Phụ gia làm ngọt advantame

Phụ gia làm ngọt advantame

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

LỜI MỞ ĐẦU 2

I TỔNG QUÁT VỀ ADVANTAME 3

1 Khái niệm 3

2 Lịch sử ra đời 3

3 Công thức cấu tạo 5

4 Tính chất vật lí và hoá học 5

5 Phương thức sản xuất 7

6 Ứng dụng 7

II VAI TRÒ VÀ CƠ CHẾ CỦA ADVANTAME 10

III ĐỘC TÍNH 10

IV QUI ĐINH SỬ DỤNG 11

TÀI LIỆU THAM KHẢO 13

LỜI MỞ ĐẦU

Phụ gia đã được sử dụng trong thực phẩm từ rất lâu đời Từ thời tiền sử con người

đã biết phân biệt cái gì mặn cái gì ngọt Để rồi họ nêm vào thức ăn khi nấu nướng Ngày nay với sự phát triển không ngừng của khoa học kĩ thuật, con người ngày càng muốn ăn ngon, nhưng cũng phải nhanh và gọn

Họ ăn quá nhiều đồ ăn nhanh và những đồ ăn vặt có vị ngọt Do đó, tỉ lệ béo phì trên thế giới ngày càng tăng và đặc biệt là ở lứa tuổi từ 10 – 15 Để có thể đáp ứng được

sở thích ăn ngọt của hầu hết mọi người nhưng vẫn không làm ảnh hưởng đến sức khoẻ thì các nhà sản xuất thực phẩm đã bắt đầu nghiên cứu các chất tạo ngọt nhưng không có giá trị dinh dưỡng

Nhưng những chất chiết xuất từ tự nhiên thì quá mắc và quá ít nên không đủ đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng Còn các chất tổng hợp thì lại dễ gây ra những bệnh mãn tính cho người sử dụng Đứng trước tình huống đó, các nhà sản xuất buộc phải tìm cách để kết hợp hài hoà cả hai yếu tố đó Đó chính là lý do mà Advantame ra đời

Em xin được cảm ơn cô Nguyễn thị Hoàng Yến trong thời gian qua đã truyền đạt

và củng cố cho em một kiến thức đầy đủ về phụ gia thực phẩm Dù em đã cố gắng hết sức nhưng do kiến thức và những hiểu biết của em còn giới hạn nên bài tiểu luận vẫn còn nhiều chỗ sai sót Em rất mong cô thông cảm và hướng dẫn chỉ bảo thêm để giúp em hoàn thiện bài tốt hơn

2

I TỔNG QUAN VỀ ADVANTAME.

1.Khái niệm:[2], [3], [8]

Advantame là một chất làm ngọt siêu cao tiềm năng mới và tăng hương vị được phát triển bởi Ajinomoto Nó có nguồn gốc từ aspartame, một chất làm ngọt dipeptit gồm acid aspartic và phenylalanine, và vani Advantame ngọt khoảng 20.000 lần so với đường

và ngọt hơn aspartame 100 lần Advantame không cung cấp năng lượng, nó có độ ngọt và hương vị giống như đường và không để lại mùi vị không mong muốn Đó là tính chất quan trọng trong một lĩnh vực về thực phẩm và đồ uống, nó phù hợp nhất để sử dụng trong việc phối trộn với những chất tạo ngọt khác có độ ngọt cao hoặc carbohydrate Advantame ổn định nhất khi ở dạng bột khô Trong các thực phẩm ở dạng dung dịch nước, sự ổn định của nó thì tương tự như aspartame nhưng sự ổn định vẫn được giữ vững

ở pH cao hơn, cũng như ở điều kiện nhiệt độ cao hơn (ví dụ, nướng và các quá trình kéo dài sưởi ấm khác), và trong sữa chua

Kết quả của nhiều nghiên cứu xác nhận rằng an toàn advantame là an toàn để sử dụng bởi người tiêu dùng nói chung và đặc biệt là cho những người có bệnh tiểu đường nói riêng

Advantame mới được công bố trong FAO JECFA Monographs 14 (2013) Bên cạnh đó, Advantame cũng được FDA công bố cho phép sử dụng trong thực phẩm như một chất làm tăng vị ngọt và hương vị cho sản phẩm, trừ thịt và gia cầm Ngoài ra Advantame cũng được FEMA GRAS phê duyệt để sử dụng trong sữa, đồ tráng miệng đông lạnh, đồ uống và kẹo cao su Advantame có chỉ số INS 969, C.A.S 714229—206, ANS9801, FEMA 4716

2 Lịch sử ra đời: [3], [9], [10]

Advantame là kết quả của một chương trình nghiên cứu dài hạn tại Ajinomoto để khám phá những chất tạo ngọt có tiềm năng cao mới với hương vị đặc trưng mong muốn Mục đích là để khám phá các phân tử tạo ngọt aspartyl mới dựa trên dựa trên chiến lược sau đây:

 Lựa chọn các hợp chất chính

 Tối ưu hoá việc quản lý các hợp chất đó và nghiên cứu cách hoạt động của nó

 Sử dụng mô hình phân tử trên máy tính

 Tổng hợp các hợp chất trên và hình thành các chất tạo ngọt tiềm năng mới

Chương trình nghiên cứu này tiến bộ như các lĩnh vực nghiên cứu về vị ngọt, bắt đầu với Schallenberger và mô hình Acree của "AH-B" (Shallenberger 1996; Eggers và cộng sự 2000) và mô hình đề xuất Ariyoshi cho các dẫn xuất aspartame (Ariyoshi 1976) với giả thuyết của sự tương tác giữa các peptide tạo ngọt và việc cảm nhận vị ngọt của cơ

thể Điều này bao gồm việc sử dụng các tính toán trong hoá học để phân tích cấu trúc của các phân tử tạo ngọt và phát triển các mô hình phân tử tạo ngọt cho đến việc xác định các thụ thể cảm nhận vị ngọt của của cơ thể (Hoon và cộng sự năm 1999; Kitagawa và cộng

sự năm 2001; Li và cộng sự 2001, 2002; Max và cộng sự năm 2001; Nelson và cộng sự năm 2001; Sainz và cộng sự năm 2001; Zhao và cộng sự 2003) Sự sàng lọc đầu tiên của các ứng cử viên được dựa trên tiềm năng tạo ngọt, chất lượng hương vị, và sự có lợi của các chất tổng hợp này Việc sàng lọc ban đầu đã làm giảm các ứng cử viên từ hàng trăm các hợp chất đến chỉ còn lại khoảng mười hợp chất Lần thứ hai kiểm tra chặt chẽ hơn dựa trên các tiêu chí sau: tiềm năng tạo ngọt ngào, chi tiết về hương vị của từng chất, tính chất vật lý-hóa học, tính khả thi trong sản xuất công nghiệp và dự tính động lực trao đổi chất trong cơ thể con người bằng việc thử trong ống nghiệm khảo nghiệm

Và kết quả của quá trình này là một chất làm ngọt mới lạ, N-[N-[3 - (3-hydroxy-4-metoxyphenyl) propyl]-a-aspartyl]-L-phenylalanine 1-methyl ester monohydrat (ban đầu

có tên mã là ANS9801 nhưng bây giờ được gọi với tên advantame, công thức phân tử: C24H30N207.H20, CAS No 714229-20-6) Nó có một điểm để chú ý thú vị là advantame có một sự tương đồng về cấu trúc đối với các chất tạo ngọt tự nhiên, ví dụ như nhóm 3-hydroxy-4-metoxyphenyl tồn tại trong phyllodulcin, một chất làm ngọt được tìm thấy trong lá của Hydrangea serrata (Hydrangeaceae) (Ujihara với các đồng nghiệp 1995) và dihydrochalcone neohesperidin, một chất làm ngọt có nguồn gốc từ sự hydro của flavanone neohesperidin, được tìm thấy trong trái cây họ cam quýt (Horowitz và Gentili

1961, 1963a, 1963b, 1969; Horowitz 1964)

4

Hình 1.2.1: Mối tương đồng giữa Advantame với các chất ngọt tự nhiên

3 Công thức cấu tạo: [3], [8], [10]

- Tên gọi theo IUPAC: N-[N-[3-(3-hydroxy-4-methoxyphenyl) propyl]-α-aspartyl]-L-phenylalanine 1-methyl ester, monohydrate

- Tên gọi theo CA: L-phenylalanine, N-[3-(3-hydroxy-4-methoxyphenyl) propyl]-L- alpha-aspartyl-, 2-methyl ester, monohydrate

- Công thức phân tử: C24H30N2O7.H2O

- Công thức cấu tạo:

4 Tính chất vật lí và hoá học: [2], [3], [8]

- Advantame có khối lượng phân tử là 476.52 g/mol và có nhiệt độ nóng chảy là 101.5°C

- Advantame thường ở dạng bột màu vàng Loại bột thường được sử dụng có thành phần phần trăm của Advantame từ 97.0% đến 102.0% trên khối lượng chất khan

- Độ ổn định của Advantame phụ thuộc rất nhiều vào các điều kiện môi trường như nhiệt độ, pH, áp suất

- Advantame rất ít tan trong nước, ít tan trong ethanol và độ tan sẽ tăng lên khi gia nhiệt trong quá trình hoà tan

Bảng 1.4.1: Độ tan của Advantame sau 30 phút tại các nhiệt độ khác nhau trong nước, ethyl acetate và ethanol.

Độ tan của Advantame trong nước, ethyl acetate, ethanol sau 30 phút

Nhiệt độ (0C) NướcĐộ tan của Advantame (g/100ml dung môi)Ethanol Ethyl acetate

- Yêu cầu về độ tinh khiết của Advantame được thể hiện trong bản sau:

Bảng 1.4.2: Các yêu cầu cơ bản về sản phẩm Advantame

Specification Parameter Specification Value Analytical Methodology

Purity

Assay Not less than 97.0% and not

more than 102.0%

on anhydrous basis

HPLC internal standard method

Specific rotation [a] 20 D Between -450 and -380 Japanese Pharmacopeia

method Advantame-acid Not more than 1.0% HPLC method

Total other related

substances

Not more than 1.5% HPLC method Water Between 2.5 and 5.0% Karl Fischer

coulometric titration Residue on ignition Not more than 0.2% Japanese Pharmacopeia

method Total Heavy Metals (mg/kg) Not more than 10 Japanese Pharmacopeia

method Lead (mg/kg) Not more than 1 Atomic absorption

Arsenic (mg/kg) Not more than 2 Japanese

Pharmacopeia method

Residual Solvents (mg/kg)

Methyl Acetate Not more than 500 Gas chromatography

Isopropyl Acetate Not more than 2,000 Gas chromatography

Methanol Not more than 500 Gas chromatography

2-Propanol Not more than 500 Gas chromatography

Microbiological Contaminants

Bacteria count Not more than 20 CFU/g Japanese Pharmacopeia

method Fungi Not more than 10 CFU/g Japanese Pharmacopeia

method

method

6

5 Phương thức sản xuất: [1], [2], [3], [6]

Advantame được tổng hợp từ Aspartame và 3 (3hydroxy4metoxyphenyl) -propionaldehyde (HMPA) trong một quá trình một bước bằng cách khử N-alkyl hóa, được thực hiện bằng cách xử lý Aspartame và aldehyde với hydro trong sự hiện diện của một chất xúc tác như là bạch kim (Pt / C) trong dung dịch methanol Nhiệt độ được nâng lên và kết quả là hợp chất trải qua khử N-alkyl hóa để sản xuất Advantame Hỗn hợp phản ứng được lọc để loại bỏ các chất xúc tác phản ứng và tập trung giảm áp lực Để trích xuất các Advantame từ dịch lọc còn lại, methanol và isopropyl acetate được thêm vào và nhiệt độ giảm xuống để kết tinh các Advantame, sau đó lấy ra và tinh luyện lại để tạo ra hợp chất có độ tinh khiết theo yêu cầu HMPA có nguồn gốc từ vanillin và được tổng hợp theo bốn bước sau đây

Hình 1.5.1: Quá trình sản xuất Advantame

6 Ứng dụng: [1], [2], [3]

- Vì tiềm năng tạo độ ngọt đáng chú ý của advantame, nên nó được sử dụng trong các sản phẩm thực phẩm và nước giải khát ở nồng độ thấp hơn nhiều so với các chất tạo ngọt có tiềm năng cao khác Dau đây là bảng liệt kê một số ước tính nồng độ sử dụng của advantame trong thực phẩm và đồ uống khác nhau khi sử dụng advantame như chất làm ngọt duy nhất

Bảng 1.6.1: Hàm lượng Advantame dự kiến trong thực phẩm và đồ uống

- Advantame có đặc tính rất thú vị như một chất tăng cường hương vị Để đánh giá chức năng này, advantame cần phải được kiểm tra với các chất cũng có khả năng tăng cường hương vị ngọt nhưng dưới mức của nó Thử nghiệm ban đầu là để xác định các mức độ có điểm bắt đầu khác nhau (GDTL) của advantame, và sau đó tiến hành thí nghiệm xem khả năng tăng cường hương vị của advantame bằng hoặc thấp hơn GDTL

Bảng 1.6.2: Khả năng tăng cường hương vị của Advantame trong nước giải khát hương dâu GDTL bằng 1.46ppm.

8

Sản phẩm áp dụng Nồng độ của Advantame

Nước uống có gas 4 – 10 ppm

Đồ uống rót nóng 3 – 4 ppm

Bảng 1.6.3: Khả năng tăng cường hương vị của Advantame trong sữa chua vị vani GDTL bằng 0.92 ppm.

Bảng 1.6.4: Khả năng tăng cường hương vị của Advantame trong kẹo cao su hương bạc hà GDTL trên 40 ppm.

- Được ứng dụng như chất làm ngọt thay thế: vị ngọt đặc trưng advantame được sử dụng trong công nghệ thực phẩm để thay thế một phần các chất làm ngọt có carbohydrate như đường hoặc fructose, corn syrup, trong khi vẫn duy trì được hương vị ban đầu của sản phẩm và người tiêu dùng không thể phân biệt được với sản phẩm 100% chất ngọt carbohydrate Nghiên cứu được diễn ra trong nội bộ và sử dụng phép thử tam giác với các chuyên gia về công thức đồ uống khác nhau như cola, cam và chanh là những hương vị của nước giải khát có gas; và nước ép trái cây, nước chanh, trà chanh và chanh là những hương vị của nước giải khát không có gas, những ví dụ trên đã cho thấy rằngviệc sử dụng advantame phụ thuộc vào công thức tạo thành sản phẩm và 40% chất làm ngọt có thể được thay thế bằng advantame mà không thay đổi hương vị Thường advantame có thể thay thế từ 20% đến 30% vị ngọt trong hầu hết các sản phẩm mà không thay đổi hương vị đặc trưng của sản phẩm đó Sử dụng advantame để thay thế đường hoặc fructose, corn syrup sẽ làm giảm lượng đường, lượng calo, và chi phí sản xuất ra sản phẩm Advantame cũng có thể được sử dụng để thay thế một phần của chất làm ngọt có hiệu lực cao khác trong khi vẫn duy trì được hương vị tương tự hoặc trong một số trường hợp nó còn có thể cải thiện hương vị tổng thể và tăng cường hương vị cho sản phẩm Nói chung là mức độ thay thế có thể được thực hiện với advantame khi thay thế các chất làm ngọt hiệu lực cao khác, lớn hơn mức mà có thể được thực hiện khi thay thế các chất làm ngọt carbohydrate Thay thế một phần của chất làm ngọt hiệu lực cao cũng có thể được thực hiện trong khi giảm chi phí, và trong nhiều trường hợp cũng cải thiện hương vị

II VAI TRÒ VÀ CƠ CHẾ CỦA ADVANTAME.

- Advantame được tổng hợp từ HMPA và aspartame Do aspartame cũng làm một chất tạo ngọt tổng hợp còn HMPA thì được tổng hợp từ vani một chất ngọt tự nhiên nên

độ ngọt của advantame gấp rất nhiều lần so với từng chất trên

- Khi sử dụng advantame trong thực phẩm, thì người tiêu dùng sẽ cảm nhận ngay được vị ngọt do có gốc vani là chất ngọt tự nhiên Đồng thời bên cạnh đó do có gốc aspartame nên dư vị ngọt của advantame cũng được duy trì rất lâu và con lâu hơn cả dư

vị của aspartame Ngoài ra advantame không có hương vị hoặc màu sắc không mong muốn nên dễ dàng áp dụng cho hầu hết các sản phẩm thực phẩm

III ĐỘC TÍNH [1], [2], [3], [4], [5], [7]

- Sự an toàn của advantame đã được đánh giá trong một số lượng lớn các nghiên cứu tiến hành ở chuột, chuột, thỏ, chó và con người dưới tốt phòng thí nghiệm thực hành (GLP) và bao gồm tất cả những khuyến cáo trong Sách Đỏ của FDA Hoa Kỳ (US FDA 2000) Đối với mỗi của những nghiên cứu quan trọng, một nghiên cứu không GLP sơ bộ được thực hiện để xác định được liều tầm thích hợp để được sử dụng

10

- Advantame được chứng minh cho thấy là không gây đột biến trong một xét nghiệm Ames khi ủ với các chủng khác nhau của Salmonella typhimurium, có hoặc không kích hoạt trao đổi chất Nó cũng tương tự khi đã không thể hiện bất kỳ tiềm năng gây đột biến nào thể hiện bứu ác ra ngoài trong khảo thí nghiệm trên chuột Không có tiềm năng gây ngộ độc được chứng minh ở chuột khi tiến hành thí nghiệm advantame được dùng cho những con chuột bằng cách đưa thức ăn theo đường miệng

- Advantame ăn nhanh chóng bị thủy phân ở đường tiêu hóa với acid tương ứng Chỉ một phần nhỏ của advantame hoặc axit tương ứng được hấp thụ từ trong lòng của đường tiêu hóa và khoảng 87% -93% sẽ được bài tiết trong phân và phần còn lại được bài tiết trong nước tiểu và acid tương ứng thì cũng có cơ chế tương tự Không có duy trì ở mô

cụ thể nào của advantame hoặc acid tương ứng Hai nghiên cứu lâm sàng về khả năng dung nạp của advantame ở người, bao gồm cả ở những đối tượng bình thường và những đối tượng bị bệnh tiểu đường đã được tiến hành Bao gồm những nghiên cứu về liều dược duy nhất, nghiên cứu liều leo thang ở nam giới khỏe mạnh, một nghiên cứu an toàn 4 tuần về khả năng dung nạp advantame hoặc acid tương ứng ở nam giới khỏe mạnh, và một nghiên cứu an toàn 12 tuần ở bệnh nhân tiểu đường Tiêu thụ một liều duy nhất advantame lên đến 0,5 mg / kg trọng lượng cơ thể / ngày đã được chứng minh là an toàn trong cả hai đối tượng người bình thường và bệnh nhân tiểu đường Không có tác dụng phụ độc hại được báo cáo lại trong bất kỳ nghiên cứu nào con người và advantame không có ảnh hưởng trên đường huyết hoặc insulin ở những người bình thường và cũng không có ảnh hưởng trên sự dung nạp glucose hoặc kháng insulin ở bệnh nhân tiểu đường

IV QUI ĐỊNH SỬ DỤNG [1], [2], [3], [4]

-Advantame là một phụ gia còn rất mới đối với thị trường sản xuất thực phẩm hiện nay

- GRASS đã cho phép sử dụng Advantame vào trong một số ản phẩm thực phẩm nhưng với nồng độ rất thấp Điều đó được thể hiện trong bãng sau

Bảng 4.1: Nồng độ Advantame cho phép sử dụng trong một số sản phẩm thực phẩm

Các sản phẩm sữa (dạng lỏng) ≤ 1.0 ppm Các sản phẩm sữa đông lạnh ≤ 1.0 ppm