Сахарин

Сахари́н(имид орто-сульфобензойной кислоты, имид 2-сульфобензойной кислоты, орто-сульфобензимид) — искусственныйподсластитель, практически не содержащийпищевой энергии. Он примерно в 300—400 раз слащесахарозы, но имеетгорькийилиметаллическийпривкус, особенно в высоких концентрациях. Сахарин используется для подслащивания таких продуктов, какнапитки,конфеты,зубные пасты,жевательные резинки,печеньеилекарства. Обычно используется в смеси сцикламатом натрия. Зарегистрирован в качествепищевой добавкиЕ954.
Сахарин был впервые получен в 1879 годуКонстантином Фалбергом— химиком, работающим над производнымикаменноугольной смолыв лабораторииАйры РемсенаиУниверситете Джонса Хопкинса. Однажды вечером Фалберг заметил сладкий вкус на своей руке и связал это с соединениемсульфимидабензойной кислоты, над которым он работал в тот день. Фалберг и Ремсен опубликовали статьи о сульфимиде бензойной кислоты в 1879 и 1880 годах. В 1884 году, самостоятельно работая вНью-Йорке, Фалберг подал заявку на патенты в нескольких странах, описав методы получения этого вещества, которое он назвал сахарином. Два года спустя он начал производство этого вещества на заводе в пригородеМагдебургав Германии. Вскоре, Фалберг разбогатеет, в то время как Ремсен, полагая, что заслуживает похвалы за открытие данного вещества, произведённого в его лаборатории, разозлится на Фальберга. В одной из газет Ремсен прокомментирует этот случай: «Фалберг - негодяй. Меня тошнит, когда я слышу, как моё имя упоминается на одном дыхании с ним».
Хотя сахарин был коммерциализирован вскоре после его открытия, вплоть до нехватки сахара во времяПервой мировой войны, его использование не получило широкого распространения. Его популярность возросла в 1960-х и 1970-х годах среди людей, сидящих на диете, поскольку сахарин является подсластителем без калорий. В Соединённых Штатах сахарин часто можно найти в ресторанах в розовых пакетиках; самый популярный бренд сахарина в США - «Sweet'n Low».
Из-за трудностей импорта сахара изВест-Индии, Британская сахариновая компания была основана в 1917 году для производства сахарина на своих заводах Paragon близАккрингтона. Производство было лицензировано и контролировалосьСоветом по торговле в Лондоне. Производство на этом участке продолжалось до 1926 года.
Начиная с 1907 года,Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов(FDA) начало изучать сахарин в соответствии сЗаконом о чистых продуктах питания и лекарствах. Харви Уайли, в то время директор химического бюро FDA, рассматривал сахарин как незаконную замену ценного ингредиента — сахара — менее ценным ингредиентом, не имеющим пищевой ценности. В столкновении, которое имело последствия для карьеры, Уайли сказал президентуТеодору Рузвельту: «Каждый, кто ел эту "сладкую кукурузу", был обманут. Он думал, что ест сахар, в то время как на самом деле он ел продукт из каменноугольной смолы, полностью лишённый пищевой ценности и чрезвычайно вредный для здоровья». Но сам Рузвельт был потребителем сахарина и в жарком разговоре Рузвельт сердито ответил Уайли, заявив: «Любой, кто говорит, что сахарин вреден для здоровья - идиот». Этот эпизод стал крахом карьеры Уайли.
В 1911 году в 135 решении продовольственной инспекции было указано, что продукты, содержащие сахарин, являются фальсификатами. Однако в 1912 году в 142 решении продовольственной инспекции было указано, что сахарин не является вредным веществом в продуктах питания.
Ещё больше споров разгорелось в 1969 году с обнаружением файлов из расследований FDA 1948 и 1949 годов. Эти исследования, которые первоначально выступали против использования сахарина, как было показано, мало доказали, что сахарин вреден для здоровья человека.
В 1958 году Конгресс Соединённых Штатов внёс поправки в Закон о продуктах питания, лекарствах и косметике 1938 года с пунктом, предписывающим, чтобы FDA не одобряло вещества, которые «вызывают рак у человека или, согласно исследованиям, вызывают рак у животных». Исследования начала 1970-х годов связали сахарин с развитиемрака мочевого пузыряу лабораторных крыс, и в 1977 году FDA предприняло попытку полностью запретить это вещество. Попытка запрета не увенчалась успехом из-за общественного противодействия, которое поощрялось рекламой отрасли, и вместо этогоЗаконом об исследовании и маркировке сахарина 1977 годабыла предписана следующая пометка на продуктах питания с добавлением сахарина: «Использование этого продукта может быть опасным для вашего здоровья. Этот продукт содержит сахарин, который, как было установлено, вызывает рак у лабораторных животных».
Однако в 2000 году исследование показало, что лабораторные крысы реагируют на сахарин иначе, чем люди. В отличие от людей, грызуны имеют уникальное сочетание высокогорН, высокого содержанияфосфата кальцияи высокого уровня белка в моче. Один или несколько белков, более распространенных у самцов крыс, соединяются с фосфатом кальция и сахарином, образуя 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 это не происходит у людей, повышенного риска развития рака мочевого пузыря у людей при типичных уровнях потребления нет. В том же 2000 годуНациональная токсикологическая программаМинистерства здравоохранения и социальных служб СШАисключила сахарин из списка канцерогенов, и требование о предупреждающей этикетке для продуктов, содержащих сахарин, было отменено. В 2001 году FDA объявило сахарин безопасным для употребления.Агентство по охране окружающей среды(EPA) официально исключило сахарин и его соли из своего списка опасных компонентов и коммерческих химических продуктов и в выпуске в декабре 2010 года заявило, что сахарин больше не считается потенциальной опасностью для здоровья человека.
Подсластитель продолжает широко использоваться в Соединённых Штатах и в настоящее время является третьим по популярности искусственным подсластителем послесукралозыиаспартама.
Сахарин может быть получен различными способами. Первоначальный способ получения сахарина, полученный Ремсеном и Фалбергом, начинается столуола; другой способ получения начинается с о-хлортолуола.Сульфированиетолуолахлорсульфоновой кислотойдаёторто-и паразамещенныесульфонилхлориды. Орто-изомеротделяют и превращают всульфонамидс помощьюаммиака. Окислениеметильногозаместителя приводит к образованиюкарбоновой кислоты, котораяциклизуетсяс образованием кислоты, свободной от сахарина:
В 1950 году в химической компании «Моми» в Толедо, штат Огайо, был разработан улучшенный синтез сахарина. В этом синтеземетилантранилатпоследовательно вступает в реакцию сазотистой кислотой(изнитрита натрияисоляной кислоты),диоксидом серы,хлором, а затем аммиаком с получением сахарина:
Свободная кислота сахарина имеет низкое значениерКа1,6 (кислый водород, присоединённый к азоту). Сахарин может быть использован для получения исключительно дизамещённых аминов изалкилгалогенидовпутём нуклеофильного замещения с последующимсинтезом Габриэля.
Сахарин представляет собой бесцветные кристаллы сладкого вкуса, плохо растворимые в воде (1:250) и спирте (1:40). Температура плавления кристаллов составляет 228—229 °C.
Сахарин термостойкий. Он не вступает в химическую реакцию с другими пищевыми ингредиентами; является веществом длительного хранения. Смеси сахарина с другими подсластителями часто используются для компенсации недостатков каждого подсластителя. Смесь цикламата и сахарина в соотношении 10:1 распространена в странах, где оба эти подсластителя являются законными; в этой смеси каждый подсластитель маскирует привкус другого. Сахарин часто используется вместе с аспартамом в диетических газированных безалкогольных напитках.
В своей кислой форме сахарин не растворим в воде. Форма, используемая в качестве искусственного подсластителя, обычно представляет собой его натриевую соль. Кальциевая соль также иногда используется, особенно людьми, ограничивающими потреблениенатрияс пищей. Обе соли хорошо растворимы в воде: 0,67 г/мл в воде при комнатной температуре.
Сахарин используют вместо сахара при заболеваниидиабетом, а также как суррогат сахара.
Сахарин зарегистрирован как подсластитель в качестве пищевой добавкиE954. Как и другиеподсластители, сахарин не обладает питательными свойствами и является типичнымксенобиотиком. В настоящее время пищевое использование сахарина сильно сокращено, хотя выпускаются подсластители на сахарине (Сукразит). Также производные имида 2-сульфобензойной кислоты используются в качествефунгицидов,гербицидовиантибактериальных препаратов. Имид 2-сульфобензойной кислоты, а также его кальциевые и цинковые соли входят в состав композиций, использующихся для изготовления тонеров лазерных принтеров и копировальных аппаратов. Отмечается, что небольшие добавки имида 2-сульфобензойной кислоты могут оказывать влияние на протеканиевулканизациирезин при помощи пероксидов.
Продукт взаимодействиятетрагидрохинолинаи имида 2-сульфобензойной кислоты находит применение в составе композиций на основеметакрилатов, использующихся в качестве клеев для металлов.
В 1960-х годах появлялись сообщения о том, что сахарин являетсяканцерогеном. Исследования, проведённые в 1977 году, показали увеличение показателя заболеваемости раком мочевого пузыря среди лабораторных крыс, которым скармливали большие дозы сахарина. В том же годуУправление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов(FDA) предложило запретить использование сахарина в пищевой промышленности, как это сделалиКанадаиСССР. ОднакоКонгресс СШАвместо запрета наложил требование, чтобы все продукты, содержащие сахарин, содержали на упаковке предупреждение о возможности заболевания раком.
Позднее эти предположения были опровергнуты — лабораторные животные действительно болели раком, но только в том случае, если им скармливали сахарин в количествах, сравнимых с их собственным весом. Также были озвучены мнения, что исследования 1977 года проводились без проработанной методикии без оглядки на физиологию человеческого организма.
В 1991 году FDA отозвала своё предложение по запрету сахарина, и в 2000 году Конгресс отменил закон об указании возможного вреда, наносимого здоровью, на упаковках. Однако, в 1999 году на прилавках супермаркетов США продолжали продаваться содержащие сахарин продукты с этикеткой, предупреждающей, что сахарин вызывает рак у подопытных грызунов.
Ныне сахарин одобренОбъединённым экспертным комитетом ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам(JECFA),Европейским агентством по безопасности продуктов питания(EFSA),Министерством здравоохранения Канады, а также пищевыми агентствами в более чем 90 странах (в том числе и в России). JECFA установилодопустимое суточное потребление(ДСП) сахарина в количестве 5 мг/ кг массы тела человека. Считается, что при соблюдении этой дозы опасности для здоровья продукт не представляет. Более того, выяснилось, что сахарин может противодействовать развитию уже появившейся опухоли.
Люди с аллергией на сульфаниламиды могут испытывать аллергические реакции на сахарин, так как он является производным сульфаниламида и может вступать в перекрёстную реакцию. Сахарин в зубной пасте может вызывать ощущение жжения,отёки сыпь во рту и губах у чувствительных людей.
Согласно исследованию, опубликованному группой учёных в журнале «Nature» осенью 2014 года, употребление подсластителей на основе сахарина может стимулировать развитие непереносимостиглюкозыпутем индукции композиционных и функциональных изменений кишечной микрофлоры. По результатам исследования опубликованным 12 января 2021 года в журнале «Microbiome» выявлено, что употребление сахарина само по себе недостаточно для изменения микрофлоры кишечника или вызывания непереносимости глюкозы у здоровых людей.
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) опубликовала новое руководство по подсластителям, не содержащим сахар (NSS), в котором рекомендуется не использовать NSS для контроля массы тела или снижения риска неинфекционных заболеваний (НИЗ).
Рекомендация основана на результатах систематического обзора имеющихся данных, который показывает, что использование NSS не даёт никаких долгосрочных преимуществ в снижении уровня жира в организме у взрослых или детей. Результаты обзора также показывают, что длительное использование NSS может иметь потенциальные нежелательные последствия, такие как повышенный риск развития диабета 2-го типа, сердечно-сосудистых заболеваний и смертности у взрослых.
«Замена свободных сахаров на некалорийные подсластители не помогает контролировать вес в долгосрочной перспективе. Людям нужно рассмотреть другие способы сокращения потребления свободных сахаров, например, употреблять продукты с натуральными сахарами, такие как фрукты, или несладкие продукты и напитки», — говорит Франческо Бранка, директор ВОЗ по вопросам питания и безопасности пищевых продуктов. «Некалорийные подсластители не являются необходимыми пищевыми компонентами и не имеют питательной ценности. Людям следует полностью отказаться от сладких продуктов, начиная с раннего возраста, чтобы улучшить своё здоровье».