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纽甜在饲料中稳定性

2017-08-10 16:30阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/6335104978

摘要：纽甜属于二肽类强力甜味剂，是阿斯巴甜的衍生物，它是迄今为止世界上最甜的合成甜味剂。研究不同温度下纽甜的溶解性，与糖精钠混合后的溶解速度，结果表明温度越高，溶解越快，与糖精钠混合后，溶解速度也相应加快；应用高效液相色谱法测定纽甜在不同PH值，水溶液中及不同温度不同时间下含量变化，以考察纽甜针对不同体系和条件的稳定性。结果表明：纽甜在酸性溶液和水溶液中较稳定；纽甜在偏碱性条件下非常不稳定，40天时的保留率低于10%。纽甜在100℃以下及瞬时高温稳定性好，在100℃以上时，随着时间的增加，温度的升高，纽甜稳定性越来越弱。
关键词：纽甜，阿斯巴甜，高效液相色谱法，稳定性
纽甜（Neotame，简称NTM），学名为N-[N-（3，3-二甲基丁基）-L-a-天冬氨酸]-L-苯丙氨酸1-甲酯，是美国孟山都（Monsanto）公司和法国里昂大学合作开发的新型、高效、安全、非营养型甜味剂[1]。纽甜的结
构式见图1。
纽甜在饲料中稳定性



1 纽甜的特性研究
纽甜的甜味与阿斯巴甜相近，无苦味及其它后味，纽甜的甜度高，为蔗糖的8000-10000倍，即在5%的甜度时为蔗糖的8000倍，在2%的甜度时可达蔗糖的10000倍。纽甜有降低产品成本的特性。甜味纯正，清新自然，安全性较高；等甜度成本较阿斯巴甜低；所含的营养物质很容易被人体吸收；低能量或无能量、可供糖尿病人食用、不致龋齿、可促进双歧杆菌增殖等；不会引起蛀牙、血糖波动，是保健型食品的首选甜味剂。
1.1 纽甜的溶解度研究
纽甜是一种白色粉状结晶，含约4.5%的结晶水，熔点为80.9-83.4 ℃，25℃时NTM在水中的溶解度为12.6g /L，在乙醇中的溶解度为950g /L，大大高于阿斯巴甜在相同条件下的溶解度。以武汉华甜生物科技有限公司提供的纽甜为样品，测定纽甜在20-80℃下的溶解度，具体结果如图2：
由图2可以看出，纽甜的溶解度随着温度的升高而呈直线升高趋势。
纽甜在饲料中稳定性

1.2 纽甜与糖精钠混合的溶解性实验
NTM 结构中含有羧基和亚氨基，是两性化合物，其pKa值分别为3.03和8.08，等电点为5.5。所以NTM既可形成酸式盐，也可形成碱式盐，并可与金属形成复合物，从而改善其稳定性和其它特性[2]。酸或碱的存在能增加其水溶性，糖精钠与纽甜按不同比例添加可以将纽甜溶解浓度提高；具体结果如下：
纽甜在饲料中稳定性

由表1可以看出，纽甜与糖精钠混合后，其溶解速度可以提高。
1.3 纽甜与无水糖精钠混合的溶解性实验
纽甜在饲料中稳定性

由表2可以看出，纽甜与无水糖精钠混合后，其溶解速度也有提高。无论是糖精钠或者是无水糖精钠，都可以促进纽甜的溶解。当然纽甜的溶解速度跟温度和本身的粒度也有一定关系。
1.4 安全性
大量的研究结果表明，纽甜在体内可迅速新陈代谢。主要的代谢途径是通过人体产生的酶使甲酯水解，最后生成脱脂纽甜和甲醇。纽甜和脱酯化的纽甜通过机体的正常处理很快被排出体外，而在体内没有积蓄。动物试验所显示出的安全范围和已确认的人体安全性肯定了纽甜作为一种增甜剂和强味剂是，可安全应用于各种食品饮料中。
1.5 在动物饲料中应用
纽甜可弥补和改善饲料甜味剂，有效地遮蔽糖精的后苦，提高饲料的适口性。没有苦、涩、金属的异味;较长的后甜可掩盖糖精的苦味和金属味，改善饲料的口感特性，掩盖异味。
2 纽甜的稳定性研究
2.1 纽甜在不同PH溶液中的稳定性
2.1.1 材料与方法
纽甜，武汉华甜生物科技有限公司；Agilent 1200高效液相色谱（配紫外检测器）。
2.1.2 实验方法
纽甜标准溶液的配制
标准储备液：准确称取0.1000g纽甜标准品，加水溶解定容至100.0mL，此溶液纽甜含量为为1.00mg/mL。
标准使用液：准确称取纽甜标准储备液0，2，5，10，15，20mL于100mL容量瓶中，加水溶解定容至刻度，溶液中纽甜含量分别为0，25，50，100，150，200μｇ/mL。
纽甜的稳定性实验
2.1.3 不同PH值缓冲溶液中纽甜的稳定性
取7份１mg/mL的纽甜溶液10mL于100mL容量瓶中，分别用PH值为4，5，6，7，8，9，10的磷酸盐缓冲溶液定容至100mL，在常温下保存。每隔5，10，20，30，40天用高效液相色谱测定测定纽甜含量。
以上实验均重复一次，两次测得的平均值用于计算纽甜保留率。
2.1.4 蒸馏水溶液中纽甜的稳定性
取5份１mg/mL的纽甜溶液10mL于100mL容量瓶中，蒸馏水定容至刻度，在常温下保存。每隔10，20，30，40，50天用高效液相色谱测定测定纽甜含量。
以上实验均重复一次，两次测得的平均值用于计算纽甜保留率。
2.1.5 样品处理及结果计算
样品在进样前均需经过0.45μｍ滤膜过滤；以保留时间定性，外标标准曲线法进行定量。
2.1.6 色谱条件[4]
色谱柱：Ｃ18色谱柱，4.6mm（内径）× 100 mm（长），粒度5 µm。流动相：将3.0 g庚烷磺酸钠溶于740mL水中，加入3.8 mL三乙胺，用磷酸调整溶液pH至3.5，然后加水稀释至750mL。再加入250 mL乙腈，用磷酸调整溶液pH至3.7，过滤后备用。柱温：45℃。流速：1.5 mL/min。进样量：20 µL。检测波长：210 nm。
2.1.3 结果与分析
2.1.3.1 纽甜标准曲线
以标准系列峰面积为纵坐标，以浓度为横坐标绘制纽甜标准曲线见图3，纽甜标样色谱图见图4。
纽甜在饲料中稳定性
纽甜在饲料中稳定性



图4 纽甜标样色谱图
Fig.4 Chromatogram of neotame standard
2.1.3.2 稳定性实验的结果与分析
不同PH值缓冲溶液中纽甜的稳定性
不同PH值缓冲溶液中纽甜保留率结果见表2。
纽甜在饲料中稳定性

由表3可知，纽甜在酸性条件下的稳定性要好于碱性条件，40天周期酸性的保留率在90%左右，但在碱性环境下，纽甜不稳定，第五天PH值为10的未检出纽甜，第二十天PH值为9的未检出纽甜，到第四十天碱性溶液中的纽甜都未检出。纽甜在水中损失的一个重要途径是水解，酸碱都能催化水解反应，但碱性条件下一般水解较快，这表明实验结果是合理的。
2.1.3.3 蒸馏水溶液中纽甜的稳定性
蒸馏水溶液中纽甜的稳定性结果见表4。
纽甜在饲料中稳定性

由表4可知，纽甜在蒸馏水溶液中是比较稳定的，50天的保留率在94%以上，纽甜的水解程度是比较缓慢的。
2.2 纽甜的热稳定性实验，在40℃-140℃的温度下，通过液相检测纽甜含量的变化，从而观察纽甜在不断高温下的热稳定性。
2.2.1 实验方式：40-90℃时，纽甜溶解在40-90℃的蒸馏水溶液中，定容至100ml；100-140℃时，纽甜在100-140℃的烘箱中烘到一定时间后加乙醇溶解,蒸馏水定容。实验结果见表5。
纽甜在饲料中稳定性

由表5可知，纽甜在90℃以下含量没有变化，即纽甜可以承受90℃以内的温度，不会失去本来的甜味；纽甜在100-140℃时含量变化显著,随着温度升高，纽甜含量越来越低，甜度也越来越弱；纽甜在100℃1小时时含量开始发生变化。
4．结论
4.1 纽甜具有酸碱两性基团，酸或碱的存在均能增加其水溶性，正是由于这种特殊结构，在饲料甜味剂中加纽甜不仅可以改善饲料适口性，与糖精钠搭配还能更好的溶解。
4.2 纽甜的稳定性取决于贮存的时间，温度，氧化还原环境和酸碱度。干粉状的纽甜其化学稳定性至少有5年，而液态状纽甜的稳定性则随不同的用途而变动。在不同体系中纽甜的稳定性不同。纽甜在酸性时较稳定，40天时的保留率都在90%以上；纽甜在偏碱性条件下非常不稳定，40天时的保留率低于10%；纽甜在水溶液中时很稳定，50天时的保留率都在90%以上。为此，在纽甜的多方面应用范围内，应尽量避免在碱性条件下使用。
4.3 由热稳定性实验可以看出，纽甜在低温即40℃-90℃时，含量几乎没有变化，稳定性好，在100℃瞬时高温含量变化也不显著，1小时时纽甜含量开始降低，纽甜是不适用于100℃以上长时间加热的物质。

转自四川成都大帝汉克《DDC2016年度科研报告》部分内容有细微改动

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