Неотам

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Неотам
Изображение химической структуры
Общие
Систематическое
наименование
​(3S)​-​3-​​(3,3-​диметилбутиламино)​-​4-​'"`UNIQ-​-​nowiki-​00000000-​QINU`"'[​(2S)​-​1-​метокси-​1-​оксо-​3-​фенил-​пропан-​2-​ил]амино]-​4-​оксобутановая кислота
Сокращения E961
Хим. формула C20H30N2O5
Физические свойства
Молярная масса 378.46 г/моль
Термические свойства
Температура
 • плавления 80,9-83,4 °C
Химические свойства
Растворимость
 • в воде (25 °C) 1,3 г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS 165450-17-9
PubChem
Рег. номер EINECS 605-408-8
SMILES
InChI
Кодекс Алиментариус E961
ChEBI 83503
ChemSpider
Безопасность
NFPA 704
Огнеопасность 1: Следует нагреть перед воспламенением (например, соевое масло). Температура вспышки выше 93 °C (200 °F)Опасность для здоровья 0: Не представляет опасности для здоровья, не требует мер предосторожности (например, ланолин, пищевая сода)Реакционноспособность 0: Стабильно даже при действии открытого пламени и не реагирует с водой (например, гелий)Специальный код: отсутствуетNFPA 704 four-colored diamond
1
0
0
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

Неотам — подсластитель, созданный компанией NutraSweet в качестве аналога аспартама; состоит из двух аминокислот: L-аспарагиновой кислоты и L-фенилаланина, соединённых с двумя органическими функциональными группами: метил-эфирной и неогексиловой.

Неотам примерно в 30 раз слаще аспартама, в 7000—13000 раз слаще сахарозы, быстро метаболизируется и полностью выводится из организма путём естественных физиологических процессов[1]. Имеет чистый сладкий вкус, подобный сахарозе, может применяться при выпечке и варке, поскольку более стоек к температуре, чем аспартам. Его использование может быть экономически выгодным в сравнении с аспартамом, поскольку для придания необходимой сладости требуется добавить меньшее количество неотама, чем аспартама[2].

Неотам подходит для использования в газированных безалкогольных напитках, йогуртах, пирожных, порошковых напитках и прочих продуктах питания. Поскольку неотам является термостабильным подсластителем, его можно использовать в качестве подсластителя для горячих напитков, таких как кофе. Он покрывает горькие вкусы (например, кофеин) и может усиливать аромат пищевых ароматизаторов[2].

В 2002 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) одобрило его в качестве непитательного подсластителя и усилителя вкуса в Соединённых Штатах в продуктах питания в целом, за исключением мяса и птицы[3]. В 2010 году он был одобрен для использования в продуктах питания Европейским агентством по безопасности продуктов питания (EFSA) как пищевая добавка E961. В 2012 году неотам внесён в технический регламент Таможенного союза 029/2012 «Требования безопасности пищевых добавок, ароматизаторов и технологических вспомогательных средств» в качестве разрешённой пищевой добавки[4].

Безопасность[править | править код]

Согласно FDA и EFSA, допустимое суточное потребление (ДСП) неотама для человека составляет 0,3 и 2 мг на кг массы тела соответственно[3][5]. Уровень, не вызывающий видимых отрицательных эффектов (УНВОЭ) для людей составляет 200 мг/кг массы тела в день, по данным EFSA[5]. Предполагаемое возможное ежедневное потребление с пищей неотама значительно ниже уровня ДСП из-за высокой сладости подсластителя. В организме человека, неотам может образовывать фенилаланин, но при использовании вещества в рекомендованных дозировках, неотам не причинит вреда пациентам с фенилкетонурией. Неотам не оказывает неблагоприятного воздействия на больных сахарным диабетом 2-го типа. Подсластитель также не считается канцерогенным или мутагенным[6][5].

Центр науки в общественных интересах[en] оценивает неотам как безопасный подсластитель в продуктах питания[7].

Сладость[править | править код]

Неотам сладкий, потому что он связывается с TAS1R2[en]-рецепторами во рту в качестве агониста. Аспартам связывается с тем же рецептором[8].

Водные растворы неотама, эквивалентные по сладости водным растворам сахарозы, логарифмически увеличивают относительную сладость по мере увеличения концентрации сахарозы в сравнительно сладком растворе с сахаром, пока не будет достигнуто плато. Максимальная сладость достигается при концентрациях раствора неотама, содержащий 15,1 процентную долю сахарозы по массе, то есть при 15,1 % эквивалентности сахарозы. Для сравнения, ацесульфам калия, цикламат натрия и сахарин достигают максимальной сладости при 11,6 %, 11,3 % и 9 % соответственно[2].

Неотам обладает улучшающими вкусовые качества свойствами и по сравнению с сахарозой или аспартамом имеет относительно более низкие затраты на его использование, учитывая фактор сладости.

Химия[править | править код]

Структура[править | править код]

Неотам формально является вторичным амином 3,3-диметилбутанала и аспартама. Последний представляет собой дипептид фенилаланина и аспарагиновой кислоты. Неотам имеет 2 стереоцентра и 4 стереоизомера. Сладость обусловлена (2С),(3С)-стереоизомером[9].

Спектроскопия[править | править код]

Протонная ЯМР-спектроскопия неотама[10].

ЯМР-спектроскопия неотама идентифицирует его структуру с пиком 0,84 промилле, указывающим на три метильные группы в углеродной цепи, связанные с азотом[10].

Синтез[править | править код]

Неотам синтезируется из аспартама путём восстановительного алкилирования 3,3-диметилбутилальдегидом в палладиевом катализаторе с метанолом[11]. Стереохимия аспартама сохраняется во время синтеза, и поэтому неотам и аспартам имеют одинаковую стереохимию. (2С),(3С)-стереоизомер аспартама необходим для синтеза (2С),(3С)-стереоизомера неотама[11].

Свойства и реактивность[править | править код]

Неотам.

Неотам обладает такой же стабильностью, как и аспартам при температуре +30°С и меньше, но имеет большую стабильность при более высоких температурах, особенно в разогретых и молочных продуктах. Повышенная температура, влажность или рН увеличивают потери и являются основными релевантными свойствами пищи при рассмотрении стабильности неотама. Например, около 90% оригинального неотама остаётся после 8 недель хранения в напитках с рН 3,2. Неотам особенно стабилен в виде сухого порошка при комнатной температуре и влажности, даже если его смешивать, например, с глюкозой или мальтодекстрином, и относительно инертен в продуктах с редуцирующими сахарами, такими как фруктоза[2].

В отличие от аспартама, неотам не образует дикетопиперазины путём внутримолекулярной циклизации из-за его N-алкильного замещения 3,3-диметилбутилом. Это повышает его термостойкость[2].

Более 1000 грамм неотама растворяется в 1 кг этанола при 15°C. При 15°C растворимость неотама составляет 10,6 г/кг в воде и 43,6 г/кг в этилацетате. При 25°C растворимость составляет 12,6 г/кг и 77,0 г/кг, соответственно. При 40°C растворимость составляет 18,0 г/кг и 238 г/кг соответственно. При 50°C растворимость составляет 25,2 г/кг и 872 г/кг соответственно[2]. Неотам является кислотой, а его 0,5 мас.% раствор имеет рН 5,80[5].

Производство[править | править код]

Промышленно неотам получают из 3,3-диметилбутанала и аспартама путём восстановительного аминирования[2]. Его растворяют в метаноле, добавляют палладий на углеродном катализаторе, воздух заменяют водородом и реакцию проводят при комнатной температуре под давлением в течение нескольких часов. Катализатор отфильтровывается. Этому может помочь диатомовая земля. Метанол перегоняют с последующим добавлением воды. Смесь охлаждают в течение нескольких часов, неотам выделяют центрифугированием, промывают водой и сушат под вакуумом. После этого, неотам измельчают до подходящего размера[5].

Метаболизм[править | править код]

Деэтерификация неотама путем гидролиза. СН3ОН представляет собой метанол.

У людей и многих других животных, таких как собаки, крысы и кролики, неотам быстро, но не полностью усваивается. Его метаболиты не задерживаются и не концентрируются в тканях организма[5].

У людей в пероральных дозах около 0,25 мг на кг веса тела (мг/кг веса тела) около 34% всасывается в кровь. Фармакокинетика пероральных доз 0,1–0,5 мг/кг массы тела несколько линейна, и при таких дозах максимальная концентрация неотама в плазме крови достигается примерно через 0,5 часа с периодом полураспада около 0,75 часа. В крови и в организме в целом неспецифические эстеразы разлагают неотам до деэтерифицированного неотама и метанола, что является основным метаболическим путём у людей. Деэтерифицированный неотам имеет период полураспада в плазме около 2 часов и является основным метаболитом в плазме[5].

У людей более 80% первоначальной пероральной дозы выводится с калом и мочой в течение 48 часов, а остальная часть - позже. Около 64% первоначальной дозы выводится с калом в основном в виде метаболитов. Основным метаболитом в кале является деэтерифицированный неотам. Более 1% от первоначальной дозы выводится с калом в виде N-(3,3-диметилбутил)-L-аспартил-L -фенилаланина. Более 1% выводится с мочой в виде конъюгата карнитина 3,3-диметилмасляной кислоты. Образуются другие мелкие метаболиты[5].

Основной метаболический путь приводит к N-(3,3-диметилбутил)-L-аспартил-L-фенилаланину с побочным продуктом метанола, а второстепенный путь происходит, когда N-(3,3-диметилбутил)-L-аспартил-L-фенилаланин окисляется в 3,3-диметилмасляную кислоту. Побочными продуктами для второстепенного пути являются метанол, аспарагиновая кислота и фенилаланин[12].

Метанол из метаболизма неотама незначителен при регулируемых уровнях, используемых в пищевых продуктах, и особенно незначителен по сравнению с метанолом, естественным образом содержащимся в пищевых продуктах[5].

Примечания[править | править код]

  1. Mayhew, DA; Meyers B. I., Stargel W. W., Comers C. P., Andress S. E., Butchko H. H. 9. Neotame // Alternative Sweeteners (неопр.) / Lyn O'Brien Nabors. — CRC Press, 2012. — С. 133—. — ISBN 978-1-4398-4614-8.
  2. 1 2 3 4 5 6 7 Nabors. — 2012. — С. 134–149.
  3. 1 2 Center for Food Safety and Applied Nutrition. Additional Information about High-Intensity Sweeteners Permitted for Use in Food in the United States (англ.) // FDA. — 2020-02-20. Архивировано 10 декабря 2021 года.
  4. ТР ТС 029/2012 «Требования безопасности пищевых добавок, ароматизаторов и технологических вспомогательных средств» с изменениями на 18 сентября 2014 года
  5. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Neotame as a sweetener and flavour enhancer[1 - Scientific Opinion of the Panel on Food Additives, Flavourings, Processing Aids and Materials in Contact with Food | EFSA] (англ.). European Food Safety Authority. Дата обращения: 7 декабря 2021. Архивировано 7 декабря 2021 года.
  6. PART 172—FOOD ADDITIVES PERMITTED FOR DIRECT ADDITION TO FOOD FOR HUMAN CONSUMPTION // The CRC Master Keyword Guide for Food. — CRC Press, 2003-11-25. — С. 602–699.
  7. Chemical Cuisine (англ.). Center for Science in the Public Interest (25 февраля 2016). Дата обращения: 7 декабря 2021. Архивировано 7 декабря 2021 года.
  8. Fariba M. Assadi-Porter, James Radek, Hongyu Rao, Marco Tonelli. Multimodal Ligand Binding Studies of Human and Mouse G-Coupled Taste Receptors to Correlate Their Species-Specific Sweetness Tasting Properties // Molecules : A Journal of Synthetic Chemistry and Natural Product Chemistry. — 2018-10-03. — Т. 23, вып. 10. — С. 2531. — ISSN 1420-3049. — doi:10.3390/molecules23102531.
  9. Ayyappa Bathinapatla, Suvardhan Kanchi, Parvesh Singh, Myalowenkosi I. Sabela, Krishna Bisetty. Determination of Neotame by High-Performance Capillary Electrophoresis Using ß-cyclodextrin as a Chiral Selector // Analytical Letters. — 2014-09-02. — Т. 47, вып. 17. — С. 2795–2812. — ISSN 1532-236X 0003-2719, 1532-236X. — doi:10.1080/00032719.2014.924008.
  10. 1 2 Joel R. Garbow, John J. Likos, Stephen A. Schroeder. Structure, Dynamics, and Stability of β-Cyclodextrin Inclusion Complexes of Aspartame and Neotame // Journal of Agricultural and Food Chemistry. — 2001-03-29. — Т. 49, вып. 4. — С. 2053–2060. — ISSN 1520-5118 0021-8561, 1520-5118. — doi:10.1021/jf001122d.
  11. 1 2 Indra Prakash, Ihab Bishay, Steve Schroeder. Neotame: Synthesis, Stereochemistry and Sweetness // Synthetic Communications. — 1999-12-01. — Т. 29, вып. 24. — С. 4461–4467. — ISSN 1532-2432 0039-7911, 1532-2432. — doi:10.1080/00397919908086610.
  12. C Nofre. Neotame: discovery, properties, utility // Food Chemistry. — 2000-05-15. — Т. 69, вып. 3. — С. 245–257. — ISSN 0308-8146. — doi:10.1016/s0308-8146(99)00254-x.

Ссылки[править | править код]