stringtranslate.com

Сахарин

Сахарин , также называемый сахарином , бензосульфимидом или E954 или используемый в формах сахарина натрия или сахарина кальция, представляет собой непитательный искусственный подсластитель . [1] [5] Сахарин — это султам , который примерно в 500 раз слаще сахарозы , но имеет горькое или металлическое послевкусие , особенно в высоких концентрациях. [1] Он используется для подслащивания продуктов, таких как напитки , конфеты , хлебобулочные изделия , табачные изделия, вспомогательные вещества , а также для маскировки горького вкуса некоторых лекарств . [1] [5] Выглядит как белые кристаллы без запаха. [1]

Этимология

Свое название сахарин получил от слова «сахарин», что означает «сахарный». Слово сахарин используется в переносном смысле, часто в уничижительном смысле, для описания чего-то «неприятно-чрезмерно-вежливого» или «слишком сладкого». [6] Оба слова происходят от греческого слова σάκχαρον ( сакхарон ), что означает «гравий». [7] Точно так же сахароза — это устаревшее название сахарозы (столового сахара).

Характеристики

Натриевая соль сахарина, белый порошок.

Сахарин термостабилен. [8] Не вступает в химическую реакцию с другими пищевыми ингредиентами; как таковой, он хорошо хранится. Смеси сахарина с другими подсластителями часто используются для компенсации недостатков и недостатков каждого подсластителя. Смесь цикламата и сахарина 10:1 распространена в странах, где оба этих подсластителя разрешены законом; в этой смеси каждый подсластитель маскирует привкус другого. Сахарин часто используется вместе с аспартамом в диетических газированных безалкогольных напитках , поэтому некоторая сладость сохраняется, если фонтанный сироп хранится после относительно короткого срока годности аспартама.

В кислой форме сахарин не растворяется в воде. Форма, используемая в качестве искусственного подсластителя, обычно представляет собой натриевую соль . [9] Соль кальция также иногда используется, особенно людьми, ограничивающими потребление натрия с пищей . Обе соли хорошо растворимы в воде: 0,67 г/мл в воде при комнатной температуре. [10] [11]

Влияние на безопасность и здоровье

В 1970-х годах исследования, проведенные на лабораторных крысах, обнаружили связь между потреблением высоких доз сахарина и развитием рака мочевого пузыря . [12] Однако дальнейшее исследование показало, что этот эффект вызван механизмом, который не имеет отношения к человеку (отложение кристаллов; см. § Раздел «История»). [12] Эпидемиологические исследования не выявили доказательств того, что сахарин связан с раком мочевого пузыря у людей. [12] [13] Международное агентство по изучению рака (IARC) первоначально отнесло сахарин к группе 2B («возможно канцерогенно для человека») на основании исследований на крысах, но понизило его до группы 3 («не классифицируется по канцерогенности»). для человека») после рассмотрения последующих исследований. [14]

Сахарин не имеет пищевой энергии и пищевой ценности. [15] Его безопасно употреблять людям с диабетом или предиабетом . [16] [17]

Люди с аллергией на сульфонамиды могут испытывать аллергические реакции на сахарин, хотя было высказано предположение, что это может быть связано с общей предрасположенностью к аллергическим реакциям, а не со специфической перекрестной реакцией между противомикробными сульфаниламидами и непротивомикробными сульфаниламидами (например, сахарином). [18] [19] Сахарин в зубной пасте может вызывать ощущение жжения, отек и сыпь во рту и на губах у чувствительных людей. [20]

История

Сахарин, историческая упаковка, Музей сахара (Берлин)
1893 год нашей эры

Впервые сахарин был произведен в 1879 году Константином Фальбергом , химиком, работавшим над производными каменноугольной смолы в лаборатории Иры Ремсена в Университете Джона Хопкинса . [21] Однажды вечером Фальберг заметил сладкий вкус на своей руке и связал это с соединением сульфимида бензойной кислоты, над которым он работал в тот день. [22] [23] Фальберг и Ремсен опубликовали статьи о бензойном сульфимиде в 1879 и 1880 годах. [10] [24] В 1884 году, тогда работая самостоятельно в Нью-Йорке , Фальберг подал заявку на патенты в нескольких странах, описывая методы производства это вещество он назвал сахарином. [25] Два года спустя он начал производство этого вещества на заводе в пригороде Магдебурга в Германии. Фальберг вскоре разбогател, а Ремсен просто разозлился, полагая, что он заслуживает похвалы за вещества, производимые в его лаборатории. По этому поводу Ремсен прокомментировал: «Фальберг - негодяй. Меня тошнит, когда мое имя упоминается на одном дыхании с ним». [26]

Хотя сахарин был коммерциализирован вскоре после его открытия, вплоть до дефицита сахара во время Первой мировой войны , его использование не получило широкого распространения. Его популярность еще больше возросла в 1960-х и 1970-х годах среди людей, сидящих на диете, поскольку сахарин является некалорийным подсластителем. В США сахарин часто можно найти в ресторанах в розовых пакетиках; Самый популярный бренд — « Sweet'n Low ».

Из-за трудностей с импортом сахара из Вест-Индии в 1917 году была основана Британская сахариновая компания для производства сахарина на заводе Paragon Works недалеко от Аккрингтона , Ланкашир . Производство лицензировалось и контролировалось Торговой палатой Лондона. Производство продолжалось на этом месте до 1926 года.

Государственное регулирование

Начиная с 1907 года Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США начало исследование сахарина в результате принятия Закона о чистых продуктах питания и лекарствах . Харви Уайли , тогдашний директор химического бюро FDA, рассматривал это как незаконную замену ценного ингредиента, сахара, менее ценным ингредиентом. В конфликте, который имел последствия для карьеры, Уайли сказал президенту Теодору Рузвельту : «Все, кто ел эту сладкую кукурузу, были обмануты. Он думал, что ест сахар, тогда как на самом деле он ел продукт из каменноугольной смолы, совершенно лишенный пищевой ценности и чрезвычайно вреден для здоровья». Но сам Рузвельт был потребителем сахарина, и в ходе острой дискуссии Рузвельт сердито ответил Уайли, заявив: «Любой, кто говорит, что сахарин вреден для здоровья, — идиот». Этот эпизод положил конец карьере Уайли. [27]

В 1911 году в Постановлении № 135 инспекции пищевых продуктов говорилось, что пищевые продукты, содержащие сахарин, были фальсифицированы . [28] Однако в 1912 году в Решении № 142 пищевой инспекции говорилось, что сахарин не является вредным. [29]

Еще больше споров возникло в 1969 году, когда были обнаружены файлы расследований FDA 1948 и 1949 годов. Эти исследования, в которых первоначально выступали против использования сахарина, мало что доказали в отношении вреда сахарина для здоровья человека. [ нужна цитата ] В 1977 году FDA предприняло попытку полностью запретить это вещество, [11] [30] после исследований, показавших, что это вещество вызывает рак мочевого пузыря у крыс. Попытка запрета не увенчалась успехом из-за общественного сопротивления, которое поощрялось отраслевой рекламой, [30] и вместо этого была обязательна следующая маркировка: «Использование этого продукта может быть опасным для вашего здоровья. Этот продукт содержит сахарин, который, как установлено, вызывает рак». у лабораторных животных». Это требование было отменено в 2000 году после нового исследования, которое пришло к выводу, что люди реагировали иначе, чем крысы, и не подвергались риску рака при обычных уровнях потребления. [30] (См. также: § Добавление и удаление предупреждающих надписей ниже.) Подсластитель по-прежнему широко используется в Соединенных Штатах и ​​в настоящее время является третьим по популярности искусственным подсластителем после сукралозы и аспартама .

В Европейском Союзе сахарин также известен под номером E (код добавки) E954. [31]

Текущий статус сахарина таков, что он разрешен в большинстве стран, а такие страны, как Канада, сняли предыдущий запрет на его использование в качестве пищевой добавки. [32] Утверждения о том, что это связано с раком мочевого пузыря, оказались необоснованными в экспериментах на приматах. [33] (Однако запрещено отправлять по почте таблетки или пакеты сахарина во Францию.) [34]

Сахарин ранее входил в список химических веществ Калифорнии, которые, как известно штату, вызывают рак для целей Предложения 65 , но был исключен из списка в 2001 году. [35]

Добавление и удаление предупреждающих надписей

В 1958 году Конгресс США внес поправки в Закон о пищевых продуктах, лекарствах и косметике 1938 года, включив в них оговорку Делани , предписывающую Управлению по контролю за продуктами и лекарствами не одобрять вещества, которые «вызывают рак у человека или, после испытаний, обнаруживаются, что они вызывать рак у животных». Исследования на лабораторных крысах в начале 1970-х годов связали сахарин с развитием рака мочевого пузыря у грызунов. Как следствие, все пищевые продукты, содержащие сахарин, были помечены предупредительной надписью, соответствующей требованиям Закона об исследовании и маркировке сахарина 1977 года . [36]

Однако в 2000 году предупреждающие надписи были удалены, поскольку ученые узнали, что грызуны, в отличие от людей, обладают уникальным сочетанием высокого уровня pH, высокого содержания фосфата кальция и высокого уровня белка в моче. [37] [38] Один или несколько белков, которые более распространены у самцов крыс, в сочетании с фосфатом кальция и сахарином образуют микрокристаллы, которые повреждают слизистую оболочку мочевого пузыря. Со временем мочевой пузырь крысы реагирует на это повреждение перепроизводством клеток для восстановления повреждения, что приводит к образованию опухоли. Поскольку у людей этого не происходит, повышенного риска рака мочевого пузыря нет. [39]

Исключение сахарина из списка привело к законодательству, отменяющему требование о предупредительной маркировке для продуктов, содержащих сахарин. [40] В 2001 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США и штат Калифорния изменили свою позицию в отношении сахарина, объявив его безопасным для потребления. [30] Решение FDA последовало за решением Национальной токсикологической программы Министерства здравоохранения и социальных служб США в 2000 году исключить сахарин из списка канцерогенов.

Агентство по охране окружающей среды официально исключило сахарин и его соли из списка опасных компонентов и коммерческих химических продуктов. В сообщении от декабря 2010 года Агентство по охране окружающей среды заявило, что сахарин больше не считается потенциальной опасностью для здоровья человека. [41]

Химия

Подготовка

Сахарин можно производить различными способами. [42] Оригинальный путь Ремсена и Фальберга начинается с толуола ; другой путь начинается с о -хлортолуола . [ 43] Сульфирование толуола хлорсульфоновой кислотой дает орто- и паразамещенные сульфонилхлориды . Орто - изомер отделяют и превращают в сульфонамид с помощью аммиака . Окисление метильного заместителя дает карбоновую кислоту, которая циклизуется с образованием свободной кислоты сахарина: [44]

В 1950 году улучшенный синтез был разработан в Maumee Chemical Company из Толедо, штат Огайо . В этом синтезе метилантранилат последовательно реагирует с азотистой кислотой (из нитрита натрия и соляной кислоты ), диоксидом серы , хлором , а затем аммиаком с образованием сахарина: [44]

Свойства и реакции

Свободная кислота сахарина имеет низкое значение pKa , равное 1,6 (кислый водород связан с азотом). [4] Сахарин можно использовать для получения исключительно дизамещенных аминов из алкилгалогенидов посредством нуклеофильного замещения [45] с последующим синтезом Габриэля . [46] [47]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ abcde "Сахарин". PubChem, Национальная медицинская библиотека США. 13 июня 2023 г. Проверено 15 июня 2023 г.
  2. ^ «Сахарин (CAS: 81-07-2)» . Мерк Миллипор . 2023 . Проверено 22 августа 2022 г.
  3. ^ Учебник по химии NCERT, часть II для XII класса . Дели: НСЕРТ . 2021. с. 449. ИСБН 81-7450-716-7.
  4. ^ ab Bell RP, Хиггинсон WC (1949). «Каталитическая дегидратация гидрата ацетальдегида и влияние структуры на скорость протолитических реакций». Труды Королевского общества А. 197 (1049): 141–159. Бибкод : 1949RSPSA.197..141B. дои : 10.1098/rspa.1949.0055 .
  5. ^ аб "Сахарин". Наркотики.com . 16 августа 2022 г. Проверено 15 июня 2023 г.
  6. ^ "Сахарин". Справочник.com . Архивировано из оригинала 3 марта 2007 г.
  7. ^ "Сахарин". etymonline.com . Архивировано из оригинала 23 марта 2006 г.
  8. ^ «Сравнение подсластителей». Серия пищевых ингредиентов . НЦГУ. 2006. Архивировано из оригинала 20 января 2019 г.
  9. ^ Чаттопадхьяй С., Райчаудхури У., Чакраборти Р. (апрель 2014 г.). «Искусственные подсластители - обзор». Журнал пищевой науки и технологий . 51 (4): 611–21. дои : 10.1007/s13197-011-0571-1. ПМК 3982014 . ПМИД  24741154. 
  10. ^ аб Фальберг C, Ремсен I (1879). «Über die Oxydation des Orthotoluolsulfamiids» [Об окислении ортотолуолсульфамида]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft zu Berlin . 12 : 469–473. дои : 10.1002/cber.187901201135. Архивировано из оригинала 13 мая 2013 г.
  11. ^ ab Priebe PM, Kauffman GB (1980). «Разработка государственной политики в условиях научной неопределенности: столетие споров о сахарине в Конгрессе и лаборатории». Минерва . 18 (4): 556–74. дои : 10.1007/BF01096124. PMID  11611011. S2CID  40526005.
  12. ^ abc «Искусственные подсластители и рак». Национальный институт рака . 18 августа 2005 г. Архивировано из оригинала 8 декабря 2015 г.
  13. ^ Вейраух М.Р., Диль В. (октябрь 2004 г.). «Искусственные подсластители – несут ли они канцерогенный риск?». Анналы онкологии . 15 (10): 1460–5. дои : 10.1093/annonc/mdh256 . ПМИД  15367404.
  14. ^ «Сахарин: агентства FDA». Университет Миннесоты , Науки о гигиене окружающей среды. Архивировано из оригинала 27 февраля 2016 г.
  15. ^ «Общие термины: S – Z» . Американская Диабетическая Ассоциация . Архивировано из оригинала 28 ноября 2015 г.
  16. ^ «Низкокалорийные подсластители: что нового, что нового» . Американская Диабетическая Ассоциация . Архивировано из оригинала 4 марта 2016 г.
  17. ^ «Безопасны ли искусственные подсластители для людей с диабетом?». Кливлендская клиника . 29 июня 2015 г. Архивировано из оригинала 2 октября 2016 г.
  18. ^ Стром, Брайан Л.; Шиннар, Рита; Аптер, Андреа Дж.; Марголис, Дэвид Дж.; Лаутенбах, Эббинг; Хеннесси, Шон; Билкер, Уоррен Б.; Петтитт, Дэн (2003). «Отсутствие перекрестной реактивности между сульфонамидными антибиотиками и сульфонамидными неантибиотиками». Медицинский журнал Новой Англии . 349 (17): 1628–1635. дои : 10.1056/nejmoa022963 . ПМИД  14573734.
  19. ^ Джайлз, Эмбер; Фуши, Хайме; Ланц, Эван; Гумина, Джузеппе (2019). «Аллергия на сульфаниламиды». Аптека . 7 (3): 132. doi : 10.3390/pharmacy7030132 . ПМК 6789825 . ПМИД  31514363. 
  20. ^ «Аллергия на зубную пасту: да, у вас может быть аллергия на зубную пасту» . Архивировано из оригинала 29 марта 2020 г. Проверено 29 марта 2020 г.
  21. ^ (Как обсуждается ниже, относительный вклад Фальберга и Ремсена в открытие позже оспаривался, без окончательного решения; в документе 1879 года, объявляющем об открытии, оба имени указаны в качестве авторов, с именем Фальберга первым.)
  22. ↑ Отчет Фальберга о том, как он открыл сладость сахарина, опубликован в: Anon. (17 июля 1886 г.). «Изобретатель сахарина». Научный американец . новая серия. 60 (3): 36. Архивировано из оригинала 14 марта 2017 г.
  23. ^ Майерс Р.Л., Майерс Р.Л. (2007). 100 важнейших химических соединений: Справочное руководство . Вестпорт, Коннектикут: Greenwood Press. п. 241. ИСБН 978-0-313-33758-1.
  24. ^ Ремсен I, Фальберг C (февраль 1880 г.). «Об окислении продуктов замещения ароматических углеводородов. IV. – Об окислении ортотолуолсульфамида». Американский химический журнал . 1 (6): 426–439. Архивировано из оригинала 24 февраля 2021 г. Проверено 24 февраля 2022 г.Со страниц 430–431:
    «Он обладает «очень выраженным сладким вкусом, намного слаще тростникового сахара». Вкус совершенно чистый. Малейшее количество вещества, немного его порошка, едва заметное, если положить его на кончик языка, вызывает ощущение приятной сладости во всей полости рта. Как указано выше, вещество лишь в незначительной степени растворяется в холодной воде, но если несколько капель холодного водного раствора поместить в обыкновенный кубок, наполненный водой, последний тогда имеет вкус самого сладкого сиропа, поэтому его присутствие можно легко обнаружить по вкусу в самых разбавленных растворах».
  25. ^ US 319082, Фальберг К. и Лист А., «Производство соединений сахарина». 
  26. ^ Гетман Ф.Х. (1940). Жизнь Иры Ремсен . Истон, Пенсильвания: Журнал химического образования. п. 66. OCLC  2640159. ОЛ  6411359М.
  27. ^ «Сахар: поучительная история». FDA.gov . Архивировано из оригинала 28 апреля 2010 г. Проверено 20 июня 2010 г.
  28. ^ Данн CW (1913). Федеральное, государственное и территориальное справочное руководство по законодательству о пищевых продуктах и ​​​​лекарствах: Юридическое руководство Данна о чистых пищевых продуктах и ​​​​лекарствах. п. 1327. Архивировано из оригинала 13 марта 2017 г.
  29. ^ «Ежемесячный бюллетень». Совет здравоохранения штата Калифорния. 1921. с. 21. Архивировано из оригинала 14 марта 2017 г.
  30. ^ abcd Conis E (27 декабря 2010 г.). «Самые сладкие поклонники сахарина». Лос-Анджелес Таймс . Архивировано из оригинала 17 февраля 2011 г. Проверено 14 января 2011 г.
  31. ^ «Одобренные добавки и номера E | Агентство по пищевым стандартам» . www.food.gov.uk. ​Проверено 2 мая 2024 г.
  32. ^ «Сахарин разрешен для использования в пищевых продуктах в Канаде» . AgCanada.com . Здоровье Канады . Архивировано из оригинала 15 мая 2021 г. Проверено 24 февраля 2022 г.
  33. ^ Такаяма С., Зибер С.М., Адамсон Р.Х., Торгейрссон У.П., Далгард Д.В., Арнольд Л.Л. и др. (январь 1998 г.). «Длительное кормление приматов сахарином натрия: последствия рака мочевыводящих путей». Журнал Национального института рака . 90 (1): 19–25. дои : 10.1093/jnci/90.1.19 . ПМИД  9428778.
  34. ^ «Условия отправки почты USPS» . Архивировано из оригинала 4 апреля 2013 г. Проверено 7 апреля 2013 г.
  35. ^ Вс М (28 декабря 2015 г.). «Сахарин исключен из списка с 6 апреля 2001 г. как известный государству вызывающий рак». CA.gov . Архивировано из оригинала 10 марта 2011 года.
  36. ^ «Предупреждение о сахарине». Associated Press через Telegraph-Herald. 22 мая 1973 г. Архивировано из оригинала 23 декабря 2021 г. Проверено 9 июня 2011 г.
  37. ^ Уайснер Дж., Williams GM (1996). «Данные о механизме действия сахарина и оценка риска: состав мочи, усиленная пролиферация клеток и продвижение опухоли». Фармакология и терапия . 71 (1–2): 225–52. дои : 10.1016/0163-7258(96)00069-1. ПМИД  8910956.
  38. ^ Дайбинг Э. (декабрь 2002 г.). «Разработка и внедрение концептуальной основы IPCS для оценки механизма действия химических канцерогенов». Токсикология . 181–182: 121–5. дои : 10.1016/S0300-483X(02)00266-4. ПМИД  12505296.
  39. ^ «Отчет о канцерогенах, тринадцатое издание, Приложение B» (PDF) . Национальная программа токсикологии. стр. 2–4. Архивировано из оригинала (PDF) 20 мая 2016 г.
    Ссылка на «Индексную страницу сахарина». Национальная программа токсикологии. 18 ноября 2014 г. Архивировано из оригинала 7 марта 2016 г. Проверено 29 февраля 2016 г.
  40. ^ «Искусственные подсластители и рак». Национальный институт рака. 5 августа 2009 г. Архивировано из оригинала 8 декабря 2015 г. Проверено 29 февраля 2016 г.
  41. ^ «EPA исключает сахарин из списка опасных веществ» . 14 декабря 2010 г. Архивировано из оригинала 24 декабря 2010 г. Проверено 14 января 2011 г.
  42. ^ Агер DJ, Панталеоне Д.П., Хендерсон С.А., Катрицки А.Р. , Пракаш I, Уолтерс Д.Э. (1998). «Коммерческие синтетические непитательные подсластители». Angewandte Chemie, международное издание . 37 (13–24): 1802–1823. doi :10.1002/(SICI)1521-3773(19980803)37:13/14<1802::AID-ANIE1802>3.0.CO;2-9.
  43. ^ Бунгард Дж. (1967). «Die Süßstoffe» [Подсластители]. Немецкий аптекарь . 19 :150.
  44. ^ аб Липински Г.В. «Подсластители». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a26_023. ISBN 978-3527306732.
  45. ^ Jaroentomeechai T, Yingsukkamol PK, Phurat C, Somsook E, Osotchan T, Ervithayasuporn V (ноябрь 2012 г.). «Синтез и реакционная способность силсесквиоксанов, индуцированных нуклеофилами азота». Неорганическая химия . 51 (22): 12266–72. дои : 10.1021/ic3015145. ПМИД  23134535.
  46. ^ Рагнарссон Ю, Грен Л. (май 2002 г.). «Новые реагенты Габриэля». Отчеты о химических исследованиях . 24 (10): 285–289. дои : 10.1021/ar00010a001.
  47. ^ Сугасава С, Абэ К (1952). «Новый метод получения вторичных аминов. I. Синтез вторичных алифатических аминов». Якугаку Засси . 72 (2): 270–273. дои : 10.1248/yakushi1947.72.2_270 . Архивировано из оригинала 3 октября 2017 г.

Внешние ссылки