آسه سولفام پتاسیم

 تحقیقات پزشکی و صنعت غذایی توجه ویژه‌ای به کیفیت، کمیت و غلظت شیرین‌کننده‌ها در فرمولاسیون‌های غذایی دارند. آس سولفام پتاسیم (E 950) یا آسه سولفام پتاسیم که با لیبل‌های Sunett, Sweet One, TwinSweet و acesulfame K  یا  Ace-K در صنعت شیرین کننده شناخته می‌شود، یک شیرین کننده غیر مغذی است که دویست برابر شیرین‌تر از شکر است اما محتوای کالری آن صفر است.

شیرین‌کننده‌های غیر مغذی

سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA) چند شیرین کننده غیرمغذی (NNS) را به عنوان افزودنی‌های غذایی طبقه‌بندی کرده است که شامل موارد زیر هستند:

• ساخارین
• آسپارتام
• آس سولفام K
• سوکرالوز
• نئوتام
• آدوانتام
• گلیکوزید استویا
• عصاره میوه لو هان گو (میوه راهب)

 این شیرین‌کننده‌ها به خاطر تاثیر مثبتشان در کاهش خطر پوسیدگی دندان، مدیریت یا کمک به کاهش وزن و یا کنترل دیابت شناخته شده هستند.

سنتز آسه سولفام پتاسیم

دانشمند آلمانی کارل کلاوس در حال کار بر روی یک فرآیند شیمیایی جدید بود؛ انگشتانش را لیسید تا مشخصات پودر سفید روی انگشتش را شناسایی کند که به طور اتفاقی متوجه طعم بسیار شیرینی شد. او کشف کرد که این ماده آسه سولفام پتاسیم است. آسه سولفام توسط Hoechst AG در اواخر دهه 1960 سنتز شد. سنتز آسه سولفام پتاسیم شامل واکنش فلوروسولفونیل ایزوسیانات با مشتقات استیلن یا با ترکیبات متیلن فعال مانند α-دیکتون ها، α-کتو اسیدها یا استرها بود. برای اولین بار در سال 1983 در اروپا مورد تایید قرار گرفت. پنج سال بعد، در سال 1988، در ایالات متحده تایید شد. امروزه اغلب در ترکیب با سایر شیرین کننده‌های کم کالری و بدون کالری مانند آسپارتام و سوکرالوز استفاده می‌شود؛ ادغام کردن باعث می‌شود تا مزه شیرینی بیشتری نسبت به آسه سولفام پتاسیم منفرد ایجاد شود.

شیمی آس سولفام پتاسیم

آسه سولفام K از نظر ساختاری و بسیاری از خواص فیزیکی و شیمیایی شبیه به ساخارین است. حلالیت آسه سولفام K به طور قابل توجهی با دما افزایش می‌یابد به طوری که در دمای 80 درجه سانتی‌گراد تا پنجاه درصد در محلول حل می‌شود. برای تهیه آس سولفام پتایسیم با خلوص بیش از 99 درصد باید از روش کریستالیزاسیون استفاده کرد. با این حال، وجود همچین غلظت بالایی از اس سولفام پتاسیم در محصولات غذایی غیرممکن است زیرا 200 برابر شیرین تر از ساکارز است. از این رو، تبلور آسه سولفام هیچ اثر قابل توجهی بر خواص فیزیکوشیمیایی محصولات غذایی نخواهد داشت. در حلال‌های معمولی مانند اتانول، متانول یا استون، حلالیت پایینی دارد. آسه سولفام پتاسیم تمایل به کریستال شدن دارد. کریستالیزاسیون به منظور خالص سازی آسه سولفام پتاسیم استفاده می‌شود. می‌توان از آن به عنوان شیرین‌کننده در محصولات غذایی دارای گروه عاملی کتو استفاده کرد تا جایگزین سایر کربوهیدرات‌ها (ساکارز، لاکتوز، فروکتوز، مالتوز و ...) شود.

• فرمول مولکولی: C₄H₄KNO₄S
• وزن مولکولی: 242 گرم بر مول
• دمای ذوب: 225 درجه سانتیگراد
• چگالی: 3.81 گرم بر سانتیمتر مکعب
• حلالیت در آب: 27 درصد در 20 درجه سانتیگراد (220 گرم در لیتر در دمای 25 درجه سانتیگراد)
• پودر کریستالین سفید یا بی رنگ

شرایط نگهدای و خصوصیات پایداری آسه سولفام پتاسیم

پایداری آسه سولفام K در حالت جامد بسیار خوب است و می‌توان آن را در دمای محیط به مدت 10 سال بدون اینکه تجزیه شود، نگهداری کرد. در محلول‌های آبی با pH 3 یا بالاتر نیز ممکن است برای مدت طولانی بدون تجزیه شدن آنچنانی یا از دست دادن شیرینی ماندگاری خود را حفظ کند. با این حال، در شرایط کمتر از pH 3، هیدرولیز قابل توجهی ممکن است در دماهای بالا رخ دهد. به عنوان مثال، در pH 2.5 یک محلول بافر آبی آسه سولفام K پس از چهار ماه نگهداری در دمای 40 درجه سانتیگراد حدود سی درصد تجزیه می‌شود، در حالی که در شرایط مشابه در محدوده pH 3-8 تجزیه نمی‌شود.

کاربرد آسه سولفام پتاسیم در محصولات غذایی

از آنجایی که آس سولفام پتاسیم در بدن انسان متابولیزه نمی‌شود، بر میزان قند خون یا تولید انسولین تأثیری نمی‌گذارد. بنابراین گزینه‌ای مناسب برای مصرف بیماران دیابتی است. علاوه بر این آس سولفام پتاسیم می‌تواند طعم تلخ ناشی از حضور سایر ترکیبات را بپوشاند. آسه سولفام پتاسیم شیرینی شدیدی را در محصولات غذایی ایجاد می‌کند و همچنین می‌تواند به بهبود طعم کلی کمک کند. به علاوه، برای جایگزینی جزئی یا کامل قند در فرمولاسیون مواد غذایی استفاده می‌شود. آسه سولفام پتاسیم در طیف وسیعی از دماها و مقادیر pH بسیار پایدار است. در نتیجه برای استفاده در طیف گسترده‌ای از محصولات غذایی مناسب است. با توجه به پایداری آس سولفام پتاسیم در برابر دمای بالا، برای استفاده در محصولات کنسرو شده و محصولات پخته شده، گزینه‌ای ایده‌آل است. کیک، کلوچه، نوشابه گازدار، آبمیوه، غلات، محصولات لبنی، بستنی، شکلات، آدامس، دسر، مربا، ژله، چاشنی و خمیردندان از موارد مصرف آن در صنایع غذایی هستند.