استفاده از سوکرالوز یک شیرین کننده مصنوعی

سوکرالوز یکی از شیرین کننده های مصنوعی است که به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد و به طور فراگیر در منابع مختلف آب مانند فاضلاب و به طور تصادفی در آب مخزن شناسایی شده است.

همچنین گزارش شده است که برای تکنیک های مختلف تصفیه آب مداوم است. اگرچه برخی مطالعات در مورد حذف سوکرالوز توسط فرآیند اکسیداسیون پیشرفته وجود دارد، اما اطلاعات محدودی از نظر سینتیک واکنش، محصولات تبدیل و مسیر تخریب و غیره، در روند ازن زایی آن گزارش شده است. در این مطالعه، سینتیک واکنش، راندمان حذف، تأثیر pH، اسید هیومیک و کربنات در تخریب سوکرالوز توسط ازن، به طور سیستماتیک بررسی شده است.

سوکرالوز با تشکیل رادیکال OH

نتایج نشان داد که ازن سازی سوکرالوز با تشکیل رادیکال OH آغاز شد. سوکرالوز را می توان با مقدار اضافی O3 در شرایط خنثی و اساسی در آب فوق العاده خالص کاملاً از بین برد. میزان تخریب در شرایط اسیدی و در حضور کربنات و پاک کننده رادیکال OH (به عنوان مثال ترت-بوتانول) به طور قابل توجهی کاهش می یابد. اسیدیته عامل اصلی موثر در تخریب سوکرالوز بود. ثابت بودن سرعت در pH 7 در مقایسه با pH 4 در حدود ۵۰۰ برابر بیشتر بود.

اگرچه ازن سازی سوکرالوز توسط رادیکال HOH آغاز شد، هر دو OH رادیکال و O3 ممکن است در تشکیل محصولات تحول و حذف کل کربن آلی (TOC) نقش داشته باشند. محصولات مختلف استحاله، مانند آلدئیدها، اسیدهای کربوکسیلیک و محصولات احتمالی کلرید، با جزئیات شناسایی و مشخص شدند. یک مسیر تخریب اوزوناسیون سوکرالوز نیز ارائه شد.

شیرین کننده های مصنوعی به عنوان مواد افزودنی غذایی استفاده می شوند زیرا طعم شیرینی را به غذا می دهند اما کالری کمی دارند، بنابراین به عنوان شیرین کننده های غیر مغذی (NNS) نیز شناخته می شوند. هفت شیرین کننده مصنوعی مانند سوکرالوز (SUC)، ساخارین، آسپارتام، استول سولفام پتاسیم، نئوتام، استویا و عصاره لو هان گوو و غیره توسط سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA) تأیید شده اند.

سوکرالوز از نظر وزنی حدود ۶۰۰ برابر شیرین تر از ساکارز است که در بیش از ۸۰ کشور جهان و در محصولات مختلف N4000 به طور گسترده ای مورد استفاده قرار گرفته است. سالانه به ترتیب ۱۵۰۰ و ۴۰۰ تن سوکرالوز در ایالات متحده آمریکا و اروپا مصرف می شود.

ساکرالوز یک ماده پایدار در بدن انسان است. مطالعات مختلف نشان داد که SUC برای محیط و فرآیندهای تصفیه آب پایدار است. به عنوان مثال، فقط ۲۰٪ SUC در ۱۴ روز با نرخ ۱٫۴۳ نانوگرم SUC / کیلوگرم در روز در ۰٫۱ میکروگرم SUC / کیلوگرم خاک تبدیل به CO2 شد. هیچ تخریب قابل توجهی از سوکرالوز در راکتورهای بیولوژیکی هوازی یا بی هوازی پس از ۴۲-۶۲ روز وجود ندارد. و تنها ۷٫۸٪ SUC با تابش اشعه ماورا بنفش تا ۲۴ ساعت تخریب شده است.

در غلظت کلر آزاد (۰٫۱ میلی متر)، که به طور معمول در تصفیه خانه های فاضلاب اعمال می شود، فقط ۱٫۵٪ SUC در ۹۶ ساعت تخریب شده است، در حالی که ۷۹٪ SUC می تواند تخریب شود. بعلاوه، با توجه به ضریب پارتیشن اکتانول واتر سوکرالوز در فاز آبی وجود خواهد داشت و کمتر تجمع زیستی دارد. بنابراین، SUC به دلیل افزایش مصرف و ماندگاری در تصفیه آب، ممکن است با گذشت زمان در آبهای طبیعی جمع شود.

سوکرالوز ایمن

اگرچه سوکرالوز به طور کلی برای استفاده ایمن شناخته شده است، اما نگرانی از تأثیرات طولانی مدت سوکرالوز بر سلامت انسان و محیط زیست به دلیل پایداری در محیط، پایداری در فرآیندهای تصفیه، تجمع احتمالی در محیط آبزی و کاربردهای گسترده، بسیاری از تحقیقات را به خود جلب کرده است.

گزارش شده است که سوکرالوز می تواند در فتوسنتز گیاه تداخل کرده و رفتارهای تغذیه ای موجودات را تغییر دهد. بر اساس مدل رابطه فعالیت ساختار سازگار با محیط زیست (ECOSAR) توسعه یافته توسط USEPA، هنگامی که غلظت بالاتر از ۱۱۲۳ میلی گرم · L-1 باشد، سوکرالوز ممکن است باعث سمیت موجودات آبزی شود.

نتیجه گیری

در این مطالعه سینتیک ازن سازی، راندمان حذف و تأثیر pH و ماتریس آب بر تخریب سوکرالوز بررسی شد. نتایج نشان داد که SUC می تواند به طور موثر توسط ازن در pH 7 و pH 10 با ازن اضافی در آب DI حذف شود. میزان تخریب سوکرالوز، در شرایط اسیدی، و در حضور پاک کننده های رادیکال OH، اسید هیومیک و کربنات به طور قابل توجهی کاهش یافت. فقط حدود ۳۰٪ SUC وجود داشت که می تواند در pH 4 در ۳۰ دقیقه تخریب شود، در حالی که در ۱ دقیقه در pH 10 با حباب مداوم O3 در نمونه ها کاملاً برداشته شد.

اگرچه تخریب سوکرالوز عمدتا از طریق واکنش OH بود، هر دو O3 و OH ممکن است با واسطه ها واکنش نشان دهند و TP های متفاوتی از آنچه در واکنش فوتولیز گزارش شده تشکیل دهند. فرمالدئید، گلیوکسال و اسید اگزالیک اصلی ترین آلدئیدها و اسیدهای کربوکسیلیک شناسایی شده در نمونه های سوکرالوز ازن دار بودند. آلدئیدها ممکن است بیش از حد O3 اکسید شوند، در حالی که OXA در مطالعه تجمع یافته بود.