Sucralose

Sucralose là một loại chất tạo ngọt nhân tạo và là sự thay thế cho đường. Phần lớn sucralose tiêu thụ không bị phân giải trong cơ thể, vì vậy nó không có calo. Tại Liên minh châu Âu, nó được biết đến với số E E955. Sucralose ngọt hơn đường mía từ 320 đến 1.000 lần, ngọt gấp ba lần so với aspartame, ngọt gấp hai lần so với saccharin và ngọt gấp ba lần so với acesulfame potassium. Nó bền vững dưới tác động của nhiệt và trong nhiều điều kiện pH khác nhau. Vì vậy, nó có thể được sử dụng trong nấu ăn hoặc trong các sản phẩm yêu cầu thời gian sử dụng lâu dài. Thành công thương mại của sucralose dựa vào sự so sánh tích cực với các chất tạo ngọt khác có hàm lượng calo thấp về hương vị, độ ổn định và tính an toàn. Những thương hiệu phổ biến của sucralose bao gồm Splenda Zerocal, Sukrana, SucraPlus, Candys, Cukren và Nevella. Canderel Vàng chứa sucralose, nhưng Canderel gốc và Green Canderel thì không.

Lịch sử

Sucralose được phát hiện vào năm 1976 bởi các nhà khoa học của Tate & Lyle, phối hợp cùng các nhà nghiên cứu Leslie Hough và Shashikant Phadnis tại Queen Elizabeth College (hiện nay là một phần của Đại học Hoàng gia London). [Cần dẫn nguồn] Trong quá trình nghiên cứu các ứng dụng của sucrose và các dẫn xuất tổng hợp của nó trong công nghiệp, Phadnis được yêu cầu 'thử nghiệm' một hợp chất đường có chứa clo. Phadnis nghĩ rằng Hough muốn ông 'nếm thử' nó, vì vậy ông đã làm như vậy. Ông nhận thấy các hợp chất này đặc biệt ngọt.

Tate & Lyle đã cấp bằng sáng chế cho chất này vào năm 1976; tính đến năm 2008, bằng sáng chế chỉ còn áp dụng cho quy trình sản xuất cụ thể.

Sucralose lần đầu tiên được phê duyệt cho sử dụng tại Canada vào năm 1991. Sau đó, nó được chấp nhận ở Úc vào năm 1993, New Zealand vào năm 1996, Hoa Kỳ vào năm 1998 và Liên minh châu Âu vào năm 2004. Đến năm 2008, sucralose đã được chấp nhận tại hơn 80 quốc gia, bao gồm Mexico, Brazil, Trung Quốc, Ấn Độ và Nhật Bản. Vào năm 2006, Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Mỹ đã cập nhật quy định cho thực phẩm có chứa sucralose, xem nó như một 'chất tạo ngọt không cung cấp calo'. Đến tháng 5 năm 2008, Fusion Nutraceuticals đã ra mắt sản phẩm sử dụng bằng sáng chế của Tate & Lyle.

Vào tháng 4 năm 2015, PepsiCo thông báo rằng họ sẽ thay thế aspartame bằng sucralose trong hầu hết các loại đồ uống ăn kiêng của mình tại Mỹ, do doanh số của Diet Pepsi giảm hơn 5% tại thị trường này. PepsiCo cho biết quyết định này nhằm đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng.

Sản xuất

Sucralose được chế tạo qua quá trình clo hóa chọn lọc sucrose, thay thế ba nhóm hydroxyl của sucrose bằng các nguyên tử clo trong một quy trình tổng hợp nhiều bước. Quá trình này bao gồm việc bảo vệ chọn lọc một nhóm rượu chính, tiếp theo là khử trùng bằng clo của đường acetyl hóa một phần với tác nhân khử clo dư thừa, và cuối cùng là loại bỏ các nhóm acetyl để tạo ra sucralose. Vào ngày 21 tháng 4 năm 2015, một tổ chức đã công bố việc chuyển sản xuất sucralose từ nhà máy Tate & Lyle trên đảo Jurong, Singapore sang nhà máy mới mở tại McIntosh, Alabama.

Ứng dụng sản phẩm

Sucralose có mặt trong nhiều loại thực phẩm và đồ uống nhờ vào tính chất không chứa calo, không gây sâu răng và an toàn cho cả người tiểu đường và không tiểu đường. Nó không ảnh hưởng đến mức insulin và thường được sử dụng thay thế hoặc kết hợp với các chất tạo ngọt khác như aspartame, acesulfame potassium hoặc siro ngô fructose. Sucralose xuất hiện trong kẹo, thanh ăn sáng và nước giải khát. Nó còn thay thế siro ngô calo cao trong trái cây đóng hộp. Sucralose kết hợp với Maltodextrin hoặc Dextrose (làm từ ngô) là thành phần chính của sản phẩm Splenda, do McNeil Nutritionals phân phối toàn cầu. Ở Mỹ và Canada, hỗn hợp này thường được thấy trong các gói màu vàng, khác với gói màu xanh của aspartame và gói màu hồng của saccharin; tại Canada, gói màu vàng cũng liên quan đến thương hiệu SugarTwin chứa cyclamate.

Nấu ăn

Sucralose là một chất tạo ngọt không calo rất ổn định với nhiệt độ, cho phép sử dụng trong nhiều công thức nấu ăn mà không cần đường. Nó có dạng hạt, cho phép thay thế đường theo cùng khối lượng. Hỗn hợp sucralose dạng hạt bao gồm các chất độn nhanh chóng hòa tan trong chất lỏng. Mặc dù sucralose hạt cung cấp độ ngọt tương đương khối lượng, kết cấu trong các sản phẩm nướng có thể khác biệt. Sucralose không hút ẩm, do đó các sản phẩm nướng có thể khô hơn và nhẹ hơn so với khi dùng sucrose. Khác với sucrose, tan chảy ở nhiệt độ cao, sucralose giữ nguyên cấu trúc hạt khi nướng ở nhiệt độ cao (khoảng 350 °F hoặc 180 °C). Trong trạng thái tinh khiết, sucralose bắt đầu phân hủy ở 119 °C hoặc 246 °F. Do đó, trong các công thức như kem Brulee, yêu cầu đường phải tan chảy và kết tinh, sucralose không tạo ra kết cấu hoặc cấu trúc tinh thể giống như đường.

Sucralose tinh khiết thường được bán với số lượng lớn, không phù hợp cho sử dụng cá nhân, mặc dù một số pha trộn sucralose dạng lỏng tập trung có sẵn trực tuyến. Những cô đặc này chứa một phần sucralose cho mỗi hai phần nước. Một muỗng cà phê của cô đặc này có thể thay thế cho một chén đường. Sucralose tinh khiết có thể phân hủy khi tiếp xúc với nhiệt độ cao, nhưng khi pha trộn với maltodextrin, nó ổn định hơn. Hầu hết các sản phẩm chứa sucralose thêm chất độn và chất tạo ngọt khác để đạt khối lượng và kết cấu tương đương với đường.

Dù sucralose không chứa calo, các sản phẩm có chứa chất độn như maltodextrin và/hoặc dextrose có thể thêm khoảng 2-4 calo mỗi muỗng cà phê hoặc gói cá nhân, tùy thuộc vào sản phẩm và chất độn sử dụng. Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) cho phép dán nhãn 'không calo' cho bất kỳ sản phẩm nào có chứa ít hơn năm calo mỗi khẩu phần.

Sức khỏe, an toàn và quy định: Sucralose đã được nhiều cơ quan quản lý thực phẩm quốc gia và quốc tế công nhận là an toàn, bao gồm FDA, Ủy ban Chuyên gia của WHO FAO về Phụ gia thực phẩm, Ủy ban Khoa học của Liên minh châu Âu về thực phẩm, Chi nhánh Bảo vệ Sức khỏe Y tế và Phúc lợi Canada, và Tiêu chuẩn thực phẩm Australia New Zealand. Hiệp hội Tiểu đường Canada cho biết lượng sucralose an toàn cho tiêu thụ suốt đời là 9 mg trên mỗi kg trọng lượng cơ thể mỗi ngày.

FDA đã căn cứ vào hơn 110 nghiên cứu trên người và động vật để xác định sự an toàn của sucralose. Các nghiên cứu này bao gồm kiểm tra các tác động độc hại tiềm ẩn như ung thư, sinh sản và thần kinh. Không có tác dụng phụ nào được ghi nhận, và FDA đã chấp thuận sucralose dựa trên các phát hiện này. Ví dụ, nghiên cứu của McNeil LLC, như được trình bày trong Đơn FDA Phụ gia thực phẩm 7A3987, cho thấy không có bằng chứng về tính gây ung thư từ sucralose hoặc các sản phẩm thủy phân của nó trong các thí nghiệm trên động vật gặm nhấm kéo dài 2 năm.

An toàn tiêu thụ

Kết quả từ hơn một trăm nghiên cứu động vật và lâm sàng trong quá trình phê duyệt của FDA cho thấy sucralose không có rủi ro đáng kể khi tiêu thụ. Khi so sánh lượng tiêu thụ hàng ngày ước tính (EDI) với mức cao nhất không có tác dụng phụ (HNEL) là 1500 mg/kg trọng lượng cơ thể/ngày, có một khoảng an toàn rộng rãi. Phần lớn sucralose không được hấp thụ qua đường tiêu hóa mà được thải ra ngoài qua phân, trong khi 11-27% được hấp thụ. Lượng hấp thu qua đường tiêu hóa chủ yếu được thải qua thận và loại bỏ trong nước tiểu, với 20-30% sucralose hấp thu được chuyển hóa. Điều này có nghĩa là chỉ có 2-8% sucralose tiêu thụ được chuyển hóa trung bình.

Tác động tiềm ẩn đối với sức khỏe

Mặc dù sucralose thường được các cơ quan quản lý công nhận là an toàn dựa trên nhiều nghiên cứu quy mô lớn và lâm sàng, vẫn có một số nghiên cứu nhỏ và trên động vật tìm hiểu về ảnh hưởng của nó đối với các bệnh như béo phì, tiểu đường và ung thư. Một nghiên cứu do Đại học Duke thực hiện và tài trợ bởi Hiệp hội Đường đã phát hiện rằng liều Splenda từ 100 đến 1000 mg/kg trọng lượng cơ thể mỗi ngày, trong đó sucralose chiếm từ 1,1 đến 11 mg/kg trọng lượng cơ thể, làm giảm hệ vi phân, tăng pH trong ruột, góp phần vào sự gia tăng trọng lượng cơ thể và tăng nồng độ của P-glycoprotein (P-gp) ở chuột. Những tác động này chưa được ghi nhận ở người. Một nhóm chuyên gia từ Đại học Duke, Đại học Rutgers, Đại học Y New York, Trường Y tế Công cộng Harvard và Đại học Columbia đã đánh giá nghiên cứu này là 'không đáp ứng yêu cầu khoa học nghiêm ngặt và thiếu sót trong nhiều lĩnh vực quan trọng, ngăn cản việc giải thích đáng tin cậy của kết quả.'

Vào tháng 6 năm 2013, Trung tâm Khoa học vì Lợi ích Cộng đồng, một tổ chức vận động người tiêu dùng, đã hạ cấp sucralose từ 'an toàn' xuống 'cảnh báo', dựa trên một nghiên cứu chưa được công bố liên kết việc tiêu thụ sucralose với nguy cơ mắc bệnh bạch cầu ở chuột. Nghiên cứu này đã bị chỉ trích vì thiết kế và báo cáo kém. Nghiên cứu cuối cùng được công bố vào ngày 29 trong Tạp chí Quốc tế về Lao động và Sức khỏe Môi trường. Nghiên cứu cho thấy liều lượng cao sucralose, tương đương với 11.450 gói (136 g) mỗi ngày trong một người (khoảng 360 lần mức ADI 5 mg/kg trọng lượng cơ thể/ngày), gây tổn thương DNA ở chuột. Tuy nhiên, sucralose không cho thấy tính chất gây hại DNA trong các xét nghiệm sửa chữa DNA ở mức tiêu thụ bình thường và không có bằng chứng về tính chất gây ung thư.

Trong một nghiên cứu nhỏ trên 17 người béo phì, sucralose đã được phát hiện ảnh hưởng đến phản ứng đường huyết và insulin, dẫn đến tăng nồng độ đường huyết cao điểm và tỷ lệ bài tiết insulin. Một nghiên cứu năm 2014 cũng cho thấy sucralose hạn chế sự phát triển của vi khuẩn Bacteroides trong ống nghiệm.

Tác động môi trường

Một nghiên cứu cho thấy sucralose chỉ được tiêu hóa bởi một số vi sinh vật và phân hủy chậm khi thải vào môi trường. Các số liệu từ Viện Nghiên cứu Môi trường Thụy Điển cho thấy sucralose hiện diện trong nước thải ở mức vài mg/l (ppb) và không có tác dụng độc hại sinh thái được biết đến ở mức độ này. Tuy nhiên, Cơ quan Bảo vệ Môi trường Thụy Điển cảnh báo rằng mức độ sucralose có thể gia tăng nếu hợp chất này phân hủy chậm trong tự nhiên. Khi đun nóng sucralose ở nhiệt độ rất cao (trên 350 °C hoặc 662 °F) trong các thùng chứa kim loại, nó có thể tạo ra khói chứa polychlorinated dibenzo-p-dioxin và các chất ô nhiễm hữu cơ bền khác.

Sucralose đã được phát hiện trong các nguồn nước tự nhiên. Các nghiên cứu cho thấy rằng sự hiện diện của sucralose hầu như không ảnh hưởng đến sự phát triển ban đầu của các loài động vật.

Chú thích