بخشی از مقاله
چکیده:
آسپارتام یکی از این شیرینکنندههاي مصنوعی بدون کالري و غیرمغذي است که 180 برابر شیرینتر از شکر است و لذا تا مدتها به دلیل نداشتن کالري در صنایع غذایی استفاده میشد. اما به دلیل مضرات بسیار زیاد که ناشی از تجزیه سریع این ماده به ترکیبات آمینی سرطانزا میباشد، پس از مدتی منسوخ گردید. هدف این طرح اندازه گیري این شیرینکننده در محصولات مختلف معمولی و رژیمی میباشد.
در این مطالعه جمعاً 110 نمونه نوشیدنی و سایر فرآوردههاي شیرین، شامل نوشابه، آب میوه، ماءالشعیر، کیک و بیسکویت، بستنی و شیرکاکائو از برندها و طعمهاي مختلف به صورت تصادفی از سوپرمارکتهاي شهر تهران تهیه و به روش کروماتوگرافی مایعی با کارآیی بالا مطابق با استاندارد ملی 11130 آنالیز شد. نتایج آزمونها حاکی از فقدان حضور آسپارتام در 107 مورد از نمونهها میباشد. نتایج این مطالعه در مجموع سلامت فرآوردههاي مورد بررسی را تأیید مینماید.
واژه هاي کلیدي: شیرین کننده، آسپارتام، نوشابه، کروماتوگرافی مایعی، صنایع غذایی
مقدمه:
آسپارتام - APM - یک ماده شیرینکننده فاقد هر نوع ساکارید میباشد. این ترکیب در سال 1969 کشف و در سال 1981 مجوز مصرف را از سازمان غذا و داروي امریکا - FDA - را کسب کرد. نام علمی این ترکیب آسپارتیل- فنیل آلانین- -1 متیل استر یا متیل استر ديپپتید آمینواسید آسپارتیک اسید و فنیلآلانین میباشد. آسپارتام در هر گرم 4 کیلوکالري معادل 17 کیلو ژول انرژي دارد و 180 بار شیرینتر از شکر است. این ماده براي افرادي که مبتلا به فنیل کتونوریا هستند مضر میباشد. آسپارتام را حتی اگر تنها به کار ببرند شیرینکننده خوبی است. این ماده در عین حال به صورت مخلوط با شیرینکنندههاي دیگر نیز استفاده میشود. در صورت ذخیره شدن در انبار به مدت بسیار طولانی تجزیه میشود و در دماي بسیار بالا به مدت زیاد مقاومت نمیکند. تحت نام e951 عرضه میشود. این ماده در صنایع نانوایی، غلات، پرکنندههاي کیکها، محصولات قنادي و کیکهاي پنیر فریز شده استفاده میشود و به خصوص طعمهاي میوهاي را تشدید میکند.
در سازمان FDA آزمایشهایی انجام شد که نشان دهد آسپارتام موجب سرطانزایی در حیوانات آزمایشگاهی میشود یا خیر؟ به عنوان نتیجه با این افزودنی غذایی و مصرف آن تا سالهاي زیادي موافقت نکردند. در سال FDA 1980 تشکیل جلسه داد و طی یک جلسه هیئت علمی و مشاورههاي مستقل و آزمایشهاي مربوطه را درباره آسپارتام و سرطان مغز انجام داد. سپس در پایان، این نکته ثابت شد که آسپارتام باعث آسیب مغزي نمیشود. سپس در مورد سؤالهاي بیجوابی که درباره آسپارتام مطرح بود آزمایش ها و بررسیها صورت گرفت. البته مهمترین سؤال همین سرطان مغز بود که رد شد. آزمایشات همین طور ادامه داشت تا این که طی یک تحقیق ژاپنی آسپارتام براي استفاده خشک از آن تأیید شد. در سال 1983 استفاده از آسپارتام در نوشابههاي گازدار را بدون اشکال اعلام کرد و استفاده از آسپارتام در تمام غذاها اجازه داده شد.
آسپارتام به راحتی حل میشود و میتواند به راحتی در تمام بدن به گردش در آید. اثرات جانبی آسپارتام باعث ضعفهاي فیزیکی و عوامل مختلف دیگر میشود. برخی از اثرات جانبی آسپارتام در قسمتهاي مختلف بدن عبارتند از: کوري و یا کاهش بینایی، تضعیف شنوایی، سردرد، میگرن، صرع، MS، آسیبهاي مغزي غیرقابل درمان، افسردگی و .... در این مطالعه مطابق با روشهاي نمونهبرداري استاندارد، تعدادي نمونه نوشیدنی، بستنی، کیک و بیسکویت از سطح بازار شهر تهران جمع آوري و پس از آمادهسازي نمونهها به منظور استخراج ترکیب مورد نظر و حذف عوامل مزاحم، محلول استخراج شده با استفاده از دستگاه کروماتوگرافی مایعی با کارآیی بالا - HPLC - مجهز به آشکارساز DAD آزمون گردید. با توجه به نوع محصول مورد آزمایش و رژیمی یا معمولی بودن نمونه، در استانداردهاي ملی و بین المللی حد مجاز مشخصی براي این شیرینکننده اعلام شده است. در این مطالعه براي تک تک نمونهها پایش انجام شده و نتایج با حد مجاز مذکور مقایسه گردید.
مواد و روشها:
تمام مواد مورد استفاده در این کار داراي درجه خلوص تجزیهاي بودند. آسپارتام با خلوص بالاي %99 از شرکت Sigma-Aldrich سوئیس خریداري شد. پتاسیم دي هیدروژن ارتو فسفات - KH2PO4 - ، دي پتاسیم هیدروژن ارتو فسفات - K2HPO4 - و اسید فسفریک از شرکت مرك آلمان و آب، استو نیتریل و متانول با درجه خلوص HPLC از شرکت کلدون تهیه شدند. همچنین آب یونزدایی شده توسط دستگاه مولد آب ساخت شرکت میلیپور امریکا تأمین گردید. جهت تهیه استاندارد، محلول 1000 mg L-1 از آسپارتام در متانول تهیه شد و به عنوان استاندارد مادر در دماي 4 درجه سانتیگراد نگهداري شد. استانداردهاي کاري از رقیقسازي استاندارد مادر بطور روزانه تهیه گردید. به منظور آمادهسازي نمونههاي حقیقی از دو محلول خالصساز استفاده شد. محلول خالص ساز شماره 1 و2 به ترتیب از انحلال 15 گرم پتاسیم هگزا سیانوفررات II و دیگري از انحلال 30 گرم روي در 100 میلی لیتر آب تهیه شدند.
جداسازي و اندازهگیري نمونهها توسط دستگاه کروماتوگرافی مایعی ساخت شرکت Agilent انجام گرفت. این دستگاه به یک پمپ مدل 1200 با چهار ورودي حلال، دتکتور آرایه فتودیودي - DAD - مدل 1200 با گستره طول موج قابل تنظیم از 190 تا 750 نانومتر و محل تزریق دستی با حجم لوپ 20 میکرولیتر بود. جداسازيها در یک ستون تجزیهاي Agilent Zorbax Eclipse XDB - C18 با طول 25 سانتیمتر، قطر درونی 4/6میلیمتر که با ذراتی به ابعاد 5 میکرومتر پرشده بود، صورت گرفت. شویش آنالیت در حالت ایزوکراتیک در دماي محیط انجام پذیرفت. مخلوطی از استونیتریل - %10 - و بافر فسفات 0/02 مول بر لیتر با - %90 - pH = 4/3 به عنوان فاز متحرك بهینه و با سرعت جریان1 mL min -1 از درون ستون عبور داده شد. تشخیص و اندازهگیري ترکیبات با استفاده از آشکارساز DAD و در طول موج ثابت 210 نانومتر صورت گرفت. حد تشخیص روش در حد 0/5 میلیگرم بر لیتر میباشد.
نتایج و بحث:
در این مطالعه جمعاً 110 نمونه نوشیدنی و سایر فرآوردههاي شیرین، شامل 19 نمونه نوشابه، 35 نمونه آب میوه، 12 نمونه ماءالشعیر، 20 نمونه کیک و بیسکویت، 16 نمونه بستنی و 8 نمونه شیرکاکائو از برندها و طعم هاي مختلف به صورت تصادفی و بر اساس روشهاي نمونه برداري استاندارد از سوپرمارکتهاي سطح شهر تهران تهیه و به روش کروماتوگرافی مایع با کارآیی بالا مطابق با استاندارد ملی 11130 آنالیز شد. جهت دستیابی به نتایج صحیح و تکرارپذیر، نمونهها باید قبل از تزریق به دستگاه کروماتوگرافی مایعی آمادهسازي شده تا اثرات مربوط به ماتریکس نمونه حذف شود.
در ادامه نحوه آمادهسازي نمونههاي مایع شفاف، کدر و همچنین نمونههاي جامد توضیح داده شده است. فرآوردههاي مایع زلال مانند لیموناد، کولا و نوشیدنیها با نسبت 5 : 1 با آب رقیق شده و سپس از فیلتر سرسرنگی 0/45 میکرون عبور داده شد. در فرآوردههاي مایع کدر مانند آب میوهها و شیرهاي طعمدار، 20 میلیلیتر از نمونه همگن و یکنواخت شده با 50 میلیلیتر آب در بالن حجمی 100 میلیلیتري رقیق شده و به آن 2 میلیلیتر محلول خالصساز شماره 1 اضافه گردید. پس از مخلوط کردن، 2 میلیلیتر محلول خالصساز شماره 2 به آن افزوده و تا خط نشانه با آب رقیق گردید. محتویات بالن را با شدت تکان داده و به مدت 10 دقیقه در دماي اتاق ساکن ماند. سپس نمونه آماده شده بوسیله کاغذ صافی چین دار صاف شده و 10 میلیلیتر محلول صاف شده اولیه دور ریخته شد. در نهایت، 20 میکرولیتر از محلول نهایی عبور داده شده از فیلتر سرسرنگی 0/45
میکرون به دستگاه کروماتوگرافی مایعی تزریق گردید. در صورت وجود بیش از حدود 3 گرم مواد غیر محلول فاقد چربی در نمونههاي فوق، مخلوط قبل از صاف کردن به مدت 10 دقیقه سانتریفیوژ شده سپس ماده ته نشین شده را 2 مرتبه با آب شسته و دوباره سانتریفیوژ گردید. در هر بار محلول شناور رویی در یک بالن 100 میلیلیتري جمعآوري و سپس با آب تا خط نشانه رقیق گردید. در نمونههاي جامد و نیمه جامد، به 20 گرم از نمونه همگن و یکنواخت شده حدود 60 میلیلیتر آب افزوده و به مدت 20 دقیقه در حمام فراصوتی 40 درجه سلسیوس قرار داده شد. افزایش دما بیش از 40 درجه میتواند سبب کاهش قدرت شیرین کنندگی آسپارتام شود. پس از اینکه محلول تا دماي اتاق سرد شد 2 میلیلیتر محلول خالصساز شماره 1 به آن افزوده و مخلوط گردید.
سپس 2 میلیلیتر محلول خالصساز شماره 2 به آن افزوده و تا خط نشانه با آب رقیق گردید. محتویات بالن را با شدت تکان داده و به مدت 10 دقیقه در دماي اتاق ساکن ماند. سپس نمونه آماده شده بوسیله کاغذ صافی چین دار صاف شده و 10 میلیلیتر محلول صاف شده اولیه دور ریخته شد. در نهایت، 20 میکرولیتر از محلول نهایی عبور داده شده از فیلتر سرسرنگی 0/45 میکرون به دستگاه کروماتوگرافی مایعی تزریق گردید. در نمونههاي با ماتریکس پیچیده جهت محافظت از ستون جداسازي، عمل خالصسازي اضافی با استفاده از ستون استخراج فاز جامد استفاده گردید. زیرا رنگها، طعمدهندهها و چربی را نمیتوان با کمک محلولهاي خالصساز جدا نمود.
پس از آمادهسازي نمونهها، محلول آماده شده با استفاده از دستگاه کروماتوگرافی مایعی مجهز به آشکارساز DAD در طول موج 210 نانومتر آشکارسازي و اندازهگیري گردید. براي این منظور، محلولهاي استاندارد مناسب از ماده خالص تهیه و پس از تزریق محلولهاي استاندارد و رسم منحنی کالیبراسیون بر اساس سطح زیر پیک نمونه، میزان آسپارتام موجود در نمونه اندازهگیري شد. نحوه محاسبه غلظت از طریق منحنی کالیبراسیون به صورت زیر میباشد. مقدار w به میلیگرم در کیلوگرم یا غلظت به میلیگرم در لیتر آسپارتام را مطابق فرمول زیر محاسبه میشود: که در آن C مقدار آسپارتام در محلول نمونه آزمون خوانده شده از روز منحنی کالیبراسیون به mg/L یا mg/kg، V1 حجم محلول نمونه به میلیلیتر،
V2 حجم محلول استاندارد به میلی لیتر، m1 مقدار ماده شیرینکننده مربوطه در محلول استاندارد V2 به میلیگرم، m0 مقدار آزمونه به گرم یا میلی گرم، F فاکتور رقیقسازي براي روش خالصسازي مورد استفاده. نتایج حاصل از آنالیز برخی از نمونهها بر اساس نوع فرآورده غذایی در جدول 1 آمده است. کروماتوگرام بدست آمده از آنالیز آسپارتام در نمونه ماءالشعیر با طعم سیب با استفاده از دستگاه کروماتوگرافی مایعی و منحنی کالیبراسیون رسم شده براي اندازهگیري کمی آسپارتام به ترتیب در شکلهاي 1 و 2 نشان داده شده است.
ارزیابی تکرارپذیري روش به عنوان معیاري از دقت، با محاسبه درصد انحراف استاندارد نسبی انجام شد و مقادیر بدست آمده در جدول 1 آورده شده است. جهت حصول اطمینان از صحت پاسخها مقدار مشخصی از آسپارتام به نمونهها افزوده و مقدار بازیابی شده مورد محاسبه قرار گرفت. بر اساس نتایج بدست آمده، میتوان روش فوق را داراي دقت، صحت مناسب براي اندازهگیري آسپارتام در نمونههاي حقیقی گوناگون دانست.
