>Реферат

На тему:

«>Харчова добавкааспартамЕ951»

1.Загальна характеристикааспартаму

>Аспартам –штучнийпідсолоджувач,замінникцукру (>харчова добавкаE951).Метиловийефірдипептиду, щоскладається зстандартнихамінокислот:аспарагінової йфенілаланіну.

Історіявиникнення:Аспартам буввідкритий в 1965 р. Джеймсом М.Шлаттером,хіміком, щопрацював накомпаніюG.D.Searle & Company.Шлаттерсинтезуваваспартам уходідосліджень длявиробництваліків від уражай.Вінвиявивсолодкий смакаспартамавипадково,облизнувшипалець, наякийпотрапиваспартам.Першими стализастосовуватиаспартам США іВеликобританії– із 1981 року.Випускає подрізнимиторгівельними марками (>наприклад,Equal,Spoonful),аспартамоголошенийальтернативоюцукру, щодозволяє ненабирати ваги й неє канцероген, яквикористовуванийранішештучнийпідсолоджувач – сахарин.

>Синоніми:Сладекс,нутрасвіт,N-L-б-аспартил-L-фенілаланінметиловийефір; анг. >aspartame, АРМ.

>Хімічнаназва:3-аміно-N – (>б-карбометоксі-фенетіл) –сукцинамовоїкислоти.

>Емпірична формула: З₁₄М₁₈N₂0₅.

>Молекулярнамаса: 294,30.

>Структурна формула:

>Органолептичнівластивості:Білі,слабкогігроскопічнікристали без запаху ізінтенсивнимсолодким смаком,приблизно в 200разівсолодшийсахарози,побічнийприсмаквідсутній.

>Фізико-хімічнівластивості: Незовсімстабільний догідролізу, особливо принагріванні. Т_пл =>246–247°С,розкладанняпочинається при196°С. Легкорозчиняється вгарячійводі;середньорозчиняється вхолоднійводі,спиртах;нерозчинний ужирнихрозчинниках.

>Таблиця 1.Специфікація

>Метаболізм йтоксичність:Аспартамрозщеплюється наL-амінокислоти й метанол, котрі нормальновсмоктуються іповністюметаболізуються. Урезультатіпобічноїреакціїутворюєтьсядикетопіперазин (>ДКП) звласнимзначенням ДСК.Утримуванняфенілаланіну (>близько 60%)можезавдатишкодихворимфенилкетонуріею йвимагаєспеціальногонанесенняінформації наетикеткухарчового продукту (>Фенилкетонурія –дужерідкісний (1:15 000)генетичний дефект, щовимагаєспеціальноїдієти).

2. Методотримання

>Аспартамотримують синтезом із L –амінокислот:

>аспарагіновоїкислоти

>фенілаланіна.

Схемаотриманняаспартаму:

>Домішки:дикетопіперазин (продуктрозпаду).

>Кольоровіреакції

>Устаткування,прилади іреактиви:водяна лазня,спиртівка, 10%розчинNaOH, 1%розчинCuSO4, 0,2%розчиннінгідрину,концентрованаазотна кислота, 0,5%розчинаспартама.

>Біуретовареакція. Улужномусередовищібілки, атакожпродуктиїхньогогідролізу –поліпептидидаютьфіолетове чичервоно-фіолетовезабарвлення з солямиміді.Реакціяобумовленанаявністюпептиднихзв'язків (->NHCO-).Позитивнабіуретовареакціяпроявляється вз'єднаннях, щомістять неменш двохпептидних груп.Інтенсивністьзабарвленнязалежить віддовжини пептиду йваріює відсиньо-фіолетового дочервоно-фіолетового і червоного.

>Біуретовуреакціюдаютьтакожаспарагін (>амідаспарагіновоїкислоти) йамінокислотигістидин,треонін йсерін.

Своюназвуреакція здобула відбіурета –з'єднання, щоутворюється принагріваннісечовини.Цяреакціясупроводжуєтьсявідщіпленняммолекулиаміаку.

>Комплексноїмідно-натрієвоїсоліпептидів йбілківприписуютьнаступнубудову:

>аспартампідсолоджувачсполукахімічний

>Технікавиконання роботи: до 1 молярногорозчинуаспартамадодають 1молярний 10%розчинуїдкогонатрію і 2краплі 1%розчинусірчанокислоїміді. Уприсутностібілків йпептидів (>починаючи зтрипептидів)з'являєтьсярожево-фіолетовезабарвлення.Реакціязаснована наутворенніхелатногоз'єднанняіонівміді (+2) здвомапептиднимизв'язками.

>Нінгідриновареакція. >Нінгідриновареакціяобумовленанаявністюамінокислот, щомаютьаміногрупи вб-положенні.Білки,поліпептиди йамінокислотиутворюють знінгідриномз'єднаннясинього чисиньо-фіолетовогокольорів (принагріванні).Нінгідриновареакціяєоднієї ізнайбільшчутливих длявиявленняб-аміногруп.

>Сутністьреакціїполягає втім, щоб-амінокислоти йпептиди,реагуючи ізнінгідрином,піддаютьсяокисномудезамінування йдекарбоксілюванню:

>Відновленийнінгідринвзаємодіє ізаміаком йдругоюмолекулоюнінгідрину,утворюютьзафарбованез'єднання (>пурпурнийРуеманна).

>Технікавиконання роботи: до 5–10крапельрозчинуаспартамадодають 6–10краплі 0,2%розчинунінгідрину.Нагрівають докипіння наводянійлазні.З'являєтьсяфіолетово-синєзабарвлення зарахунокутворення продуктуконденсаціїнінгідрину ізамінокислотою.

>Ксантопротеїновареакція. Длядеякихароматичнихамінокислот. Принагріваннібілків йполіпептидів ізконцентрованоюазотноюкислотоюутворитьсянітросполукажовтогокольору.

>Реакціяпротікає удвістадії.Протягомпершоїамінокислота,взаємодіючи ізконцентрованоюазотноюкислотою,піддаєтьсянітруванню. При цьомуутворитьсядинітросполука (>жовтогокольору).

Удругійстадіїпродуктинітруванняреагують зїдкимнатром чигідроксидомамонію ізутвореннямнатрієвої чиамонійноїсолі, щомаєжовто-помаранчевезабарвлення.

>Ксантопротеїновуреакцію,крімбілків,пептидів йциклічнихамінокислот,даютьтакож багатопростихароматичнихз'єднань (бензол, фенолу йін.).

>Технікавиконання роботи: до 0,5 молярногорозчинуаспартамудодають 5–6крапліконцентрованоїазотноїкислоти.Обережнонагрівають. Принаявності врозчиніциклічнихамінокислот чибілків, у якіприсутніціамінокислоти,з'являєтьсяжовтезабарвлення зарахунокнітрування бензольногокільця.

>Післяохолодження впробіркуобережно (постінці)доливаютьнадлишокконцентрованогорозчинуаміаку чиїдкого натру –рідинаприймаєпомаранчевий чижовтийколір.

3.Кількісневизначення

1.Хроматографічний метод.

Методзаснований навикористаннівисокоефективноїрідинноїхроматографії (>ВЕРХ). Методєарбітражним.

>Обладнання йреактиви:високоефективнийрідкісний хроматограф ізпрограматоромлінійноговимірушвидкості потоку,обладнанийспектрофотометричний детектор іздовжиноюхвилі 210 нм; колонкихроматографічні; установка длявакуумноїфільтрації;мікрошприціхроматографічні; папірфільтрувальний; вагилабораторні;рН-метр;мірніколби;градуювальніпіпетки;склянийрідинний термометр;бідистильована вода;ацетонітрил;калійфосфорнокислийоднозамішенний; бензоатнатрію;аспартам;ортофосфорна кислота.

>Підготовка довипробуван>ня:

а).Приготуванняградуювальногорозчинуаспартаму (550мг/дм³).

>Наважкуаспартамумасою 137,5 мгпереносять умірну колбумісткістю 250 див³, дополовинизаповненубідистильованою водоютемпературою 30–35 ^проЗ.Перемішують доповногорозчинення,потімбідистилятомдоводять домітки.

б).Приготуванняградуювальногорозчинуаспартаму (275мг/дм³).

>Відміряютьпіпеткою 2 див³ >градуювальногорозчинуаспартамуконцентрацією 550мг/дм³ >переносять умірну колбумісткістю 50 див³йдоводять доміткибідистильованою водою, доброперемішують.

в).Приготуванняградуювальногорозчинуаспартаму (138мг/дм³).

>Відміряютьпіпеткою 25 див³ >концентрацією 550мг/дм³переносять умірну колбумісткістю 100 див³ йдоводять доміткибідистильованою водою, доброперемішують.

>Приготуваннярухомоїфази:

1,73 р.каліяфосфорнокислогооднозамішеного (>КН₂РВ₄)помішують умірну колбумісткістю 1000 див³,розчиняють вбідистильованійводі,перемішують доповногорозчинення.Отриманийрозчинортофосфорноїкислоти (М₃РВ₄)доводять домітки рН 3,2 850 див³отриманого буферногорозчинузмішують з 150 див³ацетонітрилу (З₂М₃),попередньовідфільтрував їхні черезфільтрувальний папірдіаметром пір 0,5мкм.

>Термінпридатностірухливоїфази – не понад 7діб.

>Умовихроматографічногоаналізу:

>Колонка ізфазою З – 18,5 – 6мкм, 0,15 * 4,6 мм.

>Рухома фаза: 15%ацетонітрилу, 85% 0,0125 МрозчинуКН₂РВ₄,доведеногофосфорноюкислотою до рН 3,2.

>Швидкість потоку:лінійнийградіент від 1,2 див³/>хв до 1,7 див³/>хв за 8хв.

Температуратермостату – 35 ^проЗ.

>Тиск наколонці пришвидкості потоку – 1,2 див³/>хв – 120кг/см² (>тиск якщозростати в міруексплуатації колонки).

>Знаходження запоглинанням вУФ-області спектру придовжиніхвилі 210 нм 0,02 од.адсорбції протягом усього шкалу.

>Обробкарезультатів:

>Масову часткуаспартамурозраховують заформулою

де До –поправочнийкоефіцієнт,установлюваний зазагальноприйнятими правилами для методу «>абсолютноїградуїровки»;

P.S –площинапікудосліджуваного компоненту,відповідна допевноїмасовоїконцентрації компонента, мг;

V –об’єманалізуємоїпроби, дм³;

>Розрахункипроводять до іншого десяткового знаку.

Закінцевий результатдослідженняприймаютьсереднєарифметичнерезультатів двохпаралельнихвизначень.

2.Спектрофотометричний метод.

Методзаснований навизначеніаспартаму убезалкогольнихнапояхбезпосередньо после їхнівиготовлення задопомогоюспектрофотометру.Цей метод метод неможе бутивикористаний длянапоїв, в склад яківходятьамінокислоти йречовинибілковоїприроди.

>Обладнання йреактиви:спектрофотометр;колориметрфотоелектричний; вагилабораторні;аспартам;натрійфосфорнокислийдвузаміщений;калійфосфорнокислийоднозаміщений;нінгідрин (>х.ч.);фруктоза (>ч.д.а.);ректифікованийетиловий спирт; папірфільтрувальний; вагилабораторні;рН-метр;мірніколби;градуювальніпіпетки;склянийрідиний термометр;електроплиткапобутова;водяна лазня;механічнийгодинник.

>Приготування буферногорозчину:

>Наважкунатріюфосфорнокислогооднозаміщеного (>Na₂>HPO₄ *12H₂>O)масою 28,870 р.переносять умірну колбу на1000см³,розчиняють вдистильованійводі,доводять домітки йперемішують доповногорозчинення.

>Наважкукаліюфосфорнокислогооднозаміщеного (>KH₂>PO₄)₃ >масою 4,535 р.переносять умірну колбу на 500 див³,розчиняють вдистильованійводі,доводять домітки йперемішують доповногорозчинення. Уконічнійколбізмішують 484,5 див³розчинуNa₂>HPO₄ й 15,5 див³ >розчинуKH₂>PO₄. Принеобхідностідоводять рНбуферноїсумішіданимирозчинами до (8,0±0,1)одиниць.

>Приготуваннянінгідриновогорозчину:

>Розчиняють на 500 гривень див³ буферногорозчину 1,5 рфруктози, после чогорозчиняють уньому 2,5 рнінгідрину.

>Приготування базовогорозчинуаспартаму:

20 мгаспартамурозчиняють приперемішуванні йнагріванні до 50–70 див³дистильованої води.Розчинпереливають умірну колбумісткістю 100 див³ йдоводять доміткидистильованою водою.

>Приготування рядуробочихрозчиніваспартаму дляпобудовиградуювальногографіку:

Упробіркахмісткістю по 10 див³ >кожна,готуютьробочірозчиниаспартаму,об’єм йконцентрація яківказана втаблиці 1.

>Таблиця 2

>Умовипроведенняаналізу:

Температура базового,робочихрозчиніваспартаму, буферногорозчину,нінгідриновогорозчину йрозчинуетилового спирту – (18,0±2,0) ^проЗ.

рНрозчинунінгідрину – (8,0±0,1) од.

>Вмістаспартамунеобхідновизначати после розливу наспіваю.

>Нінгідриновийрозчин винензберігатися у коричневомускляномупосуді в холодильника.Вінможевикористовуватисяпротягом двохнеділь послеприготування.

>Побудоваградуювальногографіку:

Дляпобудуванняградуювальногографіку вокреміпробіркипереносять по 6 див³ шкірногоробочого й перед тимдодають 3 див³нінгідриновогорозчину.

>Пробіркивитримують 16хв. вкиплячійбані,потім за 20хвохолоджують до (20±1) ^проЗ, после чого зкожноїпробірки вокремупробіркупереносять по 3 див³ >розчину, доякогододають по 5 див³етилового спирту ізоб’ємноюдолею 60%.

>Оптичнугустинурозчинувизначають наспектрофотометрі придовжиніхвилі 570 нм вкюветітовщиною 10 мм.Контрольнимрозчином служитирозчинпробірка №9 (>нульовогорозчину) йетилового спирту ізоб’ємноюдолею 60%,змішують в самихкількостях, як йіншіпроби.

>Проведенняаналізу:

Удосліджуванихзразкахнапоїввидаляютьвуглекислий газ притемпературі невище 20 ^проЗ йфільтруютьзразки черезфільтррозміром пір не понад 0,5мкм. 20 див³ >профільтрованоїпробипереносять умірну колбумісткістю 100 див³ йдоводятьдистильованою водою домітки.

Упробіркумісткістю 10 див³ >переносять по 6 див³ шкірногорозбавленогозразка й перед тимдобавляють по 3 див³нінгідриновогорозчину.

>Пробіркувитримують 16хв вкиплячійбані,потім за 20хвохолоджують до 20 ^проЗ, после чого зкожноїпробірки вокремупробіркупереносять по 3 див³ >розчину, доякогододають по 5 див³розчинуетилового спирту ізоб’ємноюдолею 60%.

>Оптичнагустинарозчинудосліджуванихзразківвизначаютьпорівнюючи ізнульовою пробою наспектрофотометрі придовжиніхвилі 570 нм вкюветітовщиною 10 мм.

>Обробкарезультатів:

>Концентраціюаспартаму врозбавленихзразкахдосліджуваного наспіваювизначають пооптичнимгустинамзразків.

>Концентраціяаспартаму З,мг/100 див³, внапояхвизначають заформулою:

,

де З_р –концентраціяаспартама врозбавленихзразках,мг/100 див³;

До –ступіньрозбавлення.

4.Застосуванняаспартаму вхарчовомувиробництві

>Гігієнічнінорми:ДДН 40 мг/кг вагитіла щодня.Небезпека поГН-98: ГДК уповітріробочоїзони 2мг/м³,класнебезпеки 3; ГДК уводі 1,0 мг/л,класнебезпеки 4.ЄС:відповідно доДирективи попідсолоджувачам (>червень 1994) дозволів о 12-йгрупаххарчовихпродуктів,низькокалорійних чи безцукру, й о 12-йгрупахпродуктів,споживаних умалійкількості – до 4000 мг/кг. У РФ дозволів ужувальнійгумці зцукром якпідсилювачсмаку іаромату вкількості до 2,5г/кг (п. 3.14.9СанПіН 2.3.2.1293–03); убезалкогольнихнапоях наосновіароматизаторів,фруктовихсоків,молочнихпродуктів бездодаванняцукру чизізниженоюкалорійністю,напояхалкогольних ізутримуванням спирту не понад 15 про.%,напоях, щомістятьсумішбезалкогольнихнапоїв й пива чи сидру, вина,лікеро-горілчанихвиробів,біологічноактивні добавки доїжірідкі вкількості до 600 мг/кг; удесертиароматизовані наводнійоснові, назерновій,фруктовій,овочевій,молочній,яєчній йжировійоснові бездодаванняцукру чизізниженоюкалорійністю,кондитерськівиробизізниженоюкалорійністю чи бездодаванняцукру,сендвічі ізначинкою наоснові какао,молочнихпродуктів,сухофруктів, жиру, фруктахконсервованихзізниженоюкалорійністю чи бездодаванняцукру,джемах,варенні,мармеладізізниженоюкалорійністю, продуктахпереробкифруктів йовочівзізниженоюкалорійністю, сухихсніданків ззернових ізутримуваннямхарчових волокон понад 15% чиотрубів неменш 20% укількості до 1г/кг; у сухихзакусках йсніданках укількості до 500 мг/кг; укондитерськихвиробахзізниженоюкалорійністю чи бездодаванняцукру наосновікрохмалю, какао,сухофруктів,біологічноактивних добавках доїжітвердих укількості до 2г/кг; ужувальнійгумці бездодаванняцукру,біологічноактивних добавках доїжі –вітамінах ймінеральнихречовинах уформісиропів йжувальних таблеток укількості до 5,5г/кг; уморозиві (>крімвершковому і молочного), фруктовомульодізізниженоюкалорійністю чи бездодаванняцукру,спеціалізованихдієтичних продуктах длязниженнямаситіла вкількості до 800 мг/кг; уфруктові іовочевихкисло-солодких консервах,кисло-солодких консервах ізриби,рибнихмаринадів,ракоподібних ймолюсків укількості до 300 мг/кг; усоусах йгірчиці вкількості до 350 мг/кг; уздобниххлібобулочні іборошнянихкондитерськихвиробах длядієтичногохарчування вкількості до 1,7%; у стравахзізниженоюенергетичноюцінністю вкількості до 110 мг/кг; в «>прохолодних» (>освіжаючихподих)цукерках (таблетках) бездодаванняцукру вкількості до 6г/кг; у пивозізниженоюенергетичноюцінністю вкількості до 25 мг/кг (п. 3.15.1СанПіН 2.3.2.1293–03); дляроздрібного продаж (п. 2.1СанПіН 2.3.2.1293–03).

>Застосування:Основними областямивикористанняєвиробництвонапоїв,молочнихпродуктів,кондитерськихвиробів. Частозастосовується вскладісумішіпідсолоджувачів. Добресполучається ізацесульфамом До. При цьомупроявляється не лишекількісний, але й йякіснийсинергізм.Обидвіречовиниприблизно в 200разівсолодшецукру, асуміші – в 300разів.Солодкістьацесульфамавідчуваєтьсямиттєво, але й недужедовго,солодкістьаспартама,навпроти,відчувається невідразу, але йтримаєтьсядовше.Сумішобох врізнихпропорціяхдозволяєпідібратиоптимальнунасолоду длябудь-якого продукту. Дляваріння івипічки, акислиххарчовихпродуктів зтривалимстрокомзберігання (>соуси,гірчиця)аспартамнепридатний, борозщеплюється наскладові,втрачаючи при цьому своїфункції. Удуже невеликих дозахможепроявлятивластивостіпідсилювачасмаку.

Списоклітератури

1. СарафановаЛ.А. Харчові добавки: Енциклопедія. – 2-ге вид.,испр. ідоп. – СПб:ГИОРД, 2004, – 808 з.

2.Д.К. Шапіро.Практикум по біологічної хімії. Під ред. О.С. Вечори. Вид 2-ге, перераб. ідоп. Мінськ, «>Вишейш. школа», 1976. – 288 з.

3.Гост 30059–93 Напої безалкогольні. Методи визначенняаспартама, сахарину, кофеїну ібензоата натрію.

4. Хімічна енциклопедія: в розмірі 5т.:т. 1: АДарзана /Редкол.:КнуняцИ.Л. (глав. ред.) та інших. – М.:Сов.енцикл. 1988. – 623 з.

5. Орлова Н.Я. «>Фізіологія табіохіміяхарчування» –К.:Київ.Державнийторгівельно-економічнийуніверситет, 2001. – 248 з.

6. Харчова хімія/ Нечаєв О.П.,Траунберг С.Є., Кочеткова А.А. та інших. Під ред. О.П. Нечаєва. –СПб.:ГИОГД, 2001. – 592 з.