Аспартам (Е951): описание, вред и польза, применение, инструкция

Аспартам – это сложное органическое соединение, относящееся к классу пептидов. Оно обладает сильно выраженным сладким вкусом, во много раз слаще обычного сахара. Эти свойства активно используются в пищевой промышленности как заменитель сахара, в фармакологии. Благодаря тому, что вещество не содержит глюкозы и не разлагается до неё в процессе метаболизма, оно никак не влияет на гликемический показатель крови, не зависит от инсулина. В связи с этим аспартам могут употреблять больные сахарным диабетом. В медицинских препаратах его добавляют для улучшения вкусовых качеств таких лекарственных форм, которые требуется принимать перорально, разжёвывая или выпивая. Пищевая добавка маркируется индексом Е951.

Аспартам

Что такое аспартам, формула

Аспартам представляет собой дипептид – белковую молекулу, состоящую из двух аминокислот (остатки фенилаланина и аспарагиновой кислоты). Кроме того, в состав вещества входит метильный радикал. Наиболее полное название – L-Аспартил-L-фенилаланин, также его называют 1-метиловым эфиром в связи с наличием кислорода, связывающего два остатка аминокислот. Соединение насыщено азотом, имеется бензольное кольцо. Химическая формула – C14H18N2O5.

В нормальных условиях аспартам имеет вид бесцветных гранул, кристаллов или белой пудры. Он менее плотный, чем сахароза, более рассыпчатый, обладает низкой гигроскопичностью. Дипептид не имеет запаха, на вкус очень сладкий, примерно в 200 раз слаще обычного сахара. Умеренно хорошо растворим в воде, при снижении температуры растворимость ухудшается, плохо растворим в органических растворителях (в том числе в спиртах), совсем не растворяется в жирах и липидах. При воздействии высоких температур быстро разлагается, теряет вкусовые качества. Аспартам чувствителен к изменениям кислотности среды, молекула наиболее стабильна в кислых условиях, при водородном показателе, равном 4-5. Склонен к сольволизу водой, в особенности при критических колебаниях pH.

Аспартам в чистом виде не встречается в природе, он был синтезирован искусственно в лабораторных условиях. После тщательного изучения соединение стало использоваться в качестве подсластителя, а также усилителя запаха и вкуса.

Основной потребитель промышленно выпускаемого аспартама – сфера пищевых добавок. Его производят по всему миру (наиболее крупные производители – в Нидерландах, Германии, США, Китае), упаковывают во светонепроницаемые, герметичные тары, после чего транспортируют. В России нет предприятий, специализирующихся на выпуске Е951. При производстве смесей подсластителей российские заводы используют пищевую добавку, импортируемую из-за рубежа.

Химический состав, пищевая ценность, калорийность

Аспартам, попадая в организм, под действием ферментов расщепляется на аминокислоты – фенилаланин и аспарагиновую кислоту, а также на спирт метанол. Содержание калорий составляет 4 ккал на 1 г, что соответствует калорийности углеводов в принципе. В 100 граммах аспартама содержится:

БЖУ Количество Калорийность, энергетическая ценность
Белки 2,17 г 365 ккал, 1528,18 кДЖ
Жиры 0 г
Углеводы 89,08 г
Пищевые волокна 0 г
Вода 8,75 г

Несмотря на относительно высокую калорийность Е951, для создания вкуса её требуется очень мало. Поэтому в продуктах питания аспартама содержится значительно меньше, чем сахарозы, соответственно и вклад его в итоговое содержание калорий очень мал.

Соединение содержит важные для метаболизма компоненты. Аспарагиновая кислота – это заменимая аминокислота, которая участвует во многих процессах организма:

  • важный элемент азотистого обмена;
  • необходима для нормального формирования иммунных клеток, в частности лимфоцитов;
  • участвует в образовании токсичных продуктов обмена, подлежащих выведению (мочевина);
  • за счёт неё идёт построение пиримидиновых оснований – жизненно необходимых мономеров полимерных молекул, несущих генетическую информацию (РНК, ДНК): тимин, урацил, цитозин.

Фенилаланин – это незаменимая аминокислота, которая не может синтезироваться ферментными системами человека. Она обязательно должна поступать с пищей, т.к. входит в состав многих функциональных центров клеток, представляет собой типичный строительный компонент, нужный для роста и развития.

Молекула аспартама

Молекула аспартама

История использования

Американский химик Джеймс М. Шлаттер занимался разработкой лекарства от язвенной болезни желудка. Для этого в лаборатории он пробовал синтезировать различные производные гастрина – белкового гормона, который в норме производится желудочной слизистой и отвечает за комплекс физиологических реакций, связанных с выделением соляной кислоты.

После очередного синтеза Шлаттер, переворачивая страницы книги, облизнул палец и почувствовал выраженный сладкий вкус, на что обратил внимание. Учёный и фирма G.D. Searle & Company, на которую он работал, решили исследовать вещество, обладающее интересными свойствами. Датой открытия аспартама считается 1965 год, когда он был выделен в качестве чистого соединения.

Уже спустя 5 лет Джеймс Шлаттер получил патент на Е951, начались активные исследования подсластителя. Масштабные клинические испытания вскоре доказали, что аспартам безвреден для человека, поэтому им поспешили заменять сахарин – другой популярный сахарозаменитель. В 1974 году он был одобрен Американским Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов. С 1981 года его стали добавлять во многие продукты питания разные страны мира: США, Великобритания, Япония.

В связи с тем, что G.D. Searle & Company – это дочерняя компания фирмы Pfizer, которая специализируется на разработке лекарственных препаратов, вскоре после утверждения безвредности аспартама его предложили использовать в фармакологии.

На сегодняшний день аспартам разрешён в Европе, странах СНГ, России и многих других государствах. Он производится под разными торговыми марками (самая популярная – NutraSweet), в составе смеси подсластителей и как отдельный сахарозаменитель. С момента запуска пищевой добавки в оборот проводилось еще множество исследований, в том числе независимыми организациями, которые подтверждали безопасности соединения.

Получение и производство

Изначально для получения аспартама использовали химический синтез. Для этого подбирается исходное сырьё: аминокислоты фенилаланин и аспарагиновая кислота. Аспарагиновая кислота подвергается окислению оксихлоридом фосфора, в результате чего образуется ангидрид (солеобразующий безводный оксид) циклической карбоновой кислоты.

Предварительно фенилаланин подвергают метилированию, из него получают метиловый эфир фенилаланина. Полученные продукты совмещают, реакция ангидрида циклической карбоновой кислоты и метилового эфира фенилаланина даёт аспартам. Однако кроме нужного соединения получается еще большое количество бетта-изомера – дикетопиперазина (20-50%), который обладает горьким вкусом, его необходимо удалять путём очистки.

Продукт очищают фракционной кристаллизацией. Смесь растворяют в горячем растворителе, затем раствор охлаждают, дожидаясь выпадения кристаллов. Изомеры имеют разную степень растворимости, поэтому пробочные продукты можно отбросить.

Такой метод получения аспартама был экономически невыгодным: низкий выход нужного вещества осложнялся также и тем, что приходилось работать с токсичными реагентами (оксихлорид фосфора). Вскоре был предложен биотехнологический способ.

Новый метод предусматривал выработку колониями E.coli аминокислот. Для этого использовался субстрат, богатый фумаратом аммония, а кишечная палочка генетически модифицировалась таким образом, чтобы у неё была крайне активна аспартат-аммиак-лиазная ферментная система. E. coli насыщала раствор аспарагиновой кислотой, которую затем кристаллизовали путём подкисления раствора до значения водородного показателя 2,8 и снижения температуры до 15 °С. Далее реакции происходили при температуре 37,7 °С и кислотности 7,5, под полиуретаном в состав которого была включена бактерия Bacillus thermoproteolyticus. Она вырабатывала фермент термолизин, за счёт которого протекала реакция конденсации метилового эфира фенилаланина и аспарагиновой кислоты. Выход аспартама составлял 95,5%.

Сегодня производство Е951 идёт тоже с применением микробного синтеза, но по другой технологии. Для этого используются колонии различных бактерий: B. flavum, E. coli, C. glutamicum. Процесс выпуска пищевой добавки включает несколько стадий:

  1. Подготовка колоний микроорганизмов. Чистые культуры B. flavum, E. coli, или C. glutamicum загружаются в цилиндрический ферментер, наполненный питательными веществами: источниками углерода (глюкоза, сахароза, патока), а также азотсодержащими соединениями (жидкий аммиак). В таких условиях бактерии развиваются и синтезируют фенилаланин и аспарагиновую кислоту.
  2. Рост колонии идёт при проточном культивировании – при постоянном добавлении субстрата с соблюдением строгих температурных и кислотных условий. Это делается для получения качественного сырья для дальнейшего производства.
  3. Когда синтезировано достаточное количество аминокислот, смесь из ферментера поступает в ионообменную колонну, где фильтруется и отделяется от бактерий и ненужных продуктов их метаболизма.
  4. После этого отделённые аминокислоты переходят в кристаллизационный резервуар.
  5. Кристаллический сепаратор разделяет реакционную смесь на различные фракции, на этом этапе происходит сушка вещества.
  6. Модифицированная аспарагиновая кислота смешивается с метиловым эфиром фенилаланина в баке реактора, где перемешивается при высоких температурах (64-68 °С) в течение 24 часов. В результате вещества реагируют между собой, образуется аспартам. Модификация аспарагиновой кислоты предотвращает образование побочных продуктов, что увеличивает выход нужного вещества.
  7. Температурный режим понижают до критически низких температур (-15 °С – -18 °С), что провоцирует кристаллизацию.
  8. Смесь кристаллов аспартама 12 часов обрабатывается уксусной кислотой при воздействии катализатора палладия.
  9. Очистку проводят последовательной перекристаллизацией. Для этого кристаллы растворяют в 70% этаноле, затем охлаждают раствор. Цикл проводят несколько раз для увеличения чистоты полученного продукта.
  10. После очищения аспартам повторно фильтруют, просушивают и измельчают в мелкие гранулы или порошок.

Биотехнологический путь производства Е951 даёт выход 99,99%. Это очень высокий показатель, поэтому сегодня практически все заводы-производители ориентированы именно на него.

Воздействие на организм

Вопреки критике, которой до сих пор подвергается аспартам, он не наносит вреда организму человека при употреблении в разумных пределах. Добавка полностью безопасна для здоровья, однако в некоторых индивидуальных случаях её применение стоит ограничить.

Вред для организма, опасность аспартама

Негативное воздействие аспартама на нервную систему

Большинство людей, считающих Е951 опасной добавкой, ссылаются на токсичность метанола, который образуется в ходе распада аспартама. Метанол – это спирт, он очень опасен и относится к ядам, блокирующим фермент цитохром-оксидазу. Отравление приводит к нарушениям в ЦНС, потере зрения, а в больших дозах – к смерти. Однако в результате разложения аспартама образуется очень малое количество метанола, поэтому его токсическое действие никак не проявляется.

Попадая в желудок, аспартам разлагается на аспарагиновую кислоту, фенилаланин и метанол в соотношении 4:5:1. Следовательно, токсичного спирта получается всего 1 часть, в пересчёте на миллиграммы от предельно допустимой дозы (40 мг на 1 кг массы тела) она составляет 4 мг. Это очень мало, т.к. в других продуктах метанола или субстрата, из которого он может образоваться в ЖКТ (например, пектины), содержится значительно больше:

Напиток Концентрация метанола на 1 л
Апельсиновый сок 145 мг
Яблочный сок 14 мг
Белое вино 58 – 120 мг
Красное вино 170 – 250 мг
Томатный сок 240 мг

Употребляя эти продукты, люди не задумываются, наносит ли вред нервной системе метанол, образующийся при переваривании пектинов фруктового сока. Кроме того, и в организме человека в ходе различных биохимических реакций ежедневно выделяется 0,4-1,4 мг физиологического метанола. Аспартам приводит к синтезу слишком маленького количества опасного спирта, который быстро утилизируется печенью, поэтому абсолютно безвреден для ЦНС.

Опасность аспартама для больных фенилкетонурией

Реальный вред продукты питания, содержащие заменитель сахара Е951, могут нанести людям с врождённым наследственным заболеванием – фенилкетонурией. При этой болезни организм человека не может усвоить фенилаланин. Употребление продуктов, богатых этой аминокислотой, приводит к накоплению соединения, которое для больных становится токсичным. Развивается характерный симптомокомплекс:

  • тошнота и рвота;
  • кожные высыпания (чаще всего экзема);
  • психические отклонения;
  • тремор конечностей;
  • снижение интеллекта;
  • нарушение поведенческих реакций.

Кроме аспартама фенилаланин содержится во многих продуктах. Люди с фенилкетонурией вынуждены соблюдать строгую низкобелковую диету, они должны избегать пищи с возможным содержанием этой аминокислоты. Поэтому продукты, в которые добавляется Е951, строго маркируются.

Полезные свойства

Аспартам обладает рядом полезных свойств. Самое главное его достоинство – нулевой гликемический индекс. Он делает продукцию сладкой, при этом усваивается без участия инсулина. Это очень важно для больных сахарным диабетом. Добавка нашла широкое применение в производстве товаров для диабетиков.

По результатам исследований заменитель сахара Е951 не вызывает образование раковых опухолей, в отличие от сахарина, который в испытаниях на подопытных животных показал повышение риска возникновения онкологии.

Аспартам подходит для снижения веса. Его сладость ощущается дольше, чем вкус обычного сахара. Из-за того, что он почти в 200 раз слаще сахарозы, его добавляют в продукты совсем немного, поэтому они получаются низкокалорийными. Если составить диету так, что сахарозаменитель будет присутствовать во всех блюдах, можно заметно снизить вес. Диетологи часто отдают предпочтение такому рациону питания в связи с безопасностью вещества.

Доказано, что аспартам не наносит вреда зубной эмали. Употребление Е951 не приводит к возникновению кариеса и другим заболеваниям полости рта.

Научные исследования аспартама

Научные исследования аспартама свидетельствуют о безопасности приёма вещества в допустимых дозировках (не более 40-50 мг на 1 кг массы тела). В обзоре безопасности аспартама американский учёный Харриетт Бучко доказал, что употребление в один приём дозы 34 мг на 1 кг не привело к появлению заменителя сахара в крови. Это означает, что он очень быстро разлагается в желудке и не может оказать токсического эффекта.

Более 6 американских и канадских исследований, проведённых в период от 1986 до 2007 года, свидетельствуют о безвредности аспартама для всех систем организма. В испытаниях учувствовали дети и беременные женщины.

Самое показательное клиническое испытание аспартама провели в 2015 году в Великобритании. Независимые учёные организовали двойное слепое рандомизированное плацебо-контролируемого исследование. Это самый эффективный научный метод проверки вещества: проверяемое соединение сравнивают с плацебо, при этом ни подопытные, ни люди, контролирующие эксперимент, не знают о том, какая группа принимает имитацию, а какая – настоящее вещество. Способ помогает объективно оценить результаты.

Часть из 48 испытуемых в течение недели принимала пищу, содержащую 100 мг аспартама. После окончания эксперимента провели подробный биохимический и метаболический анализ. Оценивалось 14 симптомов. Отклонений не выявили ни у людей, принимавших аспартам, ни у плацебо-группы.

Допустимые нормы применения аспартама, инструкция по применению

В Европе и России верхний порог приёма аспартама – 40 мг на 1 кг веса, в США установлено значение 50 мг/1 кг.

Применять заменитель сахара Е951 можно в домашней кулинарии. Это актуально для диабетиков и людей, соблюдающих диету. Следует использовать добавку только в холодных блюдах: кисломолочных продуктах, прохладных напитках, салатах. Рекомендуется добавлять 18-36 мг аспартама на 250 мл жидкости (по сладости это как 2 ложки обычного сахара).

Применение аспартама в пищевой промышленности, в каких продуктах содержится аспартам

Е951 используется в пищевой промышленности как подсластитель, а также усилитель вкуса и запаха. Он содержится в большом количестве продуктов, на рынке встречается более 6000 наименований товаров, в который добавлен аспартам. В основном это:

  • жевательные резинки;
  • кондитерские изделия;
  • мармелад и другая желейная продукция;
  • фруктовая консервация;
  • фруктовые соки;
  • молочнокислые изделия, йогурты;
  • соусы: майонез, кетчуп, горчица;
  • варенье, джем, конфитюр;
  • мороженое;
  • конфеты;
  • безалкогольные газированные напитки;
  • ароматизированный чай, растворимый кофе;
  • слабоалкогольные (до 8%) и среднеалкогольные (до 15%) напитки;
  • сухие завтраки (хлопья) и супы быстрого приготовления.

В качестве усилителя вкуса аспартам добавляют в товары с цитрусовыми (соки, ликёры, жвачки). Он подчёркивает аромат, делает его более выраженным.

Для каждой категории продуктов установлена предельная концентрация аспартама. Так, для жевательной резинки не более 6 г/кг, в слабоалкогольных напитках (пиве) до 600 мг, в мороженом и других охлаждённых десертах – не более 8 г.

Сахарозаменитель аспартам

Ограничения использования Е951 связаны с тем, что она разлагается при термической обработке и даёт горький вкус. Поэтому для товаров, которые подвергаются высоким температурам (хлебобулочные изделия, печенье), вещество не подходит и может использоваться только в смеси с другими, более стабильными подсластителями.

Применение аспартама в фармакологии

Аспартам включают в состав лекарственных препаратов в качестве вспомогательного вещества для улучшения вкуса. Это необходимо для средств, требующих разжёвывания или сиропов.

Е519 выпускается в форме таблеток. С их помощью люди, страдающие ожирением или сахарным диабетом, могут подслащивать пищу. В 1 таблетке содержится 18 мг аспартама, что эквивалентно сладости 5 г сахарозы.

Альтернативные сахарозаменители

Хорошей альтернативой аспартама могут считаться многие синтетические подсластители, заменители сахара.

Аналог Безопасность Калорийность на 100 г Сладость
Ацесульфам калия (Е950) Безопасен, используется как синергист аспартама, допустимая доза 15 мг/кг массы тела. 0 ккал В 180-200 раз слаще сахарозы.
Цикломат натрия (Е952) Безопасная суточная доза составляет 10 мг на 1 кг массы тела, у подопытных животных повышает риск возникновения злокачественных опухолей мочевого пузыря. 0 ккал В 30-50 раз слаще сахарозы.
Сахарин (Е954) Безопасность неоднократно оспаривалась, но сегодня в дозировке 5 мг на 1 кг массы тела считается безвредным. 360 ккал В 300-500 раз слаще сахарозы.
Сукралоза (Е955) Безопасная доза в сутки составляет 1,1 мг на 1 кг массы тела. В отличие от других подсластителей термостабильна. 0 ккал В 600 раз слаще сахарозы.
Неотам (Е961) Допустимая суточная доза 0,3 мг/кг массы тела. 0 ккал В 8000 раз слаще сахарозы.

Некоторые натуральные подсластители могут заменить аспартам, например сорбит, фруктоза, маннитол, эритрит, изомальт, стевия. Метаболизм этих веществ также протекает без участия инсулина, поэтому они подходят для диабетической диеты. Однако естественные сахарозаменители менее сладкие, чем искусственные, поэтому в пищу их кладут в большем количестве, что сказывается на калорийности, хотя и не требуют использования инсулина.

Очень часто в пищевой промышленности используется смесь аспартама с ацесульфамом калия. Аспартам-ацесульфамовая соль даёт более насыщенный сладкий вкус, её можно добавлять при термообработке.

Где купить и сколько стоит аспартам

Заменитель сахара продаётся в аптеках и магазинах, ориентированных на биологические добавки и здоровое питание. Упаковка, где находится 350 таблеток, стоит порядка 120 рублей. Большие партии Е951 продают фирмы, поставляющие пищевую добавку чаще всего из Китая. Оптовая закупка от 25 кг обойдётся в 1200 руб/кг.

Заключение

Аспартам – это сложный дипептид, заменитель сахара, обладающий выраженным сладким вкусом. Он безопасен для здоровья, рекомендован для замены сахарозы людям, страдающим сахарным диабетом и ожирением, ведь для переработки организмом не требуется инсулин. Для изучения свойств этого соединения было проведено множество научных исследований, которые доказали его пользу. Е951 добавляют во многие холодные продукты, а также применяют в фармакологии, чтобы улучшить вкусовые качества лекарственных средств.

Сайт предоставляет информацию в справочных целях, только для ознакомления. Поставить диагноз и назначить адекватное лечение может только врач! Медикаменты и народные средства должны назначаться специалистом, так как имеют противопоказания и побочные действия! Посещение и консультации квалифицированного специалиста строго обязательны!
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...
Поделитесь
Читать еще

Как с помощью ведического гороскопа определить свой знак?

Ведический гороскоп (Джойотиш, индийская, лунная) – самый древний и точный на Земле. В нем выделяют не только привычные всем...

Эрудит-тест, который вы скорее всего не сможете пройти

Многие считают себя знатоками, но так ли это на самом деле, удается узнать не всем. Мы предлагаем вам попытать...

Неординарный тест на эрудицию, который большинство не проходят

Нужно обладать неординарными данными, чтобы достойно ответить на вопросы нашего теста. Тут пригодятся не только знания из самых разных...

История одного развода: что разрушило брак Кристины Асмус и Гарика Харламова

Им удалось выйти из восьмилетнего брака с общим ребенком на руках и практически без грязи. Но как все начиналось?...

Обладатели сильного энергетического поля: кто они по знаку зодиака

Энергетическое поле человека является природной защитой от различных негативных явлений таких как сглаз и порча. Чтобы действительно оберегать человека...

Обладатели злых глаз: кто самый глазливый по знаку зодиака

Наверняка вы слышали о том, что некоторые люди обладают злыми глазами. Опасаются таких личностей не просто так, ведь их...

«Мальчики-мажоры»: звезды из обеспеченных семей, как они добились популярности

Некоторые артисты в жизни всего добились сами. Другим же немного подсобили авторитетные и богатые родители. Кому именно так повезло...
0 Комментария

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector