej w tym samym czasie FDA zaproponowała ograniczenie stosowania sacharyny, ale publiczny sprzeciw był tak wielki, że Kongres USA umieścił moratorium na zakazy sacharyny do czasu zakończenia dalszych badań. Pierwotne moratorium obowiązywało przez dwa lata, ale jest stale przedłużane do dnia dzisiejszego.
aspartam został odkryty w 1965 roku przez Jamesa Schlattera z G. D. Searle & Firma. Aspartam jest stosunkowo łatwy do wytworzenia i jest około 200 razy słodszy niż sacharoza. Jest najczęściej sprzedawany jako Nutra Sweet and Equal. Jest mniej stabilny niż sacharyna i rozkłada się powyżej 29,44°C (85°F). W organizmie aspartam jest rozkładany na / wchłaniany jako produkty zawierające asparaginian, fenyloalaninę i metanol. Fenyloalanina jest toksyczna dla osób homozygotycznych (posiadających identyczne geny w homologicznych chromosomach) dla fenyloketonurii, choroby genetycznej, w której osoby nie mogą katabolizować fenyloalaniny. Fenyloketonuria powoduje upośledzenie umysłowe. Dlatego produkty zawierające aspartam muszą być oznakowane na fenyloalaninę. FDA uważa aspartam za jeden z najdokładniej zbadanych i przetestowanych dodatków do żywności i uznała go za Bezpieczny. Kontrowersje nadal utrzymują się w odniesieniu do wpływu produktów rozpadu aspartamu—fenyloalaniny i asparaginianu, a także metanolu i produktów rozpadu formaldehydu i mrówczanu.
acesulfam-K został odkryty w 1967 roku przez naukowców pracujących w Hoechst AG. Jest również nazywany Sunett. Jest około 200 razy słodszy od cukru. Ma długi okres przydatności do spożycia i nie rozkłada się w żywności gotowanej lub
Przeprowadzono ponad dziewięćdziesiąt badań, w których stwierdzono, że acesulfam-K jest bezpieczny.
sukraloza została odkryta w 1976 roku przez naukowców z Tate & Lyle PLC. Jest również nazywany Splenda. Sukraloza jest około 600 razy słodsza od cukru i jest stabilna w wysokich temperaturach. Został zatwierdzony przez FDA w latach 1998-1999 i jest wspierany przez bazę danych bezpieczeństwa zawierającą ponad 110 badań. Obawy utrzymują się, w tym obawy dotyczące możliwych skutków ubocznych związanych z produktami rozpadu (które obejmują chlor i 1,6-dichlorofruktozę), skurczone gruczoły grasicy (i ich wpływ na układ odpornościowy) oraz nieoczekiwane skutki, które mogły nie objawiać się w krótkim czasie stosowania sukralozy.