Аспартам

Аспартам является искусственным, не сахаридным подсластителем, используемым в качестве сахарозаменителя в составе некоторых продуктов питания и напитков. В Европейском Союзе, он кодифицирован как E951. Аспартам представляет собой метиловый эфир аспарагиновой кислоты / дипептид фенилаланина. Впервые он продавался под торговой маркой NutraSweet. Аспартам был впервые синтезирован в 1965 году, а патент на него истек в 1992 году. Безопасность аспартама была предметом нескольких политических и медицинских споров, слушаний в Конгрессе США и мистификаций в Интернете ¹⁾ с момента его первоначального утверждения для использования FDA США в 1981 г. Европейское управление безопасности пищевых продуктов, в ходе повторной оценки, заключило 2013 году, что аспартам и продукты его распада являются безопасными для потребления человеком на текущих уровнях воздействия, ²⁾ что подтверждается другими медицинскими обзорами. Однако, поскольку продукты его распада включают фенилаланин, аспартам следует избегать людям с наследственным заболеванием фенилкетонурия (ФКУ).

Аспартам представляет собой метиловый эфир дипептида естественных аминокислот L-аспарагиновой кислоты и L-фенилаланина. При сильно кислотных или щелочных условиях, аспартам может генерировать метанол путем гидролиза. При более жестких условиях, пептидные связи также гидролизуются, в результате чего образуются свободные аминокислоты. ³⁾ В то время как известные аспекты синтеза аспартама защищены патентами, многие детали производства являются собственностью компании. В коммерческих целях используются два подхода к синтезу. При химическом синтезе, две карбоксильные группы аспарагиновой кислоты объединяются в ангидрид, а аминогруппа защищена превращением ее в функциональную группу, которая не будет вмешиваться в последующую реакцию. Фенилаланин превращается в метиловый эфир и сочетается с N-защищенным аспарагиновым ангидридом; затем защитную группу удаляют из аспарагинового азота путем кислотного гидролиза. Недостатком этого метода является побочный продукт, горькая на вкус β-форма, которая производится, когда неправильная карбоксильная группа из аспарагиновой кислоты связывается с фенилаланином. Процесс с использованием фермента из Bacillus thermoproteolyticus для катализа конденсации химически измененных аминокислот даст большое количество аспартама без β-формы побочного продукта. В варианте этого метода, который не был использован в коммерческих целях, используется неизмененная аспарагиновая кислота, но этот процесс дает низкий выход продукта. Способы непосредственного получения аспартил-фенилаланина путем ферментативного средствами, с последующим химическим метилированием, также использовались, но не в промышленных масштабах. ⁴⁾

Воспринимаемая сладость аспартама (и других сладких веществ, таких как ацесульфам К) в организме человека происходит из-за его связывания гетеродимера G-белкового рецептора, образованного белками TAS1R2 и TAS1R3.

Аспартам примерно в 200 раз слаще сахарозы (столового сахара). Благодаря этому свойству, даже если аспартам производит четыре килокалории энергии на грамм (17 кДж / г), когда метаболизируется, количество аспартама, необходимого для производства сладкого вкуса, настолько мало, что его калорийность оказывается незначительной. Вкус аспартама и других искусственных подсластителей отличается от столового сахара, хотя вкус аспартама наиболее близок к вкусу сахара (если сравнивать с другими утвержденными искусственными подсластителями). Сладость аспартама длится дольше, чем сладость сахарозы, поэтому его часто смешивают с другими искусственными подсластителями, такими как ацесульфам калия, для получения общего вкуса, более похожего на сахар. Как и многие другие пептиды, аспартам может гидролизоваться (расщепляться) на составляющие его аминокислоты в условиях повышенной температуры или высоком рН. Поэтому аспартам нежелательно использовать в выпечке, так как он расщепляется в продуктах с высоким уровнем рН, что требуется для длительного срока хранения. Стабильность аспартама при нагревании может быть улучшена до некоторой степени путем заключения его в жирах или в мальтодекстрине. Стабильность при растворении в воде заметно зависит от рН. При комнатной температуре аспартам наиболее стабилен при рН 4,3, при этом период его полураспада составляет около 300 дней. При рН 7, тем не менее, его период полураспада составляет всего несколько дней. Большинство безалкогольных напитков имеют рН от 3 до 5, при этом аспартам достаточно стабилен. В продуктах, которые могут потребовать более длительного срока хранения, таких как сиропы для напитков из фонтана, аспартам иногда смешивается с более стабильным подсластителем, таким как сахарин. ⁵⁾ Основными продуктами распада аспартама являются его циклический дипептид (в форме 2,5-дикетопиперазина, или ДКП), де-этерифицированный дипептид (аспартил-фенилаланин), и его компоненты: фенилаланин, аспарагиновая кислота и метанол. При 180°С аспартам подвергается разложению с образованием дикетопиперазинового производного. В таких продуктах, как порошкообразные напитки, амин в аспартаме может подвергаться реакции Майяра с альдегидными группами, присутствующими в некоторых ароматических соединениях. Последующая потеря аромата и сладости аспартама может быть предотвращена путем защиты альдегида в качестве ацетала. Описательные анализы растворов, содержащих аспартам, сообщают о сладком послевкусии, а также горьком привкусе и наличии посторонних привкусов. ⁶⁾

Аспартам был обнаружен в 1965 году Джеймсом М. Шлаттером, химиком, работавшим в G.D. Searle & Company. Шлаттер синтезировал аспартам в качестве промежуточного продукта при создании тетрапептида гормона гастрина, для использования его при оценке противоязвенных потенциальных лекарственных средств. Он случайно обнаружил сладкий вкус аспартама, лизнув палец, на котором случайно оказался аспартам, чтобы перевернуть листок бумаги. ⁷⁾ Торунн Аттераас Гарин участвовал в разработке аспартама в качестве искусственного подсластителя. В 1975 году, побуждаемая вопросами, касающимися Flagyl и Aldactone, целевая группа FDA США рассмотрела 25 исследований, представленных изготовителем, в том числе 11 исследований аспартама. Команда сообщила о «серьезных недостатках в операциях и практики Searle». FDA пыталась проверить подлинность 15-ти из представленных исследований в отношении вспомогательных данных. В 1979 году Центр по безопасности пищевых продуктов и прикладного питания (CFSAN) пришел к выводу, что, поскольку многие проблемы, связанные с исследованиями аспартама.ю были незначительными и не повлияли на выводы, эти исследования могут быть использованы для оценки безопасности аспартама. В 1980 году FDA созвала Общественный совет по расследованию (PBOI), состоящий из независимых советников, которым было поручено рассмотреть предполагаемую связь между аспартамом и раком мозга. PBOI заключила, что аспартам не вызывает повреждения головного мозга, однако совет рекомендовал не одобрять аспартам в то время, ссылаясь на то, что не были получены данные о раке у лабораторных крыс.⁸⁾ Ссылаясь на данные японского исследования, которые не были доступны для членов PBOI, и после консультации с экспертной группой, которая обнаружила недостатки в статистическом анализе, лежащем в основе колебаний PBOI, и все же выступая против утверждения, специальный уполномоченный FDA Hayes одобрил аспартам для использования в сыпучих продуктах. В 1983 году FDA дополнительно одобрило аспартам для использования в газированных напитках, а также для использования в других напитках, хлебобулочных и кондитерских изделиях, в 1993 году. В 1996 году FDA сняла все ограничения с аспартама, что позволило использовать его во всех продуктах питания. В ряде стран Европейского Союза аспартам был одобрен в 1980-е годы, в ЕС широкое одобрение было получено в 1994 году. Научный комитет по продуктам питания Европейской комиссии провел последующий обзор исследований безопасности аспартама и подтвердил его утверждение в 2002 году. В 2006 году Европейское ведомство по безопасности пищевых продуктов сообщило о том, что установленные ранее данные о приемлемом ежедневном потреблении были правильными, после рассмотрения еще ряда исследований.

Аспартам был признан безопасным для потребления человеком в более чем 90 странах по всему миру. ⁹⁾ Официальные представители FDA описывали аспартам как «один из наиболее тщательно проверенных и исследованных пищевых добавок», а его безопасность как «очевидную». Однако, несмотря на это, аспартам был предметом нескольких споров, мистификаций и паники в обществе. Первоначально аспартам был одобрен Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) в 1974 году; тем не менее, впоследствии были обнаружены проблемы, связанные с программой тестирования безопасности Searle, в том числе испытания аспартама. В следующем году одобрение было отменено, но после внешних обзоров проблемных испытаний и проведения дополнительных испытаний, окончательное утверждение было предоставлено в 1981 г. Из-за обвинения о конфликтах интересов, одобрение аспартама FDA было омрачено, и в 1986 году Счетная палата Правительства США провела обзор действий заинтересованных должностных лиц и процесс утверждения в 1987 году; не были обоснованы ни утверждения о конфликте интересов, ни проблемы в процессе окончательного утверждения. Кроме того, в 1984 году Центры по контролю и профилактике заболеваний провели исследования, и не смогли обнаружить каких-либо существенных эпидемиологических связей с серьезным риском или вредом аспартама. С декабря 1998 года, широко распространенная e-mail мистификация привела к тому, что аспартам стали считать причиной многих заболеваний. ¹⁰⁾ Масса существующих научных данных свидетельствует о том, что аспартам безопасен при текущем уровне потребления в качестве некалорийного подсластителя. Обзоры, проведенные регулирующими органами спустя десятилетия после того, как аспартам был впервые одобрен, поддержали его безопасность.

Безопасность аспартама была широко изучена с момента его открытия. Были проведены исследования на животных, клинические и эпидемиологические исследования и постмаркетинговые наблюдения. Аспартам является одним из наиболее тщательно протестированных пищевых ингредиентов. В рецензируемых всесторонних обзорных статьях и независимых обзорах государственных регулирующих органов были проанализированы опубликованные исследования по безопасности аспартама. Было обнаружено, что аспартам безопасен для потребления на текущих уровнях. Аспартам был признан безопасным для потребления человеком более 100 регулирующими органами в соответствующих странах, включая Агентство по пищевым стандартам Великобритании, Европейский орган по безопасности пищевых продуктов (EFSA) и Министерство здравоохранения Канады. ¹¹⁾

Допустимая суточная доза (ДСД) потребления аспартама, а также других пищевых добавок, определяется как «количество пищевой добавки, на основе веса тела, которое можно потреблять ежедневно в течение всей жизни без заметного риска для здоровья». Объединенный комитет Всемирной организации по продовольствию / Экспертную комиссию ВОЗ по пищевым добавкам (JECFA) и Научный комитет Европейской комиссии по вопросам продовольствия, определили, что норма потребления аспартама составляет 40 мг / кг массы тела, в то время как FDA установило свою рекомендуемую норму суточного потребления для аспартама, составляющую 50 мг / кг. ¹²⁾ Основным источником аспартама в Соединенных Штатах являются диетические безалкогольные напитки, хотя аспартам может встречаться в других продуктах, таких как фармацевтические препараты, фруктовые напитки и жевательная резинка. В 12 жидких унциях (355 мл) диетической газированной воды может содержаться 180 миллиграмм (0,0063 унции) аспартама, и человеку весом 75 кг (165 фунтов) потребуется около 21 банок диетических газированных напитков ежедневно, чтобы употребить 3750 миллиграммов (0,132 унций) аспартама, что превзойдет 50 миллиграммов на килограмм массы тела аспартама, одобренных FDA. Обзоры проанализировали исследования, которые рассматривали потребление аспартама во всех странах мира, в том числе в США, странах Европы и Австралии. Эти обзоры обнаружили, что даже высокий уровень потребления аспартама, изученный в нескольких странах, был значительно ниже рекомендованного уровня потребления. Обзоры также обнаружили, что в популяциях, в которых наблюдается особенно высокое потребление аспартама, такие как дети и диабетики, также потребляют меньше аспартама, чем указано в нормативах для безопасного потребления, даже с учетом экстремальных расчетов наихудшего сценария потребления. ¹³⁾ В докладе, опубликованном 10 декабря 2013 года, Европейское агентство по безопасности продовольствия заявило, что, после обширного исследования доказательств, исключается «потенциальный риск того, что аспартам вызовет повреждение генов и рак», и что количество аспартама, содержащееся в диетических газированных напитках, является безопасным для употребления.

Аспартам быстро гидролизуется в тонком кишечнике. Даже при приеме внутрь очень высоких доз аспартама (более 200 мг / кг), аспартам не обнаруживается в крови из-за быстрого распада. Эти метаболиты были изучены в широком диапазоне популяций, включая младенцев, детей, подростков и здоровых взрослых. У здоровых взрослых и детей, даже огромные дозы аспартама не приводят к плазменным уровням метаболитов, которые угрожают безопасности. При приеме внутрь, аспартам распадается на остаточные компоненты, в том числе аспарагиновую кислоту, фенилаланин, метанол, в соотношении 4: 5: 1 по массе, ¹⁴⁾ и в дальнейшем на продукты, включая формальдегид и муравьиную кислоту, причем накопление последнего считается основной причиной травматизма при отравлении метанолом. Исследования на людях показывают, что муравьиная кислота выводится из организма быстрее, чем она образуется после приема аспартама. В некоторых фруктовых соках можно обнаружить более высокие концентрации метанола, чем в газированных напитках.

Аспарагиновая кислота (аспартат) является одним из наиболее распространенных аминокислот в типичной диете. Как и в случае метанола и фенилаланина, потребление аспарагиновой кислоты из аспартама меньше, чем можно было бы ожидать от других источников питания. На 90-й процентиль приема, аспартам обеспечивает только от 1% до 2% от ежедневного потребления аспарагиновой кислоты. Предполагалось, что аспартам, в сочетании с другими аминокислотами, такими как глутамат, может привести к эксайтотоксичности, и к повреждению головного мозга и нервных клеток. Однако, клинические исследования не показали никаких признаков нейротоксического эффекта, и исследования обмена веществ предполагают, что не представляется возможным применять достаточное количество аспарагиновой кислоты и глутамата через пищу и напитки до уровней, которые можно было бы назвать токсичными.

Метанол, получаемый путем метаболизма аспартама, всасывается и быстро преобразуется в формальдегид, а затем полностью окисляется до муравьиной кислоты, которая, благодаря своему длинному периоду полувыведения, считается основным механизмом токсичности при отравлении метанолом. Метанол из аспартама вряд ли будет причиной вреда для организма по нескольким причинам. Количество метанола в аспартаме меньше, чем во фруктовых соках и цитрусовых фруктах, кроме того, существуют и другие пищевые источники метанола, такие как ферментированные напитки. Таким образом, количество метанола из аспартама, вероятно, будет меньше, чем из природных источников. Что касается формальдегида, он быстро распадается в организме, а количества формальдегида из метаболизма аспартама минимально по сравнению с количествами, производимыми человеческим телом и получаемым из других пищевых продуктов и лекарственных средств. При самых высоких предполагаемых человеческих дозах потребления аспартама, не наблюдается повышенных уровней в крови метанола или муравьиной кислоты, и потребление аспартама на 90-й процентиль приема будет производить в 25 раз меньше метанола, чем количество, которое будет считаться токсичным.

Высокие уровни незаменимой аминокислоты фенилаланина представляют опасность для здоровья для лиц, родившихся с фенилкетонурией (ФКУ), редкиме наследственным заболеванием, которое предотвращает правильный метаболизм фенилаланина. Так как люди с ФКУ рассматривают аспартам как дополнительный источник фенилаланина, на продуктах, содержащих аспартам, продаваемых в Соединенных Штатах, должно быть указано «Phenylketonurics: Contains Phenylalanine».¹⁵⁾ В Великобритании, Агентство по пищевым стандартам Великобритании обязует производителей на всех продуктах, которые содержат аспартам, перечислять среди ингредиентов продукта аспартам и помещать на них предупреждение «Содержит источник фенилаланина». Производители также должны печатать «с подсластителем» на этикетке близко к основному названию продукта на продуктах, которые содержат «подсластители, такие как аспартам» или «с сахаром и подсластителем» на «пищевых продуктах, которые содержат сахар и подсластитель». В Канаде, на продуктах, содержащих аспартам, по закону на этикетке должно быть указано содержание в продукте аспартама среди ингредиентов продукта, а также количество аспартама на порцию. Также на этикетке должно быть указано, что продукт содержит фенилаланин. Это, как правило, делается в скобках. Фенилаланин является одной из незаменимых аминокислот, необходимых для нормального роста и поддержания жизни. Беспокойство по поводу безопасности фенилаланина из аспартама в значительной степени базируется на гипотетических изменениях уровней нейротрансмиттеров, а также на соотношении нейротрансмиттеров друг к другу в крови и головном мозге, что может привести к неврологической симптоматике. В отзывах в литературе не было обнаружено никаких согласованных выводов в поддержку таких теорий. Несмотря на то, что высокие дозы аспартама могут оказывать некоторые биохимические эффекты, эти эффекты не наблюдались в исследованиях токсичности. Не было показано, что аспартам может негативно повлиять на нейронную функцию. Как и в случае с метанолом, типичная диета приведет к потреблению значительно более высоких количеств фенилаланина, чем можно было бы ожидать от потребления аспартама. Людям с генетическим расстройством фенилкетонурия рекомендуется избегать приема аспартама, поскольку они имеют пониженную способность к метаболизму фенилаланина. Обычные продукты, такие как молоко, мясо и фрукты, обеспечивают гораздо большее количество этих метаболитов в рационе, чем содержит аспартам.

В исследовании, проведенном в 1979 году, был протестирован эффект приема аспартама на содержание аминокислот в крови и молоке кормящих женщин. [57] В данном исследовании было изучено шесть кормящих женщин в возрасте от 20 до 29 лет после перорального приема аспартама или лактозы (50 мг / кг массы тела) в случайном порядке, с целью изучения различий в содержании этих веществ в грудном молоке. В результате исследования был сделан вывод о том, что аспартам в дозе 50 мг / кг массы тела оказывает небольшое влияние на уровни аспартата в молоке и, хотя небольшое увеличение показателя время-эффект аспартата было отмечено в течение четырехчасового послеабсорбного периода, никаких существенных различий не было отмечено в течение всего 24-часового периода наблюдения. ¹⁶⁾

Судя по отзывам, не было обнаружено никакой связи между употреблением аспартама и раком. В этих обзорах рассматривались многочисленные исследования канцерогенности у животных, эпидемиологические исследования у людей, а также исследования генотоксичности in vitro. Эти исследования не обнаружили никаких существенных доказательств того, что аспартам вызывает рак у животных, повреждения генома, или вызывает рак у людей в дозах, используемых в настоящее время. Эта позиция поддерживается несколькими контролирующими органами, такими как FDA и EFSA, а также научными организациями, такими как Национальный институт рака. Аспартам не продемонстрировал каких-либо повреждающих ДНК свойств. ¹⁷⁾ Вопрос о возможных канцерогенных свойствах аспартама первоначально был поднят и популяризирован в средствах массовой информации Джоном Олни в 1970-х годах, и вновь – в 1996 году, с предположением, что аспартам может быть связан с опухолями головного мозга. Обзоры обнаружили, что эти заявления были ошибочными. Независимые организации, такие как FDA и Национальный институт рака, проанализировали множество исследований, и не обнаружили никакой связи между употреблением аспартама и раком мозга. Онкологический научный центр Cesare Maltoni Чезаре Maltoni Европейского Фонда онкологии и экологических наук Рамаззини выпустил несколько исследований, в которых утверждалось, что аспартам может увеличить несколько злокачественных опухолей у грызунов, заключив, что аспартам является потенциальным канцерогеном при нормальных диетических дозах. EFSA и FDA свели на нет результаты исследования из-за отсутствия прозрачности и многочисленных недостатков в исследовании, не найдя никаких оснований пересматривать свои ранее установленные допустимые суточные уровни потребления аспартама.

Многочисленные заявления были сделаны через Интернет и в потребительских журналах о якобы нейротоксическом действии аспартама, приводящем к неврологическим или психическим симптомам, таким как судороги, головные боли и изменения настроения. Обзор биохимии аспартама не обнаружил никаких доказательств того, что потребляемые дозы могли бы привести к нейротоксическим эффектам. ¹⁸⁾ Подробные обзоры не обнаружили каких-либо доказательств того, что аспартам является причиной этих симптомов. Один из обзоров обеспечил теоретические биохимические предпосылки нейротоксичности, вследствие чего было предложено провести дальнейшее тестирование. Тем не менее, группа экспертов EFSA отметила, что выводы в этом обзоре были частично основаны на интернет-источниках и, следовательно, не были надежными с научной точки зрения. Эти эксперты также согласились с критикой того, что в критическом обзоре были сделаны значительные научные ошибки, что привело к необоснованным и вводящим в заблуждение интерпретациям. Обзор педиатрической литературы не показал каких-либо существенных выводов касательно соображений безопасности в отношении психоневрологических заболеваний, таких как приступы паники, изменения настроения, галлюцинации или с СДВГ или судороги.

Головные боли являются наиболее распространенным симптомом, сообщаемым потребителями. В то время как в одном небольшой обзоре было отмечено, что аспартам, вероятно, является одним из многих диетических триггеров мигрени, которые включают в себя «сыр, шоколад, цитрусовые, хот-доги, глутамат натрия, аспартам, жирные продукты, мороженое, отмену кофеина и алкогольные напитки, особенно красное вино и пиво», другие обзоры отметили, что имеется большое количество противоречивых исследований о головной боли, и что еще больше обзоров не имеют каких-либо доказательств и ссылок в поддержку этого утверждения. ¹⁹⁾

Поскольку калорийность аспартама незначительна, аспартам использовался в качестве средства для снижения веса как заменитель сахара. Обзоры показывают, что аспартам может помочь в потере веса в рамках междисциплинарной программы по снижению веса. Сам по себе, не известно, способен ли аспартам вызывать увеличение или потерю веса. Хотя некоторые исследователи заявили, что аспартам способствует увеличению веса, голоду и повышению аппетита, широкие обзоры показывают, что аспартам не оказывает заметного влияния на аппетит.

Аспартам под торговыми названиями Equal, NutraSweet и Canderel является компонентом приблизительно 6000 потребительских продуктов питания и напитков, продающихся по всему миру, в том числе (но не ограничиваясь ими): диетические газированные напитки и другие безалкогольные напитки, мгновенные завтраки, мятные конфеты, крупы, жевательные резинки без сахара, смеси какао, замороженные десерты, желатиновые десерты, соки, слабительные, жевательные витаминные добавки, молочные напитки, фармацевтические препараты и пищевые добавки, смеси для шейков, подсластители, чаи, растворимый кофе, кулинарные смеси, винные коктейли и йогурт. Он поставляется в виде приправы в некоторых странах. Аспартам менее подходит для выпечки, чем другие подслащивающие вещества, так как он распадается при нагревании и теряет большую часть своей сладости.

:Tags