| Published: 

Aspartam: Tatlı Mucize mi İzin Verilen Zehir mi? DSC ve TG-FT-IR Aracılığıyla Aspartam Analizi.

Giriş

1965'te kimyager James L. Schlatter tarafından keşfedilmesinden bu yana, bilim insanları bu tartışmalı tatlandırıcı üzerinde tartışıyor. İçeceklerde ve diğer diyet ürünlerinde kullanılmasına izin veriliyor mu yoksa sağlığımız için bir tehlike mi?

Burada, Erime Sıcaklıkları ve EntalpileriGizli ısı olarak da bilinen bir maddenin füzyon entalpisi, bir maddeyi katı halden sıvı hale dönüştürmek için gerekli olan enerji girdisinin, tipik olarak ısının bir ölçüsüdür. Bir maddenin erime noktası, katı (kristal) halden sıvı (izotropik eriyik) hale geçtiği sıcaklıktır. erime noktası ve bozunma sıcaklığı gibi bazı termal özellikleri hakkında bilgi edinmek için DSC ve TGA-FT-IR ile ölçülmüştür.

Bilimsel analiz için besleme sistemi, slayt yükleyici ve örnekleme kabı gibi etiketli bileşenlere sahip bir tarama modülünün gösterimi.
1) Aspartamın formülü [1]

Test Sonuçları

DSC ölçümü için, bir numune Concavus® delikli kapaklı bir kroze içinde hazırlanmış ve oda sıcaklığı ile 300°C arasında 10 K/dak ısıtma hızında ısıtılmıştır. Isıtma sonuçları Şekil 2'de sunulmuştur.

Aspartamın erime noktalarını ve 60°C'den 250°C'ye kadar ısı akışını gösteren DSC termal analiz grafiği.
2) Aspartam üzerinde DSC ölçümü

TGA-FT-IR ölçümü, alüminyum oksit kroze içinde hazırlanan ve dinamik azot atmosferinde 10 K/dak hızla 700°C'ye ısıtılan 7,46 mg'lık bir numune üzerinde gerçekleştirilmiştir. TGA ölçümü sırasında ortaya çıkan gazlar doğrudan Bruker Optics'in FT-IR spektrometresine enjekte edilmiştir. TGA eğrisi şekil 3'te gösterilmiştir. 25°C ile 100°C arasında geniş bir endotermal etki (şekil 3) %1,4'lük bir kütle kaybı ile ilişkilidir. 128°C'de (pik sıcaklık) tespit edilen ikinci bir endotermal etki %1,5'lik bir kütle kaybına yol açmaktadır. 60°C ve 123°C'de karşılık gelen FT-IR spektrumları (bkz. Şekil 4), her iki durumda da salınan maddenin su olduğunu ortaya koymaktadır (büyük olasılıkla ilk adımda emilen su ve ikinci adımda hidrasyon suyu).

187°C'de (DSC) tespit edilen ve %12,5'lik bir kütle kaybıyla TGA adımına karşılık gelen pik, aspartamın bozunmasından kaynaklanmaktadır. 184°C'de tespit edilen FT-IR spektrumu şekil 5'te verilmiştir (mavi eğri). Metanol için PNNL library spektrumuna (kırmızı eğri) çok iyi karşılık gelmektedir.

Aspartamın 35°C ila 700°C arasındaki TGA ve DTG analizi, önemli sıcaklıklardaki ağırlık kaybı yüzdelerini göstermektedir.
3) Aspartam üzerinde yapılan TGA ölçümünün sonuçları. Düz çizgi: TGA sinyali, noktalı çizgi: DTG sinyali
Ürün analizi için 60°C (kırmızı) ve 123°C'de (mavi) su absorpsiyon bantlarını gösteren FT-IR spektrum karşılaştırması.
4) 60°C (kırmızı eğri) ve 123°C'de (mavi eğri) açığa çıkan ürünlerin FT-IR spektrumu. Her iki sıcaklıkta da tespit edilen absorpsiyon bantları su için tipiktir
Aspartamın 184,4°C'deki (mavi) bozunmasını metanol (kırmızı) ile karşılaştıran FT-IR spektrumu, önemli absorbans piklerinin altını çizmektedir.
5) Metanolün kütüphane spektrumu (kırmızı eğri) ile karşılaştırmalı olarak 184,4°C'de aspartamın bozunmasının FT-IR spektrumu (mavi eğri)

Metanol salınımıyla ilişkili olarak aspartamın bu termal bozunması, muhtemelen 2,5-dioksopiperazin olan yeni bir maddenin oluşumuna yol açar [2]. DSC eğrisindeki 248°C'deki pik, oluşan maddenin erimesine atfedilebilir. Bu ürünün bozunması bunu takip eder (330°C'de TGA piki - şekil 3). Şekil 6, 7 ve 8'in her biri, 329°C'de (kırmızı eğri) açığa çıkan ürünlerin FT-IR spektrumunu, NIST-EPA veri tabanı tarafından önerilen farklı bileşiklerin FT-IR spektrumlarıyla karşılaştırmalı olarak göstermektedir. Bozunma sırasında karbondioksit ve amonyak açığa çıkmaktadır (şekil 6'da mavi spektrum; şekil 7'de yeşil spektrum). Tespit edilen diğer bantlar büyük olasılıkla aromatik bağlar, nitrojen ve oksijen içeren fonksiyonel gruplardan kaynaklanmaktadır.

Örnek olarak, şekil 8'de 329.1°C'deki FT-IR spektrumu, 3000 cm-1 civarı ve 1250 cm-1 ile 1500 cm-1 arasındaki dalga boyu aralıklarında uygunluk gösterdiği N-benzil-maleimid spektrumu ile karşılaştırılmaktadır.

329°C'de bozunma ürünleri (kırmızı eğri) ve CO2 kütüphane spektrumunu (mavi eğri) karşılaştıran FT-IR spektrum analizi.
6) Oluşan maddenin bozunması sırasında açığa çıkan ürünlerin 329°C'deki FT-IR spektrumu (kırmızı eğri) ve CO2'nin kütüphane spektrumu (mavi eğri)
329°C'de ürün bozunmasını gösteren FT-IR spektrumları (kırmızı eğri) ve analiz için NH3 referans spektrumu (yeşil eğri).
7) 329°C'de oluşan maddenin (kırmızı eğri) bozunması sırasında açığa çıkan ürünlerin FT-IR spektrumu ve NH3'ün FT-IR kütüphane spektrumu (yeşil eğri)
329°C'de bozunma ürünlerini (kırmızı eğri) ve N-benzil-maleimid (turuncu eğri) analizini gösteren FT-IR spektrum karşılaştırması.
8) 329°C'de oluşan maddenin bozunması sırasında açığa çıkan ürünlerin FT-IR spektrumu (kırmızı eğri) ve N-benzil-maleimidin FT-IR kütüphane spektrumu (turuncu eğri)

Sonuç

Tamamlayıcı yöntemler olan DSC ve TGA ile yapılan analizler, bir numunedeki uçucu bileşenlerin miktarını, Erime Sıcaklıkları ve EntalpileriGizli ısı olarak da bilinen bir maddenin füzyon entalpisi, bir maddeyi katı halden sıvı hale dönüştürmek için gerekli olan enerji girdisinin, tipik olarak ısının bir ölçüsüdür. Bir maddenin erime noktası, katı (kristal) halden sıvı (izotropik eriyik) hale geçtiği sıcaklıktır. erime ve bozunma sıcaklıklarını ortaya koyar. Ek olarak, FT-IR bağlantısı ısıtma sırasında açığa çıkan maddeler hakkında bilgi verir: Aspartam durumunda, önce su buharlaşır ve madde daha sonra metanol açığa çıkararak bozunur.

Başka tür bir mekanizmadan kaynaklansa da, aspartamın tüketiminden sonra vücutta bozunması da diğer emisyonların yanı sıra metanol salınımına yol açar. Bu durum, maddenin yüksek miktarlarda alınması halinde baş ağrısı ve baş dönmesine yol açabilir [3]. Bu, aspartamın sadece tavsiye edildiği şekilde tüketilmesinin önerilmesinin bir nedenidir.

Literature

  1. [1]
    https://en.wikipedia.org/wiki/Aspartame
  2. [2]
    www.chemistryviews.org/details/ezine/9138171/The_Saccharin_Saga__Part_6.html
  3. [3]
    www.zentrum-der-gesundheit.de/ia-aspartam-suessstoff.html
AI Overview
An error occurred. Please try again.