Аспартам — искусственный подсластитель, не содержащий сахаридов , в 200 раз слаще сахарозы , который обычно используется в качестве заменителя сахара в продуктах питания и напитках. [4] Это метиловый эфир дипептида аспарагиновой кислоты / фенилаланина с торговыми марками NutraSweet , Equal и Canderel . [4] Аспартам был одобрен Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) в 1974 году, а затем снова в 1981 году, после того как одобрение было отозвано в 1980 году. [4] [5] [6]
Аспартам является одной из наиболее изученных пищевых добавок в рационе питания человека. [7] [8] Обзоры более 100 государственных регулирующих органов показали, что этот ингредиент безопасен для потребления при нормальной допустимой суточной норме потребления. [6] [7] [9] [10] [11] [12] [13]
Аспартам примерно в 180–200 раз слаще сахарозы (столового сахара). Благодаря этому свойству, даже несмотря на то, что аспартам производит примерно такую же энергию на грамм при метаболизме, как и сахароза, 4 ккал (17 кДж), количество аспартама, необходимое для получения той же сладости, настолько мало, что его калорийный вклад незначителен. [10] Сладость аспартама сохраняется дольше, чем у сахарозы, поэтому его часто смешивают с другими искусственными подсластителями, такими как ацесульфам калия, чтобы получить общий вкус, более похожий на вкус сахара. [14]
Как и многие другие пептиды , аспартам может гидролизоваться (распадаться) на составляющие его аминокислоты в условиях повышенной температуры или высокого pH . Это делает аспартам нежелательным в качестве подсластителя для выпечки и склонным к деградации в продуктах с высоким pH, что требуется для длительного срока хранения. Стабильность аспартама при нагревании можно в некоторой степени улучшить, заключив его в жиры или в мальтодекстрин . Стабильность при растворении в воде существенно зависит от pH. При комнатной температуре он наиболее стабилен при pH 4,3, где его период полураспада составляет почти 300 дней. Однако при pH 7 его период полураспада составляет всего несколько дней. Большинство безалкогольных напитков имеют pH от 3 до 5, где аспартам достаточно стабилен. В продуктах, которые могут потребовать более длительного срока хранения, таких как сиропы для газированных напитков , аспартам иногда смешивают с более стабильным подсластителем, таким как сахарин . [15]
Описательный анализ растворов, содержащих аспартам, сообщает о сладком послевкусии, а также о горьком и неприятном послевкусии. [16]
Допустимое суточное потребление (ADI) для пищевых добавок, включая аспартам, определяется как «количество пищевой добавки, выраженное в расчете на массу тела, которое может потребляться ежедневно в течение жизни без ощутимого риска для здоровья». [17] Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам (JECFA) и Научный комитет Европейской комиссии по пищевым продуктам ( позже ставший EFSA ) определили, что это значение составляет 40 мг/кг массы тела в день для аспартама, [18] [19] в то время как FDA установило ADI для аспартама на уровне 50 мг/кг в день — количество, эквивалентное потреблению 75 пакетов коммерческого подсластителя аспартама в день, чтобы находиться в пределах безопасного верхнего предела. [7]
Основным источником воздействия аспартама в США являются диетические безалкогольные напитки , хотя его можно употреблять и в других продуктах, таких как фармацевтические препараты, фруктовые напитки и жевательная резинка, среди прочего, в меньших количествах. [10] Банка диетической газировки объемом 12 американских жидких унций (350 мл; 12 имп. жидких унций) содержит 0,18 грамма (0,0063 унции) аспартама, а для взрослого человека весом 75 кг (165 фунтов) требуется примерно 21 банка диетической газировки в день, чтобы потребить 3,7 грамма (0,13 унции) аспартама, что превзойдет допустимую суточную норму потребления аспартама из одной только диетической газировки, установленную FDA в 50 мг/кг веса тела. [20] [21] [22]
Обзоры проанализировали исследования, в которых рассматривалось потребление аспартама в странах по всему миру, включая США , страны Европы и Австралию , среди прочих. Эти обзоры показали, что даже высокие уровни потребления аспартама, изученные в нескольких странах и с использованием различных методов измерения потребления аспартама, значительно ниже допустимой суточной дозы для безопасного потребления аспартама. [6] [10] [19] Обзоры также показали, что группы населения, которые считаются особенно высокими потребителями аспартама, такие как дети и диабетики, находятся ниже допустимой суточной дозы для безопасного потребления, даже с учетом расчетов потребления в экстремально худшем случае. [6] [10]
В отчете, опубликованном 10 декабря 2013 года, EFSA заявило, что после тщательного изучения доказательств оно исключило «потенциальный риск повреждения генов аспартамом и возникновения рака» и посчитало количество аспартама, обнаруженное в диетических газированных напитках, безопасным для употребления. [23]
Безопасность аспартама изучалась с момента его открытия, [6] и он является тщательно протестированным пищевым ингредиентом. [7] [24] Аспартам был признан безопасным для потребления человеком более чем 100 регулирующими органами в своих странах, включая Управление по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA), [7] [9] Агентство по пищевым стандартам Великобритании , [25] Европейское агентство по безопасности пищевых продуктов (EFSA), [18] [26] Министерство здравоохранения Канады , [27] и Управление по пищевым стандартам Австралии и Новой Зеландии . [11]
По состоянию на 2017 год [обновлять]обзоры клинических испытаний показали, что использование аспартама (или других некалорийных подсластителей) вместо сахара снижает потребление калорий и массу тела у взрослых и детей. [28] [29] [30] Обзор метаболических эффектов при употреблении аспартама, проведенный в 2017 году, показал, что он не влияет на уровень глюкозы в крови , инсулина , общего холестерина , триглицеридов , потребление калорий или массу тела. Хотя уровни липопротеинов высокой плотности были выше по сравнению с контролем, они были ниже по сравнению с сахарозой. [31]
В 2023 году Всемирная организация здравоохранения рекомендовала отказаться от использования распространенных не содержащих сахар подсластителей (НСС), включая аспартам, для контроля веса тела или снижения риска неинфекционных заболеваний , заявив: «Рекомендация основана на результатах систематического обзора имеющихся данных, которые свидетельствуют о том, что использование НСС не дает никаких долгосрочных преимуществ в снижении жировых отложений у взрослых или детей. Результаты обзора также свидетельствуют о том, что могут быть потенциальные нежелательные эффекты от длительного использования НСС, такие как повышенный риск диабета 2 типа, сердечно-сосудистых заболеваний и смертности у взрослых». [32] [33]
Высокие уровни встречающейся в природе незаменимой аминокислоты фенилаланина представляют опасность для здоровья тех, кто родился с фенилкетонурией (ФКУ), редким наследственным заболеванием, которое препятствует правильному метаболизму фенилаланина. [34] Поскольку аспартам содержит фенилаланин, на этикетках продуктов, содержащих аспартам, которые продаются в США, должно быть указано: «Больные фенилкетонурией: содержит фенилаланин». [9]
В Великобритании Агентство по стандартам пищевых продуктов требует , чтобы продукты, содержащие аспартам, указывали это вещество в качестве ингредиента с предупреждением «Содержит источник фенилаланина». Производители также обязаны печатать «с подсластителем(ями)» на этикетке рядом с основным названием продукта на продуктах, которые содержат «подсластители, такие как аспартам» или «с сахаром и подсластителем(ями)» на «продуктах, которые содержат как сахар, так и подсластитель». [35]
В Канаде в составе продуктов, содержащих аспартам, должно быть указано его количество, количество аспартама на порцию и указано, что продукт содержит фенилаланин. [36]
Фенилаланин является одной из незаменимых аминокислот и необходим для нормального роста и поддержания жизни. [34] Опасения по поводу безопасности фенилаланина из аспартама для людей без фенилкетонурии в основном сосредоточены на гипотетических изменениях уровней нейротрансмиттеров , а также соотношениях нейротрансмиттеров друг к другу в крови и мозге, которые могут привести к неврологическим симптомам. Обзоры литературы не обнаружили последовательных результатов, подтверждающих такие опасения, [6] [12] и, хотя высокие дозы потребления аспартама могут иметь некоторые биохимические эффекты, эти эффекты не наблюдаются в исследованиях токсичности, чтобы предположить, что аспартам может отрицательно влиять на функцию нейронов. [34] Как и в случае с метанолом и аспарагиновой кислотой, обычные продукты в типичном рационе, такие как молоко, мясо и фрукты, приведут к употреблению значительно большего количества фенилаланина, чем можно было бы ожидать от потребления аспартама. [12]
По состоянию на 2023 год [обновлять]регулирующие органы, включая FDA [5] и EFSA, [18] и Национальный институт рака США , пришли к выводу, что употребление аспартама безопасно в количествах в пределах допустимых суточных норм и не вызывает рак. [37] Эти выводы основаны на различных источниках доказательств, [5] таких как обзоры и эпидемиологические исследования, не обнаруживающие никакой связи между аспартамом и раком. [38] [39] [40]
В июле 2023 года ученые Международного агентства по изучению рака (МАИР) пришли к выводу, что имеются «ограниченные доказательства» того, что аспартам вызывает рак у людей, классифицируя подсластитель как Группу 2B (возможно, канцерогенный). [41] [42] [43] Главный исследователь отчета МАИР заявил, что классификацию «на самом деле не следует воспринимать как прямое утверждение, указывающее на то, что существует известная опасность возникновения рака при употреблении аспартама. Это скорее призыв к исследовательскому сообществу попытаться лучше прояснить и понять канцерогенную опасность, которая может или не может быть связана с употреблением аспартама». [44]
Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам (JECFA) добавил, что ограниченная оценка рака не выявила причин для изменения рекомендуемого приемлемого уровня суточного потребления в размере 40 мг на кг массы тела в день, что еще раз подтвердило безопасность потребления аспартама в пределах этого предела. [42]
FDA отреагировало на отчет следующим образом:
Маркировка аспартама IARC как «возможно канцерогенного для человека» не означает, что аспартам на самом деле связан с раком. FDA не согласна с выводом IARC о том, что эти исследования подтверждают классификацию аспартама как возможного канцерогена для человека. Ученые FDA рассмотрели научную информацию, включенную в обзор IARC в 2021 году, когда она впервые была опубликована, и выявили существенные недостатки в исследованиях, на которые опиралось IARC. [7]
Обзоры не обнаружили никаких доказательств того, что низкие дозы аспартама оказывают нейротоксическое действие. [6] [10] [12] В политическом заявлении Американской академии педиатрии от 2019 года сделан вывод об отсутствии проблем с безопасностью аспартама для развития плода или ребенка или как фактора синдрома дефицита внимания и гиперактивности . [45]
Обзоры не обнаружили достаточных доказательств того, что аспартам вызывает головные боли, хотя некоторые подгруппы потребителей могут быть чувствительны к нему. [4] [6] [46]
Аспартам проходит через очистные сооружения сточных вод в основном в неизмененном виде. [47] [48]
Воспринимаемая сладость аспартама (и других сладких веществ, таких как ацесульфам калия ) у людей обусловлена его связыванием с рецептором, сопряженным с гетеродимерным G-белком, образованным белками TAS1R2 и TAS1R3 . [49] Грызуны не ощущают аспартам как сладкий из-за различий в их вкусовых рецепторах. [50]
Аспартам быстро гидролизуется в тонком кишечнике пищеварительными ферментами , которые расщепляют аспартам на метанол , фенилаланин , аспарагиновую кислоту и другие метаболиты, такие как формальдегид и муравьиная кислота . [10] [51] [52] Благодаря своему быстрому и полному метаболизму аспартам не обнаруживается в циркулирующей крови, даже после приема высоких доз, более 200 мг/кг. [10] [51]
Аспарагиновая кислота (аспартат) является одной из наиболее распространенных аминокислот в типичном рационе. Как и в случае с метанолом и фенилаланином, потребление аспарагиновой кислоты из аспартама меньше, чем можно было бы ожидать от других пищевых источников. [10] [51] В 90-м процентиле потребления аспартам обеспечивает только от 1% до 2% суточного потребления аспарагиновой кислоты. [10]
Метанол, вырабатываемый при метаболизме аспартама, вряд ли будет представлять опасность по нескольким причинам. Количество метанола, вырабатываемого из подслащенных аспартамом продуктов и напитков, вероятно, будет меньше, чем из пищевых источников, уже имеющихся в рационе. [10] Что касается формальдегида, он быстро преобразуется в организме, а количество формальдегида, вырабатываемого при метаболизме аспартама, незначительно по сравнению с количеством, которое обычно вырабатывается организмом человека и из других продуктов питания и лекарств. [10] При самых высоких ожидаемых дозах потребления аспартама человеком не наблюдается повышенного уровня метанола или муравьиной кислоты в крови, [10] а прием аспартама в 90-м процентиле потребления приведет к образованию в 25 раз меньше метанола, чем то, что считается токсичным. [12]
Аспартам представляет собой метиловый эфир дипептида природных аминокислот L - аспарагиновой кислоты и L - фенилаланина . [4] В сильнокислых или щелочных условиях аспартам может образовывать метанол путем гидролиза . В более жестких условиях пептидные связи также гидролизуются, что приводит к свободным аминокислотам. [53]
В промышленности используются два подхода к синтезу. В химическом синтезе две карбоксильные группы аспарагиновой кислоты объединяются в ангидрид, а аминогруппа защищается формильной группой в качестве формамида путем обработки аспарагиновой кислоты смесью муравьиной кислоты и уксусного ангидрида. [54] Фенилаланин преобразуется в его метиловый эфир и соединяется с N -формил аспарагиновым ангидридом; затем защитная группа удаляется из азота аспарагиновой кислоты путем кислотного гидролиза. Недостатком этого метода является то, что побочный продукт, горькая на вкус β-форма, образуется, когда неправильная карбоксильная группа из ангидрида аспарагиновой кислоты связывается с фенилаланином, с образованием желаемого и нежелательного изомера в соотношении 4:1. [55] Процесс с использованием фермента из Bacillus thermoproteolyticus для катализа конденсации химически измененных аминокислот даст высокие выходы без побочного продукта β-формы. Вариант этого метода, который не использовался в коммерческих целях, использует немодифицированную аспарагиновую кислоту, но дает низкие выходы. Методы прямого получения аспартил-фенилаланина ферментативными средствами с последующим химическим метилированием также были опробованы, но не масштабированы для промышленного производства. [56]
Аспартам был открыт в 1965 году Джеймсом М. Шлаттером, химиком, работавшим в GD Searle & Company . Шлаттер синтезировал аспартам в качестве промежуточного шага в создании тетрапептида гормона гастрина для использования при оценке кандидата на противоязвенное лекарство . [57] Он обнаружил его сладкий вкус, когда лизнул палец, загрязненный аспартамом, чтобы поднять листок бумаги. [10] [58] Торунн Аттераас Гарин участвовал в разработке аспартама как искусственного подсластителя . [59]
В 1975 году, в связи с проблемами, связанными с Флагилом и Альдактоном , группа экспертов FDA рассмотрела 25 исследований, представленных производителем, в том числе 11 по аспартаму. Группа сообщила о «серьёзных недостатках в операциях и практиках Searle». [60] FDA стремилось подтвердить подлинность 15 представленных исследований с помощью подтверждающих данных. В 1979 году Центр по безопасности пищевых продуктов и прикладному питанию (CFSAN) пришёл к выводу, что, поскольку многие проблемы с исследованиями аспартама были незначительными и не влияли на выводы, исследования можно использовать для оценки безопасности аспартама. [60]
В 1980 году FDA созвало Общественный совет по расследованию (PBOI), состоящий из независимых консультантов, которым было поручено изучить предполагаемую связь между аспартамом и раком мозга . PBOI пришел к выводу, что аспартам не вызывает повреждения мозга , но в то время рекомендовал не одобрять аспартам, ссылаясь на оставшиеся без ответа вопросы о раке у лабораторных крыс. [60] : 94–96 [61]
В 1983 году FDA одобрило аспартам для использования в газированных напитках, а в 1993 году — в других напитках, выпечке и кондитерских изделиях. [9] В 1996 году FDA сняло все ограничения с аспартама, разрешив его использование во всех пищевых продуктах. [9] [62] По состоянию на май 2023 года FDA заявило, что считает аспартам безопасным пищевым ингредиентом при потреблении в пределах допустимого суточного уровня потребления 50 мг на кг массы тела в день. [7]
Несколько стран Европейского союза одобрили аспартам в 1980-х годах, а в 1994 году он был одобрен на уровне всего ЕС. Научный комитет по пищевым продуктам (SCF) рассмотрел последующие исследования безопасности и подтвердил одобрение в 2002 году. Европейское агентство по безопасности пищевых продуктов (EFSA) сообщило в 2006 году, что ранее установленная допустимая суточная доза (ADI) является приемлемой, после рассмотрения еще одного набора исследований. [63]
Под торговыми марками Equal , NutraSweet и Canderel аспартам входит в состав примерно 6000 потребительских продуктов питания и напитков, продаваемых по всему миру, включая (но не ограничиваясь) диетические газированные напитки и другие безалкогольные напитки , растворимые завтраки , мятные леденцы , хлопья , жевательную резинку без сахара , смеси для какао , замороженные десерты , желатиновые десерты , соки , слабительные , жевательные витаминные добавки , молочные напитки, фармацевтические препараты и добавки, смеси для коктейлей, столовые подсластители, чаи , растворимый кофе , топпинги, винные охладители и йогурт . В некоторых странах он поставляется в качестве приправы к столу . Аспартам менее подходит для выпечки, чем другие подсластители, поскольку он разрушается при нагревании и теряет большую часть своей сладости. [66] [67]
В 1985 году Monsanto купила GD Searle, [68] и аспартамовый бизнес стал отдельным дочерним предприятием Monsanto, NutraSweet . В марте 2000 года Monsanto продала его JW Childs Associates Equity Partners II LP [69] [70] Европейские патенты на использование аспартама истекли в 1987 году, а патент США последовал их примеру в 1992 году. [71]
В 2004 году рынок аспартама, на котором Ajinomoto , крупнейший в мире производитель аспартама, имел долю в 40%, составлял 14 000 метрических тонн (15 000 коротких тонн; 14 000 длинных тонн) в год, а потребление продукта росло на 2% в год. [72] Ajinomoto приобрела свой бизнес по производству аспартама в 2000 году у Monsanto за 67 миллионов долларов (что эквивалентно 113 миллионам долларов в 2023 году [73] ). [74]
В 2007 году Asda стала первой британской сетью супермаркетов, которая удалила все искусственные ароматизаторы и красители из своих фирменных продуктов питания. [75] В 2008 году Ajinomoto подала в суд на Asda, часть Walmart , за злонамеренное ложное действие в отношении ее продукта аспартам, когда вещество было указано как исключенное из продуктовой линейки сети, наряду с другими «гадостями». В июле 2009 года британский суд вынес решение в пользу Asda. [76] [77] В июне 2010 года апелляционный суд отменил решение, позволив Ajinomoto возбудить дело против Asda, чтобы защитить репутацию аспартама. [78] [79] Asda заявила, что продолжит использовать термин «без гадостей» на своих собственных продуктах, [80] но иск был урегулирован в 2011 году, когда Asda решила удалить ссылки на аспартам со своей упаковки. [81] [82]
В ноябре 2009 года компания Ajinomoto анонсировала новую торговую марку для своего подсластителя на основе аспартама — AminoSweet. [83]
Совместное предприятие DSM и Tosoh , Holland Sweetener Company, производило аспартам с использованием ферментативного процесса, разработанного Toyo Soda (Tosoh), и продавало под брендом Sanecta. [84] Кроме того, они разработали комбинацию соли аспартама и ацесульфама под брендом Twinsweet. [85] Они покинули индустрию подсластителей в 2006 году, потому что «мировые рынки аспартама столкнулись со структурным переизбытком предложения, что привело к сильному снижению цен во всем мире за последние пять лет», что сделало бизнес «постоянно убыточным». [86]
Поскольку сукралоза , в отличие от аспартама, сохраняет свою сладость после нагревания и имеет как минимум вдвое больший срок годности, чем аспартам, она стала более популярной в качестве ингредиента. [87] Это, наряду с различиями в маркетинге и изменением предпочтений потребителей, привело к тому, что аспартам уступил свою долю рынка сукралозе. [88] [89] В 2004 году аспартам продавался по цене около 30 долларов за килограмм (14 долларов за фунт), а сукралоза, которая примерно в три раза слаще по весу, — около 300 долларов за килограмм (140 долларов за фунт). [90]
суд вынес решение по делу Ajinomoto/Asda aspartame