Aspartam

Strukturformel ⓘ
Allgemeines
Name	Aspartam
Andere Namen	N-(L-α-Aspartyl)-L-phenylalanin-methylester; (S,S)-N-(α-Aspartyl)-phenylalanin-methylester; H-Asp-Phe-OMe; E 951; ASPARTAME (INCI);
Summenformel	C14H18N2O5
Kurzbeschreibung	farblose, süß schmeckende Kristalle
Externe Identifikatoren/Datenbanken
EG-Nummer	245-261-3
ECHA-InfoCard	100.041.132
PubChem	134601
ChemSpider	118630
DrugBank	DB00168
Eigenschaften
Molare Masse	294,31 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Schmelzpunkt	248–250 °C
Löslichkeit	gering in Wasser löslich in den meisten organischen Lösemitteln
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung	keine GHS-Piktogramme
	keine GHS-Piktogramme
H- und P-Sätze	H: keine H-Sätze
	P: keine P-Sätze
Toxikologische Daten	> 10.000 mg·kg−1 (LD50, Maus, oral); > 5000 mg·kg−1 (LD50, Maus, Ratte, i.p.); 3,71 mg·kg−1 (TDLo, Frau, oral);
	Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Aspartam ⓘ
Namen
Aussprache	/ˈæspərteɪm/ oder /əˈspɑːrteɪm/
	IUPAC-Bezeichnung Methyl-L-α-aspartyl-L-phenylalaninat
	Andere Namen N-(L-α-Aspartyl)-L-phenylalanin,; 1-Methylester
Bezeichner
CAS-Nummer	22839-47-0 ;
3D-Modell (JSmol)	Interaktives Bild;
ChEBI	CHEBI:2877 ;
ChEMBL	ChEMBL171679 ;
ChemSpider	118630 ;
Arzneimittelbank	DB00168 ;
EC-Nummer	245-261-3;
KEGG	C11045 ;
PubChem CID	134601;
UNII	Z0H242BBR1 ;
	InChI 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 Schlüssel: IAOZJIPTCAWIRG-QWRGUYRKSA-N ; 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 Schlüssel: IAOZJIPTCAWIRG-QWRGUYRKBV;
	SMILES O=C(O)C[C@H](N)C(=O)N[C@H](C(=O)OC)Cc1ccccc1;
Eigenschaften
Chemische Formel	C14H18N2O5
Molekulare Masse	294,307 g-mol-1
Dichte	1,347 g/cm3
Schmelzpunkt	246-247 °C (475-477 °F; 519-520 K)
Siedepunkt	Zersetzt sich
Löslichkeit in Wasser	Schwach löslich
Löslichkeit	Schwach löslich in Ethanol
Acidität (pKa)	4.5–6.0
Gefahren
NFPA 704 (Feuerdiamant)	1 1 0
	Sofern nicht anders angegeben, gelten die Daten für Materialien im Standardzustand (bei 25 °C [77 °F], 100 kPa). verifizieren (was ist ?) Infobox Referenzen

Aspartam ist ein künstlicher Nicht-Saccharid-Süßstoff, der 200-mal süßer ist als Saccharose und üblicherweise als Zuckerersatz in Lebensmitteln und Getränken verwendet wird. Es handelt sich um einen Methylester des Asparaginsäure/Phenylalanin-Dipeptids mit den Handelsnamen NutraSweet, Equal und Canderel. Aspartam wurde erstmals 1974 zur Zulassung als Lebensmittelzusatzstoff eingereicht und 1981 von der US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) zugelassen. ⓘ

Aspartam ist eine der am gründlichsten getesteten Lebensmittelzutaten. Die Prüfungen von über 100 staatlichen Aufsichtsbehörden haben ergeben, dass die Zutat in den derzeitigen Mengen für den Verzehr sicher ist. Im Jahr 2018 zeigten mehrere Überprüfungen klinischer Studien, dass die Verwendung von Aspartam anstelle von Zucker die Kalorienaufnahme und das Körpergewicht bei Erwachsenen und Kindern reduziert. ⓘ

Aspartam (E 951) ist ein synthetischer Süßstoff, der als Lebensmittelzusatzstoff eingesetzt wird. Die erlaubte Tagesdosis beträgt in der Europäischen Union 40 Milligramm pro Kilogramm Körpergewicht. ⓘ

Aspartam leitet sich von den beiden natürlichen α-Aminosäuren L-Asparaginsäure und L-Phenylalanin ab, die zu einem Dipeptid verknüpft sind. Aspartam ist der Methylester des Dipeptids L-Aspartyl-L-phenylalanin. ⓘ

Verwendet

Aspartam ist etwa 180 bis 200 Mal süßer als Saccharose (Haushaltszucker). Obwohl Aspartam bei seiner Verstoffwechselung 4 kcal (17 kJ) Energie pro Gramm erzeugt, ist die Menge an Aspartam, die für den süßen Geschmack benötigt wird, so gering, dass sein kalorischer Beitrag vernachlässigbar ist. Der Geschmack von Aspartam und anderen künstlichen Süßungsmitteln unterscheidet sich von dem des Haushaltszuckers durch den Zeitpunkt des Auftretens und die Dauer der Süße, wobei Aspartam dem Geschmacksprofil von Zucker unter den zugelassenen künstlichen Süßungsmitteln am nächsten kommt. Da die Süße von Aspartam länger anhält als die von Saccharose, wird es häufig mit anderen künstlichen Süßungsmitteln wie Acesulfam-Kalium gemischt, um einen Gesamtgeschmack zu erzielen, der dem von Zucker ähnlicher ist. ⓘ

Wie viele andere Peptide kann Aspartam bei hohen Temperaturen oder hohem pH-Wert in seine einzelnen Aminosäuren hydrolysiert (zerlegt) werden. Dies macht Aspartam als Backsüßstoff unerwünscht und anfällig für den Abbau in Produkten mit hohem pH-Wert, wie er für eine lange Haltbarkeit erforderlich ist. Die Stabilität von Aspartam beim Erhitzen kann bis zu einem gewissen Grad verbessert werden, indem es in Fette oder Maltodextrin eingeschlossen wird. Die Stabilität von in Wasser gelöstem Aspartam hängt stark vom pH-Wert ab. Bei Raumtemperatur ist Aspartam am stabilsten bei einem pH-Wert von 4,3, wo seine Halbwertszeit fast 300 Tage beträgt. Bei einem pH-Wert von 7 beträgt die Halbwertszeit dagegen nur wenige Tage. Die meisten Erfrischungsgetränke haben einen pH-Wert zwischen 3 und 5, bei dem Aspartam einigermaßen stabil ist. Bei Produkten, für die eine längere Haltbarkeit erforderlich ist, wie z. B. Sirup für Erfrischungsgetränke, wird Aspartam manchmal mit einem stabileren Süßstoff wie Saccharin gemischt. ⓘ

Beschreibende Analysen von Lösungen, die Aspartam enthalten, zeigen einen süßen Nachgeschmack sowie einen bitteren und geschmacksfremden Nachgeschmack. In Produkten wie Getränkepulver kann das in Aspartam enthaltene Amin eine Maillard-Reaktion mit den in bestimmten Aromastoffen vorhandenen Aldehydgruppen eingehen. Der daraus resultierende Verlust von Geschmack und Süße kann durch den Schutz des Aldehyds in Form eines Acetals verhindert werden. ⓘ

Sicherheit und gesundheitliche Auswirkungen

Die Sicherheit von Aspartam wurde seit seiner Entdeckung untersucht, und es ist eine der am gründlichsten geprüften Lebensmittelzutaten. Aspartam wurde von über 100 Aufsichtsbehörden in den jeweiligen Ländern als sicher für den menschlichen Verzehr eingestuft, darunter die US-amerikanische Food and Drug Administration (FDA), die UK Food Standards Agency, die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA), Health Canada und Food Standards Australia New Zealand. ⓘ

2017 zeigten Überprüfungen klinischer Studien, dass die Verwendung von Aspartam (oder anderen nicht-nutritiven Süßungsmitteln) anstelle von Zucker die Kalorienaufnahme und das Körpergewicht bei Erwachsenen und Kindern reduziert. ⓘ

Eine 2017 durchgeführte Untersuchung der Auswirkungen des Aspartamkonsums auf den Stoffwechsel ergab, dass Aspartam keinen Einfluss auf Blutzucker, Insulin, Gesamtcholesterin, Triglyceride, Kalorienaufnahme oder Körpergewicht hatte. Während die High-Density-Lipoprotein-Werte im Vergleich zur Kontrolle höher waren, waren sie im Vergleich zu Saccharose niedriger. ⓘ

Phenylalanin

Hohe Konzentrationen der natürlich vorkommenden essenziellen Aminosäure Phenylalanin stellen ein Gesundheitsrisiko für Menschen dar, die mit Phenylketonurie (PKU) geboren wurden, einer seltenen Erbkrankheit, bei der Phenylalanin nicht richtig verstoffwechselt werden kann. Da Aspartam eine geringe Menge an Phenylalanin enthält, müssen in den Vereinigten Staaten verkaufte aspartamhaltige Lebensmittel mit dem Hinweis versehen werden: "Phenylketonurics: Enthält Phenylalanin" auf den Produktetiketten angeben. ⓘ

Im Vereinigten Königreich sind Lebensmittel, die Aspartam enthalten, von der Food Standards Agency verpflichtet, die Substanz als Zutat mit dem Warnhinweis "Enthält eine Phenylalaninquelle" aufzuführen. Außerdem müssen die Hersteller bei Lebensmitteln, die Süßstoffe wie Aspartam enthalten, auf dem Etikett in der Nähe des Hauptproduktnamens den Hinweis "mit Süßstoff(en)" anbringen oder bei Lebensmitteln, die sowohl Zucker als auch Süßstoff enthalten, den Hinweis "mit Zucker und Süßstoff(en)". ⓘ

In Kanada müssen Lebensmittel, die Aspartam enthalten, Aspartam unter den Zutaten aufführen, die Aspartammenge pro Portion angeben und darauf hinweisen, dass das Produkt Phenylalanin enthält. ⓘ

Phenylalanin gehört zu den essenziellen Aminosäuren und ist für das normale Wachstum und die Aufrechterhaltung des Lebens erforderlich. Die Bedenken hinsichtlich der Sicherheit von Phenylalanin aus Aspartam für Menschen ohne Phenylketonurie konzentrieren sich hauptsächlich auf hypothetische Veränderungen der Neurotransmitterwerte sowie des Verhältnisses der Neurotransmitter zueinander im Blut und im Gehirn, die zu neurologischen Symptomen führen könnten. Bei der Durchsicht der Literatur wurden keine konsistenten Ergebnisse gefunden, die solche Befürchtungen untermauern, und obwohl der Aspartamkonsum in hohen Dosen einige biochemische Wirkungen haben kann, wurden diese Wirkungen in Toxizitätsstudien nicht beobachtet, was darauf schließen lässt, dass Aspartam die neuronale Funktion beeinträchtigen kann. Wie bei Methanol und Asparaginsäure führen gängige Lebensmittel wie Milch, Fleisch und Obst zu einer deutlich höheren Aufnahme von Phenylalanin, als beim Aspartamkonsum zu erwarten wäre. ⓘ

Krebs

Überprüfungen haben keinen Zusammenhang zwischen Aspartam und Krebs ergeben. Dieser Standpunkt wird von mehreren Regulierungsbehörden wie der FDA und der EFSA sowie von wissenschaftlichen Gremien wie dem National Cancer Institute unterstützt. Die EFSA, die FDA und das Nationale Krebsinstitut der USA erklären, dass Aspartam für den menschlichen Verzehr sicher ist. ⓘ

Symptome der Neurotoxizität

Überprüfungen ergaben keine Hinweise darauf, dass niedrige Aspartam-Dosen plausibel zu neurotoxischen Wirkungen führen würden. Eine Überprüfung von Studien an Kindern ergab keine signifikanten Hinweise auf Sicherheitsbedenken in Bezug auf neuropsychiatrische Erkrankungen wie Panikattacken, Stimmungsschwankungen, Halluzinationen, ADHS oder Krampfanfälle durch den Konsum von Aspartam. ⓘ

Kopfschmerzen

Erstmals wurde 1993 von Walton und Kollegen nach einer Doppelblind-Studie mit 13 Probanden auf einen Zusammenhang zwischen Aspartamkonsum und Befindlichkeitsstörungen, insbesondere bei depressiven Personen, berichtet. Eine im Jahr 2014 veröffentlichte Doppelblind-Studie mit 40 Probanden stellt eine konzeptionelle Replikation hierzu dar: Ab einer Aspartam-Aufnahme von 25 mg/kg Körpergewicht konnte eine statistisch signifikante Verschlechterung der Stimmung beobachtet werden, die zum Teil ein klinisch bedeutsames Maß erreichte. Eine Übersichtsarbeit von 2013 fasst die in zahlreichen Studien aufgezeigten neuro-physiologischen Auswirkungen von Aspartam zusammen, die heute hinter diesem Zusammenhang gesehen werden. Aus wissenschaftlicher Sicht sind weitere Untersuchungen zu diesen Aspartam-Wirkungen notwendig, insbesondere da frühere Arbeiten durch Unzulänglichkeiten in ihrem Aufbau nicht mehr heutigen Anforderungen genügen. ⓘ

Bisherige Untersuchungen zu Kopfschmerzen oder Migräne im Zusammenhang mit Aspartam zeichnen ein uneinheitliches Bild: In einer von Schiffman und anderen 1987 veröffentlichten doppelblinden Cross-Over-Studie wurde 40 Probanden, die angaben, dass Aspartamkonsum bei ihnen wiederholt Kopfschmerzen auslöste, entweder 30 Milligramm Aspartam pro Kilogramm Körpergewicht oder ein Placebo verabreicht. Während der Studie hatten aber mehr Probanden Kopfschmerzen, wenn sie das Placebo bekamen. Zudem unterschied sich die Inzidenzrate von Kopfschmerzen nach Aspartameinnahme (35 %) nicht bedeutend von der Rate nach Placeboeinnahme (45 %) (P < 0,5). Schiffman und Kollegen folgerten daraus, dass kein Zusammenhang zwischen Kopfschmerzen und Aspartamaufnahme bestehe. Johns schilderte 1986 den Fall einer Frau, die nach dem Genuss aspartamhaltiger Nahrungsmittel Migräne bekam. Eine Befragung von 171 Patienten mit Migräne im Jahr 1988 ergab, dass 8,2 Prozent der Befragten Aspartam für einen Auslöser ihrer Migräne hielten. In einer Studie von Koehler und Glaros von 1988 wurde während der Aspartamaufnahme häufiger über Kopfschmerzen geklagt als während der Placebophase; allerdings beendeten nur 11 von 25 Teilnehmern diese Studie. Aufgrund der hohen Ausfallrate und des weit gefassten Versuchsaufbaus ist die Interpretation der Daten schwierig. ⓘ

Es besteht weiterer Forschungsbedarf, um die neurologischen Auswirkungen und die Auswirkungen auf das menschliche Verhalten, durch Aspartam und seine Abbaustoffe im Körper, zu beurteilen. ⓘ

Mechanismus der Wirkung

Die vom Menschen wahrgenommene Süße von Aspartam (und anderen süßen Substanzen wie Acesulfam K) ist auf die Bindung des Heterodimers G-Protein-gekoppelter Rezeptor zurückzuführen, das aus den Proteinen TAS1R2 und TAS1R3 besteht. Aufgrund von Unterschieden in den Geschmacksrezeptoren wird Aspartam von Nagetieren nicht erkannt. ⓘ

Stoffwechselprodukte

Aspartam wird im Dünndarm schnell hydrolysiert. Selbst bei der Aufnahme sehr hoher Aspartam-Dosen (über 200 mg/kg) wird aufgrund des schnellen Abbaus kein Aspartam im Blut gefunden. Nach der Einnahme zerfällt Aspartam in Restbestandteile, darunter Asparaginsäure, Phenylalanin, Methanol und weitere Abbauprodukte wie Formaldehyd und Ameisensäure. Studien am Menschen zeigen, dass Ameisensäure schneller ausgeschieden wird, als sie nach der Einnahme von Aspartam gebildet wird. In einigen Fruchtsäften können höhere Konzentrationen von Methanol gefunden werden als die Menge, die aus Aspartam in Getränken entsteht. ⓘ

Die wichtigsten Abbauprodukte von Aspartam sind sein zyklisches Dipeptid (in Form von 2,5-Diketopiperazin oder DKP), das nicht veresterte Dipeptid (Aspartylphenylalanin) und seine Hauptbestandteile Phenylalanin, Asparaginsäure und Methanol. Bei 180 °C zersetzt sich Aspartam zu einem Diketopiperazin-Derivat. ⓘ

Aspartat

Asparaginsäure (Aspartat) ist eine der am häufigsten vorkommenden Aminosäuren in der typischen Ernährung. Wie bei Methanol und Phenylalanin ist die Aufnahme von Asparaginsäure aus Aspartam geringer als bei anderen Nahrungsquellen zu erwarten wäre. Beim 90. Perzentil der Aufnahme liefert Aspartam nur zwischen 1 und 2 % der täglichen Zufuhr von Asparaginsäure. Es gibt Spekulationen, dass Aspartam in Verbindung mit anderen Aminosäuren wie Glutamat zu einer Exzitotoxizität führen kann, die Gehirn- und Nervenzellen schädigt. Klinische Studien haben jedoch keine Anzeichen für neurotoxische Wirkungen gezeigt, und Studien über den Stoffwechsel deuten darauf hin, dass es nicht möglich ist, über Lebensmittel und Getränke so viel Asparaginsäure und Glutamat aufzunehmen, dass eine toxische Wirkung zu erwarten wäre. ⓘ

Methanol

Das beim Stoffwechsel von Aspartam entstehende Methanol wird absorbiert und schnell in Formaldehyd umgewandelt und dann vollständig zu Ameisensäure oxidiert. Es ist unwahrscheinlich, dass das Methanol aus Aspartam aus mehreren Gründen ein Sicherheitsrisiko darstellt. Fruchtsäfte und Zitrusfrüchte enthalten Methanol, und es gibt andere Quellen für Methanol in der Nahrung, z. B. fermentierte Getränke, und die Menge an Methanol, die aus mit Aspartam gesüßten Lebensmitteln und Getränken stammt, ist wahrscheinlich geringer als die Menge aus diesen und anderen Quellen, die bereits in der Ernährung der Menschen enthalten sind. Formaldehyd wird im Körper schnell umgewandelt, und die Mengen an Formaldehyd, die beim Stoffwechsel von Aspartam entstehen, sind im Vergleich zu den Mengen, die der menschliche Körper routinemäßig und aus anderen Lebensmitteln und Arzneimitteln produziert, unbedeutend. Bei den höchsten zu erwartenden Aspartam-Konsumdosen beim Menschen gibt es keine erhöhten Blutspiegel von Methanol oder Ameisensäure, und bei der Einnahme von Aspartam im 90. Perzentil der Aufnahme würde 25-mal weniger Methanol entstehen, als als als toxisch anzusehen wäre. ⓘ

Vollständiger biochemischer Stoffwechselweg

Reaktant	Metabolit	Prozentsatz des Reaktanten, der metabolisiert wird	Halbwertszeit	Mechanismus ⓘ
Aspartam	Phenylethylamin	50%	"Schnell"
Aspartam	Asparaginsäure (Aspartat)	40%	"Schnell"
Aspartam	Methanol	10%	"Schnell"
Methanol	Formaldehyd	100%	142 Minuten	Alkohol-Dehydrogenase
Formaldehyd	Ameisensäure	100%	1 Min.	Katalase-Peroxid-System, Cytochrom-P450-Mischfunktions-Oxidase-System, Alkohol-Dehydrogenase
Phenylethylamin	Phenylalanin	100%	-	Decarboxylierung von Phenylalanin
Phenylalanin	Phenylpyruvat (PPA)
Phenylpyruvat	Phenyllactat (PLA)
Phenylpyruvat	Phenylacetat (PAA)			Decarboxylierung über den Ehrlich-Weg
Phenylalanin	Acetessigsäure	50%
Phenylalanin	Fumarsäure	50%
Phenyllactat (PLA)	Phenylmilchsäure			Laktat-Dehydrogenase
Phenylalanin	Tyrosin			Phenylalanin-Hydroxylase

Chemie

Aspartam ist ein Methylester des Dipeptids der natürlichen Aminosäuren L-Asparaginsäure und L-Phenylalanin. Unter stark sauren oder alkalischen Bedingungen kann Aspartam durch Hydrolyse Methanol erzeugen. Unter strengeren Bedingungen werden auch die Peptidbindungen hydrolysiert, wodurch freie Aminosäuren entstehen. ⓘ

Beta-Aspartam unterscheidet sich von Aspartam dadurch, welche Carboxylgruppe des Aspartats sich an den Stickstoff des Phenylalanins bindet. ⓘ

Während bekannte Aspekte der Synthese durch Patente abgedeckt sind, sind viele Details urheberrechtlich geschützt. Kommerziell werden zwei Syntheseverfahren verwendet. Bei der chemischen Synthese werden die beiden Carboxylgruppen der Asparaginsäure zu einem Anhydrid verbunden, und die Aminogruppe wird durch eine Formylgruppe als Formamid geschützt, indem die Asparaginsäure mit einer Mischung aus Ameisensäure und Essigsäureanhydrid behandelt wird. Phenylalanin wird in seinen Methylester umgewandelt und mit dem N-Formyl-Asparaginsäureanhydrid kombiniert; anschließend wird die Schutzgruppe durch Säurehydrolyse vom Asparaginsäure-Stickstoff entfernt. Der Nachteil dieser Technik ist, dass ein Nebenprodukt, die bitter schmeckende β-Form, entsteht, wenn die falsche Carboxylgruppe des Asparaginsäureanhydrids an das Phenylalanin gebunden wird, wobei sich das erwünschte und das unerwünschte Isomer in einem Verhältnis von 4:1 bilden. Ein Verfahren, bei dem ein Enzym aus Bacillus thermoproteolyticus die Kondensation der chemisch veränderten Aminosäuren katalysiert, liefert hohe Ausbeuten ohne das Nebenprodukt der β-Form. Eine Variante dieser Methode, die bisher nicht kommerziell genutzt wurde, verwendet unmodifizierte Asparaginsäure, liefert aber nur geringe Ausbeuten. Methoden zur direkten Herstellung von Aspartylphenylalanin auf enzymatischem Wege mit anschließender chemischer Methylierung wurden ebenfalls erprobt, aber nicht für die industrielle Produktion skaliert. ⓘ

Als Nebenprodukt entstehen bei dieser Reaktionssequenz bis zu 20 Prozent des unerwünschten β-Isomers. Die Reinigung erfolgt durch fraktionierte Kristallisation. ⓘ

Zufuhr

Die zulässige tägliche Aufnahmemenge (ADI) für Aspartam und andere untersuchte Lebensmittelzusatzstoffe ist definiert als "die Menge eines Lebensmittelzusatzstoffes, ausgedrückt auf der Basis des Körpergewichts, die täglich über die gesamte Lebenszeit ohne nennenswertes Gesundheitsrisiko aufgenommen werden kann". Der Gemeinsame FAO/WHO-Sachverständigenausschuss für Lebensmittelzusatzstoffe (JECFA) und der Wissenschaftliche Lebensmittelausschuss der Europäischen Kommission haben diesen Wert für Aspartam auf 40 mg/kg Körpergewicht festgelegt, während die FDA ihren ADI-Wert für Aspartam auf 50 mg/kg festgelegt hat. ⓘ

Die Hauptquelle für die Exposition gegenüber Aspartam in den Vereinigten Staaten sind Diät-Softdrinks, obwohl es auch in anderen Produkten wie pharmazeutischen Präparaten, Fruchtgetränken und Kaugummi in kleineren Mengen konsumiert werden kann. Eine 355-ml-Dose (12 US-Flüssigunzen) Diät-Soda enthält 0,18 Gramm Aspartam, und ein 75 kg schwerer Erwachsener benötigt täglich etwa 21 Dosen Diät-Soda, um die 3,7 Gramm Aspartam zu konsumieren, die den von der FDA festgelegten ADI-Wert von 50 Milligramm pro Kilogramm Körpergewicht allein durch Diät-Soda übersteigen würden. ⓘ

In Übersichtsarbeiten wurden Studien ausgewertet, die den Aspartamkonsum in Ländern auf der ganzen Welt untersuchten, unter anderem in den Vereinigten Staaten, in Europa und in Australien. Diese Überprüfungen haben ergeben, dass selbst die hohen Aspartam-Aufnahmemengen, die in mehreren Ländern und mit unterschiedlichen Methoden zur Messung des Aspartam-Konsums untersucht wurden, weit unter der ADI für einen sicheren Aspartam-Konsum liegen. Die Überprüfungen haben auch ergeben, dass Bevölkerungsgruppen, von denen angenommen wird, dass sie besonders viel Aspartam konsumieren, wie z. B. Kinder und Diabetiker, unter der ADI für einen sicheren Konsum liegen, selbst wenn man extreme Berechnungen des Konsums im schlimmsten Fall berücksichtigt. ⓘ

In einem am 10. Dezember 2013 veröffentlichten Bericht erklärte die EFSA, dass sie nach einer umfassenden Prüfung der Beweise das "potenzielle Risiko, dass Aspartam Genschäden verursacht und Krebs auslöst", ausschließt und die in Diät-Limonaden gefundene Menge als unbedenklich ansieht. ⓘ

Geschichte

Aspartam wurde 1965 von James M. Schlatter entdeckt, einem Chemiker, der für G.D. Searle & Company arbeitete. Schlatter hatte Aspartam als Zwischenschritt bei der Herstellung eines Tetrapeptids des Hormons Gastrin synthetisiert, das für die Prüfung eines Medikamentenkandidaten gegen Magengeschwüre verwendet werden sollte. Er entdeckte den süßen Geschmack von Aspartam, als er seinen mit Aspartam verunreinigten Finger abschleckte, um ein Blatt Papier aufzuheben. Torunn Atteraas Garin war an der Entwicklung von Aspartam als künstlichem Süßstoff beteiligt. ⓘ

Im Jahr 1975 überprüfte ein Team der US-amerikanischen Arzneimittelbehörde FDA aufgrund von Problemen mit Flagyl und Aldactone 25 vom Hersteller vorgelegte Studien, darunter 11 über Aspartam. Das Team stellte "schwerwiegende Mängel in den Abläufen und Praktiken von Searle" fest. Die FDA versuchte, 15 der eingereichten Studien anhand der zugehörigen Daten zu authentifizieren. 1979 kam das Center for Food Safety and Applied Nutrition (CFSAN) zu dem Schluss, dass die Studien zur Bewertung der Sicherheit von Aspartam herangezogen werden konnten, da viele Probleme mit den Aspartam-Studien geringfügig waren und die Schlussfolgerungen nicht beeinträchtigten. ⓘ

1980 berief die FDA einen öffentlichen Untersuchungsausschuss (Public Board of Inquiry, PBOI) ein, der sich aus unabhängigen Beratern zusammensetzte und die Aufgabe hatte, den angeblichen Zusammenhang zwischen Aspartam und Hirnkrebs zu untersuchen. Das PBOI kam zu dem Schluss, dass Aspartam keine Hirnschäden verursacht, empfahl jedoch, Aspartam zu diesem Zeitpunkt nicht zuzulassen, und berief sich dabei auf unbeantwortete Fragen zu Krebs bei Laborratten. ⓘ

1983 genehmigte die FDA Aspartam für die Verwendung in kohlensäurehaltigen Getränken und 1993 für die Verwendung in anderen Getränken, Backwaren und Süßigkeiten. Im Jahr 1996 hob die FDA alle Beschränkungen für Aspartam auf, so dass es in allen Lebensmitteln verwendet werden darf. ⓘ

Mehrere Länder der Europäischen Union haben Aspartam in den 1980er Jahren zugelassen, und 1994 wurde es EU-weit zugelassen. Der Wissenschaftliche Lebensmittelausschuss der Europäischen Kommission überprüfte die nachfolgenden Sicherheitsstudien und bestätigte die Zulassung im Jahr 2002 erneut. Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit berichtete 2006, dass die zuvor festgelegte zulässige Tagesdosis angemessen sei, nachdem sie eine weitere Reihe von Studien geprüft hatte. ⓘ

Eine 1996 erschienene Studie von John W. Olney legte nahe, Aspartam könne einen Beitrag zur Krebsentstehung leisten oder sogar selbst krebsauslösend wirken. Daraufhin kam der wissenschaftliche Ausschuss für Lebensmittel der Europäischen Kommission nach der Auswertung des wissenschaftlichen Materials 1997 zu dem Schluss, dass ein Anstieg der Hirntumorrate nicht belegt sei. ⓘ

Die in Bologna beheimatete Fondazione Europea di oncologia e scienze ambientali „Bernardino Ramazzini“ (Europäische Stiftung für Onkologie und Umweltforschung „Bernardino Ramazzini“) veröffentlichte 2005 die Ergebnisse einer Studie mit Ratten; danach bestünde ein direkter Zusammenhang zwischen der Einnahme des Süßstoffs und bestimmten Krebserkrankungen. Die European Food Safety Authority (EFSA) bemängelte an der Studie fehlende Datensätze, Widersprüche zu vorangegangenen Studien und die Fehlinterpretation der Ergebnisse: Brustkrebs komme bei Ratten generell häufig vor, die übrigen Tumoren seien mehrheitlich auf chronische Lungenentzündung zurückzuführen. Auch das US National Cancer Institute kam in einer Publikation von 2006 zu dem Ergebnis, dass die „Hypothese der Leukämie- oder Hirntumor-fördernden Wirkung des Aspartams […] nicht bestätigt [wird].“ Ende 2010 veröffentlichte die Europäische Stiftung für Onkologie und Umweltforschung „Bernardino Ramazzini“ eine weitere Studie, in der angegeben wird, dass bereits 16 mg/kg tägliche Dosis Aspartam eine signifikante Erhöhung der Leber- und 32 mg/kg tägl. Dosis eine signifikante Erhöhung der Lungenkrebsrate bei männlichen Mäusen bewirkt. Auch eine 2015 veröffentlichte Studie aus dem Nahen Osten, welche die Wirkung von Aspartam und Saccharin bei Ratten untersuchte, kam zu dem Ergebnis, dass insbesondere bei der Langzeiteinnahme ein potentiell höheres Krebsrisiko der Leber entsteht. ⓘ

Die amerikanischen Food and Drug Administration und die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit kommen hingegen zum Schluss, dass es beim Menschen keine Anhaltspunkte dafür gibt, dass Aspartam ein erhöhtes Risiko für Krebs bei der Benutzung als Lebensmittelzusatz bewirkt. ⓘ

Status als Kompendium

Britische Pharmakopöe
Pharmakopöe der Vereinigten Staaten ⓘ

Kommerzielle Verwendungen

Unter den Handelsnamen Equal, NutraSweet und Canderel ist Aspartam eine Zutat in etwa 6.000 weltweit verkauften Lebensmitteln und Getränken, einschließlich (aber nicht beschränkt auf) Diätlimonaden und andere Erfrischungsgetränke, Instant-Frühstücke, Pfefferminzbonbons, Müsli, zuckerfreiem Kaugummi, Kakaomischungen, gefrorenen Desserts, Gelatinedesserts, Säften, Abführmitteln, kaubaren Vitaminpräparaten, Milchgetränken, Arzneimitteln und Nahrungsergänzungsmitteln, Shake-Mischungen, Tafelsüßen, Tees, Instantkaffees, Topping-Mischungen, Weinkühlern und Joghurt. In einigen Ländern wird es als Tischgewürz angeboten. Aspartam ist zum Backen weniger geeignet als andere Süßstoffe, da es sich beim Erhitzen zersetzt und viel von seiner Süße verliert. ⓘ

NutraSweet Unternehmen

1985 kaufte die Monsanto Company G.D. Searle auf, und das Aspartamgeschäft wurde zu einer separaten Monsanto-Tochtergesellschaft, der NutraSweet Company. Im März 2000 verkaufte Monsanto das Unternehmen an J.W. Childs Equity Partners II L.P. Die europäischen Patente für Aspartam liefen ab 1987 aus, und das US-Patent lief 1992 ab. Seitdem konkurriert das Unternehmen mit anderen Herstellern um Marktanteile, darunter Ajinomoto, Merisant und Holland Sweetener Company. ⓘ

Ajinomoto

Viele Aspekte der industriellen Synthese von Aspartam wurden von Ajinomoto entwickelt. Im Jahr 2004 betrug der Markt für Aspartam, an dem Ajinomoto, der weltweit größte Aspartamhersteller, einen Anteil von 40 Prozent hatte, 14.000 Tonnen pro Jahr, und der Verbrauch des Produkts stieg jährlich um 2 Prozent. Ajinomoto erwarb sein Aspartamgeschäft im Jahr 2000 von Monsanto für 67 Millionen Dollar. ⓘ

2008 verklagte Ajinomoto die britische Supermarktkette Asda, die zu Walmart gehört, wegen arglistiger Täuschung in Bezug auf ihr Aspartam-Produkt, als die Substanz zusammen mit anderen "schädlichen" Stoffen als nicht im Sortiment der Kette aufgeführt war. Im Juli 2009 entschied ein britisches Gericht zu Gunsten von Asda. Im Juni 2010 hob ein Berufungsgericht die Entscheidung auf und erlaubte Ajinomoto, gegen Asda zu klagen, um den Ruf von Aspartam zu schützen. Asda erklärte, dass es weiterhin den Begriff "No Nasties" (keine schädlichen Stoffe) auf seinen Eigenmarkenprodukten verwenden würde. 2011 wurde die Klage jedoch beigelegt, indem Asda sich entschied, Hinweise auf Aspartam von seinen Verpackungen zu entfernen. ⓘ

Im November 2009 kündigte Ajinomoto einen neuen Markennamen für seinen Aspartam-Süßstoff an - AminoSweet. ⓘ

Holland Sweetener Company

Die Holland Sweetener Company, ein Joint Venture von DSM und Tosoh, stellte Aspartam nach dem von Toyo Soda (Tosoh) entwickelten enzymatischen Verfahren her und vertrieb es unter der Marke Sanecta. Außerdem entwickelte das Unternehmen eine Kombination aus Aspartam und Acesulfamsalz unter dem Markennamen Twinsweet. Ende 2006 zog sich das Unternehmen aus der Süßstoffindustrie zurück, da "die globalen Aspartam-Märkte mit einem strukturellen Überangebot konfrontiert sind, das in den letzten fünf Jahren weltweit zu einem starken Preisverfall geführt hat", wodurch das Geschäft "dauerhaft unrentabel" wurde. ⓘ

Konkurrierende Produkte

Da Sucralose im Gegensatz zu Aspartam seine Süße auch nach dem Erhitzen beibehält und mindestens doppelt so lange haltbar ist wie Aspartam, hat sie als Zutat an Beliebtheit gewonnen. Dies, zusammen mit Unterschieden in der Vermarktung und veränderten Verbraucherpräferenzen, führte dazu, dass Aspartam Marktanteile an Sucralose verlor. Im Jahr 2004 wurde Aspartam zu einem Preis von etwa 30 $/kg gehandelt, während Sucralose, die nach Gewicht etwa dreimal so süß ist, bei etwa 300 $/kg lag. ⓘ

Eigenschaften

Aspartam ist eine chirale, farblose, süß schmeckende, kristalline Substanz, die bei 248–250 °C schmilzt und in Wasser und den meisten organischen Lösemitteln nur schwach löslich ist. Der isomere L-Aspartyl-D-phenylalaninmethylester besitzt einen bitteren Geschmack. ⓘ

Aspartam hat einen mit Zucker vergleichbaren Energiegehalt von 17 kJ/g. Aufgrund seiner im Vergleich zu Zucker 200-mal höheren Süßkraft wird es in viel geringeren Mengen eingesetzt, so dass mit Aspartam gesüßte Lebensmittel einen erheblich niedrigeren Energiegehalt besitzen. Daher wird es für energiearme Diäten und für die Ernährung bei Diabetes mellitus verwendet. Die Bildung von Karies wird durch Zuckeraustausch- oder Süßstoffe nicht oder deutlich weniger stark gefördert. ⓘ

Verwendung

Aspartam ist ein verbreiteter Süßstoff in Produkten wie Erfrischungsgetränken, Süßwaren, Backwaren und Milchprodukten, sowie in Backglasuren, Frühstücksflocken, Kaugummi, Instantkaffee, Pudding und Fertiggerichten. ⓘ

Aspartam wird unter den Handelsnamen „Canderel“, „Equal“ und „NutraSweet“ vermarktet. ⓘ

Metabolisierung

Der Aspartat-Phenylalanin-Methylester wird durch eine intestinale Esterase in das Dipeptid Asp-Phe und Methanol gespalten. Methanol wird direkt zu Kohlenstoffdioxid oder Formaldehyd verstoffwechselt. Das Dipeptid Asp-Phe wird von mucosalen Dipeptidasen in die natürlich vorkommenden, proteinogenen Aminosäuren Phenylalanin und Asparaginsäure zerlegt. Phenylalanin oder das durch die Phenylalaninhydroxylase daraus entstehende Tyrosin wird zum Großteil in Proteine eingebaut. Asparaginsäure wird größtenteils über eine Transaminase in Oxalacetat umgewandelt und über den TCA-Zyklus direkt im Energiestoffwechsel eingesetzt. ⓘ

Gesundheit

Wissenschaftliche Untersuchung

Über mögliche unerwünschte Wirkungen bei der Verwendung von Aspartam gibt es immer noch Forschungsbedarf. ⓘ