Đường Hóa Học

Đường Hóa Học
21/09/2006
Aspartame là một chất làm ngọt nhân tạo. Mặc dù nó có cùng
chỉ số calo với đường ăn thông thường nhưng nó ngọt hơn đường ăn khoảng
200 lần. Chất này được nhà Hóa Học James Schlatter làm việc cho tập đoàn
G D Searle phát hiện rất tình cờ vào năm 1965 trong khi ông đang thử
nghiệm thuốc chống lở loét vết thương. Chất này được cho phép sử dụng
trong nước giải khát có gas vào năm 1983.
Sau một thập kỷ dài đấu tranh phản đối việc sử dụng chất làm ngọt này của John Olney (nhà
nghiên cứu về thần kinh học) cùng với James Turner (khách hàng đại diện) và những khảo sát của
bộ phận kiểm nghiệm của G D Searle. Người ta thấy rằng 2 thành phần chính của Aspartame là
phenylalanin and aspartic acid (Được biết đến với cái tên aspartate là một amino acid kích thích, nó
là một trong 20 amino acid cấu tạo nên protein và là một carboxylic acid tương tự asparagine tìm
thấy trong protein của nhiều loài thực vật nhưng không đóng vai trò chủ yếu trong động vật và có
thể hoạt động như là một tác nhân kích thích quá trình truyền tín hiệu thần kinh trong não, và là một
sản phẩm của quá trình trao đổi chất trong chu trình urea, tham gia vào quá trình tạo thành
glucose) là hai chất đối quang, có nghĩa là chúng có hai đồng phân mà không phải là hai ảnh
gương có thể chồng lên nhau. Điều này có nghĩa là phân tử aspartame có hai tâm bất đối. Nếu các
đồng phân không đối quang được sử dụng thì phân tử aspartame sẽ có hình dạng không đúng để
vị giác phát hiện được nó. Trong quá trình tổng hợp aspartame, nguyên liệu là một hỗn hợp
racemic (hàm lượng của 2 đồng phân đối quang bằng nhau 50:50) của phenylalanin và aspartic
acid. Chỉ có đồng phần đối quang L của phenylalaninđược sử dụng, nó được chiết ra từ hỗn hợp
racemic bằng phản ứng với acetic anhydric và NaOH và sản phẩm của phản ứng này được xử lý
với enzym porcine kidney Acylase( là một loại enzym xúc tác rất mạnh, bền ở dạng khô, trong
dung dịch nó bền ở nhiệt độ khoảng 70º C tại pH=7 còn nếu ở pH< 5 thì nó sẽ bị biến tính. Ezym
này thể hiện tính chuyên biệt quang học ở mức độ cao so với chất nền. Vì lý do này mà nó được
dùng phổ biến để tách hỗn hợp racemic của amino acid) và một quá trình chiết hữu cơ với sự có
mặt của ion H
+
, Đồng phân L được tìm thấy trong lớp aquơ và đồng phân D được giữ lại trong lớp
chất hữu cơ. Xử lý L-phenylalanin với metanol và HCl easter hóa nhóm –COOH, và ester này sau

đó sẽ phản ứng với acid aspartic và cho ra sản phẩn cuối. Điều quan trọng là nhóm amin trên
arpartic acid được bảo vệ bằng các nhóm carbobenzyloxy và nhóm acid gần nhóm amin nhất cũng
được khóa bằng các nhóm benzyl, nhằm ngăn L-phenylalanin phản ứng với các nhóm này cho ra
những sản phẩm không mong muốn. Nhóm acid yêu cầu để phản ứng được hoạt hóa bằng thuốc
thử Castro. Thuốc thử này sẽ được thay thế khi L-phenylalani được thêm vào, nhưng các nhóm đã
khóa sau đó phải được mở ra sau khi phản ứng cần thiết đã kết thúc. Carbobenzyloxy được mở
bằng phản ứng với Hydro và platin(IV) oxit, metanol , cloroform, benzyl được mở bằng phản ứng
với hydro/Pd/carbon cộng metanol và cloroform và sau đó quá trình tổng hợp kết thúc.
Aspartame bị thủy phân trong cơ thể thành 3 chất đó là : aspartic acid (40%), phenylalanin (50%) và
metanol (10%). Trong đó aspartic acid là một amino acid. Một vài nghiên cứu đã được tiến hành
nhằm xác định tác dụng của chất làm ngọt trong cơ thể khi nó đi vào cơ thể ở dạng tự do, không bị
ràng buộc bởi phân tử protein. Người ta nói rằng khi chất làm ngọt bị ngấm vào trong máu thì
plasma của aspartate và glutamat tăng lên đáng kể. Cả aspartate và glutamat đóng vai trò như bộ
phận truyền neuron trong não, truyền thông tin từ neuron này sang neuron khác. Khi có hơn một
bộ phận truyền neuron hiệu, thì một neuron nào đó sẽ bị diệt bằng việc tăng nồng độ Canxi trong tế
bào. Các tế bào neuron bị tổn thương là do việc dư lượng aspartate và glutamat là lý do mà chúng
được xem như là độc tố gây kích thích các tế bào chết trong neuron thần kinh, chúng kích thích tế
bào neuron cho đến khi tế bào này chết đi.
Phenylalanin cũng là một amino acid khác thường được tìm thấy trong não. Người ta khuyến cáo
rằng những người mà trật tự gen bị thay đổi thì phenylkeonuria( PKU(Một loại bệnh mà trong đó
các enzym trao đổi chất với amino acid phenylalanin không có mặt gây nên sự dư thừa amoni acid
dị thường nếu không được chữa trị sẽ gây biến chứng hệ thần kinh trung ương)). Những người
mắc chứng này thì trong cơ thể hàm lượng phenylalain tương đối cao do đó sự trao đổi chất giữa
enzym và phenylalanin là rất khó khăn trong quá trình thủy phân. Hàm lường phenylalanin cao rất
có hại cho não thỉnh thoảng vẫn xảy ra trường hợp tử vong.
Metanol rất độc nó thường được ruột non tiết ra khi nhóm metyl của aspartame tương tác với
enzym chymotrysin. Nó đã được chỉ ra rằng một số nước trái cây và thức uống có có cồn có chứa
một lượng nhỏ metanol. Điều quan trọng là metanol không bao giờ xuất hiện mình nó. Trong các
trường hợp có mặt của etanol, thường thì hàm lượng cao hơn nhiều do dó etanol đã giảm tác hại
của metanol vào cơ thể.

Aspartame (đường hóa học) có liên đến việc tăng nguy cơ ung thư trên chuột.
Nghiên cứu phủ nhận những phát hiện trước đây về an toàn của chất làm ngọt.
Các nhà nghiên cứu của Italia đang tìm hiểu về độ an toàn của aspartame(Chất làm ngọt nhân
tạo), chất làm ngọt có ít calo được tìm thấy ở đường ăn, soda cho người ăn kiêng và trong hàng
nghàn thực phẩm khác. Chuột được cho ăn chất làm ngọt có thể dẫn đến bị ung thư, theo báo cáo
của các nhà nghiên cứu thì thậm chí liều lượng cho chuột thấp hơn mức cho phép dùng cho
người. Những nghiên cứu phủ nhận các báo các khác thì khuyến cáo rằng aspartame là an toàn
cho sử dụng.
Tuy nhiên, các chuyên gia thì cho rằng những nghiên cứu gần đây đã được hướng vào trong một
phương pháp không chính thống và những những người chống đối đang tìm cách để hiểu được
tại sao chất làm ngọt lại gây ung thư. Nguyên nhân là do aspartame phân hủy thành các hợp chất
mà các chất này hiếm thấy trong cơ thể và thực phẩm trước khi chúng ngấm vào máu.
“Đây là nhưng thông tin rất thú vị” theo như James Popp, phó chủ tịch hội Khoa Học Chất Độc
đóng tại Reston bang Virginia, USA. “Cộng đồng khoa học sẽ phải xem xét và đặt câu hỏi rằng cả
hai trường phái nghiên cứu trên sẽ cho chúng ta biết được điều gì”
Cả hai cơ quan quản lý thực phẩm và thuốc của Mỹ(FDA) và Quản Lý An Toàn Thực Phẩm của
châu Âu đã hứa hẹn là sẽ công bố về phát hiện của các nhóm nghiên cứu. Nhưng cả hai cơ quan
này đều không khuyến cáo về mức độ an toàn khi sử dụng aspartame .
Chuột ăn kiêng
Năm 1981 FDA đã chứng nhận aspartame sử dụng trong thực phẩm dựa trên nhiều nghiên cứu
mức độ an về toàn bệnh ung thư. Cơ Quan Quản Lý An toàn Thực Phẩm của Châu Âu đã tái xác
nhận về aspartame năm 2002 và đã không thay đổi những đánh giá trước đây. Morando Soffritti
và đồng nghiệp tại trung tâm nghiên cứu Ung thư Maltoni Bologna, Ý. Đã quyết định kiểm tra lại
aspartame. Họ cũng thử nghiệm nhiều chất phổ biến khác được cho là vô hại, như Vitamin, Coca…
Họ vừa mới công bố kết luận của họ về aspartame trong tạp chí Environmental Health
Perspectives
1
.

Để đánh giá chất làm ngọt, những người nghiên cứu đã thử nghiệm lên 1800 con chuột , chúng

khoảng 8 tuần tuổi. Và họ đã để chuột sống hết quãng đời của chúng trên khoảng 3 năm. Họ đã
phát hiện rằng chuột sau khi chết trên các mô của chúng có dấu hiệu ung thư.

Một vài loại ung thư đã có nguy cơ tăng trên chuột ở một liều lượng tương đối thấp. Ví dụ ở liều
lượng khoảng từ 20 đến 500 miligam trên một kg thể trọng, và khoảng 20% chuột cái được cho ăn
aspartame mắc bệnh ung thư máu và máu trắng ác tính, so với 9% số chuột cái không cho ăn
aspartame. Chuột đực đã được cho ăn nhiều hơn chuột cái để tăng nguy cơ về bệnh ưng thư máu.
Những con chuột được nhốt riêng và chuột có cho ăn aspartame có tuổi thọ tương đương. Đối với
người thì giới hạn an toàn hằng ngày là 40 miligam trên một kilogam thể trọng, theo như khuyến
cáo của WHO. Nếu một người uống 28 lon CoCa (đồ uống kiêng) một ngày thì đã vượt quá giới
hạn trên.

Không Quá ngọt
Nghiên cứu đã không được thực hiện theo cách cổ điển, theo như Jonh Bucher giám đốc đại diện
của Chương Trình Môi Trường độc hại tại Trung tâm Sức Khỏe và Môi Trường của Mỹ. Nhìn
chung chuột đã bị giết sau hai năm tuổi trong quá trình khảo sát.
Cả hai phương pháp đều có những điểm mạnh riêng, ông nói. Để chuột sống lâu hơn sẽ cho phép
các nhà nghiên cứu có được thông tin đầy đủ hơn về sự phát triển của tế bào ưng thư, khi mà
nguy cơ ưng thư sẽ tăng khi chuột già đi. Những những phân tích thống kê thì còn mơ hồ và khó
có thể so sánh chuột đã được cho ăn kiêng ở những độ tuổi khác nhau. Mặc dù nghiên cứu đã có
những kết quả khả quan theo như lời của Bucher.
Những người nghiên cứu khác thì cho rằng việc gây ưng thư do aspartame là không rõ ràng. Trong
cơ thể aspartame phân hủy thành hai amoni acid mà chúng là thành phần của bình thường của
protein trong thực phẩm và metanol. Metanol mặc dù có thể có hại, nhưng không được xem như
một chất gây ung thư và có mặt trong nhiều sản phẩm bao gồm cả nước ép hoa quả. Michele
Medinsky, một chuyên gia chất độc ở Durham, North Carolina nói rằng một vài nghiên cứu về chất
gây ung thư trước đây được thực hiện bởi nhóm các nhà khoa học Ý đã mâu thuẫn với những
nhóm nghiên cứu khác.
Khoảng 8000 tấn aspartame trong khoảng 6000 sản phẩm được tiêu thụ hàng năm ở Mỹ.