Aspartame

Tá dược Aspartame là gì?

Tên thương mại: ngoài tên chính thức là aspartame (trong dược điển Mỹ, Anh, châu Âu), nó còn có một số tên thương mại do các nhà sản xuất đặt ra như (3S)-3-Amino-4-[[(1S)-1-benzyl-2-methoxy-2-oxoethyl]amino]-4-
oxobutanoic acid; 3-amino-N-(alpha-carboxyphenethyl)succinamic
acid N-methyl ester; 3-amino-N-(a-methoxycarbonylphenethyl)-
succinamic acid; APM; aspartamum; aspartyl phenylamine methyl
ester; Canderel; E951; Equal; methyl N-L-a-aspartyl-L-phenylalaninate; NatraTaste; NutraSweet; Pal Sweet; Pal Sweet Diet; Sanecta;
SC-18862; Tri-Sweet.

Xem thêm: Acid alginic là tá dược gì? Ứng dụng trong sản xuất dược phẩm

Cấu trúc phân tử

Công thức phân tử: C14H18N2O5
Khối lượng phân tử: 294.30
Hình thức: aspartam là bột kết tinh màu trắng, không mùi và có vị ngọt mạnh.

Các tính chất đặc trưng

Chỉ số acid/ kiềm: dung dịch 0.8% trong nước cho pH hơi acid từ 4.5 đến 6.0

Chỉ số gãy dòn: 1.05

Chỉ số liên kết:

-80 (trường hợp xấu nhất)
-230 (trường hợp tốt nhất)

Độ trơn chảy: 44% (theo chỉ số nén Carr)

Khối lượng riêng (toàn phần):

-0.5- 0.7 g/cm3 với dạng hạt
-0.2 đến 0.4 g/cm3 với dạng bột

Khối lượng riêng thực tế: 1.374 g/cm3.

Nhiệt độ nóng chảy: từ 246 đến 247 độ C

Phổ hồng ngoại: hấp thụ IR nên có phổ IR đặc trưng với các đỉnh hấp thụ cực đại tại các bước sóng 1141, 1546, 1526, 1652, 1674, 1729, 2029, 2045, 2153, 2167, 2248, 2262, 2378.

Độ tan: tan nhỏ trong dung môi ethanol 95%; ít tan trong nước. Tại 20 độ C, dung dịch 1% khối lượng/ thể tích cho điểm đẳng điện tại pH 5.2. Độ tan của aspartam tăng tại nhiệt độ cao và tại môi trường acid. Cụ thể, tại nhiệt độ 20 độ C ở pH 1,2, độ tan của aspartam là 10% (khối lượng/ thể tích).

Góc quay cực: -2,3 độ trong HCl 1N.

Xem thêm: Tá dược Benzalkonium Chloride là gì? Ứng dụng trong sản xuất dược phẩm

Các tiêu chuẩn trong dược điển

Chuyên luận của aspartam được bàn luận trong các dược điển của Mỹ và châu Âu với các chỉ tiêu về định tính, tính chất, cảm quan dung dịch, độ dẫn, góc quay cực riêng, tạp chất liên quan, kim loại nặng, mất khối lượng do làm khô, cắn còn lại sau phân hủy, tro sulfat, tạp chất, khả năng ánh sáng truyền qua bề mặt, giới hạn acid 5-benzyl-3,6-dioxo-2-piperazineacetic, tinh chế sắc ký, định lượng.

Thử nghiệm	Châu Âu 6.0	Mỹ USP32-NF27
Định tính	+	+
Tính chất	+	–
Cảm quan dung dịch	+	–
Độ dẫn	=< 30 mcmS/cm	–
Góc quay cực	+14.5 đến +16 độ	+14.5 đến 16.5 độ
Tạp chất liên quan	+	–
Kim loại nặng	=< 10 ppm	=< 0.001%
Mất khối lượng do làm khô	=< 4.5%	=< 4.5%
Cắn sau phân hủy	–	=< 0.2%
Tro sulfat	=< 0.2%	–
Tạp chất	+	–
Tính truyền ánh sáng qua bề mặt	–	+
giới hạn acid 5-benzyl-3,6-dioxo-2-piperazineacetic	–	=< 1.5%
Độ tinh khiết sắc ký	–	+
Định lượng	98.0- 102.0%	98.0- 102.0%

Ứng dụng trong Dược phẩm

Aspartam được sử dụng chủ yếu với vai trò là chất điều vị cho chế phẩm. Nó được sử dụng như một chất tăng ngọt trong các sản phẩm đồ uống, thực phẩm và trong các công thức thuốc bao gồm cả viên nén, hỗn hợp bột và các chế phẩm của vitamin. Aspartam làm tăng hương vị và cũng có khả năng che đi các vị không mong muốn. Mức độ ngọt của aspartam gấp từ 180 đến 200 lần đường sacrose.

Không giống như các chất điều vị, tăng ngọt không phải hydratcarbon khác, aspartam được chuyển hóa trong cơ thể và do đó nó có giá trị dinh dưỡng với 1g cho giá trị khoảng 17 kj (4 kcal). Tuy nhiên, trong thực tế, lượng nhỏ aspartam sử dụng tạo ra các ảnh hưởng rất nhỏ về dinh dưỡng.

Độ ổn định và điều kiện bảo quản

Aspartam ổn định trong điều khô. Khi có hiện diện của độ ẩm, quá trình thủy phân aspartam diễn ra mạnh mẽ (do các nhóm este và amid kém bền) để tạo thành các sản phẩm phân hủy như L -aspartyl-Lphenylalanine and 3-benzyl-6-carboxymethyl-2,5-diketopiperazine dẫn đến mất khả năng làm ngọt. Sản phẩm phân hủy thứ 3 cũng vừa được phát hiện đó là beta-L-aspartyl-L-phenylalanine methyl ester.

Độ ổn định trong dung dịch nước của aspartam được tăng lên khi môi trường bổ sung thêm cyclodextrin, và PEG 400 tại pH 2. Tuy nhiên, tại pH từ 3.5 đến 4.5 độ ổn định không tăng lên khi thay nước với các dung môi hữu cơ khác.

Hình dưới đây là độ ổn định của aspartam trong các hệ đệm tại 25 độ C.

Phân hủy aspartam cũng diễn ra khi ở nhiệt độ cao và thời gian kéo dài. Quá trình phân hủy này có thể được hạn chế đến mức tối thiểu bằng các quá trình xử lý nhiệt ở nhiệt độ cao và trong thời gian ngắn, sau đó tiến hành làm lạnh nhanh.

Aspartam lên được bảo quản trong các hộp kín và trong điều kiện mát, khô.

Tính tương hợp

Các thử nghiệm phân tích nhiệt vi sai với các tá dược dập thẳng của viên nén đã cho thấy rằng, aspartam không tương thích với tá dược dicanci phosphat và các tá dược trơn khác như magie stearate. Các phản ứng giữa aspartam và các alcol cũng đã được báo cáo.

Phương pháp sản xuất

Aspartam được sản xuất bằng phương pháp hóa học hoặc sinh học. Thực hiện phản ứng để gắn L-phenylalanine (hoặc Lphenylalanine methyl ester) và L-aspartic acid. Quá trình tổng hợp hóa học sẽ tạo ra cả dạng đồng phân L và D. Do đó, sau khi phản ứng phải tiến hành tinh chế để thu được L-aspactam. Trong khi phương pháp sinh học (sử dụng enzym) chỉ cho dạng L, nên hạn chế được chi phí tách chiết.

Độ an toàn

Aspartam được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm là dược phẩm, đồ uống, thực phẩm như một chất điều vị (tăng độ ngọt). Nó được khuyến cáo là không độc đối với sức khỏe con người. Tuy nhiên, việc sử dụng aspartam cũng còn một số thận trọng bởi vì nguy cơ hình thành các chất độc chuyển hóa tiềm tàng như methanol, aspartic acid và phenylalanine. Trong 3 chất này, cần đặc biệt quan tâm đến phenylalanine, tại lượng sử dụng thông thường của aspartam cũng có khả năng gây ra các rối loạn. Ở những người sức khỏe bình thường, bất kỳ lượng phenylalanine tạo thành đều gây nguy hiểm. Ngoài ra, cũng có khuyến cáo rằng, aspartam không được sử dụng hoặc hạn chế với những người có hội chứng phenylketonuria- rối loạn trao đổi chất do di truyền ở người.

Tổ chức y tế thế giới (WHO) vừa đưa ra liều lượng cho phép sử dụng hằng ngày của aspartam là đến 40 mg/ kg trọng lượng cơ thể. Ngoài ra, lượng tiêu thụ cho phép hấp thu ở người của diketopiperazine (một tạp tìm thấy trong aspartam) cũng vừa được khuyến cáo là không vượt quá 7.5 mg/ kg khối lượng cơ thể.

Một số lượng các phản ứng bất lợi của aspartam đã vừa được báo cáo sau khi sử dụng, đặc biệt với những người uống số lượng lớn các nước uống chứa chất làm ngọt này. Các phản ứng bất lợi bao gồm nhức đầu; co giật nặng; mất trí nhớ; các triệu chứng rối loạn tiêu hóa; và các triệu chứng về da liễu. Tuy nhiên, các nghiên cứu gần đây đã thất bại để tìm ra bằng chứng về mối liên quan giữa phản ứng bất lợi này với việc sử dụng aspartam. Các nghiên cứu kỹ lưỡng và có kiểm soát đã vừa xác nhận độ an toàn của aspartam và không tìm thấy sự liên quan giữa lượng cơ thể hấp thu trong chế độ ăn liên quan đến các ảnh hưởng lên hệ thần kinh hay các triệu chứng hoặc bệnh lý khác. Aspartam cũng được báo cáo là không độc hại với bộ gen và không phải là một chất gây ung thư.

Mặc dù aspartam đã được báo cáo là nguyên nhân gây ra chứng tăng động và rối loạn cư xử ở trẻ em, một thử nghiệm kiểm soát có nhóm chứng với 48 trẻ em mẫu giáo đã được tiến hành. Các trẻ này sẽ được cung cấp chế độ ăn có chứa 38 +/- 13 mg/ kg trọng lượng cơ thể của aspartam trong vòng 3 tuần. Kết quả cho thấy, không có các phản ứng bất lợi xuất hiện liên quan đến aspartam hoặc đường saccrose trong chế độ ăn liên quan đến chức năng nhận thức và cư xử của trẻ.

Biện pháp an toàn lao động

Tuân thủ theo các hướng dẫn về an toàn tùy theo tình huống cụ thể và lượng aspartam xử lý. Các biện pháp nên được áp dụng để giảm thiểu tối đa nguy cơ phát tán bụi. Kính bảo hộ được khuyến cáo sử dụng trong các trường hợp này.

Một vài nghiên cứu về Aspartam trong ngành Dược

Tên nghiên cứu: Các ảnh hưởng của đường stevia, aspartam và sacrose đối với cảm giác no, nồng độ đường huyết và insulin sau ăn.

Tác giả: Stephen D Anton ¹, Corby K Martin , Hongmei Han , Sandra Coulon , William T Cefalu , Paula Geiselman, Donald A Williamson

Nội dung: Việc sử dụng các đồ uống có đường là một trong những nguyên nhân phổ biến gây ra các rối loạn chuyển như béo phì, tiểu đường,… Cho nên, việc thay thế các đường có năng lượng bằng các chất tạo ngọt ít calo là một trong những biện pháp thiết thực và hiệu quả. Các nhà khoa học đã tiến hành kiểm tra các tác động của các chất điều vị (tạo ngọt) như stevia, aspartame và saccarose đối với lượng thức ăn tiêu thụ, cảm giác no cũng như nồng độ glucose và nồng độ insulin trong máu.

Tiến hành: 19 người bình thường có chỉ số BMI từ 20 đến 24.9 và 12 người béo phì với chỉ số BMI từ 30 đến 39,9, trong khoảng tuổi từ 18 đến 50 tuổi được tuyển chọn vào một thử nghiệm kéo dài ba ngày. Trong cuộc thử nghiệm này, trước khi ăn trưa hoặc ăn tối, những người tham gia được nhận các đồ ăn nhẹ chứa stevia với 290 Kcal, aspartam với 290 Kcal hoặc saccarose với 493 Kcal. Mức độ đói và no được báo cáo trước và sau bữa ăn cũng như hàng giờ trong suốt buổi chiều. Những người tham gia cũng được lấy mẫu máu ngay trước và 20 phút sau khi ăn nhẹ vào buổi trưa.

Kết quả: mặc dù có sự khác biệt về lượng calo cung cấp trong các bữa ăn nhẹ (290 kcal so với 493 Kcal), những người sử dụng stavia và aspartam không ăn nhiều ăn hơn vào buổi trưa hoặc tối so với người ăn sucrose. Mức độ đói và no tự báo cáo không có sự khác nhau tùy theo tình trạng bệnh. Việc sử dụng stevia trước bữa ăn làm giảm đáng kể lượng đường sau ăn so với sử dụng thức ăn nhẹ có chứa saccarose (p<0.01), và nồng độ insulin sau ăn so với thức ăn nhẹ có chứa aspartam và sucrose (P < 0.05).

Kết luận: khi sử dụng thức ăn nhẹ chứa stevia và aspartam, những người tham gia nghiên cứu không ăn nhiều hơn vào bữa trưa hoặc bữa tối so với người ăn sacrose và báo cáo mức độ no tương tự nhau giữa các nhóm này. Do đó có thể sử dụng aspartam và stavia thay thế cho saccarose để hạn chế lượng calo dư thừa, dẫn đến các rối loạn chuyển hóa.

Tài liệu tham khảo

Raymond C Rowe, Paul J Sheskey and Siân C Owen , Sổ tay tá dược “excipient” chuyên luận “Ascorbyl Palmitate”
Santos NC, de Araujo LM, De Luca Canto G, Guerra ENS, Coelho MS, Borin MF. Metabolic effects of aspartame in adulthood: A systematic review and meta-analysis of randomized clinical trials. Crit Rev Food Sci Nutr. 2018;58(12):20 link pubmed: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28394643/
Marinovich M, Galli CL, Bosetti C, Gallus S, La Vecchia C. Aspartame, low-calorie sweeteners and disease: regulatory safety and epidemiological issues. Food Chem Toxicol. 2013 Oct;60:109-15. Link pubmed: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23891579/
Anton SD, Martin CK, Han H, Coulon S, Cefalu WT, Geiselman P, Williamson DA. Effects of stevia, aspartame, and sucrose on food intake, satiety, and postprandial glucose and insulin levels. Appetite. 2010 link pubmed: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20303371/