Aspartame

Aspartame é um adoçante artificial não sacarídeo 200 vezes mais doce que a sacarose e é comumente usado como substituto do açúcar em alimentos e bebidas. É um éster metílico do dipeptídeo ácido aspártico/fenilalanina com os nomes comerciais NutraSweet, Equal e Canderel. Submetido pela primeira vez para aprovação como ingrediente alimentar em 1974, o aspartame foi aprovado pela Food and Drug Administration (FDA) dos EUA 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. A partir de 2018, várias revisões de ensaios clínicos mostraram que o uso de 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 insignificante. O sabor do aspartame e outros adoçantes artificiais difere daquele do açúcar de mesa nos tempos de início e quanto tempo dura a doçura, embora o aspartame se aproxime mais do perfil de sabor do açúcar entre os adoçantes artificiais aprovados. A doçura do aspartame dura mais do que a da sacarose, por isso é frequentemente misturada 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 propenso 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 em maltodextrina. A estabilidade quando dissolvido em água depende acentuadamente do pH. À 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 de fonte, o aspartame às vezes é misturado a um adoçante mais estável, como a sacarina.

Análises descritivas de soluções contendo aspartame relatam um gosto residual doce, bem como sabores amargos e de sabor estranho. Em produtos como bebidas em pó, a amina do aspartame pode sofrer uma reação de Maillard com os grupos aldeídos presentes em certos compostos aromáticos. A consequente perda 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 reguladoras em seus respectivos países, incluindo FDA, Agência de Padrões Alimentares do Reino Unido, Autoridade Europeia de Segurança Alimentar (EFSA), Health Canada e Food Standards Australia New Zealand.

A partir de 2017, análises 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 de aspartame descobriu que ele não afetou a glicose no sangue, insulina, colesterol total, triglicerídeos, ingestão de calorias ou 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 de quem nasce com fenilcetonúria (PKU), uma doença hereditária rara que impede a metabolização adequada da fenilalanina. Como o aspartame contém uma pequena quantidade de fenilalanina, os alimentos que contêm aspartame vendidos nos EUA 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 um 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)" sobre "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 do aspartame para aqueles sem fenilcetonúria se concentram principalmente em mudanças hipotéticas nos níveis de neurotransmissores, bem como nas proporções de neurotransmissores entre si no sangue e no cérebro que podem levar a sintomas neurológicos. As 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

Revisões 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, a FDA e o Instituto Nacional do Câncer dos Estados Unidos declaram que o aspartame é seguro para consumo humano.

Sintomas de neurotoxicidade

Revisões não encontraram evidências de que baixas doses de aspartame levariam a efeitos neurotóxicos. Uma revisão de estudos em crianças não mostrou nenhum achado significativo para questões de segurança em relação a condições neuropsiquiátricas, como ataques de pânico, alterações de humor, alucinações, transtorno de déficit de atenção e hiperatividade (TDAH) ou convulsões pelo consumo de aspartame.

Qualidade da água

O aspartame passa pelas estações de tratamento de águas residuais praticamente inalterado.

Dores de cabeça

As dores de cabeça são o sintoma mais comum relatado pelos consumidores. Embora uma pequena revisão tenha observado que o aspartame é provavelmente um dos muitos gatilhos dietéticos de enxaquecas, 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 análises observaram estudos conflitantes sobre dores de cabeça e outros estudos carecem de evidências e referências para apoiar essa afirmação.

Mecanismo de ação

A doçura percebida do aspartame (e outras substâncias doces como o acessulfame potássio) em humanos se deve à sua ligação ao receptor acoplado à proteína G heterodímero formado pelas proteínas TAS1R2 e TAS1R3. O aspartame não é reconhecido pelos roedores devido a diferenças nos receptores gustativos.

Metabólitos

O aspartame é rapidamente hidrolisado no intestino delgado por enzimas digestivas que quebram o aspartame em metanol, fenilalanina, ácido aspártico e outros metabólitos, como formaldeído e ácido fórmico. Devido ao seu metabolismo rápido e completo, o aspartame não é encontrado no sangue circulante, mesmo após a ingestão de altas doses acima de 200 mg/kg.

Ácido aspártico

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 percentil 90 de ingestão, o aspartame fornece apenas entre 1% e 2% da ingestão diária de ácido aspártico.

Metanol

É improvável que o metanol produzido pelo metabolismo do aspartame seja uma preocupação de segurança por vários motivos. A quantidade de metanol produzida a partir de alimentos e bebidas adoçados com aspartame provavelmente é menor do que a partir de fontes de alimentos já presentes nas dietas. Com relação ao formaldeído, ele é rapidamente convertido no corpo, e as quantidades de formaldeído provenientes 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 dos níveis sanguíneos de metanol ou ácido fórmico, e a ingestão de aspartame no 90º percentil de ingestão produziria 25 vezes menos metanol do que o que seria considerado tóxico.

Percurso bioquímico completo

Química

O aspartame é um éster metílico do dipeptídeo dos aminoácidos naturais ácido L-aspártico e L-fenilalanina. Sob 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.

Beta-aspartame difere do aspartame baseado em que o grupo carboxil de aspartato se liga ao nitrogênio da fenilalanina.

Embora aspectos conhecidos da síntese sejam cobertos por patentes, muitos detalhes são proprietários. Duas abordagens para a 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 formil como a formamida, por tratamento do ácido aspártico com uma mistura de ácido fórmico e anidrido acético. A fenilalanina é convertida em 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 formação de isômeros desejados e indesejados 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 deste método, que não tem sido utilizada comercialmente, utiliza ácido aspártico não modificado, mas produz baixos rendimentos. Métodos para produzir diretamente aspartil-fenilalanina por meios enzimáticos, seguidos de metilação química, também foram testados, mas não dimensionados para produção industrial.

Ingestão

O valor de ingestão diária aceitável (IDA) para o aspartame, bem como para outros aditivos alimentares estudados, é definido como a "quantidade de um aditivo alimentar, expressa com base no peso corporal, que pode ser ingerida diariamente durante um vida sem risco apreciável para a saúde". O Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives (JECFA) e o European Commission's Scientific Committee on Food (SCF) determinaram que este valor é de 40 mg/kg de peso corporal para o aspartame, enquanto o FDA estabeleceu seu ADI para aspartame a 50 mg/kg.

A principal fonte de exposição ao aspartame nos EUA são os refrigerantes dietéticos, embora possa ser consumido em outros produtos, como preparações farmacêuticas, sucos de frutas, gomas de mascar, entre outros, em quantidades menores. Uma lata de refrigerante diet de 12 onças fluidas (350 ml; 12 imp fl oz) contém 0,18 gramas (0,0063 oz) de aspartame e, para um adulto de 75 kg (165 lb), são necessárias aproximadamente 21 latas de refrigerante diet diariamente para consumir os 3,7 gramas (0,13 oz) de aspartame que superariam os 50 mg/kg de peso corporal ADI do FDA de aspartame apenas com refrigerante diet.

Revisões analisaram estudos que analisaram o consumo de aspartame em países do mundo todo, incluindo os EUA, países da Europa e Austrália, entre outros. Essas revisões 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 consumo seguro de aspartame. As análises também descobriram que as populações que se acredita serem consumidores especialmente elevados de aspartame, como crianças e diabéticos, estão abaixo da ADI para consumo seguro, mesmo considerando os cálculos extremos do pior cenário de consumo.

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

História

O aspartame foi descoberto em 1965 por James M. Schlatter, um químico que trabalhava para G.D. Searle & Empresa. Schlatter sintetizou 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 sido contaminado com aspartame, para levantar um pedaço de papel. Torunn Atteraas Garin participou do desenvolvimento do aspartame como adoçante artificial.

Em 1975, motivada por questões relacionadas a Flagyl e Aldactone, uma equipe de força-tarefa da FDA revisou 25 estudos enviados pelo fabricante, incluindo 11 sobre aspartame. A equipe relatou "sérias deficiências nas operações e práticas da Searle". A FDA procurou autenticar 15 dos estudos apresentados 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, a FDA convocou uma Comissão Pública de Inquérito (PBOI) composta por consultores independentes encarregados de examinar a suposta relação entre o aspartame e o câncer cerebral. O PBOI concluiu que o aspartame não causa dano cerebral, mas recomendou contra a aprovação do aspartame na época, citando questões não respondidas sobre câncer em ratos de laboratório.

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

Vários países da União Européia aprovaram o aspartame na década de 1980, com aprovação em toda a UE em 1994. O SCF revisou estudos de segurança subsequentes e reafirmou a aprovação em 2002. A EFSA relatou em 2006 que a ADI previamente estabelecida era apropriada, depois de revisar ainda outro conjunto de estudos.

Status de compêndio

• Farmacopeia britânica
• Farmacopeia dos Estados Unidos

Usos comerciais

Sob os nomes comerciais Equal, NutraSweet e Canderel, o aspartame é um ingrediente em aproximadamente 6.000 alimentos e bebidas de consumo vendidos em todo o mundo, incluindo (mas não limitado a) refrigerantes diet e outros refrigerantes, cafés da manhã instantâneos, balas de menta, cereais, goma de mascar sem açúcar, misturas de cacau, sobremesas congeladas, sobremesas de gelatina, sucos, laxantes, suplementos vitamínicos mastigáveis, bebidas lácteas, medicamentos e suplementos farmacêuticos, misturas para shakes, adoçantes de mesa, chás, cafés instantâneos, misturas para coberturas, refrigeradores 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.

Empresa NutraSweet

Em 1985, a Monsanto comprou a G.D. Searle, e o negócio de aspartame tornou-se uma subsidiária separada da Monsanto, a NutraSweet. Em março de 2000, a Monsanto a vendeu para J.W. Childs Associates 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 competiu 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 (15.000 toneladas curtas; 14.000 toneladas longas) por ano, e o consumo do produto era subindo 2% ao ano. A Ajinomoto adquiriu seu negócio de aspartame em 2000 da Monsanto por US$ 67 milhões (equivalente a US$ 102 milhões em 2021).

Em 2007, a Asda foi a primeira rede de supermercados britânica a remover todos os aromas e corantes artificiais de seus alimentos de marca própria. Em 2008, a Ajinomoto processou a Asda, parte do Walmart, por uma ação de falsidade maliciosa em relação ao seu produto aspartame quando a substância foi listada como excluída da linha de produtos da rede, junto com outras "desprezíveis". Em julho de 2009, um tribunal britânico decidiu a favor de Asda. Em junho de 2010, um tribunal de apelações reverteu a decisão, permitindo que a Ajinomoto abrisse um processo contra a Asda para proteger a reputação do aspartame. A Asda disse que continuaria a usar o termo "sem maldades" em seus produtos de marca própria, mas o processo foi encerrado em 2011 com a Asda optando por remover as referências ao aspartame de suas embalagens.

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

Holland Sweetener Company

Uma joint venture da DSM e da Tosoh, a Holland Sweetener Company fabricava 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-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 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, retém sua doçura após ser aquecida e tem pelo menos o dobro da vida útil do aspartame, ela se tornou mais popular como ingrediente. Isso, juntamente com diferenças no marketing e mudanças nas preferências do consumidor, fez com que o aspartame perdesse participação de mercado para a sucralose. Em 2004, o aspartame era negociado a cerca de US$ 30 o quilo (US$ 14/lb) e a sucralose, que é aproximadamente três vezes mais doce em peso, por cerca de US$ 300 o quilo (US$ 140/lb).