Aspartam

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Strukturformel

Allgemeines
Name	Aspartam
Andere Namen	N-L-α-Aspartyl-L-phenylalaninmethylester
Summenformel	C₁₄H₁₈N₂O₅
CAS-Nummer	22839-47-0
PubChem-Nummer	2242
E-Nummer	E 951
Kurzbeschreibung	farbloser, kristalliner Feststoff
Eigenschaften
Molmasse	294,31 g·mol^-1
Aggregatzustand	fest
Dichte	? g·cm^-3
Schmelzpunkt	246 - 247 °C
Siedepunkt	? °C
Dampfdruck	0,60382 Pa (x °C)
Löslichkeit	10 g/L in Wasser
Dosierung
ADI-Wert	40 mg/kg Körpergewicht pro Tag
Toxizität
LD_{50,oral, Ratte}	10000 mg/kg
LD_{50,intraperitoneal, Maus}	5000 mg/kg
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Aspartam (E 951) ist ein synthetisch hergestellter Süßstoff (Markennamen zum Beispiel NutraSweet, Canderel). Der Süßstoff leitet sich von den beiden Aminosäuren Asparaginsäure und Phenylalanin ab, die miteinander zu einem Dipeptid verknüpft sind. Aspartam ist der Methylester dieses Dipeptids: Aspartyl-phenylalanin-1-methylester. Aspartam stellt auch eine nicht-proteinogene β-Aminosäure dar.

Entdeckung und Zulassung

Aspartam wurde 1965 durch Zufall von James M. Schlatter, einem Chemiker des pharmazeutischen Unternehmens G.D. Searle & Company (heute zur Monsanto Company gehörend), entdeckt, der eigentlich auf der Suche nach einem Mittel gegen Geschwüre war.

Erste Verträglichkeitsuntersuchungen führten zu einem uneindeutigen Ergebnis und mündeten in eine Debatte darüber, ob Aspartam bei Ratten krebserregend wirken kann. Die für die Zulassung von Lebensmittelzusatzstoffen verantwortliche amerikanischen Behörde Food and Drug Administration (FDA) lehnte eine Zulassung von Aspartam deshalb mehrere Jahre lang ab. 1980 hatte sich ein Untersuchungsausschuss der FDA, der aus unabhängigen Beratern gebildet wurde, mit der Frage zu befassen, ob Aspartam Hirnkrebs auslöst. Der Ausschuss verneinte dies, lehnte jedoch eine Zulassung ab aufgrund der offenen Frage der Karzinogenität in Ratten. 1981, unmittelbar nach Amtsantritt, ernannte der US-Präsident Ronald Reagan Arthur Hull Hayes zum Vorsitzenden der FDA. Hayes veranlasste noch im selben Jahr die Zulassung von Aspartam in Trockenprodukten, wobei er sich auf eine japanische Studie berief, die dem Untersuchungsausschuss noch nicht zur Verfügung gestanden hatte. 1983 wurde Aspartam auch für die Verwendung in kohlensäurehaltigen Getränken und 1993 für die Verwendung in sonstigen Getränken, Back- und Süßwaren zugelassen. Seit 1996 unterliegt es in den USA keinen Verwendungsbeschränkungen mehr.

Searle hielt ein Patent auf Aspartam und vermarktete es unter dem Handelsnamen NutraSweet. 1986 wurde Searle von dem Unternehmen Monsanto übernommen, welches die Süßstoffproduktion unter dem Namen NutraSweet Company als selbständigen Unternehmensteil fortführte und im Jahr 2000 wieder abstieß; die NutraSweet Company gehört heute dem privaten Investmentfond J.W. Childs Equity Partners II L.P. Da das Patent bereits 1992 abgelaufen ist, wird der weltweite Aspartam-Markt heute von verschiedenen Wettbewerbern versorgt.

In Deutschland wurde Aspartam am 13. Juni 1990 gemäß der Zusatzstoffzulassungsverordnung zugelassen. Seit 1997 müssen aspartamhaltige Lebensmittel in Deutschland mit dem Hinweis „enthält eine Phenylalaninquelle“ versehen werden.

Verwendung

Aspartam hat einen Energiegehalt von 410 kcal auf 100 g, genau so viel wie Zucker. Aufgrund seiner höheren Süßkraft, die ungefähr 180-mal so stark ist wie die des Zuckers, wird es in viel geringeren Mengen eingesetzt, so dass mit Aspartam gesüßte Lebensmittel in der Regel einen erheblich niedrigeren Energiegehalt haben als solche, die mit Zucker gesüßt sind. Es kann daher bei der Zusammenstellung einer kalorienarmen Diät hilfreich sein und ist auch für die Diabetes-Diät geeignet. Zudem verursacht es, wie die meisten Süßstoffe, keine Zahnkaries.

Aspartam ist nicht hitzebeständig, es zerfällt ab 28,5 °C in seine Bestandteile. Deshalb kann es nicht zum Backen und Kochen verwendet werden.

Metabolisierung

Da Aspartam ein Dipeptid ist, wird es – wie auch Proteine – von den normalen Verdauungsenzymen (Peptidasen) in die natürlich vorkommenden, proteinogenen Aminosäuren Phenylalanin und Asparaginsäure aufgeschlossen. Dabei entstehen auch geringe Mengen von Methanol. Sowohl Methanol als auch dessen Abbauprodukte sind giftig. Im Gegensatz zu in alkoholischen Getränken enthaltenem Methanol wird dessen Abbau auch nicht durch Ethanol kompetitiv gehemmt. Dennoch sind die durch normalen Aspartamgenuss aufgenommenen Mengen so gering, dass eine unmittelbare Gesundheitsgefahr davon nicht ausgeht.

Gesundheitsfragen

Aspartam darf von Menschen mit der verhältnismäßig häufigen angeborenen Stoffwechselerkrankung Phenylketonurie nicht eingenommen werden. Dies betrifft etwa 0,15 Promille der Bevölkerung. Neugeborene werden heute auf Phenylketonurie routinemäßig getestet, damit schwerste Gehirnschäden verhindert werden. Jede eiweißhaltige Ernährung (insbesondere auch Milch, einschließlich Muttermilch) kann Menschen mit Phenylketonurie schädigen.

Die FDA wertete eine große Anzahl toxikologischer und klinischer Studien zu Aspartam aus und erklärte 1981 den Gebrauch für sicher, sofern eine Tagesdosis von 50 mg/kg Körpergewicht/Tag nicht überschritten wird. Der EU-Grenzwert wurde auf 40 mg/kg Körpergewicht/Tag festgesetzt. Praktisch bedeuten 30 mg/kg Körpergewicht für einen 70 kg schweren Menschen etwa 200 Süßstofftabletten, oder 20 Liter Cola light, die an einem Tag eingenommen werden müssten.

Über mögliche weitere Gesundheitsgefahren bei der Verwendung von Aspartam gibt es kontroverse Meinungen:

Der wissenschaftliche Ausschuss für Lebensmittel der Europäischen Kommission kam nach der Auswertung des wissenschaftlichen Materials im Juni 1997 zu dem Schluss, dass das vorliegende Material einen behaupteten Anstieg der Hirntumorrate nicht belege. Diese Meinung teilte auch Prof. Dr. med. Trefs von der Universität Tübingen. Der Toxikologe Prof. Dr. Schweinsberg vom Hygiene-Institut der Universität Tübingen wiederum hat der Meinung der Studie von John W. Olney et al.^[1], Aspartam könne einen Beitrag zur Krebsentstehung leisten oder sogar selbst krebsauslösend wirken, zugestimmt. Trefs wie Schweinsberg waren Mitglieder des wissenschaftlichen Ausschusses.

Im Juli 2005 veröffentlichte die in Bologna beheimatete "Fondazione Europea di oncologia e scienze ambientali 'Bernardino Ramazzini'" ("Europäische Stiftung für Onkologie und Umweltforschung 'Bernardo Ramazzini'") die Ergebnisse einer Studie mit Mäusen, die offenbar einen direkten Zusammenhang zwischen der Einnahme des Süßstoffs und der Erkrankung an Krebs belegen.^[2] Bemerkenswert ist in diesem Zusammenhang allerdings, dass die Tumorprevalenz insgesamt (Versuchs- und Kontrollgruppen zusammen) bei 20,1 % liegt, was exakt dem Wert entspricht, der bei „Sprague-Dawley“-Ratten statistisch zu erwarten ist. Es stellt sich demnach die Frage, inwiefern die Daten der Kontrollgruppe in der Studie korrekt wiedergegeben werden. In einer dazu ergangenen Erklärung der Europäischen Lebensmittelsicherheitsbehörde zeigte sich diese angesichts der Studie der Ramazzini-Stiftung zumindest zurückhaltend besorgt und kündigte eine genaue Begutachtung an, wollte aber nicht soweit gehen, zu einem generellen Verzicht auf Aspartam zu raten. Die inzwischen erfolgte ausführliche Begutachtung durch die EFSA bestätigte eindeutig die Sicherheit von Aspartam und wies die "Ergebnisse" der Ramazzini-Studie zurück.

Im April 2006 veröffentlichte das US National Cancer Institute eine aktuelle Studie mit eindeutigem Ergebnis: "es gibt keinen Beweis für eine krebserzeugenden Wirkung des Aspartams".^[3]

In einer von Walton et al.^[4] durchgeführten Doppelblind-Studie wurde ein Zusammenhang zwischen dem Verbrauch von Aspartam und Befindlichkeitsstörungen, insbesondere bei depressiven Personen, konstatiert. Danach träten bereits bei einer Gabe von 30 mg pro kg Körpergewicht signifikant häufiger Kopfschmerzen auf.

Das Gegenteil ergab die Studie von Schiffman et al.^[5] Man führte eine doppelblinde Crossover-Studie mit 30 mg Aspartam pro Kilogramm Körpergewicht oder einem Placebo mit 40 Personen durch, die nach dem Konsum aspartamhaltiger Produkte wiederholt über Kopfschmerzen klagten. Die Inzidenzrate von Kopfschmerzen (35 %) nach der Aspartameinnahme unterschied sich nicht bedeutend von der Rate nach Placeboeinnahme (45 %) (P<0,50). Keine ernsten Reaktionen wurden beobachtet, und die Inzidenz anderer Symptome als Kopfschmerzen nach Einnahme von Aspartam und Placebo war gleich. Bei vitalen Körperfunktionen, Blutdruck oder Kortison-, Insulin-, Glucagon-, Histamin-, Epinephrin- oder Norepinephrinkonzentrationen im Plasma wurden keine behandlungsbezogenen Auswirkungen beobachtet. Die meisten Personen waren gebildete Menschen mit Übergewicht und hatten eine persönliche Krankengeschichte oder Familiengeschichte mit allergischen Reaktionen. Personen mit Kopfschmerzen hatten kurz vor Ausbruch der Kopfschmerzen niedrigere Norepinephrin- (P<0,0002) und Epinephrinkonzentrationen (P<0,02) im Plasma. Die Studie kommt damit zu dem Schluss, dass Aspartam bei dieser Population nicht wahrscheinlicher zu Kopfschmerzen führt als Placebo.

Es existieren viele wissenschaftliche Quellen, die Gesundheitsgefahren von Aspartam aufzeigen oder widerlegen. Ein Faktum ist, dass im Wissenschaftbetrieb allgemein viele Studien von der Industrie (Aspartam- oder auch der Zuckerindustrie) (ko-)finanziert und daher möglicherweise von verschiedenen ökonomischen Interessen beeinflusst sind.

Quellen

↑ Olney, J.W. et al. (1996): Increasing brain tumor rates: is there a link to aspartame? In: J. Neuropathol. Exp. Neurol. Bd. 55, S. 1115-1123. PMID 8939194
↑ Morando Soffritti, M. et al. (2005): Aspartame Induces Lymphomas and Leukemias in Rats. In: European J. of Oncology. Bd. 10, S. 107-116 PDF
↑ Lim, U. et al. (2006): Consumption of aspartame-containing beverages and incidence of hematopoietic and brain malignancies. In: Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev. Bd. 15, S. 1654-1659. PMID 16985027
↑ Walton, R.G. (1993): Adverse reactions to aspartame: double-blind challenge in patients from a vulnerable population. In: Biol. Psychiatry. Bd. 34, S. 13-17. PMID 8373935
↑ Schiffman, S.S. et al. (1987): Aspartame and susceptibility to headache. In: N. Engl. J. Med. Bd. 317, S. 1181-1185. PMID 3657889