Tìm hiểu phụ gia tạo ngọt aspartame

Chất tạo ngọt Aspartame (E951) do một chuyên gia hoá học của tập đoàn GD Searle phát hiện vào năm 1965, sau đó được FDA (Cục quản lý an toàn dược phẩm và thực phẩm, Mỹ) cấp phép vào năm 1981. Ngày nay, mặc dù còn nhiều tranh cãi về tính an toàn đối với sức khoẻ người tiêu dùng, aspartame được sử dụng trong gần 6000 sản phẩm thực phẩm và dược phẩm, đặc biệt là trong các dòng sản phẩm “light” – ít năng lượng, cung cấp cho khoảng 250 triệu người trên khắp thế giới

Bộ Nông nghiệp và phát triển Nông thôn TRƯỜNG CAO ĐẲNG KINH TẾ VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

-O0O -Tiểu luận

TÌM HIỂU PHỤ GIA TẠO NGỌT ASPARTAME

SVTH:Nguyễn Bá Tiến Lớp: TP01

Nhóm: 03

Hải Phòng 4/2015

I Nguồn gốc phát hiện phụ gia tạo ngọt Aspartame

Chất tạo ngọt Aspartame (E951) do một chuyên gia hoá học của tập đoàn GD Searle phát hiện vào năm 1965, sau đó được FDA (Cục quản lý an toàn dược phẩm và thực phẩm, Mỹ) cấp phép vào năm 1981 Ngày nay, mặc dù còn nhiều tranh cãi về tính an toàn đối với sức khoẻ người tiêu dùng, aspartame được sử dụng trong gần 6000 sản phẩm thực phẩm và dược phẩm, đặc biệt là trong các dòng sản phẩm “light” – ít năng lượng, cung cấp cho khoảng 250 triệu người trên khắp thế giới…

Phụ gia tạo ngọt Aspartame và ứng dụng trong kẹo

Tính chất của Aspartame

• Aspartame có công thức hoá học là C14H18N2O5

• Danh pháp quốc tế là N-l-α-Aspartyl-L-phenylalanine l- methyl ester hay 3-amino-N-(α-carboxyphenethyl) succinamic acid N-methyl ester.

• Thường dùng ở dạng L

• Khả năng kết tinh là 60g/l

Cấu trúc phân tử Aspartame

Aspartame được thương mại hoá dưới một số tên như Canderel, Equal, NutraSweet, Sanecta, Tri-Sweet, Aminosweet, Spoonful, Sino sweet…

Aspartame có thể kết tinh, bột màu trắng, không mùi Độ ngọt của aspartame cao gấp 200 – 300 lần so với đường mía Do vậy, chỉ cần một lượng rất nhỏ aspartame cũng cho độ ngọt tương đương như sử dụng bình thường Tuy nhiên, vị ngọt của của aspartame thì hơi khác với vị ngọt của đường saccharose, chậm hơn lúc đầu, nhưng lại kéo dài lâu hơn, để

lại vị ngọt lâu trong miệng Nếu phối trộn aspartame với acesulfame potassium (acesulfame K) thì cho vị ngọt giống như đường và ngọt hơn đường, nên aspartame

thường được dùng kết hợp với acesulfame

Ở nhiệt độ và pH cao aspartame bị biến đổi thành diketopiperazine C4H5NO2 (3,6-dioxo-5-benzyl-2-piperazineacetic acid), không còn vị ngọt.

II Sản xuất Aspartame

Aspartame được tạo thành từ ba chất hóa học: acid aspartic, phenylalanine và methanol Khi nó kết hợp với phenylalanine thì vi khuẩn và acid amin sẽ được sản sinh ra Để có nhiều vi khuẩn được sinh ra thì cần nhiều phenylalanine Lên men: Quá trình lên men sản xuất ra các axit amin L – aspartic và L – phenylalanin nhờ các chủng vi khuẩn như Bacillus flavum và Corynebacterium glutamicum

Tóm tắt quy trình sản xuất Aspartame:

• Đầu tiên, L – Phenylalanin thu được từ quá trình lên men được cho phản ứng với methanol tạo thành hợp chất gọi là L – phenylalanin metyl ester Còn axit aspartic phải

qua một quá trình phản ứng để che các vị trí trong phân tử có thể ảnh hưởng đến phản ứng tạo aspartam, đảm bảo phản ứng chỉ xảy ra ở các vị trí cần thiết

• Các sản phẩm sau quá trình xử lý được bơm vào bình phản ứng và trộn lẫn trong

24 giờ ở nhiệt độ phòng Kế đó nhiệt độ được tăng lên 65oC (149oF) và duy trì trong

24 giờ nữa rồi được làm nguội đến nhiệt độ phòng Hỗn hợp sau phản ứng được pha loãng với dung môi thích hợp và kết tinh ở -18oC (0oF) Tinh thể thu được sẽ được lọc

để tách riêng ra rồi làm khô

• Những tinh thể này chỉ là sản phẩm trung gian và dùng cho phản ứng kế Chúng được chuyển hóa thành aspartame bằng phản ứng với axit axetic Phản ứng này được thực hiện trong 12 giờ, tại một bồn lớn chứa dung dịch acid, chất xúc tác Pd và H2 Sau đó, chất xúc tác Pd được loại bỏ bằng cách lọc và chưng cất để thu dung môi Phần chất rắn còn lại được tinh chế bằng cách hòa tan trong dung dịch etanol và được kết tinh lại Những tinh thể này sẽ được lọc và làm khô cho ra sản phẩm cuối cùng đó

là bột aspartame

III Công dụng của Aspartame

Aspartame là một hoá chất tạo vị ngọt thay cho đường và thường được gọi là “đường hoá học” Aspartame chứa ít calori hơn đường nhiều (4 kilocalori/gram)

Không để lại dư vị hoá chất hoặc vị kim loại khó chịu như một số chất làm ngọt khác, dễ bảo quản và sử dụng, giá thành lại tương đối rẻ so với việc sử dụng đường nên aspartame được sử dụng như một chất phụ gia trong rất nhiều loại thực phẩm, từ bánh kẹo, kẹo cao su, đồ uống, sữa chua, các sản phẩm “không đường”…kể cả một số loại thuốc, vitamin bổ sung… Hiện nay, aspartame đã được phép sử dụng rộng rãi tại hơn 125 quốc gia trên thế giới và hiện diện trong khoảng 6.000 sản phẩm

Hai nghiên cứu mới nhất về aspartam đã cho thấy những mối nguy đối với sức khỏe người tiêu dùng:

• Nghiên cứu thứ nhất – do các nhà nghiên cứu Đan Mạch thực hiện trên 59.000 phụ nữ

– cho thấy rõ liên quan đến việc tiêu thụ thường xuyên và lâu dài nước soda có gaz tạo ngọt bằng aspartam là nguy cơ sinh non: 27% với một lon soda/ngày, 35% với 2-3 lon và 78% với hơn 4 lon/ngày

• Nghiên cứu thứ hai – do những nhà khoa học thuộc Viện Ung thư quốc gia Ý thực

hiện trên 1800 con chuột thí nghiệm, cho thấy sử dụng aspartam lâu dài có thể làm tăng nguy cơ ung thư gan, thận và đầu dây thần kinh ngoại vi (ở cả chuột đực lẫn chuột cái); cũng như liên quan đến nguy cơ mắc bệnh bạch cầu và tế bào lympho ở những con chuột cái Điều đáng nói ở nghiên cứu này là một phát hiện khiến giới chuyên môn lo lắng: mới cho động vật ăn thường xuyên một lượng aspartam thấp (với “những liều lượng rất gần với liều lượng hấp thụ có thể chấp nhận được đối với người”) thì đã thấy sự xuất hiện sớm của khối u ở cơ thể con non ngay trong thời kỳ còn là bào thai…

Như vậy, bên cạnh công dụng là thay thế đường tạo hương vị ngọt hơn và giá thành thấp hơn đường tự nhiên thì cũng đã có những nghiên cứu cho thấy tác dụng phụ khi dùng aspartame nhiều và thường xuyên trong một thời gian dài Trong các sản phẩm như nước ngọt có gas, nước trái cây, các loại bánh kẹo thì aspartame được xem là chất tạo ngọt không thể thiếu vì công dụng tiện ích của nó song bên cạnh đó đã có nhiều người cho rằng nó gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe và cần được tổ chức quốc tế loại bỏ

Liều lượng dùng khuyến cáo

Tổ chức Nông Lương Quốc tế (FAO), Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) và Cục Quản

lý Dược – Thực phẩm Mỹ (FDA), khuyến cáo liều dùng cho phép của aspartame mỗi

ngày (ADI) là 40 mg/kg thể trọng.

Ở Việt Nam, theo Quyết định số 3742 /2001/QĐ-BYT ngày 31 tháng 8 năm 2001 của Bộ trưởng Bộ Y tế, giới hạn tối đa aspartame trong thực phẩm (Maximum level – ML) của một số loại thực phẩm như sau:

– Đồ uống có sữa, có hương liệu hoặc lên men (VD: sữa sô cô la, sữa cacao, bia trứng,

– Kẹo cứng, kẹo mềm, kẹo cao su…: 10000 mg/kg – Sản phẩm dùng để trang trí thực phẩm: 5000 mg/kg

Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa kỳ (FDA) đã xác định từ năm

1987 là aspartame không gây độc hại cho thực phẩm Tuy nhiên cho tới nay có nhiều đơn khiếu nại về các tác dụng độc hại của những sản phẩm chứa aspartame nhưng FDA chưa

có quyết định vì còn thiếu bằng chứng rõ ràng về tính chất không an toàn của aspartame Đối với các nhà sản xuất chế biến kinh doanh thực phẩm, cần có cơ chế kiểm tra giám sát chặt chẽ trong việc chấp hành quy định về sử dụng phụ gia thực phẩm nói chung và chất tạo ngọt nói riêng…, để loại trừ những thành phần không đáng có…

Mức độ gây độc cho người tiêu dùng

Khi vào cơ thể, aspartam dù không được hấp thụ vào máu nhưng phân rã trong ruột thành 3 chất: aspartic acid (40%), phenylalanin (50%) và methanol (10%) Cơ chế này có thể là nguyên nhân gây ra những tác động bất lợi cho sức khỏe động vật từ aspartam

Trong gần 90 triệu chứng có thể gặp khi sử dụng thường xuyên aspartam, người ta ghi nhận các triệu chứng điển hình (đau đầu, choáng, buồn nôn, tê tay chân, co thắt cơ bắp, tăng cân, dị ứng da, trầm cảm, mệt mỏi, mất ngủ, các vấn đề về thị lực, giảm thính giác, nhịp thở nhanh, đau nhức khớp, giảm trí nhớ, nóng rát lưỡi…) – như là những nguyên nhân ẩn sau các rối loạn khác về sức khỏe

Bảng ghi liều lượng sử dụng aspartame trong thực phẩm

1 Đồ uống từ sữa, có hương liệu và/hoặc lên men (VD: sữa sô cô la, sữa

cacao, bia trứng, sữa chua uống, đồ uống từ whey…) 600

5 Các sản phẩm tương tự sữa bột và cream bột 2000

8 Đồ tráng miệng từ sữa (VD: bánh putđinh, sữa chua quả hoặc có hương

9 Mỡ thể nhũ tương dạng dầu trong nước, bao gồm các sản phẩm hỗn hợp

và/hoặc sản phẩm có hương liệu từ mỡ thể nhũ tương 1000

10 Đồ tráng miệng từ mỡ, không bao gồm các đồ tráng miệng thuộc mã nhóm

11 Kem lạnh thực phẩm, bao gồm nước hoa quả ướp lạnh và kem trái cây 1000

16 Quả đóng hộp hoặc đóng chai (đã thanh trùng) 1000

17 Mứt, thạch, mứt quả 1000

18 Các sản phẩm từ quả dạng nghiền (VD: tương ớt) ngoại trừ các sản phẩm

20 Sản phẩm chế biến từ quả, bao gồm: thịt quả nghiền, nghiền nhuyễn, lớp

21 Đồ tráng miệng chế biến từ quả, bao gồm thức ăn tráng miệng từ nước

25 Rau, củ đông lạnh (bao gồm nấm, rễ, thực vật thân củ và thân rễ, đậu, đỗ,

26 Rau, củ khô (bao gồm nấm, rễ, thực vật thân củ và thân rễ, đậu, đỗ, lô hội),

27 Rau, củ (bao gồm nấm, rễ, thực vật thân củ và thân rễ, đậu, đỗ, lô hội) tảo

biển ngâm trong dấm, dầu, nước muối hoặc nước tương 300

28 Rau đóng hộp, đóng chai (đã thanh trùng) hoặc đóng túi (bao gồm nấm, rễ,

thực vật thân củ và thân rễ, đậu, đỗ, lô hội) và tảo biển 1000

29 Rau, củ (bao gồm nấm, rễ, thực vật thân củ và thân rễ, đậu, đỗ, lô hội), tảo

biển, quả hạch và hạt, hạt nghiền và dạng phết nhuyễn (VD: bơ lạc) 1000

30 Rau, củ (bao gồm nấm, rễ, thực vật thân củ và thân rễ, đậu, đỗ, lô hội), tảo

biển, quả hạch và hạt, hạt nghiền nhỏ (VD: món ăn tráng miệng từ rau, nước

sốt, rau củ ngâm đường…) khác với sản phẩn thuộc mã nhóm thực phẩm

1000

31

Rau, củ lên men (bao gồm nấm, rễ, thực vật thân củ và thân rễ, đậu, đỗ, lô

hội) và sản phẩm rong biển lên men không bao gồm sản phẩm đậu tương lên

men của mã thực phẩm 06.8.6, 06.8.7, 12.9.1, 19.9.2.1, 12.9.2.3

2500

32 Rau, củ (bao gồm nấm, rễ, thực vật thân củ và thân rễ, đậu, đỗ, lô hội), tảo

36 Cacao dạng phủ bề mặt kể cả nhân bên trong 3000

39 Các sản phẩm tương tự sô cô la, sản phẩm thay thế sô cô la 3000

44 Sản phẩm dùng để trang trí thực phẩm (VD sản phẩm trang trí bánh), lớp

phủ bề mặt (không phải quả), và nước sốt ngọt 1000

45 Ngũ cốc ăn sáng, bao gồm cả yến mạch xay 1000

46 Đồ ăn tráng miệng làm từ ngũ cốc và tinh bột (VD: bánh putđing gạo, bánh

47 Bánh mỳ và các sản phẩm bánh nướng thông thường và hỗn hợp 4000

48 Bánh nướng nhỏ (ngọt, mặn, hương vị mặn) 1700

49 Cá và sản phẩm thủy sản đã qua chế biến, kể cả nhuyễn thể, giáp xác, da

50 Thủy sản, sản phẩm thủy sản sơ chế, kể cả nhuyễn thể, giáp xác, da gai 300

51 Cá, sản phẩm thủy sản lên men hoặc đóng hộp, kể cả nhuyễn thể, giáp xác,

52 Đồ ăn tráng miệng từ trứng (VD: món sữa trứng) 1000

53 Đường và siro khác (VD: xyloza, siro từ cây thích, đường dùng phủ bánh) 3000

54 Chất tạo ngọt, bao gồm cả chất tạo ngọt có độ ngọt cao GMP

60 Nước chấm không ở dạng nhũ tương (VD: tương cà chua, tương ớt, sốt

62

Sa lát (sa lát mì ống, sa lát khoai tây) và mứt phết bánh sandwich, ngoại trừ

các sản phẩm dạng phết từ cacao và hạnh nhân thuộc mã nhóm thực phẩm

04.2.2.5 và 05.1.3

350

63 Thực phẩm ăn kiêng với mục đích điều trị đặc biệt, ngoại trừ các sản phẩm

65

Thực phẩm ăn kiêng khác (VD thực phẩm chức năng cho chế độ ăn kiêng),

ngoại trừ các sản phẩm thực phẩm thuộc mã nhóm thực phẩm từ 13.1-13.4

và 13.6

1000

71 Đồ uống hương liệu, bao gồm đồ uống “thể thao năng lượng” hoặc đồ

uống “điện giải” và các đồ uống đặc biệt khác 600

72 Cà phê, sản phẩm tương tự cà phê, chè, đồ uống thảo dược và các loại đồ

73 Đồ uống có cồn có hương liệu (ví dụ: bia, vang và đồ uống có cồn làm

(Số liệu theo Cục An toàn thực phẩm Việt Nam – VFA)