Tiểu luận: Đường hóa học docx

Chủ đề: Đường Hóa Học TRƯỜNG …………………. KHOA……………………….  TIỂU LUẬN Đề tài: ĐƯỜNG HÓA HỌC MỤC LỤC GVHD:Ths. Tôn Nữ Minh Nguyệt 1 Chủ đề: Đường Hóa Học Trong cuộc sống hằng ngày chúng ta vẫn thường xuyên phải dùng đến các đồ ngọt (hoa quả, khoai củ, chè, nước ngọt, bánh kẹo ). Ngoài ngọt thịt có bản chất là protein và các axit amin thì đa phần các vị ngọt khác đều là do các loại đường tạo ra. Đường sinh học dùng cho chuyển hóa tế bào là glucose nhưng trong thực tế cuộc sống chúng ta thường đưa vào cơ thể các dạng đường đơn, đường đa như fructose, mantose, saccharose, tinh bột ,được lấy từ các loại hoa, củ, quả, thân cây mía, củ cải, mật ong vốn có sẵn trong tự nhiên. Còn các loại đường hóa học - các loại chỉ tạo vị ngọt chứ không chuyển hóa được - để dùng trong việc điều trị cho những người bệnh thừa cân hay đái tháo đường. Về bản chất, chúng là saccharin, acesulfame K, aspartame, sucralose được phép sử dụng trong chế biến thực phẩm với giới hạn tối đa và có quy định rõ ràng. Đường hóa học (hay là chất ngọt tổng hợp) là chất không có trong tự nhiên, thường có vị ngọt rất cao so với đường kính saccharose (đường tự nhiên khai thác từ mía, củ cải đường) và tuyệt nhiên không hề có một giá trị dinh dưỡng nào khác. Tuy nhiên trên thị trường hiện nay vẫn đang tồn tại rất nhiều những chất tạo ngọt có gốc hóa học là sodium cyclamate - một loại đường hóa học không hề có trong danh mục các loại phụ gia thực phẩm đã được Bộ Y tế cho phép lưu hành tại Việt Nam, vì loại đường hóa học này có thể gây ra ung thư gan, ung thư phổi, dị dạng bào thai, ảnh hưởng đến các yếu tố di truyền. Hơn nữa các chất chuyển hóa của cyclamate như mono và di cyclohexylamin còn độc hại hơn cả cyclamate (chỉ cần 0,7% đã có tác dụng kích thích và gây ung thư cho sinh vật). Bảng 1.1. ADI của các loại đường hóa học [3,7] GVHD:Ths. Tôn Nữ Minh Nguyệt 2 Chủ đề: Đường Hóa Học A. ASPARTAME Aspartame là một chất tạo ngọt vốn được sử dụng phổ biến trong các loại nước uống và thực phẩm dành cho người bị bệnh tiểu đường và người muốn ăn kiêng với mục đích giảm lượng đường và năng lượng tiêu thụ. Tuy nhiên, có những lo ngại về tác dụng phụ của nó như có khả năng gây ung thư, gây bệnh động kinh, gây u não…. [2] 1. Nguồn Gốc: Vị ngọt của aspartame được tìm ra cũng hoàn toàn ngẫu nhiên bởi Jame Schlatter. Chất này được nhà hóa học James Schlatter làm việc cho tập đoàn G.D Searle phát hiện rất tình cờ vào năm 1965 ,khi ông đang thử nghiệm thuốc chống lở loét vết thương. Sau nhiều năm kiểm tra độ độc hại của aspartame, FDA đã công nhận aspartame được dùng như một chất tạo ngọt vào năm 1980. Không chỉ được dùng ở Mĩ, asparatme đã được dùng ở hơn 93 quốc gia. Hiện nay, aspartame là chất ngọt rất được ưa chuộng. Nó được sử dụng rộng rãi trên thế giới với sự hiện diện trong hơn 6000 loại thực phẩm khác nhau như bánh kẹo, yogurt, trong các thức uống ít nhiệt năng như Coke diete, Pepsi …và cả trong dược phẩm. [11] 2. Cấu tạo Aspartame (tên khác là L-aspartyl-L-phenylalanine methyl ester) là một este methyl cấu tạo từ 2 acid amin là aspartic acid và phenylalanine. Công thức phân tử là C 14 H 18 N 2 O 5 , khối lượng phân tử là 294,3 g mol -1 , điểm nóng chảy là 246-247°C, ít tan trong nước, ethanol, tính axit 4,5-6,0, không bền trong axit, không bền nhiệt. Hình 1.1. công thức của Aspartame GVHD:Ths. Tôn Nữ Minh Nguyệt 3 Chủ đề: Đường Hóa Học [2,10] 3. Tính chất • Là một dipeptid, nó ngọt hơn saccharose khoảng 180 - 200 lần. • Không để lại dư vị khó chịu • Giống như các dipeptid khác, aspartam có chứa năng lượng khoảng 4 Kcal/g (17 KJ/g). Tuy nhiên, chỉ cần một lượng rất nhỏ aspartame đã tạo ra độ ngọt cần thiết. Do đó năng lượng chúng ta đưa vào cơ thể sẽ không đáng kể. • Vị ngọt của nó chúng ta cảm nhận được chậm hơn và kéo dài lâu hơn so với đường. • Không ổn định ở nhiệt độ và pH cao, ổn định khi hòa tan trong nước. • Phân hủy dần trong nước nên nước ngọt có aspartame không giữ được lâu. Cho trộn aspartame với saccharin hoặc acesulfam K thì hỗn hợp ngọt hơn và ổn định hơn khi hai chất đứng riêng một mình. [11,10] Hình 1.2. So sánh độ ngọt của Acesulfame với Sugar [16] 4. Quy Trình Công Nghệ Sản Xuất GVHD:Ths. Tôn Nữ Minh Nguyệt 4 Chủ đề: Đường Hóa Học Aspartame được cấu tạo từ acid aspartic, phenylalanin và metanol. Các thành phần này đều tồn tại trong tự nhiên. Tuy nhiên bản thân aspartame không tồn tại trong tự nhiên. Nó được điều chế thông qua các quá trình lên men và tổng hợp.  Lên men Dùng số lượng lớn các vi khuẩn đặc trưng gồm B.flavum và C.glutamicum để sản xuất ra các acid amin L-aspratic và L-phenylalanin. Môi trường lý tưởng cho sự phát triển của vi khuẩn gồm nước ấm, thức ăn, nguồn cacbon và nguồn nitơ. • Thức ăn là các loại cacbonhydrat như mật mía, đường glucose hoặc saccharose. • Nguồn cacbon như acid acetic, rượu hoặc các hidrocacbon. • Nguồn nitơ như NH 3 lỏng hoặc urê. Đó là những điều kiện chủ yếu để vi khuẩn tổng hợp ra các acid amin mong muốn. Ngoài ra còn một số các yếu tố khác như các vitamin, acid amin… Hình 1.3. Bột đường Aspartame  Tổng hợp Aspartame có thể được tổng hợp bằng nhiều phương pháp hóa học khác nhau. Một phương pháp thường dùng như sau : GVHD:Ths. Tôn Nữ Minh Nguyệt 5 Chủ đề: Đường Hóa Học -Đầu tiên các acid amin phải qua quá trình xử lí, L - Phenylalanin thu được từ quá trình lên men được cho phản ứng với metanol tạo thành hợp chất gọi là L – phenylalanin metyl ester. -Còn acid aspartic phải qua một quá trình phản ứng để che các vị trí trong phân tử có thể ảnh hưởng đến phản ứng tạo aspartame, đảm bảo phản ứng chỉ xảy ra ở các vị trí cần thiết. -Sau khi đã được xử lý phù hợp, chúng được bơm vào bình phản ứng và trộn lẫn trong 24 giờ ở nhiệt độ phòng. Kế đó nhiệt độ được tăng lên 65 0 C (149 0 F) và duy trì trong 24 giờ nữa. Sau đó phản ứng được làm nguội đến nhiệt độ phòng. Nó được pha loãng với dung môi thích hợp và được làm kết tinh ở -18 0 C (0 0 F). 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 acid acetic. Phản ứng này được thực hiện trong một cái bồn lớn chứa dung dịch acid, chất xúc tác Pd và H 2 . Chúng được trộn lẫn và cho phản ứng trong 12 giờ.  Tinh chế 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 ethanol 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. [11,12] GVHD:Ths. Tôn Nữ Minh Nguyệt 6 Chủ đề: Đường Hóa Học Hình 1.4.Quy trình tổng hợp aspartame [10] 5.Ứng dụng Aspartame được sử dụng cho việc sản xuất các sản phẩm không sử dụng đường thông thường, thấp calorie và ăn kiêng như: • Nước uống có gas, nước trái cây và sirô. • Các chất ngọt dạng cô đặc, dạng bột, dạng lỏng. GVHD:Ths. Tôn Nữ Minh Nguyệt 7 Chủ đề: Đường Hóa Học • Ứng dụng trong các sản phẩm sô cô la cứng hoặc sô cô la mềm, thức uống hỗn hợp và thức ăn tráng miệng nhanh. • Dùng trong dược phẩm: thuốc viên, si rô, bột hỗn hợp, viên sủi. • Dùng cho các sản phẩm như sữa chua, thức ăn đông lạnh. • Các sản phẩm bánh kẹo: chewing gum, kẹo thơm, bạc hà, sô cô la, trái cây,…[12] 6. Liều Lượng Sử Dụng Aspartame được tìm thấy trong khoảng 6000 sản phẩm trên khắp thế giới, bao gồm đồ uống có ga mềm, bột ngọt, kẹo cao su, mứt, gelatins, món tráng miệng trộn, bánh tráng miệng và các chất hàn, món tráng miệng đông lạnh, sữa chua, chất ngọt bàn, và một số dược phẩm như vitamin và đường miễn giảm ho. Tất cả các thành phần thực phẩm, kể cả aspartame, phải được liệt kê trong báo cáo thành phần trên nhãn thực phẩm. Các biểu đồ sau mô tả phần ăn của các sản phẩm có chứa nhiều aspartame của một người lớn và trẻ em sẽ tiêu thụ aspartame trong một ngày (ADI). Aspartame có chứa sản p hẩm Ước số phần ăn mỗi ngày ADI (mg/kg thể trọng) Ước số phần ăn mỗi ngày ADI (mg/kg thể trọng) Dành cho người lớn Trẻ em Nước giải khát có ga 20 6 Bột ngọt 33 11 Gelatin 42 14 GVHD:Ths. Tôn Nữ Minh Nguyệt 8 Chủ đề: Đường Hóa Học Chất ngọt (gói) 97 32 Bảng 1.2. Chỉ số ADI của Aspartame [1,2] B.SACCHARIN 1.Nguồn gốc Saccharin đã được định nghĩa như là “hóa chất tổng hợp có vị ngọt”, có công thức C 7 H 5 NO 3 S, Saccharin được tìm ra vào năm 1879. Đó là một sự phát hiện hoàn toàn tình cờ bởi Ira Remsen - giáo sư đại học Johns Hopkins và Constanin Fahlberg – một đồng nghiệp cùng nghiên cứu ở phòng thí nghiệm của Remsen. Trong lúc làm việc với những dẫn xuất mùn than, Remsen làm đổ một hóa chất dính vào tay. Sau đó ông quên rửa tay và dùng luôn buổi ăn tối, ông chú ý thấy vị bánh mì ngọt hơn. Ông đã tìm ra nguồn gốc vị ngọt do chất dính vào tay. Và ông đã đặt tên cho chất đó là saccharin. Remsen và Fahlberg đã công bố khám phá của mình vào năm 1880. Vào năm 1907, saccharin là đường hóa học đầu tiên được dùng như phụ gia thay thế đường trong thực phẩm cho bệnh nhân tiểu đường. Nó càng được tiêu thụ mạnh hơn vào những năm 1960 và 1970 trong thực phẩm và nước giải khát dành cho người ăn kiêng. Saccharin là loại đường hóa học ra đời sớm nhất, nhanh chóng được sử dụng rộng rãi trên thị trường do những ưu điểm của nó lúc bấy giờ. Nó là cơ sở cho nhiều sản phẩm ít calo và không đường trên khắp thế giới, được dùng trong nhiều sản phẩm như : mứt, chewing gum, trái cây đóng hộp, gia vị để trộn salad, các món nướng… [4,8] GVHD:Ths. Tôn Nữ Minh Nguyệt 9 Chủ đề: Đường Hóa Học 2.Cấu Tạo Saccharin có tên khoa hoc là 1,1-Dioxo-1,2-benzothiazol-3-1, (Benzoic sulfimide Ortho sulphobenzamide), công thức phân tử C 7 H 5 NO 3 S, khối lượng phân tử 183.18 g.mol −1 , màu trắng tinh thể rắn, điểm nóng chảy 228,8 - 229,7°C, độ hòa tan trong nước 1g/290ml, chỉ số ADI 2,5 mg/kg thể trọng. Hình 1.5. Công thức của saccharin [8] 3.Tính chất • Ngọt gấp 300 - 400 lần saccharose, ổn định ở môi trường acid nên dùng được trong nước ngọt, thường dùng dưới dạng muối natri hay canxi. • Bột trắng, tan ít trong nước và ete. • Trong cơ thể saccharin qua hệ thống tiêu hóa mà không hề bị hấp thu. Nó không gây ảnh hưởng đến hàm lượng insulin trong máu và cũng không cung cấp năng lượng cho cơ thể. Vì thế nó được xếp vào nhóm chất tạo ngọt không calo. • Bền nhiệt, bền khi Ph<2  Nhược điểm : • Có vị chát và kim loại • Khi bị phân hủy bởi nhiệt độ và acid giải phóng phenol, làm thức ăn có mùi vị khó chịu. [8] 4. Quy Trình Công Nghệ Sản Xuất GVHD:Ths. Tôn Nữ Minh Nguyệt 10 [...]... đường hoá học được chấp thuận cho sử dụng trong thực phẩm và đồ uống tại hơn 100 quốc gia trên toàn thế giới, bao gồm Canada, Australia và Mexico Cyclamates, dù dưới hình thức của đường hoá học natri hay canxi đường hoá học, ổn định và hòa tan Đường hoá học được sử dụng như một chất làm ngọt bàn, trong đồ uống, chế độ ăn uống, và trong các loại thực phẩm khác ít calo Trong việc kết hợp, đường hoá học. .. gốc: Sucralose là một đường hóa học có tên gọi chung là Altern Ngoài ra, trên thị trường succralose có tên thương mại là Splenda GVHD:Ths Tôn Nữ Minh Nguyệt 18 Chủ đề: Đường Hóa Học Sucralose được tìm ra vào năm 1976 bởi các nhà khoa học thuộc công ty đường Tate & Lyle cùng các nhà nghiên cứu Leslie Hough và Shashikant Phadnis của đại học Queen Elizabeth (hiện nay là một phần của đại học King London) Họ... Nữ Minh Nguyệt 22 Chủ đề: Đường Hóa Học 6 Chất béo và dầu (xà lách trộn) 7 Món tráng miệng đông lạnh sữa và hỗn hợp 8 Nước trái cây và kem 9 Gelatins và bánh pudding 10 Mứt và thạch 11 Sản phẩm sữa 12 Chế biến trái cây và nước trái cây 13 Đường substitue 14 Nước sốt ngọt, bánh, và xi-rô [5,8,16] Hình 1.13 Sản phẩm của Sucralose F Những thông tin của đường hóa học Đường hoá học là là chất ngọt có cường... thường được dùng kết hợp với Aspartame hoặc các loại đường hóa học khác vì nó có tác động hỗ trợ, tăng cường và duy trì vị ngọt của thức ăn và nước giải khát GVHD:Ths Tôn Nữ Minh Nguyệt 13 Chủ đề: Đường Hóa Học Kali acesulfame (còn gọi là K acesulfame) là một loại đường có cường độ cao, chất ngọt không calo [13,17] 2.Cấu tạo Acesulfame-K (E950) tên khoa học 6-Methyl-1,2,3-oxathiazin-4(3H)-1-2,2dioxide,... • Được sử dụng trong các sản phẩm nướng • Acesulfame K không ảnh hưởng đến lượng đường máu, cholesterol, hoặc chất béo trung tính Những người bị bệnh tiểu đường có thể kết hợp sản phẩm có chứa K acesulfame vào chế độ ăn uống cân bằng của họ GVHD:Ths Tôn Nữ Minh Nguyệt 16 [1,5,13] Chủ đề: Đường Hóa Học Hình 1.9 Sản phẩm đường Acesulfame-K 5 Quy trình sản xuất Acesulfame kali được tổng hợp từ acid ester... 200 lần đường saccharose GVHD:Ths Tôn Nữ Minh Nguyệt 14 [13,14] Chủ đề: Đường Hóa Học Hình 1.8 So sánh độ ngọt của Acesulfame-K với sugar [16] • Có dạng tinh thể màu trắng với cấu trúc hóa học tương tự saccharin • Ổn định hơn Aspartam ở nhiệt độ cao và môi trường acid • Acesulfam-K không cung cấp năng lượng cho cơ thể vì nó không tham gia quá trình trao đổi chất và được thải ra ngoài theo nước tiểu mà... lần như ngọt như sucrose Saccharin và đường hoá học là thấp nhất chi phí cường độ cao, chất ngọt sẵn có, và do đó được sử dụng rộng rãi trong hầu hết các thị trường, đặc biệt là phát triển trong khu vực như châu Á, châu Phi, Trung và Nam Mỹ Các trường hợp ngoại lệ đáng chú ý cho đường hoá học là Hoa Kỳ và Nhật Bản là GVHD:Ths Tôn Nữ Minh Nguyệt 23 Chủ đề: Đường Hóa Học nơi cấm tiêu thụ Châu Á là thị trường... mạch và người cao tuổi • Không làm dao động lượng đường trong máu thích hợp cho người bệnh tiểu đường • Vị ngọt tinh khiết tương tự như saccharose • Sức căng bề mặt nhỏ (71.8mN/m) nên sucralose có thể được dùng trong sản xuất nước giải khát có gas • Tính chất vẫn ổn định khi dự trữ trong thời gian dài GVHD:Ths Tôn Nữ Minh Nguyệt 20 [8,13] Chủ đề: Đường Hóa Học Hình 1.11 So sánh độ ngọt của sucralose với... sản xuất bởi các clo hóa chọn lọc của sucrose (đường bảng), trong đó chuyển đổi ba trong số các nhóm hydroxyl để clorua Các clo hóa chọn lọc là đạt được bằng cách chọn lọc bảo vệ của các nhóm rượu chính tiếp theo acetylation và sau đó deprotection của các nhóm rượu chính Sau một chuyển đổi acetyl gây ra một trong các nhóm hydroxyl, các acetyl hóa một phần đường sau đó được clo hóa với một tác nhân... Sucralose là một disaccharid được tổng hợp từ đường saccharose qua 5 bước bằng cách thay thế chọn lọc 3 nhóm (–OH) trong phân tử đường bằng 3 nguyên tử Cl [8,14] GVHD:Ths Tôn Nữ Minh Nguyệt 21 Chủ đề: Đường Hóa Học Hình 1.12 Quy trình tổng hợp sucralose [14] 5 Ứng Dụng Sucralose được sự dụng như một chất phụ gia thực phẩm trong 14 nhóm thực phẩm: 1 Hàng hóa và nướng bánh nướng hỗn hợp 2 Đồ uống và các . Chủ đề: Đường Hóa Học TRƯỜNG …………………. KHOA……………………….  TIỂU LUẬN Đề tài: ĐƯỜNG HÓA HỌC MỤC LỤC GVHD:Ths. Tôn Nữ Minh Nguyệt 1 Chủ đề: Đường Hóa Học Trong cuộc sống. ngọt có gốc hóa học là sodium cyclamate - một loại đường hóa học không hề có trong danh mục các loại phụ gia thực phẩm đã được Bộ Y tế cho phép lưu hành tại Việt Nam, vì loại đường hóa học này. rõ ràng. Đường hóa học (hay là chất ngọt tổng hợp) là chất không có trong tự nhiên, thường có vị ngọt rất cao so với đường kính saccharose (đường tự nhiên khai thác từ mía, củ cải đường) và