Рег. номер CAS: 81-07-2
Сахарин (имид орто-сульфобензойной кислоты, имид 2-сульфобензойной кислоты, орто-сульфобензимид) — это искусственный подсластитель, практически не содержащий пищевой энергии. Он примерно в 300-400 раз слаще сахарозы, но имеет горький или металлический привкус, особенно в высоких концентрациях. Сахарин используется для подслащивания таких продуктов, как напитки, конфеты, зубные пасты, жевательные резинки, печенье и лекарства. Обычно используется в смеси с цикламатом натрия.
Сахарин был впервые получен в 1879 году Константином Фалбергом, химиком, работающим над производными каменноугольной смолы в лаборатории Айры Ремсена и Университете Джона Хопкинса. Однажды вечером Фалберг заметил сладкий вкус на своей руке и связал это с соединением сульфимида бензойной 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 в Нью-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 пригороде Магдебурга в 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».
Сахарин, историческая упаковка. Музей сахара в Берлине.
Надпись на упаковке, рассказывающая о преимуществах подсластителя. 1893 год.
Хотя сахарин был коммерциализирован вскоре после его открытия, вплоть до нехватки сахара во время Первой 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 безкалорийным подсластителем. 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 из Вест-Индии, Британская сахариновая компания была основана в 1917 году для производства сахарина на своих заводах Paragon близ Аккрингтона. Производство было лицензировано и контролировалось Советом по торговле в Лондоне. Производство на этом участке продолжалось до 1926 года.
Начиная с 1907 года, Управление по контролю за продуктами и лекарствами Соединённых Штатов начало изучать сахарин в соответствии с Законом 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. В столкновении, которое имело последствия для карьеры, Уайли сказал президенту Теодору 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 1977 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов предприняло попытку полностью запретить это вещество после исследований, показавших, что вещество вызывало рак мочевого пузыря у крыс. Попытка запрета не увенчалась успехом из-за общественного противодействия, которое поощрялось рекламой отрасли, и вместо этого была предписана следующая этикетка 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». Это требование было отменено в 2000 году после нового исследования, которое показало, что люди реагируют на сахарин иначе, чем крысы, и не подвергались риску развития рака при типичных уровнях потребления. Подсластитель продолжает широко использоваться в Соединённых Штатах и в настоящее время является третьим по популярности искусственным подсластителем после сукралозы и аспартама.
В 1958 году Конгресс Соединённых Штатов внёс поправки в Закон о продуктах питания, лекарствах и косметике 1938 года с пунктом, предписывающим, чтобы Управление по контролю за продуктами питания и лекарствами не одобряло вещества, которые «вызывают рак у человека или, согласно исследований, вызывают рак у животных». Исследования на лабораторных крысах в начале 1970-х годов связали сахарин с развитием рака мочевого пузыря у грызунов. Как следствие, вся пища, содержащая сахарин, была помечена предупреждением, соответствующим требованиям Закона об исследовании и маркировке сахарина 1977 года.
Однако в 2000 году предупреждающие надписи были удалены, потому что учёные узнали, что грызуны, в отличие от людей, имеют уникальное сочетание высокого рН, высокого содержания фосфата кальция и высокого уровня белка в моче.Один или несколько белков, которые более распространены 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 нет.
Исключение сахарина из списка привело к тому, что законодательство отменило требование о предупреждающей этикетке для продуктов, содержащих сахарин. В 2001 году Управление по контролю за продуктами и лекарствами США и штат Калифорния изменили свои позиции в отношении сахарина, объявив его безопасным для употребления. Решение FDA последовало за решением Национальной токсикологической программы Министерства здравоохранения и социальных служб США 2000 года об исключении сахарина из списка канцерогенов.
Агентство по охране окружающей среды официально исключило сахарин и его соли из своего списка опасных компонентов и коммерческих химических продуктов. В выпуске в декабре 2010 года EPA заявило, что сахарин больше не считается потенциальной опасностью для здоровья человека.
Сахарин может быть получен различными способами. Первоначальный способ получения сахарина, полученный Ремсеном и Фалбергом, начинается с толуола; другой способ получения начинается с о-хлортолуола. Сульфирование толуола хлорсульфоновой кислотой даёт орто-и паразамещенные сульфонилхлориды. Орто-изомер отделяют и превращают в сульфонамид с помощью аммиака. Окисление метильного заместителя приводит к образованию карбоновой кислоты, которая циклизуется с образованием кислоты, свободной от сахарина.
В 1950 году в химической компании «Моми» в Толедо, штат Огайо, был разработан улучшенный синтез сахарина. В этом синтезе метилантранилат последовательно вступает в реакцию с азотистой кислотой (из нитрита натрия и соляной кислоты), диоксидом серы, хлором, а затем аммиаком с получением сахарина.
Свободная кислота сахарина имеет низкое значение рКа 1,6 (кислый водород, присоединённый к азоту). Сахарин может быть использован для получения исключительно дизамещённых аминов из алкилгалогенидов путём нуклеофильного замещения с последующим синтезом Габриэля.
Натриевая соль сахарина представляет собой белый порошок.
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 потребление натрия с пищей. Обе соли хорошо растворимы в воде: 0,67 г/мл в воде при комнатной температуре.
Сахарин используют вместо сахара при заболевании диабетом, а также как суррогат сахара.
Сахарин зарегистрирован как подсластитель в качестве пищевой добавки E954. Как и другие подсластители, сахарин не обладает питательными свойствами и является типичным ксенобиотиком. В настоящее время пищевое использование сахарина сильно сокращено, хотя выпускаются подсластители на сахарине (Сукразит). Также производные имида 2-сульфобензойной кислоты используются в качестве фунгицидов, гербицидов и антибактериальных 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 протекание вулканизации резин при помощи пероксидов.
Продукт взаимодействия тетрагидрохинолина и имида 2-сульфобензойной кислоты находит применение в составе композиций на основе метакрилатов, использующихся в качестве клеев для металлов.
В 1960-х годах появлялись сообщения о том, что сахарин является канцерогеном. Исследования, проведённые в 1977 году, показали увеличение показателя заболеваемости раком мочевого пузыря среди лабораторных крыс, которым скармливали большие дозы сахарина. В том же году американская FDA предложила запретить использование сахарина в пищевой промышленности, как это сделали Канада и СССР. Однако Конгресс США вместо 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 методики и 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 одобрен Объединённой экспертной комиссией по пищевым добавкам (JECFA) Всемирной организации здравоохранения и Научным комитетом по пищевым продуктам Европейского союза, разрешён более чем в 90 странах. JECFA рекомендована допустимая дневная доза в количестве 5 мг на 1 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, отёк и 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 непереносимости глюкозы путем индукции композиционных и функциональных изменений кишечной микрофлоры.
| Основные | |
|---|---|
| Производитель | CAS |