Aspartam | ||
Methylester aspartyl-fenylalaninu | ||
Identifikace | ||
---|---|---|
Název IUPAC | (3 S ) -3-amino-4 - [[(1 S ) -1-benzyl-2- (methoxy-2-oxoethyl] amino] -4-oxobutanové kyseliny | |
Synonyma |
|
|
N O CAS | ||
Ne o ECHA | 100 041 132 | |
Ne o EC | 245-261-3 | |
DrugBank | DB00168 | |
PubChem | ||
N O E | E951 | |
ÚSMĚVY |
COC (= O) C (CC1 = CC = CC = C1) NC (= O) C (CC (= O) O) N , |
|
InChI |
InChI: InChI = 1 / 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 / s1 / f / h16-17H |
|
Vzhled | Bílý krystalický prášek , mírně hygroskopický | |
Chemické vlastnosti | ||
Vzorec |
C 14 H 18 N 2 O 5 [izomery] |
|
Molární hmotnost | 294,3031 ± 0,0144 g / mol C 57,14%, H 6,16%, N 9,52%, O 27,18%, |
|
pKa | 3,1 a 7,9 ( 25 ° C ) | |
Fyzikální vlastnosti | ||
T. fúze | Rozklad před fúzí. Produkt rozkladu taje při 246 ° C | |
T ° vroucí | > 300 ° C při 1013,25 hPa | |
Rozpustnost | Mírně rozpustný ve vodě ( 10 g · l -1 při 20 ° C ) a ethanolu . | |
Objemová hmotnost |
150 - 600 kg · m -3 , pevný; 1,347 g · cm -3 |
|
Krystalografie | ||
Křišťálová třída nebo vesmírná skupina | P 4 1 | |
Parametry sítě |
a = 17 685 Å b = 17,685 Á |
|
Objem | 1 538,46 Å 3 | |
Optické vlastnosti | ||
Rotující síla | = -2,3 ° v 1N HC1 | |
Opatření | ||
NFPA 704 | ||
1 1 0 | ||
Směrnice 67/548 / EHS | ||
Světy : S22 : Nevdechujte prach. S24 / 25 : Zamezte styku s kůží a očima. S-věty : 22, 24/25, |
||
Ekotoxikologie | ||
DL 50 | > 4 g · kg -1 (krysy, orální ) > 10 g · kg -1 (myš, orální ) |
|
Související sloučeniny | ||
Izomer (y) | Pižmový keton | |
Jiné sloučeniny | ||
Jednotky SI a STP, pokud není uvedeno jinak. | ||
Aspartam je sladidlo umělé objeven v roce 1965 a je dipeptid složený ze dvou přírodních aminokyselin je kyselina L asparagové a L fenylalanin , druhý ve formě esteru methyl . Jeho konzumace se proto nedoporučuje u lidí s fenylketonurií .
Aspartam má asi 200krát větší sladkost než sacharóza a používá se k sladění nízkokalorických potravin a nápojů, jakož i drog . Tato potravinářská přídatná látka se používá v mnoha výrobcích a je povolena v mnoha zemích. V Evropské unii na ni odkazuje kód E951.
Od svého prvního rozhodnutí o registraci ve Spojených státech vydaného Úřadem pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) v roce 1974 byl aspartam předmětem kontroverzí ohledně jeho možných škodlivých účinků na zdraví, ačkoli organizace veřejného zdraví (zejména FDA a EFSA ) potvrdily jeho neškodnost v dávkách povolených pro člověka.
Studie na zvířecích modelech by zpochybňovaly zájem sladidel v boji proti obezitě a cukrovce typu II . U myší sacharin , sukralóza a v menší míře aspartam narušují metabolismus cukru prostřednictvím stále špatně popsaného působení na střevní bakterie. Stejně jako potraviny bohaté na cukry způsobují tyto produkty rychlý vzestup hladiny cukru v krvi, což zase vede k získání inzulínové rezistence, což je klíčový příznak metabolického syndromu . Tento jev však není pozorován u lidí, pokud konzumace aspartamu probíhá v kontextu intenzivního fyzického cvičení nebo u nediabetických / pre-diabetických subjektů, ať už hubených nebo obézních.
Metaanalýza z roku 2015 dospěla k závěru, že i když sladidla nepodporují cukrovku typu II, nadměrnou konzumaci cukru nebo rakovinu, nezdá se, že podporují úbytek hmotnosti nebo usnadňují řízení hladiny cukru v krvi u diabetiků ani nesnižují riziko cukrovky typu II.
První výskyt termínu aspartamu od zveřejnění jeho syntézy v roce 1966. Ale to by byly objeveny v roce 1965 James Schlatter, chemik společnosti GD Searle & Company , v průběhu syntézy tetrapeptidu se má zkoušet jako droga. Protiprokluzový - vředy.
Aspartam byl tehdy syntetickým meziproduktem a Schlatter produkt omylem ochutnal, zatímco si namočil prst, aby zachytil list papíru. Sladká chuť byla nečekaným nálezem , kyselina asparagová a fenylalanin nebyly sladké. Bylo zjištěno, že nemetylovaný dipeptid má hořkou příchuť. Schlatter syntetizoval sloučeniny podobné struktury, ale původní produkt byl zachován a uveden na trh pod názvem aspartam.
Aspartam uděluje první rozhodnutí o registraci omezené na pevnou stravu ve Spojených státech vydávané Úřadem pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) v USAČervenec 1974. Po vyšetřování FDA a pochybnostech o závažnosti studií předložených laboratoří Searle (zejména při zkouškách na zvířatech) je povolení FDA pozastaveno v roceProsinec 1975.
Jeho použití bude ve Spojených státech obnoveno v pevných potravinách v červenci 1981 a poté v tekutinách v roce 1983.
Také v roce 1981 byl aspartam schválen společným výborem odborníků z WHO a Organizace pro zemědělství a výživu . Téhož roku vědecký výbor Evropské komise pro lidské potraviny (SCF / SCF) schválil aspartam.
Aspartam byl registrován ve Francii v roce 1988 a má kód E951 v evropské klasifikaci potravinářských přídatných látek .
Patent na aspartam spadl do veřejné sféry v roce 1992.
V roce 1994 bylo jeho použití jako sladidla harmonizováno Evropskou unií (směrnice 94/35 / ES). Aspartam byl poté schválen ve více než 90 zemích.
V roce 1995 Evropská unie stanovila kritéria čistoty pro aspartam (směrnice 95/31 / ES).
V roce 2002 vědecký výbor Evropské komise potvrdil své stanovisko k neškodnosti aspartamu. V témže roce francouzská agentura pro zdravotní bezpečnost (AFSSA) dospěla k závěru ve zprávě: „Spotřeba aspartamu u lidí, a to ani v populacích zvláště exponovaných, jako jsou diabetické děti, nepřekračuje přijatelný denní příjem (ADI).), Zejména v Francie “ .
V roce 2003 směrnice 2003/115 / ES povolila nové intenzivní sladidlo odvozené od aspartamu: sůl aspartam-acesulfamu , jejíž neškodnost stanovil Vědecký výbor pro potraviny od rokuBřezen 2000 a kritéria čistoty definovaná v roce 2001.
Existují tři syntézy pro získání aspartamu.
První je nejstarší a odpovídá chemické syntéze. Jako výchozí činidla používá kyselinu asparagovou a fenylalanin. Tato syntetická cesta nabízí nízký výtěžek řádově 50% a je zdrojem izomeru s hořkou chutí (který musí být následně extrahován). Proto byl rychle nahrazen enzymatickou syntézou. Ten používá enzym, termolyzin, jako katalyzátor, za přesných experimentálních podmínek při teplotě 37 ° C a pH 7,5, a nabízí výtěžek 95%. Tento výnos je mnohem lepší, ale pro výrobce stále nedostatečný. Poté byla zavedena další syntetická cesta: biotechnologická syntéza. Je to ten, který se dnes používá, nabízí výtěžek větší než 99,99%. Stále používá termolyzin jako enzym, ale znovu používá jeden z produktů.
Aspartam je dipeptid , pochází ze dvou aminokyselin , kyseliny L-asparagové a methylesteru kyseliny L- fenylalaninu . Jeho chemický název je proto * Methyl L-Aspartyl-L-fenylalanát.
Aspartam má amino bázi a kyselou skupinu, což mu dává dvě konstanty kyselosti , 3,1 a 7,9 při ( 25 ° C ).
HydrolýzaPo požití aspartam hydrolyzuje na kyselinu asparagovou , fenylalanin a methanol . Další degradací vznikne formaldehyd , kyselina mravenčí a dioxopiperazin .
Může se také během skladování rozložit. Při pokojové teplotě je nejstabilnější při pH 4,3 s poločasem rozpadu 300 dnů. Rychlejší rozklad je pozorován při hodnotách pH pohybujících se od 4,3. Například při pH 7 je jeho poločas jen několik dní.
Nestabilita aspartamu se zvyšuje s teplotou: pevné fáze, rekombinace diketopiperazinu může probíhat při teplotě od 105 ° C . To je důvod, proč se nedoporučuje „vařit“ aspartam.
Hydrolýzou esteru, aspartamu se získá methanol (10% hmotnostních) a aspartyl-fenylalanin . Ta může rekombinovat na diketopiperazin (kyselinu 2- (5-benzyl-3,6-dioxopiperazin-2-yl) octovou) (od 30 ° C ) nebo hydrolyzovat na tyto dvě bazické aminokyseliny, kyselinu l ' asparagovou (40% hmot. ) a fenylalanin (50 hmotnostních%).
Maillardova reakceAminová funkce aspartamu se může účastnit Maillardových reakcí s aldehydovými skupinami.
Aspartam je bílá krystalická pevná látka bez zápachu, mírně hygroskopická. Je špatně rozpustný ve vodě ( 10 g · l -1 vody při 20 ° C ) a ethanolu . Rozpouští se rychleji v kyselých roztocích.
Aspartam, na rozdíl od cukru, nelze použít k tvorbě tuků v tukové tkáni nebo k jiným užitečným metabolickým úlohám této tkáně.
Aspartam má sladící sílu přibližně 200krát větší než schopnost sacharózy (při stejné hmotnosti).
Na rozdíl od sacharinu a acesulfamu-K nemá aspartam hořkou pachuť ani složku.
Aspartam se často používá ve směsi s jinými intenzivními sladidly ( acesulfam-K ), aby se vyrovnal pokles sladkosti. Pokles je způsoben jeho rozkladem ve vodném prostředí nebo jeho zánikem během Maillardových reakcí mezi posledně jmenovanými a aromaty s aldehydovou funkcí.
Derivát aspartamu, superaspartam , má sladící sílu 8 000 až 14 000krát větší než u sacharózy.
Aspartam je nejčastěji používaným intenzivním sladidlem na světě, používá se v téměř 5 000 výrobcích po celém světě (žvýkačky bez cukru, nízkotučné nápoje a jiné koláče stejného typu) a ve více než 600 farmaceutických specialitách , včetně více než 2 000 prodaných v Evropě. Jeho spotřeba je motivována hlavně skutečností, že poskytuje velmi málo kalorií, protože k získání stejného sladkého pocitu je zapotřebí pouze 200krát méně než u cukru. Aspartam má kromě toho, že je levný, také výhodu v tom, že nemá kariogenní sílu .
Aspartam se používá ve formě sladkostí nebo bílého prášku (v sáčku nebo krabičce), který může nahradit cukr, do kávy nebo čaje, pečiva nebo jiných. Tyto produkty obsahují v průměru 3% aspartamu, ostatní přísady bytí maltodextrin a acesulfam K .
Codex Alimentarius uznává použití aspartamu jako sladidlo a látka zvýrazňující chuť v široké škále potravinářských produktů, při maximálních koncentrací v rozmezí od 0,6 g do 3 g v závislosti na aplikaci.
V Evropě je aspartam povolen v:
ADI je 40 mg · kg -1 tělesné hmotnosti za den. K dosažení tohoto ADI by 60 kg člověk musel denně konzumovat 280 cukrů nebo 20 plechovek dietních nápojů. Skutečné množství aspartamu není u produktů vždy uvedeno.
Aspartam je jedním z nejvíce studovaných potravinářských přídatných látek, to je považováno za bezpečné pro lidskou spotřebu, ve více než 90 zemích, včetně orgánů ochrany zdraví a bezpečnosti, jako je Evropský úřad pro bezpečnost potravin , na JECFA z WHO / FAO a Food and Drug Administration .
Zatímco některé studie ukazují, že konzumace potravin obsahujících aspartam má orexigenní účinek a podporuje obezitu , jiné ukazují, že neexistují žádné epidemiologické důkazy o těchto účincích.
Studie na myších ukázala, že strava s vysokým obsahem aspartamu v kombinaci s dietou s vysokým obsahem tuků vede k významnému přírůstku hmotnosti ve srovnání s myšmi bez aspartamu v potravě. Rovněž se ukázalo, že hladina glukózy v krvi mezi jídly u myší užívajících aspartam je vyšší. Užívání aspartamu by tedy podporovalo cukrovku. Jsou však zapotřebí lidské studie.
Předpokládá se, že sladká příchuť může vyvolat mozkem řízenou sekreci inzulínu ( uvolňování inzulínu v cefalické fázi nebo CPIR). Podle této hypotézy by tato sekrece inzulínu bez přísunu glukózy mohla způsobit pokles hladiny cukru v krvi, což by způsobilo pocit hladu . Sladidla používaná obézními lidmi ke snížení hmotnosti by pak měla opačný účinek, než jaký hledali . Žádná studie však tento jev neprokázala.
V roce 2000 nenalezla studie financovaná výrobcem aspartamu, společností GD Searle , možnou změnu termogeneze vyvolanou dietou slazenou aspartamem ve srovnání s dietou slazenou sacharózou, významný rozdíl.
Pro ministerstvo zdravotnictví Kanady je užívání aspartamu bezpečné pro diabetiky.
Izraelská studie publikovaná v září 2014v časopise Nature ukazuje diabetogenní účinky sladidel. Tato studie ukazuje interakci mezi určitými střevními bakteriemi a chemickými sloučeninami ve sladidlech, které nejsou absorbovány střevem, což vytváří zánětlivou reakci vyvolávající metabolické poruchy, jako je intolerance glukózy a cukrovka.
Během trávení aspartam ztrácí svoji hydroxymethylovou (methanolovou) skupinu a poté se rozkládá na dvě základní aminokyseliny, kyselinu asparagovou a fenylalanin . Pod účinkem tepla může také rekombinovat za vzniku diketopiperazinu . Ve srovnání s běžnými potravinami je aspartam menším zdrojem fenylalaninu, kyseliny asparagové a methanolu.
FenylalaninFenylalanin je jednou z osmi esenciálních aminokyselin , je zvláště přirozeně v mléce savců. Pouze lidé trpící fenylketonurií (PKU), genetickým onemocněním (1/16 000 narozených), musí přísně kontrolovat příjem fenylalaninu, a proto musí produkty obsahující aspartam informovat, že obsahují zdroj fenylalaninu.
MetanolMethanol je alkohol -toxic přirozeně přítomné ve velmi malých množstvích v běžných potravinách: zralé ovoce, ovocné šťávy a fermentovaných potravin (víno, pivo, atd. ). Tvrzení zveřejněná na internetu a v některých médiích tvrdí, že metanol obsažený v aspartamu by byl toxický, tato obvinění jsou podle ministerstva zdravotnictví Kanady neopodstatněná: „Potravinový metanol, ať už pochází z aspartamu nebo běžných potravin, je přítomen v koncentracích příliš nízká na to, aby způsobovala zdravotní problémy. Neakumuluje se v těle, ale je metabolizován cestou normálního metabolismu nejprve na formaldehyd, poté na kyselinu mravenčí a nakonec na vodu a oxid uhličitý. "
Kyselina asparagováKyselina asparagová je aminokyselina netoxická pro tělo, která při metabolismu aspartamu nepředstavuje problém. Je běžnou složkou bílkovin v těle.
Diketopiperazinu není považován za genotoxický (způsobující vznik lézí v DNA, což může nakonec vést k mutacím) nebo karcinogenní u potkanů a myší. Přijatelný denní příjem diketopiperazinu pro člověka byl stanoven na 7,5 mg · kg -1 · d -1 .
Od schválení je bezpečnost aspartamu kontroverzní.
V roce 1977 je Food and Drug Administration, který reguluje trh s potravinami a drog ve Spojených státech, odmítl udělit průmyslové skupiny Searle schválení nezbytné pro další uvádění aspartam.
FDA dokonce zahajuje trestní řízení proti skupině poté, co zjistil řadu chyb v testech toxicity předložených Searlem.
Poté, co byl v červnu 1977 jmenován Donald Rumsfeld prezidentem skupiny Searle , se situace obrátila ve prospěch společnosti. Ronald Reagan jmenován do čela FDA Arthur Hull Hayes (ne) (bývalý výzkumný pracovník v Pentagonu ), kterýČervenec 1981, nakonec povoluje uvádění aspartamu na trh na základě stanoviska vědeckého výboru EPA . Zejména psychiatr Ralph Walton, který byl na jednání přizván jako odborník, uvádí vědecký přezkum, který ukazuje, že studie financované výrobci aspartamu systematicky prokázaly nepřítomnost účinků této látky, zatímco studie provedené nezávislými laboratořemi dospěly k závěru, že existují pochybnosti o jeho bezpečnost.
Marketing aspartamu pod značkou NutraSweet umožnil společnosti Searle sklízet značné zisky pod vedením D. Rumsfelda. Prodej společnosti Searle společnosti Monsanto (v roce 1985) by mu přinesl částku 12 milionů dolarů.
V roce 1996 Olney a kol. publikovat studii s podtitulem Zvýšení mozkových nádorů, existuje souvislost s aspartamem? , který má v Evropě silný dopad .
v Červenec 2005Vědci z Evropské nadace Ramazzini v Bologni (Itálie) představili tisku novou studii provedenou na laboratorních potkanech , která podle všeho vykazuje karcinogenní účinek na mozek. Tuto studii kritizují dvě zdravotní bezpečnostní agentury, zejména pro její nedostatečnou metodiku. Evropský úřad pro bezpečnost potravin (EFSA) po analýze metodiku studie k závěru, že neexistuje žádný důvod měnit podmínky používání aspartamu v Evropě. Francie rovněž vyjádřila výhrady k metodě této studie a pochybnosti o platnosti výsledků.
V roce 2006 již studie naznačila, že nízké dávky dodávané do potravy potkanů Sprague-Dawley ve věku 8 týdnů a během jejich života zvyšují riziko rakoviny u těchto potkanů. Druhá studie se provádí stejným týmem, ale tentokrát s expozicí dávkami 2000, 400 nebo 0 ppm začíná ve fázi embrya (od 12 th den života) u samců potkanů a samic (Sprague-i Dawley). Studie končí rizikem maligního nádoru (rakovina typu lymfomu a leukémie ) závislého na dávce u samců potkanů i samic, přičemž u samic potkanů také u karcinomů mléčné žlázy. Autoři se domnívají, že tyto výsledky potvrzují a posilují první experimentální demonstraci multipotenciální karcinogenity při dávce blízké přijatelné denní dávce pro člověka, přičemž tato studie dále prokazuje zvýšené riziko v případě expozice během života plodu.
Na konci roku 2010 kontroverzi oživily další dvě studie.
V polovině roku 2011 byla kontroverze obnovena po reakci Huguesa Kenigswalda, vedoucího oddělení potravinářských přídatných látek EFSA, na síť pro životní prostředí a zdraví, která ho požádala, aby prokázal vědeckou povahu počátečních studií, které povolily uvádění aspartamu na trh : „EFSA nemá soubor žádosti o povolení aspartamu, který měl tyto studie obsahovat. Navíc kontakty, které jsme měli s kolegy z Evropské komise, naznačují, že Komise již tento spis nemá . “ Nyní je tedy nastolena otázka existence vědeckých spisů povolujících aspartam, jakož i otázka nezávislosti odborníků. V roce 2011 ve Francii zvolení úředníci a nevládní organizace požádali Evropu, aby zneplatnila denní dávku tohoto produktu. EFSA činí své závěry na konci roku 2013, které zachovávají předchozí názory, přičemž považují přijatelný denní příjem za adekvátní ochranu a aspartam bezpečný pro běžnou populaci.
V roce 2013 Françoise Clavel-Chapelon, ředitelka výzkumu Inserm - Université Paris-Sud 11 v Institutu Gustave-Roussy , a Guy Fagherazzi srovnávali konzumaci sladkých nápojů a „lehkých“ sladkých nápojů s ohledem na riziko cukrovky. :
„Analýza provedená na 66 188 ženách v kohortě E3N potvrzuje vztah mezi sladkými nápoji a cukrovkou 2. typu a poprvé ve Francii odhaluje, že na rozdíl od všeobecného přesvědčení je riziko cukrovky vyšší, když„ jsou “ spíše než „normální“ sladké nápoje. "
Článek v časopise Nature potvrzuje vříjna 2014toto pozorování dodává, že sladidla mění střevní mikroflóru .
: dokument použitý jako zdroj pro tento článek.