دانستنی هایی درباره ی قندی كه شیرین است اما چاق نمی كند.
سه جایگزین رایج تری كه برای قند عرضه شدند همه به طور تصادفی كشف شدند. ساكارین، نخستین شیرین كننده مصنوعی مدت ها قبل از آنكه مصرف آن به عنوان جایگزینی برای قند خوراكی معمولی یا سوكروز رواج پیدا كند، بیش از یكصد سال پیش كشف شد. این واقعه در آزمایشگاه ایرا رِمسِن (Ira Remsen) ، مشهورترین شیمیدان آمریكایی سده نوزدهم، روی داد.
رمسن در سال 1846 در نیویورك به دنیا آمد؛ برای تكمیل تحصیلات دانشگاهی اش به آلمان رفت و مدتی را در دانشگاه های مونیخ، گوتینگن و توبینگن گذراند. وقتی به ایالات متحده بازگشت در دانشكده ویلیامز و سپس دانشگاه جانز هاپكینز، استاد شیمی شد. وی نخستین بخش شیمی را در ایالات متحده كه كیفیتی هم ردیف دانشگاه های اروپایی داشت تأسیس كرد، و بسیاری از شیمیدانان پیشرو آمریكایی از شاگردان او بودند.
در سال 1879، یكی از همكاران رمسن بر روی مسئله ای كار می كرد كه به عنوان برنامه پژوهشی نظری به او محّول شده بود. ضمن این كار، همكار مذكور كه فالبرگ نام داشت، متوجه شد ماده ای كه تهیه كرده بود و تصادفاً بر دستش ریخته بود طعم بسیار شیرینی دارد ( آن روزها شیمیدانان مثل حالا زیاد در بوییدن و چشیدن موادی كه با آنها كار می كردند، محتاط نبودند). ظاهراً فالبرگ، ارزش احتمالی این ماده شیرین جدید را حدس زده بود، چون برای تهیه آن روشی تجاری ابداع كرد و در سال 1885 به نام خود به ثبت رساند. نامی كه برای این ماده جدید انتخاب كرد، ساكارین بود كه از معادل لاتینی قند یاساكاروم مشتق می شد.
در سال 1937 یكی از دانشجویان فارغ التحصیل شیمی كه زیر نظر پروفسورل. ف. آودریت در دانشگاه ایلینویز پژوهش می كرد مشغول آماده كردن تركیباتی به نام سولفامات ها بود، چون تصور می شد خواص دارو شناختی ( نه شیرین كنندگی ) جالبی داشته باشند. این دانشجو كه مایكل سودا نام داشت ضمن كار در آزمایشگاه متوجه شیرینی چشمگیری در سیگاری كه مشغول دود كردن آن بود شد، و پی برد كه منشاء آن یكی از موادی است كه روی آن كار می كرد. این ماده سیكلوهگزیل سولفامات سدیم بود. بعدها معلوم شد كه نمك كلسیمی آن هم شیرین است. از نمكهای سدیمی و كلسیمی اسید سیكلوهگزیل سولفامیك به عنوان جایگزین هایی برای قند استفاده شد، كه نمك كلسیمی آن در رژیم های كم سدیم به كار رفت. تا سال 1970استفاده از این مواد به عنوان جایگزین هایی برای قند رواج داشت، اما در آن سال سازمان مواد غذایی و دارویی ایالات متحده براساس پژوهش هایی كه در جانوران انجام گرفته بود و حكایت از زیانمند بودنش می كرد، آن را در آمریكا ممنوع ساخت. پس از كشف شیرینی سیكلوهگزیل سولفامات سدیم، انواعی از سولفاماتهای مشابه تهیه و آزمایش شدند، اما هیچ یك از آنها به اندازه نخستین جایگزینی كه مایكل سوادی تیزبین شناسایی كرد شیرین نبودند. سیكلاماتها را با ساكارین مخلوط می كردند، چون این دو در كنار یكدیگر طعم شیرین تری داشتند، و ضمناً تلخی كمتری هم از آنها در دهان باقی می ماند.
سومین جایگزین شیرین كننده مهم نیز كه آسپارتام ( یا به نام تجاری اش نوتراسوییت) خوانده می شود كاملاً به طور تصادفی كشف شد. نام شیمیایی صحیح آسپارتام ، ل- آسپارتیل – ل- فنیل آلانین متیل استراست. قسمت متیل استر نام آن بدین معناست كه این ماده از خویشاوندان شیمیایی نزدیك دی پپتیدل- آسپارتیل- ل – فنیل آلانین است. هر دی پپتید تركیبی از دو اسید آمینه است كه آجرهای ساختمانی پروتئین ها هستند؛ وقتی پروتئینی را هضم می كنیم به اسیدهای آمینه سازنده اش شكسته می شود. این استرمتیلی دی پپتید مذكور از مواد واسطی بود كه شیمی دانان شركت سرل طبی فرآینده تهیه ی یك تتراپتیید ( تركیبی از چهار اسید آمینه ) به دست آورده بودند. تتراپپتیدی كه به دنبال آن بودند در طرح پژوهشی تهیه دارویی برای زخم معده مورد نیاز بود تا از آن به عنوان مقیاسی زیست شناختی استفاده شود.
یكی از شیمی دانان برحسب تصادف مقداری از استردی پپتید واسط را چشید و متوجه طعم بسیار شیرین آن شد. طعم شیرین آسپارتام را نمی شد از روی ویژگی های اسیدهای آمینه تشكیل دهنده اش پیش بینی كرد- یكی از آنها بی مزه است و دیگری طعم تلخی دارد. شیرینی زیادی كه بر اثر تركیب این دو و تبدیل آنها به استرمتیل ایجاد شد كاملاً نا منتظره بود.
جیمزم. شلاتر، شیمیدان، در كتاب آسپارتام: فیزیولوژی و زیست شیمی (1984) چگونگی كشف آسپارتام را شرح می دهد:
در دسامبر سال 1965 برای تهیه تتراپپتید انتهای كربنی گاسترین با دكتر مازور همكاری می كردم. ما مشغول تهیه مواد واسط بودیم و سعی می كردیم آنها را خالص كنیم. بخصوص در یكی از روزهای دسامبر سال 1965 مشغول تبلور مجدد مقداری آسپارتیل فنیل آلاتین متیل استر( آسپارتام) بودم كه دكتر مازور آماده كرده و به من سپرده بود. آسپارتام را در ظرفی با متانول حرارت می دادم كه ناگهان مقداری از مخلوط به بیرون از ظرف ریخت. در نتیجه كمی از گرد آن برانگشتانم نشست. كمی بعد وقتی برای برداشتن كاغذی سرانگشت خودم را با زبانم تر كردم، متوجه طعم شیرینی غلیظی شدم. اول گمان كردم شاید هنوز مقداری شكر از صبحانه روی دستم مانده باشد. اما چیزی نگذشت كه متوجه شدم ممكن نیست چنین باشد، چون در این فاصله دستانم را شسته بودم. بنابراین نتیجه گرفتم كه گرد روی دستم باید از همان ظرفی باشد كه بلور آسپارتیل فنیل آلانین متیل استر را در آن ریخته بودم. احساس كردم این استردی پپتید نباید سمّی باشد، در نتیجه كمی از آن را چشیدم و دریافتم كه همان ماده ای است كه اندكی قبل بر انگشتانم چشیده بودم.
آسپارتام برخلاف ساكارین و سیكلامات كه بدون تغییر از بدن دفع می شوند، به اسیدهای آمینه طبیعی سازنده اش تجزیه می شود، و آنها نیز به نوبه خود در مسیرهای سوخت و ساز معمولی بدن به اجزای كوچكتری شكسته می شوند. چون شلاتر این مطلب را درباره سوخت و ساز پپتیدها می دانست، آن قدر جرئت داشت كه ماده ای را كه از ظرف بیرون ریخته بود، بچشد.
درباره بی خطر بودن ساكارین و سیكامات بحث های فراوانی شده است. ساكارین بیش از 80 سال مصرف می شد بی آنكه اثر سوئی از آن مشاهده شود، اما در دهه 1970 به زیر سؤال رفت، چون در موش هایی كه مقادیر بسیار زیادی ساكارین مصرف كرده بودند، تومورهای مثانه پیدا شد. البته تحریم پیشنهادی سازمان مواد غذایی و دارویی ایالات متحده تا ارزیابی آزمایش های جانوری بیشتر به تعویق افتاد. گرچه تحریم سیكلامات در سال 1970 در ایالات متحده اجرا شد، اما این جایگزین قند هنوز در بسیاری از كشورهای دیگر عرضه می شود.
ارائه ارقام دقیق برای سنجش میزان شیرینی یك ماده كار دشواری است.بی تردید ساكارین شیرین ترین ماده ای است كه شناخته شدهاست. در مصارف عادی، نسبت شیرین كنندگی آن به سوكروز در حدود 300 به 1 است . سیكلامات در حدود 30 بار شیرین تر از سوكروز است و شیرینی آسپارم تام تقریباً 200 برابر بیشتر.
مواد شیرین كننده غیر مغذی طبیعی و صناعی دیگری به غیر از سه ماده ای كه در اینجا شرح دادیم در سراسر دنیا مصرف شده اند، اما این سه ماده در ایالات متحده بیش از همه مورد استفاده قرار گرفته اند. هر سه به طور تصادفی كشف شدند، اما شاید این نمونه های بخت یاری به اندازه بقیه شگفت آور نباشند، چون طعم ها به غیر قابل پیش بینی و ذهنی بودن مشهورند. بدان سان كه در شكل 1 دیده می شود، ساختارهای مولكولی ساكارین، سیكلامات و آسپارتام به نحو چشمگیری با یكدیگر متفاوت اند. گر چه ساكارین و سیكلامات در داشتن حلقه ای از شش اتم كربن به یكدیگر شبیه اند و هر دو یك اتم گوگرد دارند، اما آسپارتام كاملاً متفاوت است- در ساختار مولكولی آن هیچ وجه اشتراكی با دو تركیب دیگر وجود ندارد.
مواد دیگری كه به داشتن طعمی شیرین شناخته شده اند نیز انواع گوناگونی از ساختارهای مولكولی و تركیب های شیمیایی دارند. دانشمندان علوم مولكولی كاملاً به این تناقض های ظاهری در ساختار مولكولی و كار كرد فیزیولوژیك پی برده اند، و كم كم بر شناخت خود از این تفاوت ها افزوده اند. شاید در آینده در آینده نزدیك، پیشرفت چشمگیری در این زمینه صورت گیرد.
مقالات مرتبط
تفلون؛ از بمب اتمی تا درون ماهیتابه
