Aspartam

Aspartam byl náhodně objeven v roce 1965 při hledání léku na žaludeční vředy. Po chemické stránce se jedná o methylester dipeptidu aspartylfenylalaninu. Jedná se sice o syntetickou látku, ale její složky se běžně vyskytují v těle člověka a jsou mu vlastní. Aspartam je dipeptid složený ze dvou aminokyselin: kyseliny L-asparagové a L-fenylalaninu.  Obě složky se nalézají v řadě běžných potravin a jsou metabolizovány lidským organismem přesně stejným způsobem, jako by pocházely z masa, sýra, ryb, zeleniny, ovocné šťávy nebo mléka.

Používání aspartamu v potravinách bylo povoleno počátkem 80. let po provedení rozsáhlých toxikologických a zdravotních studií. Tato sledování probíhají i v současné době a doposud nebyl podán exaktní důkaz o škodlivosti aspartamu na lidský organismus, a to dokonce ani v dávkách desetinásobně převyšujících hodnotu přijatelného denního příjmu (ADI). Pouze při dlouhodobě podávaných padesátinásobných a vyšších dávkách ADI některé výsledky naznačují, že se již začíná projevovat negativní účinek diketopiperazinu (rozkladný produkt aspartamu). Objevily se i úvahy o možném negativním vlivu methanolu (další rozkladný produkt aspartamu), tento účinek však nebyl v souvislosti s aspartamem exaktně prokázán. Zřejmě proto, že množství volného methanolu, které se může dostat do krve při rozkladu aspartamu je tak malé, že prakticky vůbec neovlivní přirozenou koncentraci methanolu v těle. Množství methanolu, které vzniká přeměnou živin z běžně přijímaných potravin a se kterým lidské tělo denně pracuje bez jakýchkoliv negativních vlivů, je totiž mnohonásobně vyšší. Navíc rychlost odbourávání a přeměny methanolu je mnohonásobně vyšší, než je rychlost jeho vstřebávání do krve při uvažovaných koncentracích.

Hodnota ADI je stanovena na 40 mg aspartamu na 1 kg hmotnosti člověka na den. Z definice ADI vyplývá, že dospělý člověk může bezpečně (bez jakéhokoliv zdravotního rizika) každý den zkonzumovat 3200 mg aspartamu (to odpovídá asi 640 g cukru). Pro vyvolání zdravotních komplikací by konzument musel dlouhodobě pravidelně denně konzumovat přibližně 50 g aspartamu (je nemyslitelné takové množství aspartamu konzumovat, neboť toto množství odpovídá zkonzumování sladkostí a sladkých nápojů obsahujících 10 kg cukru každý den). Navíc by toto množství musel zkonzumovat prakticky naráz nebo jen s velice malým časovým odstupem. Pokud by totiž konzumace probíhala rovnoměrně v průběhu celého dne, musela by se uvedená dávka přibližně zdvojnásobit.

Sladivost a stabilita aspartamu

Aspartam je přibližně 200x sladší než cukr, jeho chuťový profil je velice podobný cukru a nevykazuje vedlejší pachutě. Výživová hodnota je 4 kcal/g, ale vzhledem k jeho vysoké sladivosti a nízkému dávkování se jedná o nízkokalorické sladidlo vhodné i pro diabetiky. Protože ve své molekule obsahuje fenylalanin a je tedy jeho potenciálním zdrojem, není vhodný pro fenylketonuriky. Stabilita aspartamu je závislá na teplotě a vlhkosti potraviny a na podmínkách zpracování a skladování. V produktech s obsahem vlhkosti do 8 % při skladovacích teplotách do + 55°C je aspartam stabilní a prakticky se nerozkládá. I rozpuštěný aspartam vykazuje dobrou stabilitu, ale ta je již hodně závislá na teplotě nápoje a jeho kyselosti. U převážné většiny potravin se pH pohybuje v rozmezí 3,0 až 5,0 a to je právě oblast, kdy je aspartam stabilní. Akceptovatelné je ještě rozmezí hodnot pH 2,5 až 5,5. Pouze u silně kyselých potravin (především některé nápoje s vysokým obsahem kyselin) dochází k hydrolýze esterové vazby, přičemž vzniká lineární dipeptid (L-aspartyl-L-fenylalanin) a methanol. Za určitých okolností vzniká cyklický dipeptid diketopiperazin (správně 3-benzyl-6-karboxymethyl-2,5-dioxopiperazin, jedná se o cyklo-L-aspartyl-L-fenylalanin) a methanol. Dalším rozkladem linerárního i cyklického L-aspartyl-L-fenylalaninu vznikají již zmíněné aminokyseliny - kyselina asparágová a fenylalanin. Rozkladné reakce se zrychlují se zvyšující se teplotou. Co je však nejdůležitější, všechny zmíněné rozkladné produkty aspartamu nejsou sladké. Pokud tedy potravina nebo nápoj neztrácí sladivost, nedochází k rozkladu aspartamu, a tedy nevzniká ani diketopiperazin a methanol, které by potencionálně mohly být při vysokých koncentracích příčinou určitých zdravotních komplikací.

Přesto ani v uvedených případech není rozklad aspartamu nijak rychlý. Při provedených testech se u běžného nápoje (káva nebo čaj oslazený stolním sladidlem obsahujícím aspartam) rozložilo asi 15 % přítomného aspartamu přibližně po 5 dnech při udržované teplotě nápoje 50 °C a stejné množství se rozložilo za 70 dnů při pokojové teplotě. V případě kyselých nápojů se rozloží při pokojové teplotě přibližně 20 % přítomného aspartamu po více jak 4 měsících. Pokud je oslazená káva nebo čaj zkonzumována během několika minut až hodin po přípravě nebo připravené jídlo (cukroví apod.) během několika následujících dnů, lze konstatovat, že se rozloží méně než 3 % přítomného aspartamu. Rozklad aspartamu však urychluje přítomnost sody (kyselý uhličitan sodný) v těstech při následné tepelné úpravě pokrmu (např. pečení). Proto není vhodné kombinovat sodu a prášky do pečiva obsahující jedlou sodu s aspartamem (těsto ztrácí sladkost).

Ovlivnění sekrece inzulinu aspartamem

Zvýšená sekrece inzulínu zvyšuje pocit hladu a může být v konečném důsledku příčinou zvyšování hmotnosti. Na pokusných krysách bylo testováno, do jaké míry ovlivňuje podání sladidel sekreci inzulínu. Aspartam na rozdíl od jiných sladidel (sacharin, acesulfam, cyklamát a steviosid) zvýšenou sekreci inzulínu nevyvolává, nebyla ani prokázána zvýšená spotřeba krmiva proti kontrole.

Možnosti použití aspartamu

Aspartam se používá ke snížení energetické hodnoty potravin a má široké využití v celé řadě potravinářských výrobků: používá se jako nízkokalorické stolní sladidlo v sypké formě nebo ve formě tablet, jako náhrada cukru v  nápojích, v cukrovinkách a cukrářských výrobcích, v trvanlivém pečivu, cereálních směsích a müsli, v džemech a kompotech, v různých dezertech, mléčných výrobcích (nízkokalorické jogurty), mražených krémech, žvýkačkách, vitamínových přípravcích atd. Často se používá i v kombinaci s jinými sladidly, především v nápojích.