Aspartam | |
---|---|
| |
Generel | |
Systematisk navn |
N -L-a-aspartyl-L-phenylalanin 1-methylester |
Chem. formel | C14H18N2O5 _ _ _ _ _ _ _ |
Fysiske egenskaber | |
Molar masse | 294.301 g/ mol |
Massefylde | 1,347 g/cm³ |
Termiske egenskaber | |
Temperatur | |
• smeltning | 246-247°C |
Kemiske egenskaber | |
Opløselighed | |
• i vand | moderat |
Klassifikation | |
Reg. CAS nummer | 22839-47-0 |
PubChem | 134601 |
Reg. EINECS nummer | 245-261-3 |
SMIL |
[NH3+] [C@@H](CC([O-])=O)C(N[C@@H] (CC1=CC=CC=C1)C(OC)=O)=O |
InChI | InChI=1S/C14H18N2O5/c1-21-14(20)11(7-9-5-3-2-4-6-9)16-13(19)10(15)8-12(17)18/ h2-6,10-11H,7-8,15H2,1H3,(H,16,19)(H,17,18)/t10-,11-/m0/s1IAOZJIPTCAWIRG-QWRGUYRKSA-N |
Codex Alimentarius | E951 |
CHEBI | 2877 |
ChemSpider | 118630 |
Sikkerhed | |
NFPA 704 |
![]() |
Data er baseret på standardbetingelser (25 °C, 100 kPa), medmindre andet er angivet. | |
Mediefiler på Wikimedia Commons |
Aspartam ( engelsk aspartam ; L-Aspartyl-L-phenylalanine) er et kunstigt sødemiddel , der bruges som sukkererstatning og også som fødevaretilsætning E951 . Aspartam har det samme kalorieindhold som sukker , mens det har en sødme 200 gange mere end den sædvanlige saccharose. Det blev syntetiseret i 1965 og dets patent udløb i 1987 i Europa og i 1992 i USA [1] .
Aspartam er en af de mest gennemtestede fødevareingredienser [2] . Gennemgange af undersøgelser fra over 100 offentlige myndigheder har vist, at ingrediensen er sikker for menneskers sundhed ved tilstrækkelige indtagsniveauer [3] [4] [5] [6] . Fra 2018 har flere anmeldelser af randomiserede kontrollerede forsøg vist, at brugen af aspartam i stedet for sukker reducerer kalorieindtag og kropsvægt hos voksne og børn.
Aspartam blev opdaget i 1965 af James M. Schlatter, en kemiker, der arbejder for GD Searle & Company, et datterselskab af Pfizer . Schlatter syntetiserede aspartam som et mellemtrin i skabelsen af et tetrapeptid - hormonet gastrin til brug som en kandidat til anti-ulcus lægemiddel [7] . Han opdagede dens søde smag, da han slikkede en finger forurenet med aspartam [8] [9] .
I 1975 gennemgik Food and Drug Administration (FDA) 11 undersøgelser indsendt af aspartamproducenten til godkendelse som kosttilskud [10] . FDA-holdet rapporterede om "alvorlige mangler i indsendelserne" [10] . FDA søgte at autentificere de indsendte undersøgelser i forhold til understøttende data. I 1979 konkluderede Center for Fødevaresikkerhed og Anvendt Ernæring at fordi mange af problemerne med aspartamundersøgelser var mindre og ikke påvirkede konklusionerne, kunne undersøgelserne bruges til at vurdere sikkerheden ved aspartam [10] .
I 1980 indkaldte FDA en offentlig undersøgelseskommission, sammensat af uafhængige konsulenter, som havde til opgave at undersøge den påståede sammenhæng mellem aspartam og hjernekræft. Rådet konkluderede, at aspartam ikke forårsagede hjerneskade, men anbefalede fra at godkende aspartam som et kosttilskud, med henvisning til ubesvarede spørgsmål om kræft hos laboratorierotter [10] .
I 1983 godkendte FDA brugen af aspartam i kulsyreholdige drikkevarer, og i 1993 i andre drikkevarer, bagværk og konfekture [3] . I 1996 ophævede FDA alle restriktioner for aspartam, hvilket tillod det at blive brugt i alle fødevarer [3] [11] .
Adskillige EU-lande godkendte aspartam i 1980'erne, og i 1994 blev det godkendt i hele Den Europæiske Union [12] . Den Europæiske Fødevaresikkerhedsautoritet (EFSA) gennemgik efterfølgende sikkerhedsundersøgelser og godkendte efterfølgende aspartam som en sikker fødevareingrediens i 2002 [12] . I 2006 revurderede EFSA en række undersøgelser om aspartam, og erklærede igen aspartam for et sikkert kosttilskud [12] [13] .
Aspartam er cirka 180-200 gange sødere end saccharose ( bordsukker ), lugter ikke og er meget opløseligt i vand. På trods af at dette sødemiddel ligesom kulhydrater og proteiner har et kalorieindhold på 4 kcal /g, skal der en så lille mængde aspartam til for at skabe en sød smag, at dets kalorieindhold kan sidestilles til nul [4] . Smagen af aspartam og andre kunstige sødestoffer adskiller sig fra spisesukker i varigheden af sødme og tid til sødme, selvom aspartam i smagsegenskaber kommer tættest på sukker blandt andre godkendte kunstige sødestoffer (efter sucralose ) [2] . Aspartam blandes ofte med andre kunstige sødestoffer såsom acesulfamkalium for en generel smag mere som sukker [14] .
Som mange andre peptider kan aspartam hydrolysere (nedbrydes) til dets aminosyrer under forhold med forhøjet temperatur eller høj pH . Denne proces gør aspartam uønsket som sødemiddel til bagværk og produkter med høj pH-værdi, der er udsat for nedbrydning. Aspartams varmestabilitet kan til en vis grad forbedres ved at tilføje det til fedtstoffer eller maltodextrin . Stabiliteten ved opløsning i vand er markant afhængig af pH. Ved stuetemperatur er aspartam mest stabilt ved pH 4,3, hvor dets halveringstid er næsten 300 dage. Ved pH 7 er dens halveringstid dog kun et par dage. De fleste læskedrikke har en pH på 3 til 5, hvor aspartam er ret stabilt og ikke nedbrydes og derved mister sødme. I produkter, der kan kræve længere holdbarhed, såsom sodavandsirupper, blandes aspartam nogle gange med et mere stabilt sødemiddel såsom saccharin [15] .
En beskrivende metode til opløsninger indeholdende aspartam rapporterer en sød eftersmag samt en bitter og ubehagelig eftersmag [16] . I produkter som pulveriserede drikkevarer kan aminen i aspartam reagere Maillard med aldehydgrupper i nogle aromatiske forbindelser. Det efterfølgende tab af både smag og sødme kan forhindres ved at beskytte aldehydet som en acetal [16] .
Aspartam er tilgængelig under en række mærkenavne, både alene og i blandinger af sødestoffer . Aspartam er det næstmest populære sødemiddel og findes i en lang række mad- og drikkevarer, herunder læskedrikke, varm chokolade, tyggegummi, slik, yoghurt, vitaminer, hostedråber og meget mere. Kommercielle navne: Sweetly, Slastilin, Nutrisvit [17] , Shugafri.
Det fås også i form af tabletter (1 tablet svarer til 3,2 g sukker med hensyn til sødme) og bruges til diabetes mellitus , fedme og andre sygdomme, der kræver begrænsning eller udelukkelse af sukkerforbrug [18] .
Den menneskelige opfattede sødme af aspartam (og andre søde stoffer såsom acesulfamkalium ) hos mennesker skyldes dets binding til heterodimere G - protein koblede receptorer TAS1R2 og TAS1R3 [19] . Aspartam genkendes ikke af gnavere på grund af forskelle i smagsløg [20] .
Aspartam hydrolyseres hurtigt i tyndtarmen . Selv når meget høje doser af aspartam (mere end 200 mg/kg) indtages, påvises aspartam ikke i blodet på grund af dets hurtige halveringstid [4] . Ved indtagelse nedbrydes aspartam til restkomponenter, herunder asparaginsyre , phenylalanin , methanol [21] og andre nedbrydningsprodukter, herunder formaldehyd og myresyre [22] . Menneskelige undersøgelser viser, at myresyre elimineres fra kroppen hurtigere, end den dannes efter indtagelse af aspartam. I nogle frugtjuicer kan der findes højere koncentrationer af methanol end den mængde, der produceres af aspartam i kulsyreholdige drikkevarer [23] .
De vigtigste nedbrydningsprodukter af aspartam er dets cykliske dipeptid (i form af 2,5-diketopiperazin), ikke-esterificeret dipeptid (aspartylphenylalanin) og dets bestanddele: phenylalanin [24] , asparaginsyre [23] og methanol [ 25] . Ved 180 °C nedbrydes aspartam og danner et derivat af 2,5-diketopiperazin [26] .
AsparaginsyreAsparaginsyre (aspartat) er en af de mest udbredte aminosyrer i den normale kost. Som med methanol og phenylalanin er indtaget af asparaginsyre fra aspartam væsentligt mindre, end man ville forvente fra andre kostkilder. Ved den 90. percentil af indtag giver aspartam kun 1% til 2% af det daglige indtag af asparaginsyre. Tidlige forslag blev fremsat, at aspartam, når det kombineres med andre aminosyrer såsom glutamat , kunne føre til excitotoksicitet , beskadige hjernen og nervecellerne [27] [28] . Kliniske undersøgelser har dog ikke vist tegn på neurotoksicitet [2] og metaboliske undersøgelser tyder på, at det ikke er muligt at opnå tilstrækkelige mængder af asparaginsyre og glutamat fra mad og drikke til niveauer, der forventes at være toksiske [5] .
MethanolSom følge af stofskiftet omdannes 10% (i massevis) af aspartam til methanol, som som følge af aspartammetabolisme absorberes og hurtigt omdannes til formaldehyd og derefter fuldstændigt oxideret til myresyre. Metanolen fra aspartam udgør næppe en sundhedsrisiko af flere årsager. For det første indeholder frugtjuice og citrusfrugter methanol, som findes i naturen i meget større mængder; for det andet er der andre fødevarekilder til methanol, såsom fermenterede drikkevarer, og mængden af methanol opnået fra fødevarer og drikkevarer sødet med aspartam er væsentligt mindre end fra naturlige fødevarer og drikkevarer [2] .
Som følge af for eksempel at drikke 1 liter af en drik sødet med aspartam (udbytte 56-60 mg methanol pr. liter), kommer der mindre methanol ind i kroppen, end når man drikker naturlig juice (op til 160 mg pr. liter). Indholdet af methanol i juice varierer afhængigt af mange faktorer, forskellige undersøgelser har vist indholdet på 1-43 mg/l, 10-80 mg/l, 12-640 mg/l; det gennemsnitlige indhold anses for at være 140 mg/l [2] .
Ud over at være direkte opnået fra fødevarer, hovedsageligt fra friske grøntsager, frugter og juice, dannes methanol også i menneskekroppen som følge af metabolisme (især fra frugtpektin ), for eksempel metaboliseres 142 mg endogen methanol fra en liter tomatjuice (ud over 159 mg indeholdt i denne juice oprindeligt). I gennemsnit dannes der 0,4-1,4 g endogen methanol om dagen i menneskekroppen [29] [30] [31] .
Indtagelse af aspartam i doser på op til 34 mg pr. kg kropsvægt (en gang) eller 70 mg/kg (i 8 doser) førte ikke til forekomsten af methanol i blodet ved påviselige koncentrationer [29] .
Aspartam er en methylester af naturlige aminosyrer: L - asparaginsyre og L - phenylalanin [32] . Under stærkt sure eller basiske forhold kan aspartam danne methanol ved hydrolyse . Under mere stringente betingelser hydrolyseres peptidbindinger også, hvilket resulterer i dannelsen af frie aminosyrer [33] .
Selvom kendte aspekter af syntesen af aspartam er beskyttet af patenter, er mange detaljer i syntesen proprietære [2] . Der er i øjeblikket to tilgange til syntese af aspartam til kommercielle formål. I kemisk syntese kombineres to carboxylgrupper af asparaginsyre til et anhydrid , og aminogruppen er en beskyttet formylgruppe . Phenylalanin omdannes til dets methylester og kombineres med N-formylasparaginsyreanhydrid; derefter fjernes den beskyttede gruppe ved syrehydrolyse . En ulempe ved denne metode er, at den bittersmagende β-form kan dannes, når den forkerte carboxylgruppe fra asparaginsyreanhydrid binder til phenylalanin, hvor den ønskede og uønskede isomer dannes i forholdet 4:1 [34] .
En anden tilgang bruger et enzym fra Bacillus thermoproteolyticus til at katalysere kondenseringen af kemisk ændrede aminosyrer, hvilket vil give høje udbytter uden β-form biproduktet, og dermed producere den perfekte smag af aspartam. Denne metode blev ikke tidligere brugt kommercielt, fordi den gav lave udbytter. Metoder til direkte produktion af aspartylphenylalanin ved hjælp af enzymatiske midler efterfulgt af kemisk methylering er også blevet afprøvet, men anvendes i øjeblikket ikke i industriel produktion [35] .
Aspartams sikkerhed er blevet undersøgt siden dets opdagelse [36] og er en af de mest gennemtestede fødevareingredienser [2] . Et stort antal toksikologiske og kliniske undersøgelser af aspartam bekræfter dets uskadelighed, hvis den daglige dosis ikke overstiger 50 mg pr. kg kropsvægt. Aspartam er anerkendt som et sikkert sødemiddel og fødevaretilsætningsstof til menneskers sundhed af mere end 100 regulerende myndigheder i deres lande, herunder Food and Drug Administration (FDA) [3] , British Food Standards Agency [37] , det europæiske Food Safety Agency (EFSA) [12] , Health Canada [38] og Food Standards Australia og New Zealand [6] .
I betragtning af det store antal undersøgelser af sikkerheden af aspartam, herunder fem tidligere negative langsigtede carcinogenicitetsundersøgelser, et nyligt offentliggjort stort epidemiologisk studie med en negativ sammenhæng mellem aspartambrug og tumordannelse, og en serie på tre undersøgelser, der var negative i transgene mus, FDA ser ingen grund til at ændre sin tidligere konklusion om, at aspartam er sikkert som et almindeligt fødevaresødestof.
Originaltekst (engelsk)[ Visskjule] I betragtning af resultaterne fra det store antal undersøgelser af aspartams sikkerhed, herunder fem tidligere udførte negative kroniske carcinogenicitetsundersøgelser, et nyligt rapporteret stort epidemiologisk studie med negative sammenhænge mellem brugen af aspartam og forekomsten af tumorer, og negative fund fra en serie af tre transgene museassays, finder FDA ingen grund til at ændre sin tidligere konklusion om, at aspartam er sikkert som et generelt sødemiddel i fødevarer. — FDA-erklæring om europæisk aspartamundersøgelse. CFSAN/Office of Food Additive Safety. 20. april 2007I 2015 blev resultaterne af en dobbeltblind, randomiseret , placebokontrolleret undersøgelse udført i Storbritannien offentliggjort. 48 personer, der angiveligt havde aspartamfølsomhed, blev sammenlignet med 48 personer af samme alder og køn, som ikke var følsomme over for aspartam. I syv dage spiste nogle af dem et mellemmåltid indeholdende 100 mg aspartam, mens andre spiste et mellemmåltid uden aspartam. Forsøgspersonerne blev ikke informeret om, hvorvidt de fik placebo eller aspartam. Forsøgspersonerne blev vurderet på 14 symptomer, biokemiske og metaboliske målinger blev taget. Ingen psykologiske eller metaboliske tegn på en akut bivirkning af aspartam kunne findes [39] .
Fra 2017 har gennemgange af kliniske forsøg vist, at brugen af aspartam (eller andre ikke-ernæringsmæssige sødestoffer) i stedet for sukker reducerer kalorieindtag og kropsvægt hos voksne og børn [40] [41] [42] .
En gennemgang fra 2017 af de metaboliske virkninger af aspartam viste, at det ikke påvirkede blodsukker , insulin , totalt kolesterol , triglycerider , kalorieindtag eller kropsvægt . Højdensitetslipoproteinniveauer var imidlertid højere sammenlignet med dem, der ikke indtog aspartam, men lavere blandt dem, der indtog saccharose [43] .
PhenylalaninHøje niveauer af den naturligt forekommende essentielle aminosyre phenylalanin udgør en sundhedsrisiko for dem, der er født med phenylketonuri , en sjælden arvelig lidelse, der forhindrer korrekt metabolisme af phenylalanin [44] . Da aspartam indeholder en lille mængde phenylalanin, skal produkter, der indeholder aspartam i mange lande, herunder Rusland, mærkes: ”Indeholder en kilde til phenylalanin. Kontraindiceret til patienter med phenylketonuri” på etiketten [45] .
Phenylalanin er en af de essentielle aminosyrer og er essentiel for normal vækst og vedligeholdelse af menneskeliv [44] . Bekymringer om sikkerheden af phenylalanin fra aspartam for personer uden phenylketonuri skyldes hovedsageligt hypotetiske ændringer i neurotransmitterniveauer samt forholdet mellem neurotransmittere i blodet og hjernen, hvilket kan føre til neurologiske symptomer. Talrige gennemgange af den videnskabelige litteratur har ikke fundet konsistente resultater, der understøtter sådanne bekymringer [36] [5] , og selvom højdosis aspartamforbrug kan have nogle biokemiske virkninger, er disse virkninger ikke observeret i toksicitetsundersøgelser, hvilket tyder på, at aspartam kan påvirke negativt funktion neuroner [44] . Som med methanol og asparaginsyre resulterer naturlige fødevarer i en typisk kost, såsom mælk, kød og frugt, i betydeligt mere phenylalanin-indtagelse, end man ville forvente ved indtagelse af aspartam [5] .
KræftTalrige anmeldelser har ikke fundet nogen sammenhæng mellem aspartam og cancer [4] [5] [46] [47] . Denne holdning støttes af adskillige reguleringsorganer såsom FDA [48] og EFSA [12] samt videnskabelige organisationer såsom US National Cancer Institute [49] . EFSA, FDA og US National Cancer Institute udtaler, at aspartam er sikkert til konsum [3] [13] .
NeurotoksicitetLitteraturgennemgange har ikke fundet bevis for, at tilstrækkelige doser af aspartam kan føre til neurotoksiske effekter [4] [5] [5] [50] . En gennemgang af undersøgelser udført hos børn afslørede ikke nogen signifikante sikkerhedsfund for neuropsykiatriske tilstande såsom panikanfald , cyklotymi , hallucinationer , ADHD eller anfald ved brug af aspartam [51] .
HovedpineHovedpine er det mest almindelige symptom rapporteret af forbrugere [4] . Mens en lille anmeldelse bemærker, at aspartam sandsynligvis er en af mange diætetiske migræne -triggere , er en liste, der inkluderer "ost, chokolade, citrusfrugter, hotdogs, mononatriumglutamat, aspartam, fed mad, is, afvisning fra koffein og alkoholholdige drikkevarer, især rødvin og øl” [52] , andre anmeldelser har bemærket modstridende undersøgelser om hovedpine [4] [53] , og de fleste undersøgelser mangler beviser eller referencer til at understøtte denne påstand [4] [54] .
Som de fleste kosttilskud blev der inden godkendelse til brug af aspartam etableret et acceptabelt dagligt indtag (ADI), som defineres som "mængden af et kosttilskud, udtrykt i kropsvægt, der kan indtages dagligt i løbet af livet uden nogen risiko for helbredet” [55] . FAO/WHO Joint Expert Committee on Food Additives (JECFA) og European Food Safety Authority (EFSA) har på baggrund af undersøgelser fastslået, at niveauet af ingen tilsyneladende bivirkninger (NOA) af aspartam er 400 mg/kg kropsvægt, mens mens Food and Drug Administration definerede en NOEL på henholdsvis 500 mg/kg. Fordi det acceptable daglige indtag (ADI) er en sikkerhedsmargin på 100 gange [56] , er ADI for aspartam 40 mg/kg (ifølge JECFA og EFSA) og 50 mg/kg (ifølge FDA) af kropsvægt, henholdsvis [49] .
Gennemgangene analyserede undersøgelser, der undersøgte aspartamforbrug i lande rundt om i verden, herunder USA, europæiske lande og Australien, blandt andre. Disse undersøgelser har vist, at selv de høje niveauer af aspartamindtag, der er undersøgt i mange lande og ved forskellige metoder til måling af aspartamindtag, ligger et godt stykke under ADI-niveauer [5] [57] . Anmeldelser har også fundet, at populationer, der anses for at være særligt høje aspartambrugere, såsom børn og diabetikere, er under ADI for sikkert forbrug, selv efter at have taget højde for worst-case forbrugsberegninger [5] [57] .
I en rapport offentliggjort den 10. december 2013 sagde EFSA, at efter omhyggelig gennemgang af beviserne, havde den udelukket "den potentielle risiko for, at aspartam kunne beskadige gener og forårsage kræft" og anså mængden i diætsodavand for sikker at indtage [58] .
Under handelsnavnene Sweetly, Slastilin, Nutrisweet og Shugafri findes aspartam i cirka 6.000 forbrugerfødevarer og drikkevarer, der sælges på verdensplan, inklusive (men ikke begrænset til): læskedrikke , instant morgenmadsprodukter , hårde slik , korn, sukkerfri tygning gummier , kakaoblandinger , frosne desserter , juice , afføringsmidler , multivitaminer , mælkedrikke , lægemidler og kosttilskud , cocktailblandinger , sødestoffer , te , instant kaffe , konfekturekrummer , vinkølere og yoghurt . I nogle lande serveres det som et krydderi til bordet. Aspartam er mindre egnet til bagning end andre sødemidler, fordi det nedbrydes ved opvarmning og mister meget af sin sødme [59] [60] .
Aspartam produceres i forskellige regioner: Kina, EU, Japan, Korea, USA. Mængden af verdensproduktion for 2003 er 13,2 tusinde tons, omkring 528 millioner euro. Det meste af efterspørgslen er fra USA [61] .
I 1985 købte Monsanto GD Searle [62] , og aspartamvirksomheden blev et separat Monsanto-datterselskab, NutraSweet Company . I marts 2000 solgte Monsanto det til JW Childs Equity Partners II LP [63] . Europæiske patenter for brugen af aspartam udløb i 1987 [64] og det amerikanske patent udløb i 1992. Virksomheden har siden konkurreret om markedsandele med andre producenter, herunder Ajinomoto , Merisant og Holland Sweetener Company.
Mange aspekter af den industrielle syntese af aspartam blev skabt af Ajinomoto [2] . I 2004 havde aspartammarkedet, hvor Ajinomoto var placeret, en andel på 40 procent på 14.000 tons om året, og forbruget af produktet voksede med 2 procent om året [65] . Ajinomoto købte sin aspartamforretning i 2000 fra Monsanto for 67 millioner dollars [66] .
I 2008 sagsøgte Ajinomoto den britiske supermarkedskæde Asda , en del af Walmart , for ondsindet at have misrepræsenteret sit aspartamprodukt, da stoffet blev opført som fjernet fra kædens produktlinje sammen med andre "grimme ting". I juli 2009 dømte en britisk domstol til fordel for Asda [67] . I juni 2010 omstødte en appeldomstol denne afgørelse og tillod Ajinomoto at sagsøge Asda for at beskytte aspartams omdømme [68] . Asda udtalte, at det ville fortsætte med at bruge udtrykket "ikke-grimt" i sine egne mærkeprodukter [69] , men retssagen blev afgjort i 2011, da Asda besluttede at fjerne henvisninger til aspartam fra sin emballage [68] .
I november 2009 annoncerede Ajinomoto et nyt mærke for sit aspartambaserede sødemiddel, AminoSweet [70] .
![]() | |
---|---|
I bibliografiske kataloger |
|
Kosttilskud | |
---|---|
|