aspartam | |
---|---|
| |
Všeobecné | |
Systematický název |
1-methylester N- L-a-aspartyl-L-fenylalaninu |
Chem. vzorec | C14H18N2O5 _ _ _ _ _ _ _ |
Fyzikální vlastnosti | |
Molární hmotnost | 294,301 g/ mol |
Hustota | 1,347 g/cm³ |
Tepelné vlastnosti | |
Teplota | |
• tání | 246-247 °C |
Chemické vlastnosti | |
Rozpustnost | |
• ve vodě | mírný |
Klasifikace | |
Reg. Číslo CAS | 22839-47-0 |
PubChem | 134601 |
Reg. číslo EINECS | 245-261-3 |
ÚSMĚVY |
[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 |
Bezpečnost | |
NFPA 704 |
![]() |
Údaje jsou založeny na standardních podmínkách (25 °C, 100 kPa), pokud není uvedeno jinak. | |
Mediální soubory na Wikimedia Commons |
Aspartam ( anglicky aspartam ; L-Aspartyl-L-fenylalanin) je umělé sladidlo používané jako náhražka cukru a také jako potravinářská přísada E951 . Aspartam má stejný obsah kalorií jako cukr , přičemž má 200krát vyšší sladkost než obvyklá sacharóza. Byl syntetizován v roce 1965 a jeho patent vypršel v roce 1987 v Evropě a v roce 1992 v USA [1] .
Aspartam je jednou z nejdůkladněji testovaných složek potravin [2] . Recenze studií více než 100 vládních regulačních agentur prokázaly, že složka je bezpečná pro lidské zdraví při adekvátních úrovních příjmu [3] [4] [5] [6] . Od roku 2018 několik přehledů randomizovaných kontrolovaných studií ukázalo, že používání aspartamu místo cukru snižuje příjem kalorií a tělesnou hmotnost u dospělých a dětí.
Aspartam objevil v roce 1965 James M. Schlatter, chemik pracující pro GD Searle & Company, dceřinou společnost Pfizer . Schlatter syntetizoval aspartam jako mezistupeň při tvorbě tetrapeptidu – hormonu gastrinu pro použití jako kandidáta na lék proti vředům [7] . Jeho sladkou chuť objevil, když si olízl prst kontaminovaný aspartamem [8] [9] .
V roce 1975 Food and Drug Administration (FDA) přezkoumal 11 studií předložených výrobcem aspartamu ke schválení jako doplněk stravy [10] . Tým FDA hlásil „vážné nedostatky v podáních“ [10] . FDA se snažila ověřit předložené studie proti podpůrným údajům. V roce 1979 Centrum pro bezpečnost potravin a aplikovanou výživu dospělo k závěru, že vzhledem k tomu, že mnoho problémů se studiemi aspartamu bylo malých a neovlivnilo závěry, mohly být studie použity k posouzení bezpečnosti aspartamu [10] .
V roce 1980 FDA svolal veřejnou radu pro vyšetřování, složenou z nezávislých konzultantů, která měla za úkol prozkoumat údajnou souvislost mezi aspartamem a rakovinou mozku. Rada dospěla k závěru, že aspartam nezpůsobuje poškození mozku, ale doporučil neschválit aspartam jako doplněk stravy s odkazem na nezodpovězené otázky o rakovině u laboratorních potkanů [10] .
V roce 1983 FDA schválil použití aspartamu v sycených nápojích a v roce 1993 v jiných nápojích, pečivu a cukrovinkách [3] . V roce 1996 FDA zrušila všechna omezení týkající se aspartamu a umožnila jeho použití ve všech potravinách [3] [11] .
Několik zemí Evropské unie schválilo aspartam v 80. letech a v roce 1994 byl schválen v celé Evropské unii [12] . Evropský úřad pro bezpečnost potravin (EFSA) přezkoumal následné studie bezpečnosti a následně v roce 2002 schválil aspartam jako bezpečnou složku potravin [12] . V roce 2006 EFSA znovu přezkoumal řadu studií o aspartamu a znovu prohlásil aspartam za bezpečný doplněk stravy [12] [13] .
Aspartam je přibližně 180-200krát sladší než sacharóza (stolní cukr ), nemá žádný zápach a je vysoce rozpustný ve vodě. Navzdory skutečnosti, že toto sladidlo, stejně jako sacharidy a bílkoviny , má obsah kalorií 4 kcal / g, je k vytvoření sladké chuti potřeba tak malé množství aspartamu, že jeho obsah kalorií lze vyrovnat nule [4] . Chuť aspartamu a dalších umělých sladidel se od chuti stolního cukru liší délkou trvání sladkosti a dobou dosládnutí, i když aspartam se chuťovými vlastnostmi nejvíce blíží cukru mezi ostatními schválenými umělými sladidly (po sukralóze ) [2] . Aspartam se často mísí s jinými umělými sladidly, jako je acesulfam draselný pro celkovou chuť připomínající cukr [14] .
Stejně jako mnoho jiných peptidů může aspartam hydrolyzovat (rozkládat se) na své základní aminokyseliny za podmínek zvýšené teploty nebo vysokého pH . Tento proces činí aspartam nežádoucím jako sladidlo pro pečivo a produkty s vysokým pH náchylné k degradaci. Tepelnou stabilitu aspartamu lze do určité míry zlepšit přidáním do tuků nebo maltodextrinu . Stabilita při rozpuštění ve vodě je výrazně závislá na pH. Při pokojové teplotě je aspartam nejstabilnější při pH 4,3, kde je jeho poločas rozpadu téměř 300 dní. Při pH 7 je však jeho poločas rozpadu jen několik dní. Většina nealkoholických nápojů má pH 3 až 5, kde je aspartam poměrně stabilní a nerozkládá se, čímž ztrácí sladkost. V produktech, které mohou vyžadovat delší trvanlivost, jako jsou sodové sirupy, se aspartam někdy míchá se stabilnějším sladidlem, jako je sacharin [15] .
Popisná metoda pro roztoky obsahující aspartam uvádí sladkou pachuť i hořkou a nepříjemnou pachuť [16] . V produktech, jako jsou nápoje v prášku, může amin v aspartamu reagovat Maillard s aldehydovými skupinami přítomnými v některých aromatických sloučeninách. Následné ztrátě chuti i sladkosti lze zabránit ochranou aldehydu jako acetalu [16] .
Aspartam je dostupný pod různými značkami, a to jak samotný, tak ve směsích sladidel . Aspartam je druhé nejoblíbenější sladidlo a nachází se v široké škále potravin a nápojů, včetně nealkoholických nápojů, horké čokolády, žvýkaček, bonbonů, jogurtů, vitamínů, kapek proti kašli a dalších. Obchodní názvy: Sweetly, Slastilin, Nutrisvit [17] , Shugafri.
Je k dispozici také ve formě tablet (1 tableta odpovídá 3,2 g cukru z hlediska sladkosti) a používá se při diabetes mellitus , obezitě a dalších onemocněních vyžadujících omezení nebo vyloučení konzumace cukru [18] .
Lidmi vnímaná sladkost aspartamu (a dalších sladkých látek, jako je acesulfam draselný ) u lidí je způsobena jeho vazbou na heterodimerní receptory spojené s G -proteinem TAS1R2 a TAS1R3 [19] . Aspartam hlodavci nerozpoznají kvůli rozdílům v chuťových pohárcích [20] .
Aspartam je rychle hydrolyzován v tenkém střevě . I při požití velmi vysokých dávek aspartamu (více než 200 mg/kg) není aspartam v krvi detekován kvůli jeho rychlému poločasu [4] . Při požití se aspartam rozkládá na zbytkové složky včetně kyseliny asparagové , fenylalaninu , methanolu [21] a dalších degradačních produktů včetně formaldehydu a kyseliny mravenčí [22] . Studie na lidech ukazují, že kyselina mravenčí se z těla vylučuje rychleji, než se tvoří po požití aspartamu. V některých ovocných šťávách lze nalézt vyšší koncentrace metanolu, než je množství vyrobené z aspartamu v sycených nápojích [23] .
Hlavními produkty rozkladu aspartamu jsou jeho cyklický dipeptid (ve formě 2,5-diketopiperazinu), neesterifikovaný dipeptid (aspartylfenylalanin) a jeho složky: fenylalanin [24] , kyselina asparagová [23] a methanol [ 25] . Při 180 °C se aspartam rozkládá za vzniku derivátu 2,5-diketopiperazinu [26] .
Kyselina asparagováKyselina asparagová (aspartát) je jednou z nejvíce zastoupených aminokyselin v běžné stravě. Stejně jako u metanolu a fenylalaninu je příjem kyseliny asparagové z aspartamu výrazně nižší, než by se dalo očekávat z jiných zdrojů potravy. Při 90. percentilu příjmu poskytuje aspartam pouze 1 % až 2 % denního příjmu kyseliny asparagové. Byly učiněny první návrhy, že aspartam v kombinaci s jinými aminokyselinami, jako je glutamát , by mohl vést k excitotoxicitě , poškozující mozek a nervové buňky [27] [28] . Klinické studie však neprokázaly neurotoxicitu [2] a metabolické studie naznačují, že není možné získat dostatečné množství kyseliny asparagové a glutamátu z jídla a pití na úrovně očekávané jako toxické [5] .
MetanolV důsledku metabolismu se 10% (hmot.) aspartamu přemění na metanol, který se v důsledku metabolismu aspartamu absorbuje a rychle přemění na formaldehyd a poté zcela oxiduje na kyselinu mravenčí. Metanol z aspartamu pravděpodobně nepředstavuje zdravotní riziko z několika důvodů. Za prvé, ovocné šťávy a citrusové plody obsahují metanol, který se v přírodě nachází v mnohem větším množství; za druhé existují další potravinové zdroje metanolu, jako jsou fermentované nápoje, a množství metanolu získaného z potravin a nápojů slazených aspartamem je výrazně menší než z přírodních potravin a nápojů [2] .
Například v důsledku vypití 1 litru nápoje slazeného aspartamem (výtěžek 56-60 mg metanolu na litr) se do těla dostává méně metanolu než při pití přírodní šťávy (až 160 mg na litr). Obsah metanolu ve šťávách se liší v závislosti na mnoha faktorech, různé studie prokázaly obsah 1-43 mg/l, 10-80 mg/l, 12-640 mg/l; za průměrný obsah se považuje 140 mg/l [2] .
Kromě toho, že se metanol získává přímo z potravy, především z čerstvé zeleniny, ovoce a šťáv, vzniká v lidském těle také metabolismem (zejména z ovocného pektinu ), např. 142 mg endogenního metanolu se metabolizuje z litr rajčatové šťávy (kromě 159 mg původně obsažených v této šťávě). V lidském těle se v průměru tvoří 0,4–1,4 g endogenního metanolu denně [29] [30] [31] .
Užívání aspartamu v dávkách do 34 mg na kilogram tělesné hmotnosti (jednorázově) nebo 70 mg/kg (v 8 dávkách) nevedlo k výskytu metanolu v krvi v detekovatelných koncentracích [29] .
Aspartam je methylester přírodních aminokyselin: kyselina L - asparagová a L- fenylalanin [32] . Za silně kyselých nebo zásaditých podmínek může aspartam tvořit methanol hydrolýzou . Za přísnějších podmínek dochází také k hydrolýze peptidových vazeb , což má za následek tvorbu volných aminokyselin [33] .
Ačkoli jsou známé aspekty syntézy aspartamu chráněny patenty, mnoho podrobností o syntéze je chráněno [2] . V současnosti existují dva přístupy k syntéze aspartamu pro komerční účely. Při chemické syntéze se dvě karboxylové skupiny kyseliny asparagové spojí do anhydridu a aminoskupina je chráněná formylová skupina. . Fenylalanin se převede na svůj methylester a spojí se s anhydridem kyseliny N-formylasparagové; potom se chráněná skupina odstraní kyselou hydrolýzou . Nevýhodou této metody je skutečnost, že hořce chutnající β-forma může vzniknout, když se nesprávná karboxylová skupina z anhydridu kyseliny asparagové naváže na fenylalanin, přičemž požadovaný a nežádoucí izomer vznikne v poměru 4:1 [34] .
Jiný přístup využívá enzym z Bacillus thermoproteolyticus ke katalýze kondenzace chemicky změněných aminokyselin, což poskytne vysoké výtěžky bez β-formy vedlejšího produktu, čímž vznikne dokonalá chuť aspartamu. Tato metoda nebyla dříve komerčně používána, protože poskytovala nízké výtěžky. Byly také vyzkoušeny způsoby přímé výroby aspartylfenylalaninu enzymatickou cestou s následnou chemickou methylací, ale v současné době se v průmyslové výrobě nepoužívají [35] .
Bezpečnost aspartamu byla studována od jeho objevení [36] a je jednou z nejdůkladněji testovaných složek potravin [2] . Velké množství toxikologických a klinických studií aspartamu potvrzuje jeho neškodnost, pokud denní dávka nepřesahuje 50 mg na kilogram tělesné hmotnosti. Aspartam je uznáván jako bezpečné sladidlo a potravinářská přídatná látka pro lidské zdraví více než 100 regulačními orgány ve svých zemích, včetně Food and Drug Administration (FDA) [3] , British Food Standards Agency [37] , Evropské Agentura pro bezpečnost potravin (EFSA) [12] , Health Canada [38] a Food Standards Austrálie a Nový Zéland [6] .
Vzhledem k velkému počtu studií o bezpečnosti aspartamu, včetně pěti předchozích negativních dlouhodobých studií karcinogenity, nedávno publikované velké epidemiologické studii s negativní souvislostí mezi užíváním aspartamu a tumorigenezí a sérii tří negativních studií u transgenních myší, FDA nevidí důvod měnit svůj předchozí závěr, že aspartam je bezpečný jako univerzální potravinářské sladidlo.
Původní text (anglicky)[ zobrazitskrýt] S ohledem na výsledky velkého počtu studií o bezpečnosti aspartamu, včetně pěti dříve provedených negativních studií chronické karcinogenity, nedávno hlášené velké epidemiologické studie s negativními souvislostmi mezi užíváním aspartamu a výskytem nádorů a negativních zjištění ze série tří transgenních testy na myších, FDA nenachází žádný důvod měnit svůj předchozí závěr, že aspartam je bezpečný jako univerzální sladidlo v potravinách. — Prohlášení FDA o evropské studii o aspartamu. CFSAN/Úřad pro bezpečnost potravinářských přídatných látek. 20. dubna 2007V roce 2015 byly zveřejněny výsledky dvojitě zaslepené, randomizované , placebem kontrolované studie provedené ve Spojeném království. 48 lidí, kteří údajně měli citlivost na aspartam, bylo porovnáno se 48 lidmi stejného věku a pohlaví, kteří na aspartam nebyli citliví. Někteří z nich po sedm dní jedli svačinu obsahující 100 mg aspartamu, zatímco jiní jedli svačinu bez aspartamu. Subjekty nebyly informovány, zda dostávají placebo nebo aspartam. U subjektů bylo hodnoceno 14 symptomů, byla provedena biochemická a metabolická měření. Nebyly nalezeny žádné psychologické nebo metabolické známky akutní nežádoucí reakce na aspartam [39] .
Od roku 2017 recenze klinických studií prokázaly, že používání aspartamu (nebo jiných nenutričních sladidel) místo cukru snižuje příjem kalorií a tělesnou hmotnost u dospělých a dětí [40] [41] [42] .
Přezkum metabolických účinků aspartamu z roku 2017 zjistil, že neovlivňuje glykémii , inzulín , celkový cholesterol , triglyceridy , příjem kalorií ani tělesnou hmotnost . Hladiny lipoproteinů s vysokou hustotou však byly vyšší ve srovnání s těmi, kteří nekonzumovali aspartam, ale nižší u těch, kteří konzumovali sacharózu [43] .
FenylalaninVysoké hladiny přirozeně se vyskytující esenciální aminokyseliny fenylalaninu představují zdravotní riziko pro osoby narozené s fenylketonurií , vzácnou dědičnou poruchou, která brání správnému metabolismu fenylalaninu [44] . Vzhledem k tomu, že aspartam obsahuje malé množství fenylalaninu, v mnoha zemích včetně Ruska musí být výrobky obsahující aspartam označeny: „Obsahuje zdroj fenylalaninu. Kontraindikováno u pacientů s fenylketonurií“ na štítku [45] .
Fenylalanin je jednou z esenciálních aminokyselin a je nezbytný pro normální růst a udržení lidského života [44] . Obavy o bezpečnost fenylalaninu z aspartamu pro lidi bez fenylketonurie jsou způsobeny především hypotetickými změnami hladin neurotransmiterů a také vzájemným poměrem neurotransmiterů v krvi a mozku, což může vést k neurologickým symptomům. Četné přehledy vědecké literatury nenalezly konzistentní zjištění, která by podporovala takové obavy [36] [5] , a přestože konzumace vysokých dávek aspartamu může mít určité biochemické účinky, tyto účinky nejsou ve studiích toxicity pozorovány, což naznačuje, že aspartam může nepříznivě ovlivnit funkce.neurony [44] . Stejně jako v případě methanolu a kyseliny asparagové mají přirozené potraviny v typické stravě, jako je mléko, maso a ovoce, za následek výrazně větší příjem fenylalaninu, než by se dalo očekávat při konzumaci aspartamu [5] .
RakovinaČetné přehledy nenalezly žádnou souvislost mezi aspartamem a rakovinou [4] [5] [46] [47] . Tento postoj podporují četné regulační orgány, jako je FDA [48] a EFSA [12] , jakož i vědecké organizace, jako je americký Národní institut pro rakovinu [49] . EFSA, FDA a US National Cancer Institute uvádějí, že aspartam je bezpečný pro lidskou spotřebu [3] [13] .
NeurotoxicitaPřehledy literatury nenašly žádný důkaz, že by adekvátní dávky aspartamu mohly vést k neurotoxickým účinkům [4] [5] [5] [50] . Přehled studií provedených u dětí neodhalil žádné významné bezpečnostní nálezy pro neuropsychiatrické stavy, jako jsou panické ataky , cyklothymie , halucinace , ADHD nebo záchvaty při užívání aspartamu [51] .
Bolest hlavyBolest hlavy je nejčastějším příznakem uváděným spotřebiteli [4] . Zatímco jeden malý přehled uvádí, že aspartam je pravděpodobně jedním z mnoha dietních spouštěčů migrény , seznam, který zahrnuje „sýry, čokoládu, citrusové plody, párky v rohlíku, glutamát sodný, aspartam, tučná jídla, zmrzlinu, odmítání kofeinu a alkoholických nápojů, zejména červené víno a pivo“ [52] , jiné recenze zaznamenaly protichůdné studie o bolestech hlavy [4] [53] a většina studií postrádá jakýkoli důkaz nebo odkazy na podporu tohoto tvrzení [4] [54] .
Stejně jako u většiny doplňků stravy byl před schválením používání aspartamu stanoven přijatelný denní příjem (ADI), který je definován jako „množství doplňku stravy vyjádřené jako tělesná hmotnost, které lze konzumovat denně během života. bez jakéhokoli ohrožení zdraví“ [55] . Společný expertní výbor FAO/WHO pro potravinářská aditiva (JECFA) a Evropský úřad pro bezpečnost potravin (EFSA) na základě studií stanovily, že hladina bez zjevných nepříznivých účinků (NOA) aspartamu je 400 mg/kg tělesné hmotnosti, zatímco Food and Drug Administration definovala NOEL 500 mg/kg v daném pořadí . Protože přijatelný denní příjem (ADI) je 100násobný bezpečnostní limit [56] , je ADI pro aspartam 40 mg/kg (podle JECFA a EFSA) a 50 mg/kg (podle FDA) tělesné hmotnosti, respektive [49] .
Přehledy analyzovaly studie, které zkoumaly spotřebu aspartamu v zemích po celém světě, včetně Spojených států, evropských zemí a Austrálie. Tyto přehledy ukázaly, že i vysoké úrovně příjmu aspartamu studované v mnoha zemích a různými metodami měření příjmu aspartamu jsou hluboko pod úrovněmi ADI [5] [57] . Recenze také zjistily, že populace považované za zvláště vysoké uživatele aspartamu, jako jsou děti a diabetici, jsou pod ADI pro bezpečnou konzumaci, a to i po započtení nejhorších výpočtů spotřeby [5] [57] .
Ve zprávě zveřejněné 10. prosince 2013 EFSA uvedl, že po pečlivém přezkoumání důkazů vyloučil „potenciální riziko, že by aspartam mohl poškodit geny a způsobit rakovinu“ a zvážil, že množství v dietních limonádách je bezpečné pro konzumaci [58]. .
Pod obchodními názvy Sweetly, Slastilin, Nutrisweet a Shugafri se aspartam nachází v přibližně 6 000 spotřebitelských potravinách a nápojích prodávaných po celém světě, včetně (mimo jiné): nealkoholických nápojů , instantních snídaňových cereálií , tvrdých bonbonů , cereálií, žvýkaček bez cukru žvýkačky , kakaové směsi , mražené dezerty , džusy , laxativa , multivitamíny , mléčné nápoje , léčiva a doplňky výživy , koktejlové směsi , sladidla , čaje , instantní kávy , cukrářské drobky , chlazené víno a jogurty . V některých zemích se podává jako koření na stůl. Aspartam je pro pečení méně vhodný než jiná sladidla, protože se zahříváním rozkládá a ztrácí velkou část své sladkosti [59] [60] .
Aspartam se vyrábí v různých regionech: Čína, EU, Japonsko, Korea, USA. Objem světové produkce za rok 2003 je 13,2 tisíce tun, asi 528 milionů eur. Většina poptávky je z USA [61] .
V roce 1985 Monsanto koupilo GD Searle [62] a obchod s aspartamem se stal samostatnou dceřinou společností Monsanto, NutraSweet Company . V březnu 2000 jej společnost Monsanto prodala společnosti JW Childs Equity Partners II LP [63] . Evropské patenty na použití aspartamu vypršely v roce 1987 [64] a americký patent vypršel v roce 1992. Společnost od té doby soutěží o podíl na trhu s dalšími výrobci včetně Ajinomoto , Merisant a Holland Sweetener Company.
Mnoho aspektů průmyslové syntézy aspartamu vytvořil Ajinomoto [2] . V roce 2004 měl trh s aspartamem, kde se Ajinomoto nacházel, 40procentní podíl 14 000 metrických tun ročně a spotřeba produktu rostla o 2 procenta ročně [65] . Ajinomoto získal svůj obchod s aspartamem v roce 2000 od společnosti Monsanto za 67 milionů $ [66] .
V roce 2008 Ajinomoto zažaloval britský řetězec supermarketů Asda , který je součástí Walmartu , za to, že zlomyslně zkreslil svůj aspartamový produkt, když byla látka uvedena jako odstraněná z produktové řady řetězce spolu s dalšími „ošklivými věcmi“. V červenci 2009 rozhodl britský soud ve prospěch Asdy [67] . V červnu 2010 odvolací soud toto rozhodnutí zrušil a umožnil Ajinomotovi žalovat Asdu, aby ochránil pověst aspartamu [68] . Asda uvedla, že bude i nadále používat termín „neošklivý“ ve výrobcích své vlastní značky [69] , ale soudní spor byl urovnán v roce 2011, kdy se společnost Asda rozhodla odstranit odkazy na aspartam ze svých obalů [68] .
V listopadu 2009 Ajinomoto oznámilo novou značku pro své sladidlo na bázi aspartamu, AminoSweet [70] .
![]() | |
---|---|
V bibliografických katalozích |
|
Výživové doplňky | |
---|---|
|