Неотам

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Неотам
Изображение химической структуры
Изображение молекулярной модели
Внешний вид неотама в виде измельчённого порошкаВнешний вид неотама в виде измельчённого порошка
Общие
Систематическое
наименование		 ​(S)​-​3-​​(​(3,3-​диметилбутил)​амино)​-​4-​​(​(​(S)​-​1-​метокси-​1-​оксо-​3-​фенилпропан-​2-​ил)​амино)​-​4-​оксобутановая кислота
Сокращения E961
Хим. формула C20H30N2O5
Внешний вид Порошок белого цвета
Физические свойства
Состояние твёрдое
Молярная масса 378,469 г/моль
Термические свойства
Температура
 • плавления 80,9—83,4 °C
Химические свойства
Растворимость
 • в воде

1,06 г/100 мл (при 15 ℃)[1];
1,26 г/100 мл (при 25 ℃)[1];
1,80 г/100 мл (при 40 ℃)[1];

2,52 г/100 мл (при 50 ℃)[1].
 • в этаноле свыше 100 г/100 г (при 25 ℃)[1];
 • в этилацетате

4,36 г/100 г (при 15 ℃)[1];
7,70 г/100 г (при 25 ℃)[1];
23,80 г/100 г (при 40 ℃)[1];

87,20 г/100 г (при 50 ℃)[1].
Классификация
Рег. номер CAS 165450-17-9
PubChem 9810996
Рег. номер EINECS 605-408-8
SMILES
InChI
Кодекс Алиментариус E961
ChEBI 83503
ChemSpider 7986751
Безопасность
NFPA 704
NFPA 704 four-colored diamondОгнеопасность 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: отсутствует
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  (англ.) (рус., структурно схожий с аспартамом[1]. Представляет собой дипептид, состоящий из двух аминокислот (L-аспарагиновой кислоты и L-фенилаланина), модифицированный двумя органическими функциональными группами: метил-эфирной и неогексиловой.

Неотам примерно в 30 раз слаще аспартама и в 7000—13000 раз слаще сахарозы, быстро метаболизируется, а продукты метаболизма полностью усваиваются или выводится из организма путём естественных физиологических процессов[2].

Неотам имеет чистый сладкий вкус, подобный сахарозе. Также он, в отличие от аспартама, может применяться при изготовлении выпечки и при варке, поскольку является достаточно термостабильным. Использование неотама может быть экономически выгодным в сравнении с аспартамом, поскольку для придания продукту требуемой сладости необходимо добавить меньшее количество неотама, чем аспартама[2].

Применение[править | править код]

Неотам подходит для использования в газированных безалкогольных напитках, йогуртах, пирожных, порошках для приготовления напитков и прочих продуктов питания. Поскольку неотам является термостабильным подсластителем, его можно использовать в качестве подсластителя для горячих напитков, таких как кофе. Кроме того, он подавляет восприятие горького вкуса, исходящего, например, от таких компонентов, как кофеин, и может усиливать аромат некоторых пищевых ароматизаторов[2].

В 2002 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) одобрило использование неотама в качестве непитательного подсластителя и усилителя вкуса в США в продуктах питания в целом, за исключением мясной продукции[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 документациям 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, по данным EFSA, для людей составляет 200 мг/кг массы тела в день[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 способен оказать вред больным 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 имеет сладкий вкус, поскольку является агонистом TAS1R2[en]-рецепторов, находящихся на поверхности языка[8]. Аспартам, как и многие подсластители, связывается с тем же рецептором[8].

Порог выхода на плато по сладости достигается при концентрации раствора неотама, эквивалентной сладости раствора сахарозы с массовой долей последней 15,1 %. Для сравнения, пороги выхода на плато у ацесульфама калия, цикламата натрия и сахарина составляют 11,6 %, 11,3 % и 9 % соответственно[9].

Неотам обладает улучшающими вкусовые качества свойствами и по сравнению с сахарозой или аспартамом и имеет относительно низкие затраты на его использование, поскольку обладает высокой относительной сладостью.

См. также: Сладкий вкус

Получение[править | править код]

Синтез[править | править код]

Неотам синтезируется из аспартама путём восстановительного алкилирования 3,3-диметилбутилальдегидом на палладиевом катализаторе в присутствии метанола в атмосфере водорода[9][5][10]. Стереохимия аспартама сохраняется во время синтеза, поэтому неотам и аспартам имеют идентичную стереохимию[10]. Реакцию проводят при комнатной температуре под повышенным давлением в течение нескольких часов. Катализатор далее отфильтровывается на диатомовой земле, а метанол из раствора отгоняют перегонкой с постепенным добавлением воды. Далее смесь охлаждают. Из-за достаточно низкой растворимости неотама в холодной воде, он выделяется в виде осадка, который отделяют центрифугированием, промывают водой и сушат под вакуумом. После этого, кристаллы измельчают до подходящего размера[5].

Физико-химические свойства[править | править код]

Структура[править | править код]

Неотам формально является продуктом присоединения 3,3-диметилбутилового радикала к аминогруппе от фрагмента L-аспарагиновой кислоты аспартама. Последний представляет собой дипептид фенилаланина и аспарагиновой кислоты. Неотам имеет 2 стереоцентра и 4 стереоизомера. Сладость обусловлена (2С),(3С)-стереоизомером[11].

ЯМР-спектроскопия[править | править код]

1H-ЯМР спектр неотама[12]

Структуру неотама идентифицируют с помощью 1H-ЯМР-спектроскопии, где три метильные группы 3,3-диметилбутилового фрагмента дают химический сдвиг на 0,84 м. д.[12], отсутствующий у аспартама.

Свойства и реактивность[править | править код]

Неотам имеет бо́льшую термостабильность при повышенной температуре по сравнению с аспартамом, особенно в разогретых и молочных продуктах. Повышенная температура, влажность или высокое значение рН увеличивают потери и являются основными релевантными свойствами пищи при рассмотрении стабильности неотама. Например, около 90 % исходного неотама остаётся после 8 недель хранения в напитках с рН равном 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[9].

В отличие от аспартама, неотам не образует дикетопиперазины путём внутримолекулярной циклизации из-за его N-алкильного замещения 3,3-диметилбутиловым радикалом. Именно это свойство повышает его термостойкость по отношению к аспартаму[9].

Неотам очень хорошо растворим в этаноле и этилацетате и умеренно растворим в воде. Неотам является слабой кислотой ввиду наличия карбоксильной группы от фрагмента L-аспарагиновой кислоты. Водный раствор неотама с массовой долей 0,5 % имеет рН равный 5,80[5].

Метаболизм[править | править код]

Деэтерификация неотама путём гидролиза в нейтральной или щелочной среде

У людей и многих других животных, таких как собаки, крысы и кролики, неотам быстро метаболизируется, но усваивается не полностью. Метаболиты данного соединения не накапливаются и не концентрируются в тканях организма[5].

У людей в пероральных дозах около 0,25 мг на килограмм массы тела (мг/кг веса тела) около 34 % неотама 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 30 минут. 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 полувыведения 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. Около 64 % первоначальной дозы выводится с калом, в основном в виде метаболитов. Основным метаболитом в кале является деэтерифицированный неотам. Чуть 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 и 3,3-диметилмасляной кислоты. Также в небольших количествах образуются и другие метаболиты[5].

Основной метаболический путь приводит к образованию N-(3,3-диметилбутил)-L-аспартил-L-фенилаланина с отделением метанола. Вторым метаболическим путём является окисление N-(3,3-диметилбутил)-L-аспартил-L-фенилаланина до 3,3-диметилмасляную кислоту. Побочными продуктами в данном случае являются метанол, аспарагиновая кислота и фенилаланин[13].

Выделяемый в результате метаболизма метанол образуется в незначительных количествах при рекомендованных дозировках, гораздо меньших по сравнению с метанолом, естественным образом содержащимся в пищевых продуктах[5].

Примечания[править | править код]

  1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Mayhew D. A., Meyers B. I., Stargel W. W., Comers C. P., Andress S. E., Butchko H. H. 9. Neotame // Alternative Sweeteners (англ.) / Lyn O'Brien Nabors. — 4th ed. — Boca Raton, Florida (USA): CRC Press, 2012. — P. 134—147. — 587 p. — ISBN 978-1-4398-4614-8.
  2. ↑ 1 2 3 Mayhew D. A., Meyers B. I., Stargel W. W., Comers C. P., Andress S. E., Butchko H. H. 9. Neotame // Alternative Sweeteners (англ.) / Lyn O'Brien Nabors. — 4th ed. — Boca Raton, Florida (USA): CRC Press, 2012. — P. 134. — 587 p. — ISBN 978-1-4398-4614-8.
  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 10 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. ↑ 1 2 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. ↑ 1 2 3 4 Nabors. — 2012. — С. 134–149.
  10. ↑ 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.
  11. ↑ 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.
  12. ↑ 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.
  13. ↑ 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]

Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Неотам&oldid=137440695