Aspartame
Aspartame
Ester méthylique de l'aspartyl-phénylalanine
Ester méthylique de l'aspartyl-phénylalanine
Ester méthylique de l'aspartyl-phénylalanine
Général
Nom IUPAC (3S)-3-amino-4-[[(1S)-1-benzyl-2-(méthoxy-2-oxoéthyl]amino]-4-oxobutanoïque
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
No CAS 22839-47-0
No EINECS 245-261-3
DrugBank DB00168
PubChem 134601
No E E951
SMILES
InChI
Apparence Poudre cristalline blanche, légèrement hygroscopique[1]
Propriétés chimiques
Formule brute C14H18N2O5  [Isomères]
Masse molaire[3] 294,3031 ± 0,0144 g·mol-1
C 57,14 %, H 6,16 %, N 9,52 %, O 27,18 %,
pKa 3,1 & 7,9 (25 °C)[2]
Propriétés physiques
T° fusion Décomposition avant fusion. Le produit de la décomposition fond à 246 °C[2]
T° ébullition >300 °C à 1 013,25 hPa[2]
Solubilité Peu soluble dans l'eau (10 g·l-1 à 20 °C[2]) et l'éthanol[4].
Masse volumique 150600 kg·m-3, solide[2];
1,347 g·cm-3[5]
Cristallographie
Classe cristalline ou groupe d’espace P41[6]
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[6]
Volume 1 538,46 Å3[6]
Densité théorique 1,271[6]
Propriétés optiques
Pouvoir rotatoire \lbrack\alpha\rbrack_{D}^{22} = -2.3° dans HCl 1N[5]
Précautions
Directive 67/548/EEC[7]
Phrases S : 22, 24/25,
NFPA 704

Symbole NFPA 704

 
Écotoxicologie
DL50 >4 g·kg-1 (Rats, oral)[8]
>10 g·kg-1 (Souris, oral)[8]
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 (Notamment la FDA et l'EFSA) confirment son innocuité dans les doses d'utilisation autorisées chez l'Homme.

Sommaire

Historique

La première apparition de l'aspartame date de la publication de sa synthèse en 1966[9]. 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[10],[11],[12]. L'aspartame était alors un intermédiaire de synthèse et Schlatter aurait goûté le produit par accident en humectant son doigt pour attraper une feuille de papier. 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 limitée aux aliments solides[13] est accordée à l'aspartame aux États-Unis par la Food and Drug Administration (FDA) en juillet 1974[14]. Suite à l'enquête menée par la FDA et à des doutes sur le sérieux des études présentées par le laboratoire Searle (notamment les tests sur les animaux), l'autorisation est suspendue par la FDA en décembre 1975[14].

Son usage sera rétabli aux États-Unis dans les aliments solides en juillet 1981 puis dans les liquides en en 1983.

Toujours 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[15]. La même année, le comité scientifique pour les aliments humains (CSAH / SCF en anglais) de la commission européenne approuve l'aspartame.

L'aspartame est autorisé en France en 1988 et est codé E951 dans la classification européenne des additifs alimentaires[16].

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

En 1994, son emploi en tant qu'édulcorant est harmonisé par l'Union européenne (directive 94/35/CE[17]). 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[18]).

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[19] et les critères de puretés définie en 2001.

La controverse soutenue qui existe au sujet de l'aspartame a été amplifiée par le rôle que deux acteurs aussi puissants que controversés ont joué dans son histoire: un ancien dirigeant de Searle, Donald Rumsfeld, et la très célèbre Monsanto.

Certains journalistes[20] soutiennent que la FDA a pris des décisions sous l'influence de Donald Rumsfeld[21] (ancien PDG de Searle qui a été Secrétaire Général de la Maison Blanche avant d'être Ministre de la Défense sous Gerald Ford et George W Bush). Par ailleurs, en 1985, Monsanto fait l'acquisition de GD Searle et sépare Searle Pharmaceuticals et The NutraSweet Company en filiales distinctes[22]. Selon le Chicago Tribune, cette transaction aurait rapporté 12 millions de dollars à D. Rumsfeld.

Synthèse

Structure et propriétés

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)[2].

Hydrolyse

Après ingestion, l'aspartame s'hydrolyse en acide aspartique, phénylalanine et méthanol. Une dégradation plus poussée produit du formaldéhyde[23], 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 rapide 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[1]) 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-1 eau à 20 °C[2]) et l'éthanol[4]. 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 ce dernier[24].

Propriétés sucrantes

L'aspartame a un pouvoir sucrant environ 200 fois supérieur à celui du saccharose (à masse égale)[4].

Structure du superaspartame.

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 »[réf. nécessaire].

L'aspartame est souvent utilisé en mélange avec d'autres édulcorants intenses (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[25] à 14 000[26] fois supérieur à celui du saccharose.

Utilisation

L'aspartame est l'édulcorant intense le plus fréquemment employé dans le monde[27], 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[28].

En Europe, l'aspartame est autorisé dans[17] :

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

la DJA semble être de 40mg/kg. Soit 1 litre de soda par tranche de 15kg et par jour, 3 cannettes (la quantité réelle d'aspartame n'est pas toujours précisée sur les produits).

Santé

L'aspartame fait partie des additifs alimentaires les plus étudiés[29],[30], il est considéré comme sûr pour la consommation humaine dans plus de 90 pays[31], notamment par les agences de sécurité sanitaire comme l'Autorité européenne de sécurité des aliments[32], le JECFA de l'OMS/FAO et la Food and Drug Administration.

Obésité

Alors que certaines études montrent que la prise d'aliments contenant de l'aspartame a un effet orexigène et favorise l'obésité[33], d'autres montrent qu'il n'y a aucune preuve épidémiologique de ces effets[34].

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 alors un effet inverse à celui recherché[réf. nécessaire]. Néanmoins, aucune étude n'a mis en évidence ce phénomène[35],[36].

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[37].

Selon le ministère de la santé du Canada, l'utilisation de l'aspartame est sans danger pour les diabétiques[31].

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 (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[38].

Méthanol

Le méthanol est un alcool naturellement présent dans des aliments courants : fruits mûrs, jus de fruits et les aliments fermentés (vin, bière, etc.). 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[31] : « 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[39].

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-1·j-1.

Controverse

En 1977, la Food and Drug Administration qui réglemente le marché des aliments et médicaments, refuse au groupe Searle d'agrémenter une molécule : l'aspartame. La FDA demande même une procédure pénale après avoir découvert de nombreuses erreurs dans les tests de toxicité présenté par la Searle.

Mais après la nomination de Donald Rumsfeld à la présidence du groupe Searle en juin 1977, la situation se débloque. Le procureur chargé de l'enquête pénale démissionne de ses fonctions et rejoint le cabinet d'avocats de Searle. Ronald Reagan nomme à la tête de la FDA Arthur Hull Hayes, ancien chercheur pour le Pentagone, qui en juillet 1981 autorise la mise sur le marché de l'aspartame, contre l'avis du comité scientifique[20].

La commercialisation de ce produit sous le nom de NutraSweet permit à la société Searle d'engranger, sous la direction de Rumsfeld, de substantiels bénéfices. La vente de Searle à la compagnie Monsanto lui aurait rapporté la somme de 12 millions de dollars.[réf. nécessaire]

En juillet 2005, des chercheurs de la Fondation européenne Ramazzini, à Bologne (Italie), ont présenté à la presse une étude menée sur des rats semblant montrer un effet cancérogène au niveau du cerveau[40]. Cette étude a été critiquée par des agences de sécurité sanitaire, notamment pour sa méthodologie qui n'appuierait 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[41]. La France a aussi émis des réserves sur la méthode d'étude et des doutes quant à la validité des résultats[42].

Fin 2010, la polémique est relancée par deux études. La première a porté sur près de 60 000 femmes enceintes et a conclu à un risque plus élevé de naissances avant terme pour les femmes qui consomment des boissons gazeuses aux édulcorants artificiels[43]. La seconde a été menée par l’Institut Ramazzini (centre de recherche en cancérologie environnementale) et a conclu que l’exposition à de hautes doses d’aspartame chez les souris induisait des tumeurs au foie et au poumon chez les mâles uniquement[44]. Un toxicologue français, le Pr Narbonne, a repris ces études pour inciter les Français à la méfiance[45], pourtant l’EFSA en collaboration avec l’Anses a réexaminé les deux études et n’a pas trouvé d’éléments probants de dangerosité de nature à modifier le profil de sécurité de l’aspartame[46]. Ont notamment été mises en causes les souris utilisées, connues pour présenter spontanément des tumeurs au foie et au poumon ; et pour la première étude le fait que les accouchements prématurés n'aient pas été spontanés mais déclenchés, sans investigations sur les raisons de ce choix médical.

En 2011, la polémique est attisée suite à la réponse de Hugues Kenigswald, à la tête de l'unité additifs alimentaires de l'Efsa, au réseau environnement santé qui lui demandait de prouver le caractère scientifique des études initiales ayant autorisé la mise sur le marché de l'aspartame : "L'Efsa ne dispose pas du dossier de demande d'autorisation de l'aspartame qui devait contenir ces études. Par ailleurs, les contacts que nous avons eus avec nos collègues de la Commission européenne semblent indiquer que la Commission ne dispose plus de ce dossier[47]". Ainsi, la question de l'existence des dossiers scientifiques ayant autorisé l'aspartame est désormais posée, de même que celle de l'indépendance des experts[48]. En 2011, en France, des élus et ONG demandent à l'Europe d'invalider la dose journalière pour ce produit [49].

En septembre 2011, l'EFSA a mis en place un groupe de travail pour évaluer l'éventuel lien entre l'aspartame et les naissances prématurées.Les conclusions des scientifiques devraient être rendues fin 2012.[50]

Toutefois, après 30 ans d'utilisation de par le monde, aucun effet néfaste, dans les conditions d'utilisation recommandées, n'a été noté.[réf. nécessaire]

Notes et références

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  47. http://www.rue89.com/dessous-assiette/2011/06/27/etudes-bidon-conflits-dinterets-laspartame-dans-de-sales-draps-211122
  48. NOVETHIC Aspartame: l'indépendance des experts remise en question 30/06/11
  49. RELAXNEWS, Aspartame : plusieurs associations et parlementaires réclament l'invalidation de la dose journalière, 29/06/2011
  50. Aspartame et femmes enceintes : les autorités sanitaires priées d'agir

Voir aussi

Bibliographie

  • (en) Aspartame: Physiology and Biochemistry De Lewis D. Stegink, Lloyd J. Filer, Publié par CRC Press, 1984, ISBN 9780824772062, 670 pages.

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