تحقیق در مورد شیرین کننده ها

بخشی از مقاله

شیرین کننده ها

آسپارتام(قند رژیمی)
________________________________________
يافتن كسى كه مزه شيرين را دوست نداشته باشد كار سختى است. در واقع تصور مى شود كه تمايل انسان به شيرينى ها يك سازگارى اساسى براى بقا بوده است. هنگامى كه به نوزادان طعم هاى اساسى گوناگون يعنى شيرينى، شورى، تلخى و ترشى را ارائه مى دهيم آنها شيرينى را انتخاب مى كنند. دانشمندان معتقدند اين ترجيح ممكن است يك طرح تكاملى باشد كه تضمين مى كند نوزادان شير را كه براى ادامه حياتشان ضرورى است بپذيرند، چرا كه شير به علت قند موجود در آن (لاكتوز) اندكى شيرين است.

قند ها
در حالى كه بسيارى از افراد مزه شيرينى را به قند معمولى يا ساكاروز نسبت مى دهند، ساكاروز تنها يكى از انواع قند هايى است كه مزه شيرين دارند.
ميوه ها داراى قند هاى ساده اى مانند گلوكز و فروكتوز هستند؛ مواد غذايى ديگر نيز مانند عسل يا شربت ذرت داراى قند هايى هستند كه تركيبى از گلوكز و فروكتوز هستند.يك قند ساده ديگر قند لاكتوز نام دارد كه تركيبى از گلوكز و يك قند ساده ديگر يعنى گالاكتوز است.

همه قند ها مواد كربوهيدراتى هستند كه به ازاى هر گرم چهار كالرى انرژى ايجاد مى كنند و همه كربوهيدرات ها از يك يا چند نوع مولكول قند ساده تشكيل شده اند. قند ها پس از گوارش از طريق جريان خون به سلول هاى بدن مى رسند و در آنجا به عنوان سوخت اصلى بدن، كمك به سوخت و ساز چربى، تشكيل پروتئين ها و ذخيره براى استفاده هاى بعدى به كار مى روند.

قند ها تنها شيرين كننده هاى غذا نيستند، آنها خصوصيات عملى منحصر به فردى دارند مثلاً رشته شدن و قوام گرفتن غذا كه خوردن غذا را لذت بخش مى كند مديون آنها است.
ساكاروز: يا همان قند معمولى كه ما به صورت شكر يا حبه هاى قند- مصرف مى كنيم يك تركيب دوقندى (دى ساكاريدى) است كه از دو قند گلوكز و فروكتوز تشكيل شده است و به ازاى هر گرمش ۴ كالرى (تقريباً ۱۶ كالرى براى هر قاشق چايخورى شكر) انرژى توليد مى كند. فرايند تصفيه قند در كارخانه ناخالصى ها را از نيشكر يا چغندر قند مى زدايد و بلور هاى سفيدى به وجود مى آورد كه شكل شاخص شكرى را كه سرميز مى گذاريم به وجود مى آورد. ملاس شكل ناخالص تر ساكاروز است.

فروكتوز: فروكتوز مانند ساكاروز به ازاى هر گرم چهار كالرى ايجاد مى كند. همانطور كه گفته شد فروكتوز يكى از اجزاى سازنده قند معمولى يا ساكاروز است، فروكتوز همچنين به شكل بلورى به برخى نوشابه ها اضافه مى شود.
• شيرين كننده هاى كم كالرى

شيرين كننده هاى كم كالرى مزه شيرين ايجاد مى كنند ولى فاقد كالرى هستند يا ميزان كالرى كمى دارند، بنابراين باعث افزايش وزن نمى شوند. اين مواد پيش از آنكه مجوز مصرف بگيرند بايد استاندارد هاى لازم از لحاظ ايمنى را كسب كنند. از جمله بايد براى كودكان و زنان باردار بى خطر باشند. در حال حاضر شش شيرين كننده قوى كم كالرى توسط سازمان غذا و داروى آمريكا به تصويب رسيده است كه شامل اين مواد مى شود: آيس سولفام پتاسيم (Ace-k)، آسپارتام، نئوتام، ساكارين، سوكرالوز و تاگاتوز و دو ماده ديگر آلتيام و سيكلامات نيز در بسيارى كشور ها مجوز مصرف گرفته اند.

آسپارتام در بسيارى از غذا ها و نوشابه ها و به صورت شيرين كننده سر ميز غذا مصرف مى شود. آسپارتام به ازاى هر گرم داراى چهار كالرى است، اما در مقايسه با قند معمولى ۲۰۰ برابر شيرين تر است، بنابراين مقدار بسيار كمى از آن براى شيرين كردن كفايت مى كند و لذا كالرى زيادى را به غذا ها نمى افزايد.
اضافه كردن ساكارين كه يكى از قديمى ترين شيرين كننده هاى كم كالرى است، كالرى به غذا ها اضافه نمى كند. آيس سولفام پتاسيم (Ace-K) در بسيارى از نوشابه ها و غذا ها و به عنوان تشديد كننده رايحه هم كاربرد دارد. اين ماده نيز فاقد كالرى است و در مقابل حرارت هم پايدار است. هنگامى كه آن را با ساير شيرين كننده هاى كم كالرى مخلوط مى كنند يك اثر افزاينده دارد و طعم شيرينى و پايدارى غذا ها و نوشابه هاى كم كالرى را مى افزايد.

• سوكرالوز
تنها شيرين كننده كم كالرى كه از قند ساخته مى شود و حدود ۶۰۰ بار شيرين تر است، فاقد كالرى و پايدارى زيادى تحت شرايط به عمل آورى دارد. سازمان غذا و داروى آمريكا سوكرالوز را براى استفاده در غذا ها و نوشابه ها در پختن غذا و نان و به عنوان شيرين كننده روى ميزى تائيد كرده است.
• نئوتام

يك شيرين كننده فاقد كالرى و يك طعم دهنده با مزه اى مانند قند و شيرين است. حدود ۸۰۰ بار شيرين تر از قند و مقدار بسيار كمى از آن براى شيرين كردن غذا ها و نوشابه ها كافى است. نئوتام در سال ۲۰۰۲ به وسيله سازمان غذا و داروى آمريكا بعد از يك بررسى گسترده و بيش از ۱۰۰ مطالعه براى اثبات سلامت و كارآمدى جهت استفاده عمومى در غذا ها و نوشابه ها مورد تائيد قرار گرفت. نئوتام به سرعت تجزيه شده و كاملاً حذف شده و در بدن تجمع نمى يابد. نئوتام براى استفاده عمومى افراد شامل زنان باردار و شيرده، كودكان و افراد ديابتى مناسب است.

• تاگاتوز
از نظر علمى به عنوان دلتا- تاگاتوز شناخته مى شود كه شيرين كننده اى است با كالرى كم و از مشتقات لاكتوز است كه در برخى محصولات لبنى و ساير غذا ها وجود دارد.
تاگاتوز در آمريكا اجازه استفاده در غذا و نوشابه ها را دارد.
• مخلوط شيرين كننده هاى كم كالرى
مخلوط شيرين كننده هاى كم كالرى در غذا و نوشابه ها به صورت دسته جمعى عمل مى كنند تا سطح مورد نياز شيرينى را در سطوح كمتر از شيرين كننده هايى كه به تنهايى استفاده مى شوند ايجاد كند. طعم نهايى اغلب انتظارات مصرف كننده ها را نسبت به قند يا ساير شيرين كننده هاى كالرى دار بهتر تامين مى كند. همچنين محصولات ممكن است پايدارى شيرينى بهترى تا پايان طول عمر محصول داشته باشند. مراجع سلامتى جهان نتيجه گرفته اند در حال حاضر هيچ شاهد علمى وجود ندارد كه مخلوط اين مواد اثرات فيزيولوژيك متفاوت از اثر هر يك از اين مواد به تنهايى داشته باشند و موردى هم تا به حال گزارش نشده است.

• الكل هاى قندى (قند الکل)
در حالى كه طعم شيرين عموماً از قند ها ناشى مى شود امروز انواع بسيارى از شيرين كننده ها كه به غذا اضافه مى شوند وجود دارند. الكل هاى قندى مانند اريتريتول، ايزومالت، مانيتول، مانيتون، سوربيتول و گزيتول، مزه شيرين را به وجود مى آورند، در بسيارى از آب نبات هاى فاقد قند، غذا ها و آدامس هاى جويدنى وجود دارند. الكل هاى قندى به طور طبيعى در بسيارى از سبزى ها و ميوه ها يافت مى شوند اما در توليد تجارى آنها را از ساير كربوهيدرات ها مانند ساكاروز، گلوكز و نشاسته به دست مى آورند.

• شيرين كننده ها و سلامتى
اگرچه كه قند ها، شيرين كننده هاى كم كالرى، مخلوط شيرين كننده ها يا الكل هاى قندى، مزه بسيارى از غذا هاى مورد علاقه را ايجاد مى كنند، كارشناسان تغذيه عقيده دارند كه غذا هاى شيرين مى توانند بخشى از يك رژيم سالم باشند.

مسئله مهم دريافت متعادل كالرى است به طورى كه اطمينان حاصل شود غذا هاى شيرين- كه برخى از آنها مواد مغذى چندانى به رژيم غذايى نمى افزايند- جاى موادى را نگيرند كه سرشار از م روى مى آورد و بعد احساس گناه او را دربرمى گيرد و دوباره مصرف آنها را تحريم مى كند.

به اين ترتيب چرخه معيوبى از توالى ممنوعيت و افراط در مصرف به وجود مى آيد كه نهايتاً باعث شكست در اهداف رژيم غذايى مى شود.قندها و شيرين كننده ها باعث بيش فعالى در كودكان، ديابت نوع ۲ يا ساير بيمارى هاى مزمن نمى شوند.شواهد علمى ارتباط ميان مصرف قند و چاقى و اضافه وزن را تائيد نمى كند. تحقيقات ديگر بر روى شيرين كننده هاى فاقد كالرى به وسيله كميسيون اروپايى و آژانس استاندارد هاى غذايى فرانسه سلامت و مفيد بودن آنها را در

رژيم غذايى دوباره تائيد مى كند. اين مواد اين ظرفيت را دارند كه به عنوان وسيله اى براى مديريت موثر وزن- هنگامى كه در هماهنگى با فعاليت جسمى و انتخاب هاى غذايى مناسب استفاده شوند- به كار روند

سه جايگزين رايج تري كه براي قند عرضه شدند همه به طور تصادفي كشف شدند. ساكارين، نخستين شيرين كننده مصنوعي مدت ها قبل از آنكه مصرف آن به عنوان جايگزيني براي قند خوراكي معمولي يا "سوكروز" رواج پيدا كند، بيش از يكصد سال پيش كشف شد. اين واقعه در آزمايشگاه "ايرا رِمسِن" ( Ira Remsen) ، مشهورترين شيميدان آمريكايي سده نوزدهم، روي داد.

در سال 1879، يكي از همكاران رمسن بر روي مسئله اي كار مي كرد كه به عنوان برنامه پژوهشي نظري به او محّول شده بود. ضمن اين كار، همكار مذكور كه "فالبرگ" نام داشت، متوجه شد ماده اي كه تهيه كرده بود و تصادفاً بر دستش ريخته بود طعم بسيار شيريني دارد ( آن روزها شيميدانان مثل حالا زياد در بوييدن و چشيدن موادي كه با آنها كار مي كردند، محتاط نبودند). ظاهراً فالبرگ، ارزش احتمالي اين ماده شيرين جديد را حدس زده بود، چون براي تهيه آن روشي تجاري ابداع كرد و در سال 1885 به نام خود به ثبت رساند. نامي كه براي اين ماده جديد انتخاب كرد، ساكارين بود كه از معادل لاتيني قند يا ساكاروم مشتق مي شد.
در سال 1937 يكي از دانشجويان فارغ التحصيل شيمي كه زير نظر پروفسورل. ف. آودريت در دانشگاه ايلينويز پژوهش مي كرد مشغول آماده كردن تركيباتي به نام سولفامات ها بود، چون تصور مي شد خواص دارو شناختي ( نه شيرين كنندگي ) جالبي داشته باشند. اين دانشجو كه "مايكل سودا" نام داشت ضمن كار در آزمايشگاه متوجه شيريني چشمگيري در سيگاري كه مشغول دود كردن آن بود شد، و پي برد كه منشاء آن يكي از موادي است كه روي آن كار مي كرد. اين

ماده "سيكلوهگزيل سولفامات سديم" بود. بعدها معلوم شد كه نمك كلسيمي آن هم شيرين است. از نمكهاي سديمي و كلسيمي اسيد سيكلوهگزيل سولفاميك به عنوان جايگزين هايي براي قند استفاده شد، كه نمك كلسيمي آن در رژيم هاي كم سديم به كار رفت. تا سال 1970استفاده از اين مواد به عنوان جايگزين هايي براي قند رواج داشت، اما در آن سال سازمان مواد غذايي و دارويي ايالات متحده براساس پژوهش هايي كه در جانوران انجام گرفته بود و حكايت از زيانمند بودنش مي كرد، آن را در آمريكا ممنوع ساخت. پس از كشف شيريني سيكلوهگزيل سولفامات سديم، انواعي از سولفاماتهاي مشابه تهيه و آزمايش

شدند، اما هيچ يك از آنها به اندازه نخستين جايگزيني كه مايكل سوادي تيزبين شناسايي كرد شيرين نبودند. سيكلاماتها را با ساكارين مخلوط مي كردند، چون اين دو در كنار يكديگر طعم شيرين تري داشتند، و ضمناً تلخي كمتري هم از آنها در دهان باقي مي ماند.

سومين جايگزين شيرين كننده مهم نيز كه آسپارتام ( يا به نام تجاري اش نوتراسوييت) خوانده مي شود كاملاً به طور تصادفي كشف شد. نام شيميايي صحيح آسپارتام ، ل- آسپارتيل – ل- فنيل آلانين متيل استراست. قسمت " متيل استر" نام آن بدين معناست كه اين ماده از خويشاوندان شيميايي نزديك دي پپتيدل- آسپارتيل- ل – فنيل آلانين است. هر دي پپتيد تركيبي از دو اسيد آمينه است كه آجرهاي ساختماني پروتئين ها هستند؛ وقتي پروتئيني را هضم مي كنيم به اسيدهاي آمينه سازنده اش شكسته مي شود. اين استرمتيلي دي پپتيد مذكور از مواد واسطي بود كه شيمي دانان شركت " سرل طبي " فرآينده تهيه ي يك تتراپتييد ( تركيبي از چهار اسيد آمينه ) به دست آورده بودند. تتراپپتيدي كه به دنبال آن بودند در طرح پژوهشي تهيه دارويي براي زخم معده مورد نياز بود تا از آن به عنوان مقياسي زيست شناختي استفاده شود.

يكي از شيمي دانان برحسب تصادف مقداري از استردي پپتيد واسط را چشيد و متوجه طعم بسيار شيرين آن شد. طعم شيرين آسپارتام را نمي شد از روي ويژگي هاي اسيدهاي آمينه تشكيل دهنده اش پيش بيني كرد- يكي از آنها " بي مزه" است و ديگري طعم تلخي دارد. شيريني زيادي كه بر اثر تركيب اين دو و تبديل آنها به استرمتيل ايجاد شد كاملاً نا منتظره بود.

جيمزم. شلاتر، شيميدان، در كتاب آسپارتام: فيزيولوژي و زيست شيمي (1984) چگونگي كشف آسپارتام را شرح مي دهد:
"در دسامبر سال 1965 براي تهيه تتراپپتيد انتهاي كربني گاسترين با دكتر مازور همكاري مي كردم. ما مشغول تهيه مواد واسط بوديم و سعي مي كرديم آنها را خالص كنيم. بخصوص در يكي از روزهاي دسامبر سال 1965 مشغول تبلور مجدد مقداري آسپارتيل فنيل آلاتين متيل استر( آسپارتام) بودم كه دكتر مازور آماده كرده و به من سپرده بود. آسپارتام را در ظرفي با متانول حرارت مي دادم كه ناگهان مقداري از مخلوط به بيرون از ظرف ريخت. در نتيجه كمي از گرد آن

برانگشتانم نشست. كمي بعد وقتي براي برداشتن كاغذي سرانگشت خودم را با زبانم تر كردم، متوجه طعم شيريني غليظي شدم. اول گمان كردم شايد هنوز مقداري شكر از صبحانه روي دستم مانده باشد. اما چيزي نگذشت كه متوجه شدم ممكن نيست چنين باشد، چون در اين فاصله دستانم را شسته بودم. بنابراين نتيجه گرفتم كه گرد روي دستم بايد از همان ظرفي باشد كه بلور آسپارتيل فنيل آلانين متيل استر را در آن ريخته بودم. احساس كردم اين استردي پپتيد نبايد سمّي باشد، در نتيجه كمي از آن را چشيدم و دريافتم كه همان ماده اي است كه اندكي قبل بر انگشتانم چشيده بودم."

آسپارتام برخلاف ساكارين و سيكلامات كه بدون تغيير از بدن دفع مي شوند، به اسيدهاي آمينه طبيعي سازنده اش تجزيه مي شود، و آنها نيز به نوبه خود در مسيرهاي سوخت و ساز معمولي بدن به اجزاي كوچكتري شكسته مي شوند. چون شلاتر اين مطلب را درباره سوخت و ساز پپتيدها مي دانست، آن قدر جرئت داشت كه ماده اي را كه از ظرف بيرون ريخته بود، بچشد.

آسپارتام 180 تا 200 برابر شیرین‌تر از شکر بوده و تولید آن آسان است. ولی در برابر حرارت پایدار نبوده و در اثر حرارت دیدن، خاصیت شیرینی خود را از دست می‌دهد. آسپارتام در مقادیر زیاد در موش تومور مغزی ایجاد می‌کند، ولی در لیست کارسینوژن‌های انسانی قرار ندارد. مصرف مقادیر متوسط آسپارتام در دوران بارداری ایمن می‌باشد

با این حال آسپارتام دارای عوارض بسیار زیادی است که مصرف آن را محدود می‌نماید از جمله: حملات پانیک که یک عارضه شایع ناشی از مسمومیت با این قند است، تشنج، صرع، گیجی، میگرن، سردرد شدید، از دست دادن حافظه، اختلالات تکلم به صورت تکلم بریده بریده، بی‌حسی انتهاها، خستگی مزمن، بی‌خوابی، تحریک‌پذیری، فوبیا (ترس مرضی)، تغییرات تشخیصی واضح، تاکیکاردی، واکنش‌های آسمی، درد قفسه سینه، افزایش فشارخون، تهوع و استفراغ، اسهال، دردهای شکم، بلع دردناک، خارش، کهیر و سایر واکنش‌های آلرژیک، افزایش یا کاهش قند خون، اختلالات قاعدگی، اختلالات جنسی، کاهش میل

جنسی در مردان، سوزش ادرار، افزایش تشنگی، افزایش وزن، ادم، نازک شدن موها، ریزش مو، درد مفاصل، تومور مغزی تایید شده در حیوانات و مرگ.
مصرف آسپارتام بیماریهای زیر را تشدید کرده یا علائم آن‌ها را تقلید می‌کند: فیبرومیالژی، آرتریت، اسکلروز مولتیپل، پارکینسون، لوپوس اریتماتو، حساسیت به مواد شیمیایی، دیابت و مشکلات ناشی از آن، آلزایمر، نقص های هنگام تولد، سندرم خستگی مزمن، لنفوم، بیماری اختلال در توجه، بیماریهای پانیک، افسردگی و سایر بیماریهای روانی.

اما با این همه باید بررسیهای جدید را نادیده نگرفت که نيويورك تايمز: يك بررسي جديد در مورد شيرين كننده مصنوعي آسپارتام ممكن است باعث راحتي خيال مصرف كنندگان نوشابه هاي رژيمي شود.يك تحقيق بزرگ انجام شده توسط موسسه ملي سرطان آمريكا هيچ ارتباطي را ميان مصرف آسپارتام و افزايش خطر ابتلا به سرطان مغز يا سرطان هاي خون نشان نداده است.

درباره بي خطر بودن ساكارين و سيكامات بحث هاي فراواني شده است. ساكارين بيش از 80 سال مصرف مي شد بي آنكه اثر سوئي از آن مشاهده شود، اما در دهه 1970 به زير سؤال رفت، چون در موش هايي كه مقادير بسيار زيادي ساكارين مصرف كرده بودند، تومورهاي مثانه پيدا شد. البته تحريم پيشنهادي سازمان مواد غذايي و دارويي ايالات متحده تا ارزيابي آزمايش هاي جانوري بيشتر به تعويق افتاد. گرچه تحريم سيكلامات در سال 1970 در ايالات متحده اجرا شد، اما اين جايگزين قند هنوز در بسياري از كشورهاي ديگر عرضه مي شود.

ارائه ارقام دقيق براي سنجش ميزان شيريني يك ماده كار دشواري است. بي ترديد ساكارين شيرين ترين ماده اي است كه شناخته شده است. در مصارف عادي، نسبت شيرين كنندگي آن به سوكروز در حدود 300 به 1 است . سيكلامات در حدود 30 بار شيرين تر از سوكروز است و شيريني آسپارم تام تقريباً 200 برابر بيشتر.

مواد شيرين كننده غير مغذي طبيعي و صناعي ديگري به غير از سه ماده اي كه در اينجا شرح داديم در سراسر دنيا مصرف شده اند، اما اين سه ماده در ايالات متحده بيش از همه مورد استفاده قرار گرفته اند. هر سه به طور تصادفي كشف شدند، اما شايد اين نمونه هاي بخت ياري به اندازه بقيه شگفت آور نباشند، چون طعم ها به غير قابل پيش بيني و ذهني بودن مشهورند.ساختارهاي مولكولي ساكارين، سيكلامات و آسپارتام به نحو چشمگيري با يكديگر متفاوت اند. گر چه ساكارين و سيكلامات در داشتن حلقه اي از شش اتم كربن به يكديگر شبيه اند و هر دو يك اتم گوگرد دارند، اما آسپارتام كاملاً متفاوت است- در ساختار مولكولي آن هيچ وجه اشتراكي با دو تركيب ديگر وجود ندارد.

مواد ديگري كه به داشتن طعمي شيرين شناخته شده اند نيز انواع گوناگوني از ساختارهاي مولكولي و تركيب هاي شيميايي دارند. دانشمندان علوم مولكولي كاملاً به اين تناقض هاي ظاهري در ساختار مولكولي و كار كرد فيزيولوژيك پي برده اند، و كم كم بر شناخت خود از اين تفاوت ها افزوده اند. شايد در آينده در آينده نزديك، پيشرفت چشمگيري در اين زمينه صورت گيرد.