Chất làm ngọt(đường Hóa Học)

[bluemonster]

Aspartame là một chất làm ngọt nhân tạo. Mặc dù nó có cùng chỉ số calo với đường ăn thông thường nhưng nó ngọt hơn đường ăn khoảng 200 lần. Chất này được nhà Hóa Học James Schlatter làm việc cho tập đoàn G D Searle phát hiện rất tình cờ vào năm 1965 trong khi ông đang thử nghiệm thuốc chống lở loét vết thương. Chất này được cho phép sử dụng trong nước giải khát có gas vào năm 1983. Sau một thập kỷ dài đấu tranh phản đối việc sử dụng chất làm ngọt này của John Olney (nhà nghiên cứu về thần kinh học) cùng với James Turner (khách hàng đại diện) và những khảo sát của bộ phận kiểm nghiệm của G D Searle.

Người ta thấy rằng 2 thành phần chính của Aspartame là phenylalanin and aspartic acid (Được biết đến với cái tên aspartate là một amino acid kích thích, nó là một trong 20 amino acid cấu tạo nên protein và là một carboxylic acid tương tự asparagine tìm thấy trong protein của nhiều loài thực vật nhưng không đóng vai trò chủ yếu trong động vật và có thể hoạt động như là một tác nhân kích thích quá trình truyền tín hiệu thần kinh trong não, và là một sản phẩm của quá trình trao đổi chất trong chu trình urea, tham gia vào quá trình tạo thành glucose) là hai chất đối quang, có nghĩa là chúng có hai đồng phân mà không phải là hai ảnh gương có thể chồng lên nhau. Điều này có nghĩa là phân tử aspartame có hai tâm bất đối. Nếu các đồng phân không đối quang được sử dụng thì phân tử aspartame sẽ có hình dạng không đúng để vị giác phát hiện được nó. Trong quá trình tổng hợp aspartame, nguyên liệu là một hỗn hợp racemic (hàm lượng của 2 đồng phân đối quang bằng nhau 50:50) của phenylalanin và aspartic acid. Chỉ có đồng phần đối quang L của phenylalaninđược sử dụng, nó được chiết ra từ hỗn hợp racemic bằng phản ứng với acetic anhydric và NaOH và sản phẩm của phản ứng này được xử lý với enzym porcine kidney Acylase( là một loại enzym xúc tác rất mạnh, bền ở dạng khô, trong dung dịch nó bền ở nhiệt độ khoảng 70º C tại pH=7 còn nếu ở pH< 5 thì nó sẽ bị biến tính. Ezym này thể hiện tính chuyên biệt quang học ở mức độ cao so với chất nền. Vì lý do này mà nó được dùng phổ biến để tách hỗn hợp racemic của amino acid) và một quá trình chiết hữu cơ với sự có mặt của ion H+, Đồng phân L được tìm thấy trong lớp aquơ và đồng phân D được giữ lại trong lớp chất hữu cơ. Xử lý L-phenylalanin với metanol và HCl easter hóa nhóm –COOH, và ester này sau đó sẽ phản ứng với acid aspartic và cho ra sản phẩn cuối. Điều quan trọng là nhóm amin trên arpartic acid được bảo vệ bằng các nhóm carbobenzyloxy và nhóm acid gần nhóm amin nhất cũng được khóa bằng các nhóm benzyl, nhằm ngăn L-phenylalanin phản ứng với các nhóm này cho ra những sản phẩm không mong muốn. Nhóm acid yêu cầu để phản ứng được hoạt hóa bằng thuốc thử Castro. Thuốc thử này sẽ được thay thế khi L-phenylalani được thêm vào, nhưng các nhóm đã khóa sau đó phải được mở ra sau khi phản ứng cần thiết đã kết thúc. Carbobenzyloxy được mở bằng phản ứng với Hydro và platin(IV) oxit, metanol , cloroform, benzyl được mở bằng phản ứng với hydro/Pd/carbon cộng metanol và cloroform và sau đó quá

Aspartame bị thủy phân trong cơ thể thành 3 chất đó là : aspartic acid (40%), phenylalanin (50%) và metanol (10%). Trong đó aspartic acid là một amino acid. Một vài nghiên cứu đã được tiến hành nhằm xác định tác dụng của chất làm ngọt trong cơ thể khi nó đi vào cơ thể ở dạng tự do, không bị ràng buộc bởi phân tử protein. Người ta nói rằng khi chất làm ngọt bị ngấm vào trong máu thì plasma của aspartate và glutamat tăng lên đáng kể. Cả aspartate và glutamat đóng vai trò như bộ phận truyền neuron trong não, truyền thông tin từ neuron này sang neuron khác. Khi có hơn một bộ phận truyền neuron hiệu, thì một neuron nào đó sẽ bị diệt bằng việc tăng nồng độ Canxi trong tế bào. Các tế bào neuron bị tổn thương là do việc dư lượng aspartate và glutamat là lý do mà chúng được xem như là độc tố gây kích thích các tế bào chết trong neuron thần kinh, chúng kích thích tế bào neuron cho đến khi tế bào này chết đi.

Phenylalanin cũng là một amino acid khác thường được tìm thấy trong não. Người ta khuyến cáo rằng những người mà trật tự gen bị thay đổi thì phenylkeonuria( PKU(Một loại bệnh mà trong đó các enzym trao đổi chất với amino acid phenylalanin không có mặt gây nên sự dư thừa amoni acid dị thường nếu không được chữa trị sẽ gây biến chứng hệ thần kinh trung ương)). Những người mắc chứng này thì trong cơ thể hàm lượng phenylalain tương đối cao do đó sự trao đổi chất giữa enzym và phenylalanin là rất khó khăn trong quá trình thủy phân. Hàm lường phenylalanin cao rất có hại cho não thỉnh thoảng vẫn xảy ra trường hợp tử vong.

Metanol rất độc nó thường được ruột non tiết ra khi nhóm metyl của aspartame tương tác với enzym chymotrysin. Nó đã được chỉ ra rằng một số nước trái cây và thức uống có có cồn có chứa một lượng nhỏ metanol. Điều quan trọng là metanol không bao giờ xuất hiện mình nó. Trong các trường hợp có mặt của etanol, thường thì hàm lượng cao hơn nhiều do dó etanol đã giảm tác hại của metanol vào cơ thể.

Bài được lấy từ H2VN