Aspartame

Aspartame
Général
Nom IUPAC
Synonymes	Ester méthylique de N-L-α-aspartyl-L-phénylalanine Ester méthylique de l'acide 3-amino-N-(α-carbométhoxy-éthoxyphényl) succinamique L-Aspartyl-L-phénylalanate de méthyle
N CAS	22839-47-0
N EINECS	245-261-3
DrugBank	DB00168
PubChem	134601
N E	E951
SMILES
InChI
Apparence	Poudre cristalline blanche, légèrement hygroscopique
Propriétés chimiques
Formule brute	C14H18N2O5
Masse molaire	294,3031 ± 0,0144 g·mol
pKa	3,1 & 7,9 (25 °C)
Propriétés physiques
T° fusion	246 °C
T° ébullition	>300 °C à 1 013,25 hPa
Solubilité	Peu soluble dans l'eau (10 g·l à 20 °C) et l'éthanol.
Masse volumique	150–600 kg·m, solide
Cristallographie
Classe cristalline ou groupe d’espace	P41
Paramètres de maille	a = 17,685 Å b = 17,685 Å c = 4,919 Å α = 90,00 ° β = 90,00 ° γ = 90,00 ° Z = 4
Volume	1 538,46 Å
Densité théorique	1,271
Précautions
Directive 67/548/EEC
Phrases S : 22, 24/25,
NFPA 704
1 1 0
Écotoxicologie
DL	>4 g·kg (Rats, oral) >10 g·kg (Souris, oral)
Composés apparentés
Isomère(s)	Musc cétone
Autres composés	Alitame, Néotame, Suosan
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

L'aspartame est un édulcorant artificiel découvert en 1965. C'est un dipeptide composé de deux acides aminés naturels, l'acide L-aspartique et la L-phénylalanine, le dernier sous forme d'ester méthylique (c'est-à-dire dérivant du méthanol).

L'aspartame a un pouvoir sucrant environ 200 fois supérieur à celui du saccharose et est utilisé pour édulcorer les boissons et aliments à faible apport calorique ainsi que les médicaments. Cet additif alimentaire est utilisé dans un grand nombre de produits et autorisé dans de nombreux pays, il est référencé dans l'Union européenne par le code E951.

Depuis sa première autorisation de mise sur le marché aux États-Unis, par la Food and Drug Administration (FDA) en 1974, l'aspartame a fait l'objet de polémiques sur ses possibles effets nocifs sur la santé. Les organismes de santé publique (FDA, EFSA...) confirment son innocuité dans les doses d'utilisation autorisées chez l'Homme.

La première apparition de l'aspartame date de la publication de sa synthèse en 1966. Mais il aurait été découvert en 1965 par J. Schlatter, chimiste de la société G. D. Searle & Company, lors de la synthèse d'un tétrapeptide devant être testé comme médicament anti-ulcères. L'aspartame était alors un intermédiaire de synthèse et Schlatter aurait goûté le produit tombé sur son doigt. Le goût sucré fut une découverte inattendue, l'acide aspartique et la phénylalanine n'étant pas sucrés. Le dipeptide non méthylé se révéla avoir une saveur amère. Schlatter synthétisa des composés de structure voisine, mais le produit original fut conservé et commercialisé sous le nom d'aspartame.

Une première autorisation de mise sur le marché fut accordée à l'aspartame par la FDA (États-Unis) en juillet 1974. Cette autorisation fut l'objet d'une polémique, car Donald Rumsfeld, qui était alors secrétaire général de la Maison Blanche, devint ensuite directeur général de G. D. Searle & Company, qui fabrique et vend l'aspartame sous le nom de NutraSweet.

Suite à de possibles effets toxiques et cancérigènes sur le cerveau par l'aspartame ou ses métabolites, l'autorisation fut suspendue quelques mois plus tard par la FDA en décembre 1974. Son usage fut rétabli en 1981 aux États-Unis dans les aliments solides, puis dans les liquides en 1983. En 1981, l'aspartame est autorisé par un comité commun d'experts de l'OMS et de l'Organisation pour l'agriculture et la nourriture. La même année, le comité scientifique pour les aliments humains (CSAH / SCF en anglais) de la commission européenne approuve l'aspartame.

En 1985, Monsanto fit l'acquisition de GD Searle et sépara Searle Pharmaceuticals et The NutraSweet Company en filiales distinctes.

L'aspartame est autorisé en France en 1988 et est codé E951 dans la classification européenne des additifs alimentaires.

Le brevet de l'aspartame tomba dans le domaine public en 1992.

En 1994, son emploi en tant qu'édulcorant est harmonisé par l'Union européenne (directive 94/35/CE). L'aspartame est alors approuvé dans plus de 90 pays.

En 1995, l'Union européenne établit les critères de pureté pour l'aspartame (directive 95/31/CE).

En 2002, le comité scientifique de la Commission européenne confirme son avis sur l'innocuité de l'aspartame. La même année, l'Agence française de sécurité sanitaire (AFSSA) conclut dans un rapport : « La consommation d'aspartame chez l'homme, même dans des populations particulièrement exposées comme les enfants diabétiques, ne dépasse pas la dose journalière acceptable (DJA), notamment en France ».

En 2003, la directive 2003/115/CE autorise un nouvel édulcorant intense dérivé de l'aspartame : le sel d'aspartame-acésulfame dont l'innocuité a été établie par le comité scientifique de l'alimentation humaine dès mars 2000 et les critères de puretés définie en 2001.

Structure

L'aspartame est un dipeptide, dérivant de deux acides aminés, l'acide L-aspartique et l'ester méthylique de la L-phénylalanine. Son nom chimique est donc * L-Aspartyl-L-phénylalanate de méthyle.

Propriétés chimiques

L'aspartame possède une base aminée et un groupement acide lui conférant deux constantes d'acidité, 3,1 et 7,9 à (25 °C).

Hydrolyse

Après ingestion, l'aspartame s'hydrolyse en acide aspartique, phénylalanine et méthanol. Une dégradation plus poussée produit du formaldéhyde, de l'acide formique et une dioxopipérazine.

Il peut également se décomposer pendant son stockage. À température ambiante il est le plus stable à pH 4,3, avec une demi-vie de 300 jours. On constate une décomposition plus rapides aux pH s'éloignant de 4,3. À pH 7, par exemple, sa demi-vie n'est que de quelques jours.

L'instabilité de l'aspartame augmente avec la température : en phase solide, la recombinaison en dicétopipérazine peut avoir lieu à partir de 105 °C. C'est la raison pour laquelle il est déconseillé de « cuisiner » l'aspartame.

L'hydrolyse de l'ester l'aspartame produit du méthanol (10 % en masse) et de l'aspartyl-phénylalanine. Ce dernier peut se recombiner en dicétopipérazine (acide 2-(5-benzyl-3,6-dioxopipérazin-2-yl)acétique) (à partir de 30 °C) ou bien s'hydrolyser en ces deux acides aminés de base l'acide aspartique (40 % en masse) et la phénylalanine (50 % en masse).

Réaction de Maillard

La fonction amine de l'aspartame peut participer aux réactions de Maillard avec les groupes aldéhydes.

Propriétés physiques

L'aspartame est un solide cristallin blanc, inodore et légèrement hygroscopique. Il est faiblement soluble dans l'eau (10 g·l eau à 20 °C) et l'éthanol. Il se solubilise plus vite dans les solutions acides.

Biochimie

L'aspartame, contrairement au sucre, ne peut servir à la formation de graisses dans les tissus adipeux ni aux autres rôles métaboliques utiles de celui-ci.

Propriétés sucrantes

L'aspartame a un pouvoir sucrant environ 200 fois supérieur à celui du saccharose (à poids égal).

À la différence de la saccharine et de l'acésulfame-K, l'aspartame n'a pas de composante ou d'arrière-goût amer. Dans les études en aveugle toutefois, les boissons sucrées au saccharose ressortent comme « plus agréables ».

L'aspartame est souvent utilisé en mélange avec d'autre édulcorant intense (acésulfame-K) pour pallier la diminution de la saveur sucrée. La diminution est due à sa décomposition en milieu aqueux ou à sa disparition lors des réactions de Maillard entre celui-ci et les arômes possédant une fonction aldéhyde.

Un dérivé de l'aspartame, le superaspartame a un pouvoir sucrant de 8 000 à 14 000 fois supérieur à celui du saccharose.

L'aspartame, avec l'acésulfame K est un des édulcorants intenses le plus fréquemment employés, il est utilisé dans près de 5 000 produits à travers le monde (les gommes sans sucre, les boissons allégées et autres gâteaux du même type) et de plus de 600 spécialités pharmaceutiques, dont plus de 2 000 vendues en Europe. Sa consommation est surtout motivée par le fait qu'il n'apporte que très peu de calories car il suffit de 200 fois moins que le sucre pour obtenir la même sensation sucrée. L'aspartame a aussi les avantages de ne pas favoriser les caries et d'être un édulcorant bon marché.

L'aspartame est utilisé sous forme de sucrettes ou de poudre blanche (en sachet ou boîte) pouvant se substituer au sucre, dans le café ou le thé, pâtisseries ou autres. Ces produits contiennent, en moyenne 3 % d’aspartame, les autres ingrédients étant de la maltodextrine et de l'acésulfame K.

Réglementation

Le codex alimentarius reconnaît l'utilisation de l'aspartame comme édulcorant et exhausteur de goût dans une large gamme de produits alimentaires, à des concentrations maximales variant de 0,6 g à 3 g suivant l'application.

En Europe, l'aspartame est autorisé dans :

• les boissons non alcoolisées (0,6 g⋅l)
• les desserts et produits similaires (0,6-1 g⋅kg)
• les confiseries (0,5-1 g⋅kg)
• les boissons alcoolisées (bières) (0,6 g⋅l)
• les compléments alimentaires et autres

L'aspartame fait partie des additifs alimentaires les plus étudiés, il est reconnu sûr pour la consommation humaine dans plus de 90 pays, notamment par les agences de sécurité sanitaire comme l'Autorité européenne de sécurité des aliments, le JECFA de l'OMS/FAO et la Food and Drug Administration. Toutefois, « même si des décennies de recherches scientifiques témoignent de l'innocuité de l'aspartame, des allégations négatives sur son innocuité paraissent dans les médias et sur Internet depuis des années. »

Diabète

On a formulé l'hypothèse que la saveur sucrée puisse provoquer une sécrétion d'insuline commandée par le cerveau (cephalic-phase insulin release, ou CPIR). Selon cette hypothèse, cette sécrétion d'insuline sans apport de glucose pourrait provoquer une chute de la glycémie ce qui provoquerait une sensation de faim. Les édulcorants utilisés par les personnes obèses pour perdre du poids auraient eu un effet inverse à celui recherché. Néanmoins, aucune étude n'a mis en évidence ce phénomène.

En 2000, une étude de la modification éventuelle de la thermogenèse apportée par une alimentation édulcorée à l'aspartame en comparaison avec une alimentation sucrée au saccharose n'a mis en évidence aucune différence significative.

Selon le ministère de la santé du Canada, l'utilisation de l'aspartame est sans danger pour les diabétiques.

Métabolisme

Lors de la digestion, l'aspartame perd son groupement hydroxyméthyl (méthanol), puis se décompose en ses deux acides aminés de base, l'acide aspartique et la phénylalanine. Sous l'effet de la chaleur, il peut aussi se recombiner pour former de la dicétopipérazine. En comparaison avec les aliments courants, l'aspartame est une source mineure de phénylalanine, d'acide aspartique et de méthanol.

Phénylalanine

La phénylalanine est un des huit acides aminés essentiels, elle est notamment naturellement présente dans le lait des mammifères. Seules les personnes souffrant de phénylcétonurie (PKU), une maladie génétique rare (1/16 000 naissances) doivent contrôler de façon très stricte l'apport en phénylalanine, c'est pourquoi les produits contenant de l'aspartame doivent renseigner qu’ils contiennent une source de phénylalanine.

Méthanol

Le méthanol est un alcool naturellement présent dans des aliments courants : fruits mûrs, jus de fruits et les aliments fermentés (vin, bière ...). Des allégations parues sur internet et dans certains médias affirment que le méthanol contenu dans l'aspartame serait toxique, ces allégations sont sans fondement selon le ministère de la santé du Canada : « Le méthanol alimentaire, qu'il provienne de l'aspartame ou d'aliments courants, est présent à des concentrations trop faibles pour causer des problèmes de santé. Il ne s'accumule pas dans le corps, mais il est plutôt métabolisé, par les voies du métabolisme normal, en formaldéhyde d'abord, ensuite en acide formique et finalement en eau et en gaz carbonique. »

Toutefois, le méthanol présent dans les aliments courants est souvent lié à d'autres éléments, tels que des peptides dans les fruits, qui permettent sa métabolisation, laquelle n'est pas possible dans le cas de l'aspartame qui libère son groupement hydroxyméthyl seul lors de la digestion.

Acide aspartique

L'acide aspartique est un acide aminé, non toxique pour l'organisme qui ne pose pas de problème lors de la métabolisation de l’aspartame. C'est un constituant courant des protéines de l’organisme.

Dicétopipérazine

La dicétopipérazine n’est pas considérée comme génotoxique (provoquant l'apparition de lésions dans l'ADN, qui peuvent éventuellement conduire à des mutations) ni cancérogène chez le rat et la souris. La dose journalière acceptable de la dicétopipérazine pour l'homme a été fixée à 7,5 mg·kg·j.

Controverse

Depuis sa mise sur le marché, il y a eu des polémiques sur l'innocuité de l'aspartame, alimentées par des accusations de conflits d'intérêts, certaines publications scientifiques, des théories du complot et des canulars informatiques (hoax) propagés par courrier électronique sous forme de chaîne de lettres.

En juillet 2005, des chercheurs de la Fondation européenne Ramazzini, à Bologne (Italie), ont présenté à la presse une étude menée sur des rats montrant un effet cancérogène au niveau du cerveau. Cette étude a été critiquée par des agences de sécurité sanitaire, notamment pour sa méthodologie qui ne supporterait pas ses conclusions. L'Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA) après une analyse détaillée des conditions opératoires de cette étude a conclu qu'il n'y a aucune raison de changer les conditions d'utilisation de l'aspartame en Europe. La France a aussi émis des réserves sur la méthode d'étude et des doutes quant à la validité des résultats et s'en tient à une « veille toxicologique » sur l'aspartame.