Aspartame - Aspartame

Aspartame
Aspartame
Modelo ball-and-stick de aspartame
Aspartame sample.jpg
Nomes
Pronúncia / Ul s p ər t m / ou / ə s p ɑr t m /
Nome IUPAC
Metil L -α-aspartil- L- fenilalaninato
Outros nomes
N - ( L -α-Aspartil) - L- fenilalanina,
1-metil éster
Identificadores
Modelo 3D ( JSmol )
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
DrugBank
ECHA InfoCard 100.041.132 Edite isso no Wikidata
Número EC
Número E E951 (agentes de envidraçamento, ...)
KEGG
UNII
  • 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 / s1 VerificaY
    Chave: IAOZJIPTCAWIRG-QWRGUYRKSA-N VerificaY
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    Chave: IAOZJIPTCAWIRG-QWRGUYRKBV
  • O = C (O) C [C @ H] (N) C (= O) N [C @ H] (C (= O) OC) Cc1ccccc1
Propriedades
C 14 H 18 N 2 O 5
Massa molar 294,307  g · mol −1
Densidade 1,347  g / cm 3
Ponto de fusão 246–247 ° C (475–477 ° F; 519–520 K)
Ponto de ebulição Decompõe-se
Moderadamente solúvel
Solubilidade Ligeiramente solúvel em etanol
Acidez (p K a ) 4,5-6,0
Perigos
NFPA 704 (diamante de fogo)
1
1
0
Exceto onde indicado de outra forma, os dados são fornecidos para materiais em seu estado padrão (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
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Referências da Infobox

O aspartame é um adoçante artificial não sacarídeo 200 vezes mais doce que a sacarose e é comumente usado como um substituto do açúcar em alimentos e bebidas. É um éster metílico do dipeptídeo ácido aspártico / fenilalanina com os nomes comerciais NutraSweet , Equal e Canderel . O aspartame foi fabricado pela primeira vez em 1965 e aprovado para uso em produtos alimentícios pela Food and Drug Administration (FDA) dos Estados Unidos em 1981.

O aspartame é um dos ingredientes alimentares mais rigorosamente testados. Avaliações de mais de 100 órgãos reguladores governamentais consideraram o ingrediente seguro para consumo nos níveis atuais. Em 2018, várias revisões de ensaios clínicos mostraram que o uso do aspartame no lugar do açúcar reduz a ingestão de calorias e o peso corporal em adultos e crianças.

Usos

O aspartame é cerca de 180 a 200 vezes mais doce que a sacarose (açúcar de mesa). Devido a essa propriedade, embora o aspartame produza 4 kcal (17 kJ) de energia por grama quando metabolizado, a quantidade de aspartame necessária para produzir um sabor doce é tão pequena que sua contribuição calórica é desprezível. O sabor do aspartame e de outros adoçantes artificiais difere daquele do açúcar de mesa no momento do início e na duração da doçura, embora o aspartame seja o mais próximo do perfil de sabor do açúcar entre os adoçantes artificiais aprovados. A doçura do aspartame dura mais do que a da sacarose, por isso costuma ser misturado com outros adoçantes artificiais, como o acessulfame de potássio, para produzir um sabor geral mais parecido com o do açúcar.

Como muitos outros peptídeos , o aspartame pode hidrolisar (quebrar) em seus aminoácidos constituintes sob condições de temperatura elevada ou pH alto . Isso torna o aspartame indesejável como adoçante de panificação e sujeito à degradação em produtos com pH alto, conforme necessário para uma longa vida útil. A estabilidade do aspartame sob aquecimento pode ser melhorada até certo ponto, envolvendo-o em gorduras ou maltodextrina . A estabilidade quando dissolvido em água depende marcadamente do pH . Em temperatura ambiente, é mais estável em pH 4,3, onde sua meia-vida é de quase 300 dias. Em pH 7, no entanto, sua meia-vida é de apenas alguns dias. A maioria dos refrigerantes tem um pH entre 3 e 5, onde o aspartame é razoavelmente estável. Em produtos que podem exigir uma vida útil mais longa, como xaropes para bebidas , o aspartame às vezes é misturado com um adoçante mais estável, como a sacarina .

Análises descritivas de soluções contendo aspartame relatam um gosto residual doce, bem como sabor residual amargo e estranho. Em produtos como bebidas em pó , a amina do aspartame pode sofrer uma reação de Maillard com os grupos aldeído presentes em certos compostos aromáticos . A perda resultante de sabor e doçura pode ser evitada protegendo o aldeído como um acetal .

Efeitos de segurança e saúde

A segurança do aspartame foi estudada desde a sua descoberta e é um dos ingredientes alimentares mais rigorosamente testados. O aspartame foi considerado seguro para consumo humano por mais de 100 agências regulatórias em seus respectivos países, incluindo a Food and Drug Administration (FDA) dos Estados Unidos , a Food Standards Agency do Reino Unido , a European Food Safety Authority (EFSA), Health Canada , Austrália e Nova Zelândia.

Em 2017, revisões de ensaios clínicos mostraram que o uso de aspartame (ou outros adoçantes não nutritivos) no lugar do açúcar reduz a ingestão de calorias e o peso corporal em adultos e crianças.

Uma revisão de 2017 dos efeitos metabólicos do consumo do aspartame descobriu que ele não afetou a glicose no sangue , a insulina , o colesterol total , os triglicerídeos , a ingestão de calorias ou o peso corporal. Enquanto os níveis de lipoproteína de alta densidade foram maiores em comparação com o controle, eles foram menores em comparação com a sacarose.

Fenilalanina

Altos níveis do aminoácido essencial fenilalanina que ocorre naturalmente são um perigo para a saúde daqueles que nascem com fenilcetonúria (PKU), uma doença hereditária rara que impede a fenilalanina de ser metabolizada adequadamente. Como o aspartame contém uma pequena quantidade de fenilalanina, os alimentos que contêm aspartame vendidos nos Estados Unidos devem declarar: "Fenilcetonúricos: Contém fenilalanina" nos rótulos dos produtos.

No Reino Unido, os alimentos que contêm aspartame são obrigados pela Food Standards Agency a listar a substância como ingrediente, com o aviso "Contém uma fonte de fenilalanina". Os fabricantes também são obrigados a imprimir "com adoçante (s)" no rótulo próximo ao nome do produto principal em alimentos que contêm "adoçantes como aspartame" ou "com açúcar e adoçante (s)" em "alimentos que contêm açúcar e adoçante ".

No Canadá, os alimentos que contêm aspartame são obrigados a listar o aspartame entre os ingredientes, incluir a quantidade de aspartame por porção e declarar que o produto contém fenilalanina.

A fenilalanina é um dos aminoácidos essenciais e é necessária para o crescimento normal e manutenção da vida. As preocupações sobre a segurança da fenilalanina em relação ao aspartame para aqueles sem fenilcetonúria centram-se principalmente nas alterações hipotéticas nos níveis dos neurotransmissores , bem como nas relações de neurotransmissores entre si no sangue e no cérebro que podem levar a sintomas neurológicos. Revisões da literatura não encontraram achados consistentes para apoiar tais preocupações e, embora altas doses de consumo de aspartame possam ter alguns efeitos bioquímicos, esses efeitos não são observados em estudos de toxicidade para sugerir que o aspartame pode afetar adversamente a função neuronal. Tal como acontece com o metanol e o ácido aspártico, alimentos comuns na dieta típica, como leite, carne e frutas, levarão à ingestão de quantidades significativamente maiores de fenilalanina do que seria esperado do consumo de aspartame.

Câncer

Avaliações não encontraram associação entre aspartame e câncer. Esta posição é apoiada por várias agências reguladoras, como a FDA e a EFSA, bem como por órgãos científicos, como o National Cancer Institute . A EFSA, FDA e o Instituto Nacional do Câncer dos EUA afirmam que o aspartame é seguro para consumo humano.

Sintomas de neurotoxicidade

Avaliações não encontraram evidências de que baixas doses de aspartame poderiam levar a efeitos neurotóxicos. Uma revisão de estudos em crianças não mostrou quaisquer descobertas significativas para questões de segurança em relação a condições neuropsiquiátricas, como ataques de pânico , alterações de humor, alucinações , TDAH ou convulsões pelo consumo de aspartame.

Dores de cabeça

As dores de cabeça são o sintoma mais comum relatado pelos consumidores. Enquanto uma pequena revisão observou que o aspartame é provavelmente um dos muitos desencadeadores dietéticos de enxaqueca , em uma lista que inclui "queijo, chocolate, frutas cítricas , cachorro-quente , glutamato monossódico , aspartame, alimentos gordurosos, sorvete , abstinência de cafeína e bebidas alcoólicas, especialmente vinho tinto e cerveja ", outras revisões notaram estudos conflitantes sobre dores de cabeça e outros estudos carecem de qualquer evidência e referências para apoiar esta afirmação.

Mecanismo de ação

A doçura observada do aspartame (e outras substâncias doces como acessulfame K ) em seres humanos é, devido à sua ligação do heterodímero de receptor acoplado a proteína G formado pelas proteínas TAS1R2 e TAS1R3 . O aspartame não é reconhecido por roedores devido às diferenças nos receptores gustativos.

Metabolitos

O aspartame é rapidamente hidrolisado no intestino delgado . Mesmo com a ingestão de doses muito altas de aspartame (acima de 200 mg / kg), nenhum aspartame é encontrado no sangue devido à rápida degradação. Após a ingestão, o aspartame se decompõe em componentes residuais, incluindo ácido aspártico , fenilalanina , metanol e outros produtos de degradação, incluindo formaldeído e ácido fórmico . Estudos em humanos mostram que o ácido fórmico é excretado mais rapidamente do que formado após a ingestão de aspartame. Em alguns sucos de frutas , concentrações mais altas de metanol podem ser encontradas do que a quantidade produzida a partir do aspartame nas bebidas.

Os principais produtos de decomposição do aspartame são seu dipeptídeo cíclico (em uma forma 2,5-Dicetopiperazina ou DKP), o dipeptídeo não esterificado (aspartilfenilalanina) e seus componentes constituintes, fenilalanina , ácido aspártico e metanol . A 180 ° C, o aspartame sofre decomposição para formar um derivado de dicetopiperazina.

Aspartato

O ácido aspártico (aspartato) é um dos aminoácidos mais comuns na dieta típica. Tal como acontece com o metanol e a fenilalanina, a ingestão de ácido aspártico do aspartame é menor do que seria esperado de outras fontes dietéticas. No 90º percentil de ingestão, o aspartame fornece apenas entre 1% e 2% da ingestão diária de ácido aspártico. Tem havido algumas especulações de que o aspartame, em conjunto com outros aminoácidos como o glutamato , pode levar à excitotoxicidade , causando danos ao cérebro e às células nervosas. No entanto, os estudos clínicos não mostraram sinais de efeitos neurotóxicos e os estudos do metabolismo sugerem que não é possível ingerir ácido aspártico e glutamato em quantidade suficiente através de alimentos e bebidas em níveis que seriam tóxicos.

Metanol

O metanol produzido pelo metabolismo do aspartame é absorvido e rapidamente convertido em formaldeído e então completamente oxidado em ácido fórmico . É improvável que o metanol do aspartame seja uma preocupação para a segurança por vários motivos. Sucos de frutas e frutas cítricas contêm metanol, e existem outras fontes dietéticas de metanol, como bebidas fermentadas, e a quantidade de metanol produzida a partir de alimentos e bebidas adoçados com aspartame é provavelmente menor do que a partir dessas e de outras fontes que já estão nas pessoas dietas. Com relação ao formaldeído, ele é rapidamente convertido no organismo, e as quantidades de formaldeído do metabolismo do aspartame são insignificantes quando comparadas às quantidades produzidas rotineiramente pelo corpo humano e de outros alimentos e medicamentos. Nas doses humanas mais altas esperadas de consumo de aspartame, não há aumento nos níveis sanguíneos de metanol ou ácido fórmico, e a ingestão de aspartame no percentil 90 de ingestão produziria 25 vezes menos metanol do que o que seria considerado tóxico.

Caminho completo da bioquímica

Reagente Metabólito Porcentagem de reagente metabolizado Meia-vida Mecanismo
Aspartame Feniletilamina 50% "Rápido"
Aspartame Ácido aspártico (aspartato) 40% "Rápido"
Aspartame Metanol 10% "Rápido"
Metanol Formaldeído 100% 142 minutos Álcool desidrogenase
Formaldeído Ácido fórmico 100% 1 minuto Sistema catalase-peróxido, sistema oxidase de função mista citocromo P450, álcool desidrogenase
Feniletilamina Fenilalanina 100% - Descarboxilação de fenilalanina
Fenilalanina Fenilpiruvato (PPA)
Fenilpiruvato Fenilactato (PLA)
Fenilpiruvato Fenilacetato (PAA) Descarboxilação por via de Ehrlich
Fenilalanina Ácido acetoacético 50%
Fenilalanina Ácido fumárico 50%
Fenilactato (PLA) Ácido fenilático Lactato desidrogenase
Fenilalanina Tirosina Fenilalanina hidroxilase

Química

O aspartame é um éster metílico do dipeptídeo dos aminoácidos naturais L - ácido aspártico e L - fenilalanina . Em condições fortemente ácidas ou alcalinas , o aspartame pode gerar metanol por hidrólise . Em condições mais severas, as ligações peptídicas também são hidrolisadas, resultando em aminoácidos livres.

O beta aspartame difere do aspartame com base no qual o grupo carboxila se liga à fenilalanina
O beta-aspartame difere do aspartame com base no grupo carboxila do aspartato que se liga ao nitrogênio da fenilalanina.

Embora aspectos conhecidos da síntese sejam cobertos por patentes, muitos detalhes são proprietários. Duas abordagens de síntese são usadas comercialmente. Na síntese química, os dois grupos carboxila do ácido aspártico são unidos em um anidrido, e o grupo amino é protegido com um grupo formila como a formamida, por tratamento do ácido aspártico com uma mistura de ácido fórmico e anidrido acético. A fenilalanina é convertida no seu éster metílico e combinada com o anidrido N- formil aspártico; então o grupo protetor é removido do nitrogênio aspártico por hidrólise ácida. A desvantagem desta técnica é que um subproduto, a forma β de sabor amargo, é produzido quando o grupo carboxila errado do anidrido do ácido aspártico se liga à fenilalanina, com o isômero desejado e indesejado se formando em uma proporção de 4: 1. Um processo usando uma enzima de Bacillus thermoproteolyticus para catalisar a condensação dos aminoácidos quimicamente alterados produzirá altos rendimentos sem o subproduto da forma β. Uma variante desse método, que não foi usada comercialmente, usa ácido aspártico não modificado, mas produz baixos rendimentos. Métodos para a produção direta de aspartil-fenilalanina por meios enzimáticos, seguido de metilação química, também foram tentados, mas não escalonados para a produção industrial.

Ingestão

O valor de ingestão diária aceitável (ADI) para o aspartame, bem como outros aditivos alimentares estudados, é definido como a "quantidade de um aditivo alimentar, expressa com base no peso corporal, que pode ser ingerida diariamente ao longo da vida sem risco apreciável para a saúde. " O Comité Misto FAO / OMS de Peritos em Aditivos Alimentares (JECFA) e da Comissão Europeia 's Comité Científico da Alimentação determinou que este valor é de 40 mg / kg de peso corporal para o aspartame, enquanto FDA estabeleceu a sua DDA para o aspartame a 50 mg / kg.

A principal fonte de exposição ao aspartame nos Estados Unidos são os refrigerantes diet , embora ele possa ser consumido em outros produtos, como preparações farmacêuticas, sucos de frutas e chicletes, entre outros, em quantidades menores. Uma lata de refrigerante dietético de 12 onças fluidas (355 ml) norte-americana contém 0,18 gramas (0,0063 oz) de aspartame e, para um adulto de 75 kg (165 lb), são necessários aproximadamente 21 latas de refrigerante dietético diariamente para consumir 3,7 gramas (0,13 oz) de aspartame que ultrapassaria os 50 miligramas do FDA por quilo de peso corporal ADI de aspartame apenas de refrigerante diet.

As revisões analisaram estudos que analisaram o consumo de aspartame em países do mundo todo, incluindo Estados Unidos, países da Europa e Austrália, entre outros. Essas análises descobriram que mesmo os altos níveis de ingestão de aspartame, estudados em vários países e diferentes métodos de medição do consumo de aspartame, estão bem abaixo da ADI para o consumo seguro de aspartame. As avaliações também descobriram que as populações que se acredita serem especialmente grandes consumidores de aspartame, como crianças e diabéticos, estão abaixo da ADI para consumo seguro, mesmo considerando cálculos de consumo do pior cenário extremo.

Em um relatório divulgado em 10 de dezembro de 2013, a EFSA disse que, após um extenso exame de evidências, descartou o "risco potencial do aspartame causar danos aos genes e induzir câncer" e considerou a quantidade encontrada em refrigerantes diet seguros para consumir .

História

O aspartame foi descoberto em 1965 por James M. Schlatter, um químico que trabalhava para a GD Searle & Company . Schlatter havia sintetizado o aspartame como uma etapa intermediária na geração de um tetrapeptídeo do hormônio gastrina , para uso na avaliação de um candidato a medicamento anti- úlcera . Ele descobriu seu sabor doce quando lambeu o dedo, que havia se contaminado com aspartame, para levantar um pedaço de papel. Torunn Atteraas Garin participou do desenvolvimento do aspartame como adoçante artificial .

Em 1975, motivado por questões relacionadas a Flagyl e Aldactone , uma equipe de força-tarefa do FDA dos EUA revisou 25 estudos enviados pelo fabricante, incluindo 11 sobre aspartame. A equipe relatou "deficiências graves nas operações e práticas da Searle". O FDA procurou autenticar 15 dos estudos submetidos contra os dados de apoio. Em 1979, o Centro de Segurança Alimentar e Nutrição Aplicada (CFSAN) concluiu, uma vez que muitos problemas com os estudos do aspartame eram menores e não afetavam as conclusões, os estudos poderiam ser usados ​​para avaliar a segurança do aspartame.

Em 1980, o FDA convocou uma Junta Pública de Investigação (PBOI) consistindo de consultores independentes encarregados de examinar a suposta relação entre o aspartame e o câncer cerebral . O PBOI concluiu que o aspartame não causa danos cerebrais , mas não recomendou a aprovação do aspartame na época, citando perguntas não respondidas sobre o câncer em ratos de laboratório.

Em 1983, o FDA aprovou o aspartame para uso em bebidas carbonatadas e para uso em outras bebidas, produtos assados ​​e confeitos em 1993. Em 1996, o FDA removeu todas as restrições ao aspartame, permitindo que fosse usado em todos os alimentos.

Vários países da União Europeia aprovaram o aspartame na década de 1980, com aprovação em toda a UE em 1994. O Comitê Científico de Alimentos da Comissão Europeia revisou estudos de segurança subsequentes e reafirmou a aprovação em 2002. A Autoridade Europeia de Segurança Alimentar relatou em 2006 que o diário Aceitável previamente estabelecido ingestão foi apropriada, após a revisão de outro conjunto de estudos.

Status de compêndio

Usos comerciais

Sob os nomes comerciais Equal , NutraSweet e Canderel , o aspartame é um ingrediente em aproximadamente 6.000 alimentos e bebidas vendidos em todo o mundo, incluindo (mas não se limitando a) refrigerantes diet e outros refrigerantes, café da manhã instantâneo, balas de hortelã, cereais, sem açúcar goma de mascar, misturas de cacau, sobremesas congeladas, sobremesas de gelatina, sucos, laxantes, suplementos vitamínicos mastigáveis, bebidas lácteas, medicamentos e suplementos farmacêuticos, misturas para batidos, adoçantes de mesa, chás, cafés instantâneos , misturas de cobertura, refrigerantes de vinho e iogurte. É fornecido como condimento de mesa em alguns países. O aspartame é menos adequado para panificação do que outros adoçantes, porque se decompõe quando aquecido e perde muito de sua doçura.

NutraSweet Company

Em 1985, a Monsanto Company comprou a GD  Searle e o negócio de aspartame tornou-se uma subsidiária separada da Monsanto, a NutraSweet Company . Em março de 2000, a Monsanto a vendeu para JW Childs Equity Partners II LP. As patentes de uso europeu do aspartame expiraram a partir de 1987, e a patente dos EUA expirou em 1992. Desde então, a empresa tem competido por participação de mercado com outros fabricantes, incluindo Ajinomoto , Merisant e a Holland Sweetener Company.

Ajinomoto

Muitos aspectos da síntese industrial do aspartame foram estabelecidos pela Ajinomoto. Em 2004, o mercado de aspartame, no qual a Ajinomoto , maior fabricante mundial de aspartame, tinha uma participação de 40%, era de 14.000 toneladas métricas ao ano, e o consumo do produto estava aumentando 2% ao ano. A Ajinomoto adquiriu seu negócio de aspartame em 2000 da Monsanto por US $ 67 milhões.

Em 2008, a Ajinomoto processou a rede de supermercados britânica Asda , parte do Walmart , por uma ação maliciosa de falsidade sobre seu produto aspartame, quando a substância foi listada como excluída da linha de produtos da rede, junto com outras "nojentas". Em julho de 2009, um tribunal britânico decidiu a favor da Asda. Em junho de 2010, um tribunal de apelações reverteu a decisão, permitindo que a Ajinomoto movesse uma ação contra o Asda para proteger a reputação do aspartame. A Asda disse que continuaria a usar o termo "nada desagradável" em seus produtos de marca própria, mas o processo foi encerrado em 2011 com a Asda optando por remover as referências ao aspartame de sua embalagem.

Em novembro de 2009, a Ajinomoto anunciou uma nova marca para seu adoçante de aspartame - AminoSweet.

Holland Sweetener Company

Uma joint venture da DSM e da Tosoh , a Holland Sweetener Company fabricou o aspartame usando o processo enzimático desenvolvido pela Toyo Soda (Tosoh) e vendido como a marca Sanecta. Além disso, eles desenvolveram uma combinação de sal de aspartame e acessulfame sob a marca Twinsweet. Eles deixaram a indústria de adoçantes no final de 2006, porque "os mercados globais de aspartame estão enfrentando um excesso de oferta estrutural, o que causou uma forte erosão de preços em todo o mundo nos últimos cinco anos", tornando o negócio "persistentemente não lucrativo".

Produtos concorrentes

Como a Sucralose , ao contrário do aspartame, mantém sua doçura após ser aquecida e tem pelo menos o dobro da vida útil do aspartame, ela se tornou mais popular como ingrediente. Isso, junto com as diferenças no marketing e as mudanças nas preferências do consumidor, fez com que o aspartame perdesse participação no mercado para a Sucralose. Em 2004, o aspartame era negociado a cerca de US $ 30 / kg e a Sucralose, que é cerca de três vezes mais doce em peso, por cerca de US $ 300 / kg.

Veja também

Referências

links externos

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