Is aspartaam een gevaarlijke stof

Aspartaam is zo’n 180 maal zoeter dan gekristalliseerde suiker, en bevat nauwelijks calorieen. Verder is het makkelijk en goedkoop te produceren, en goed verwerkbaar en makkelijk op te slaan. Zit er dan echt geen nadelige kant aan aspartaam?

1. Inleiding

Cola, vruchtenkwark, yoghurtdrinks. zoetjes, kauwgom, hoestsiroop en keeltabletten. Wat hebben deze producten gemeen? Vaak bevatten ze de kunstmatige zoetstof aspartaam. De grootste producent van aspartaam, J.W. Childs, die onder de merknaam Nutrasweet produceert, maakt aspartaam voor meer dan 100 landen en de stof zit verwerkt in meer dan 5000 producten. 250 miljoen mensen nuttigen dagelijks aspartaam.

Aspartaam is zo’n 180 maal zoeter dan gekristalliseerde suiker, en bevat nauwelijks calorieen. Verder is het makkelijk en goedkoop te produceren, en goed verwerkbaar en makkelijk op te slaan. Zit er dan echt geen nadelige kant aan aspartaam? Volgens sommige actiegroepen veroorzaakt aspartaam een epidemie van Multiple Sclerose. Ook angstaanvallen, depressie, fibromyalgie, gevoelloosheid in de benen, krampen, oorfluiten, pijnlijke gewrichten en stekende pijn zouden uitingen zijn van de ‘aspartaamziekte’.

Ik ben benieuwd of deze beschuldigingen te controleren zijn. Daarom is mijn hoofdonderzoeksvraag: ‘Is aspartaam een gevaarlijke stof?’

Is aspartaam een gevaarlijke stof?

Om deze hoofdvraag uit te werken, deel ik hem op in drie deelvragen. Eerst kijk ik naar het huidige gebruik en de huidige meningen over aspartaam. Vervolgens belicht ik de productie en chemische eigenschappen van aspartaam. Als laatste zal ik bekijken of aspartaam een gevaar kan opleveren voor de gezondheid van een mens.

Wat is de positie van aspartaam in de samenleving?
Er zijn op de wereld twee grote producenten van aspartaam voor gebruik in levensmiddelen. NutraSweet, ooit onderdeel van Monsanto, een Amerikaanse chemiereus die berucht is om haar gentech-experimenten. Sinds 2000 is NutraSweet eigendom van de investeerdersgroep J.W. Childs. Nutrasweet is marktleider op het gebied van aspartaam. De andere grote aspartaamproducent is ‘Holland Sweetner Company’ (HSC). HSC is voor 50% eigendom van DSM. HSC stopt per 1 januari 2007 met de productie van aspartaam. Volgens HSC: “The global aspartame markets are facing structural oversupply, which has caused worldwide strong price erosion over the last 5 years. (N. Barning, 2006)”. NutraSweet krijgt dus een monopolypositie op de aspartaammarkt.

Aspartaam is de meest gebruikte zoetstof te wereld. 43% van alle zoetstof is aspartaam. Verder is 34% sacharine, 17% cyclamaat en 6% acesulfaam-K gebruikt. Een diagram van deze verdeling is te zien in figuur 1.

De geschiedenis van aspartaam is op zijn minst opmerkelijk te noemen. In 1965 was James M. Schlatter, chemicus bij G.D. Searle & Company, bezig met het zoeken naar een nieuw medicijn tegen maagzuur. Per ongeluk goot hij een onbekende stof over zijn hand. Toen hij vervolgens ging lunchen proefde hij de intens zoete smaak van zijn vinger. Aspartaam is dus een voorbeeld van serendipiteit.

De Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA) stond aspartaam lange tijd niet toe, omdat er verbanden zouden zijn tussen aspartaam en tumoren in rattenhersenen. Er werd door de FDA een speciale onafhankelijk adviesraad (Public Board of Inquiry) ingesteld. Deze kwam tot de conclusie dat aspartaam geen kanker veroorzaakt, maar dat aspartaam niet goedgekeurd moest worden, aangezien er vragen waren rondt het constateren van kanker bij laboratoriumratten.

In 1981 wees de Amerikaanse president Ronald Reagan de FDA-onderzoeker Arthur Hull Hayes aan om aspartaam nogmaals te onderzoeken. Deze deed dat, en concludeerde op grond van een enkel Japans onderzoek dat aspartaam veilig was. Dat jaar werd aspartaam vrijgegeven voor gebruik in droge levensmiddelen. In 1983 werd aspartaam goedgekeurd voor gebruik in koolzuurhoudende dranken en vanaf 1993 mocht aspartaam gebruikt worden in andere dranken, gebakken voedsel en gebak.

Verschillende groeperingen beweren dat er tijdens deze toelatingsprocedure gesjoemeld is met onderzoeksresultaten. Onder andere de Mission Possible Foundation, uit Atlanta, VS. De stichting ziet aspartaam als volgt: ‘’Aspartame is a toxic poison unfit for human consumption... a slow neurotoxin that is especially bad for diabetics” (Martini, B, 1996).

Wat verdacht zou zijn was dat bijvoorbeeld de huidige minister van defensie van de Verenigde Staten, Donald Rumsfeld, van 1977 tot 1985 betrokken is geweest bij G.D. Searle/Monsanto. Eerst als directeur, vervolgens als voorzitter van de raad van bestuur en daarna als commissaris. Rumsfled was in die tijd ook al bezig in de politiek en zou nauwe contacten hebben gehad met de FDA.

Ook zou Hayes, die aspartaam heeft goedgekeurd, later een riante baan krijgen als adviseur bij het marketingbedrijf van Monsanto. In Europa is aspartaam door de European Food Safety Agency (EFSA) sinds 1985 goedgekeurd voor gebruik in alle levensmiddelen, en heeft het E-nummer E951 toegekend gekregen.

2.2 Hoe wordt aspartaam geproduceerd?
Aspartaam is een organische stof. De molecuulformule is C14H18N2O5. Aspartaam is een de methylester van dipeptide van twee aminozuren, fenylalanine en aspartaat. In figuur 2 staan de structuurformules van aspartaam, fenylalanine en aspartaat.

De synthese van aspartaam is redelijk ingewikkeld, omdat alleen een stereo-isomeer van aspartaam werkzaam is, L-a-aspartyl-L-fenylalanine 1-methyl ester. Als een andere optische isomeer wordt gebruikt, werkt het niet, aangezien deze dan niet op de smaakreceptoren voor zoet past op de tong en in de neus.

Het beginproduct bij aspartaamsynthese is een gelijk mengsel van fenylalanine en aspartaat. De fenylalanine in dit mengsel in zuivere L-fenylalanine. Deze zuivering wordt gedaan met behulp van het enzym porcine-nier-acylase. Vervolgens wordt er door middel van zure waterextractie en organische extractie de L-fenylalanine van de D-fenylalanine gescheiden. Dit komt omdat de L-isomeer beter in de waterlaag oplosbaar is en de D-isomeer meer in de organische laag.

Door L-fenylalanine te behandelen met methanol en zoutzuur, ontstaat er een ester-reactie met de zuurgroep van de fenylalanine. Het eindproduct van deze reactie is de metylester van fenylalanine.

De laatste stap is het laten reageren van de methylester van fenylalanine met het aspartaam om de dipeptide-amine structuur de realiseren. Er is een ingewikkeld keten van reacties nodig om te zorgen dat alleen het zuur aan de hoofdketen van aspartaat reageert. De zuurgroep aan de zijkant van het aspartaatmolecuul is beschermd, zodat het niet reageert.

Aspartaam is zogezegd 160 tot 200 maal zoeter dan suiker. Omdat aspartaam ook een organisch molecuul is, heeft het ongeveer dezelfde energiewaarde als suiker, 17 kJ per gram. Omdat er alleen 180 maal minder in gaat, is aspartaam bij een gelijke zoetheid, 180 keer zo minder energierijk. Op deze wijze bevat een blikje Coca-Cola Light van 0,33 liter 5 kJ, vergeleken bij een normaal blikje van 595 kJ. Dit komt handig van pas bij mensen die willen afvallen, maar dit voordeel is omstreden mensen die voedselverslaafd zijn, verslaafd zijn aan kilojoules, en ze zullen het ‘tekort’, ontstaan door light-producten opvullen met andere suikers.

Hoewel aspartaam zoet smaakt, is de smaak toch anders dan die van suiker. De aspartaamsmaak komt pas later op gang, en gaat langer door. Sommige mensen houden daar niet van. Daarom wordt aspartaam ook wel gemengd met acesulfaam-K om de suikersmaak beter te benaderen.

Zoals de meeste peptides hydrolyseert aspartaam bij een verhoogde temperatuur of een hoge pH-waarde. Bij aspartaam is dat 86 oC en een pH van 7. Dit betekend dat aspartaam ongeschikt is voor gebruik in producten die gebakken moeten worden, of bij producten met een hoge pH-waarde die een tijd in voorraad staan. De meeste frisdranken hebben een pH-waarde tussen de 3 en de 5, zodat aspartaam daar geschikt voor is. Voor frisdrankmixers, zoals je ze vooral in Duitstalige landen ziet, is aspartaam niet geschikt, aangezien de voorraad van de siroop in deze machines ruim een jaar meegaat, wordt aspartaam afgebroken. In frisdrankmixers wordt daarom vaak sacharine als zoetstof gebruikt. Dit is een van de redenen waarom lightfrisdrank uit de mixer anders smaakt dan de frisdrank uit de fles.

Om aspartaam stabieler te maken en hydrolyse te voorkomen wordt aspartaam vaak gebonden aan vetzuren of maltodextrine. Een typisch aspartaampoeder voor de levensmiddelenindustrie bevat 97% maltodextrine en 3% aspartaam.

2.3 Hoe kan aspartaam schadelijk zijn in het menselijk lichaam?
Aspartaam is opgebouwd uit aminozuren, de bouwstenen van de mens. Je zou zeggen dat daar niks mis mee is. Mis, hier begint het eerste probleem al. Fenylalanine 50% van de verteringsproducten van aspartaam is fenylalanine.

Mensen die fenylketonurie (hyperfenylalaninemie, meestal afgekort als PKU). PKU is een erfelijke stoornis in de stofwisseling, die voorkomt bij 1 op de 18.000 kinderen. Alleen als beide ouders drager zijn van het PKU-gen, kunnen zij een kind krijgen dat aan PKU lijdt. De kans hierop is in dat geval 25%.

Bij PKU is het enzym dat het aminozuur fenylalanine afbreekt, onwerkzaam of afwezig, waardoor dit aminozuur zich in het bloed en het ruggenmergsvocht ophoopt. Hierdoor treedt een chemisch proces op waardoor zenuwcellen beschadigd raken. Dit leidt uiteindelijk tot hersenbeschadiging. Patienten met onbehandelde PKU zijn in het algemeen verstandelijk gehandicapt met bijkomende gedragsproblemen, en hebben veel last van moeilijk te behandelen huidaandoeningen, zoals eczeem. PKU is dus een ernstige, maar zeldzame ziekte. Waar komen dan de andere klachten bij aspartaam-critici vandaan?

Fenylalanine heeft ook nog andere, mogelijke schadelijke, werkingen. Omdat aspartaam zeer snel wordt afgebroken en wordt opgenomen in bloed, komt er ook veel fenylalanine in de bloedstroom. Deze piek kan psychische problemen veroorzaken, omdat fenylalanine concurreert (de receptoren bezet houdt) met andere grote, neutrale aminozuren (LNAA’s). Daarom wordt fenylalanine ook wel een neurotoxine genoemd. Ook zou fenlylalanine de neurotransmitterproductie schaden. Andere wetenschappers denken dat deze effecten niet kunnen optreden bij normale consumptie van aspartaam.

Aspartaat
40% van de verteringsproducten van aspartaam bestaat uit aspartaat. Aspartaat is ook een aminozuur. Ook aspartaat komt na de consumptie van aspartaam razendsnel in de bloedbaan. Aspartaat valt onder de excitotoxinen, omdat het in hoge doseringen gevaarlijk is voor delen van de hersenen die niet beschermd worden door de bloed- hersenbarriere. Het debat onder wetenschapper is begonnen in begin jaren 70, toen Dr. John Olney ontdekte dat hoge concentraties aspartaat hersenschade bij jonge muizen veroorzaakte. Dr. Olney en een advocaat dienden protest in bij de FDA om de goedkeuring van aspartaam te blokkeren. Het debat is complex en richt zich op de volgende punten:

• Kan een verhoging van de concentratie aspartaam in het bloedplasma, veroorzaakt door normale doseringen neurotoxisch zijn?
• Is de neurotoxiteit van aspartaat zoals die gezien is bij dieren ook van toepassing op mensen?
• Vergroot aspartaat de giftigheid van formaldehyde?
• Is er een wisselwerking tussen het excitotoxine aspartaat en andere excitotoxines als glutamaatzuur en mononatriumglutamaat?

De neurologische onderzoekers van de ‘Society for Neuroscience’ kwamen niet tot een uitspraak bij een vergadering in 1990 over de neurotoxische effecten van eccitotoxische aminozeuren die in voedingsadditieven zoals aspartaam voorkomen.

Sommige onderzoekers vinden dat mensen en andere primaten niet gevoelig zijn voor excitotoxines als knaagdieren dat zijn, en zijn daarom niet bang voor aspartaat uit aspartaam. Hoewel ze vinden dat de gezamenlijke effecten van alle excitotoxines in voedsel onderzocht moeten worden, geven hun metingen van de aspartaam- en mononatriumglutamaatconcentraties in bloedplasma geen reden tot paniek. Andere onderzoekers denken dat primaten, en dus ook mensen, ook vatbaar zijn voor de effecten van excitotoxines en dat bij mensen de concentratie excitotoxines vaak relatief hoger is. Op basis van deze bevindingen, zouden mensen 5 tot 6 keer gevoeliger zijn voor de effecten van excitotoxines dan knaagdieren. Hoewel deze wetenschappers instemmen met het feit dat gemiddeld gebruik van aspartaam niet voor gevaarlijke aspartaatconcentraties bij volwassen veroorzaakt, zijn zij vooral bang voor de potentiele neurodegeneratieve effecten bij baby’s en jonge kinderen, en voor de gevaren van het combineren van blootstelling aan formaldehyde en andere excitotoxines, omdat chronische blootstelling aan methanol de excitotoxineconcentraties in de gevoelige gebieden van de hersenen vergoot.

Aspartylfenylalanine diketopiperazine
Dit type diketopiperazine (DKP) wordt gemaakt als producten als aspartaam na verloop van tijd afbreken. Onderzoekers ontdekten bijvoorbeeld dat 6 maanden nadat aspartaam in koolzuurhoudende drankjes was gedaan, 25% van de aspartaam was omgezet naar DKP. Sommige wetenschappers zijn bezorgd dat deze vorm van DKP in de maag door middel van nitrosatie wordt omgezet in cholecystokinine, een stof die hersentumoren zou kunnen veroorzaken. Dit is geen algemene aanname. Er zou namelijk maar een verwaarloosbare hoeveelheid cholecystokinine worden geproduceerd. Er is weinig onderzoek gedaan op het effect van DKP op mensen.

3 Conclusie

Ik zal de conclusie eerst uitsplitsen per deelvraag, alvorens een eindconclusie te geven.

3.1 Wat is de positie van aspartaam in de samenleving?
Hoewel er veel aanwijzigen zijn voor gesjoemel bij de goedkeuring van aspartaam, denk ik niet dat men willens en wetens een vergif als zoetstof op de markt zou brengen. Het gaat hier vooral om het versnellen van procedures, zodat er eerder begonnen kon worden met het produceren en verkopen van aspartaam. Zelfs al zou bewezen kunnen worden dat FDA-personeel omgekocht is, bewijst dat nog niet dat aspartaam gevaarlijk zou kunnen zijn. Hoewel de aspartaammarkt gezond lijkt te zijn, stapt zelfs een van de twee marktleider, HSC, dit jaar uit de markt. Dit levert een gevaar op, NutraSweet is nu monopolist en dat kan de veiligheid van aspartaam in gevaar brengen. Wat zeker is is dat aspartaam een van de meest onderzochte zoetstoffen ter wereld is.

3.2 Hoe wordt aspartaam geproduceerd?
Het productieproces van aspartaam is een interessant proces. Het is in theorie ingewikkeld, omdat alleen een stereo-isomeer van aspartaam kan worden gebruikt, maar het valt in de praktijk mee. Wat wel bijzonder is is de gigantische energiewaardereductie die aspartaam veroorzaakt! Van een blikje frisdank van 595 kJ naar een blikje van 5 kJ. Deze deelvraag was vooral bedoeld als achtergrondinformatie, en kan niet worden meegewogen in de eindconclusie.

3.3 Hoe kan aspartaam schadelijk zijn in het menselijk lichaam?
De drie ‘verdachten’ die schade aan het lichaam zouden kunnen toebrengen zijn fenylalanine, aspartaat en aspartylfenylalanine diketopiperazine. De eerste is alleen bewezen gevaarlijk voor mensen met fenylketonurie, daarom staat er altijd op met aspartaam gezoette producten ‘bevat een bron van fenylalanine’. Deze mensen zijn sowieso op een streng dieet en staan onder dokterstoezicht. Over aspartylfenylalanine diketopiperazine is nog te weinig onderzoek gedaan om er een goed oordeel over te vellen. Natuurlijk kun je wel stellen dat er blijkbaar nooit een direct verband tussen de stof en een ziekte gezien is, waardoor er weinig animo voor onderzoek is. De meest verdachte stof is aspartaat. Als de studies over knaagdieren inderdaad kunnen worden doorgetrokken naar mensen, is aspartaat een gevaarlijk excitotoxine, vooral in combinatie met andere excitotoxines. Vele gezaghebbende organisaties (waarondere de EFSA) hebben na diepgaand onderzoek geconcludeerd dat aspartaam veilig is.

3.4 Eindconclusie
Is aspartaam een gevaarlijke stof? Als ik alle factoren meeweeg, denk ik dat aspartaam een van de meest onderzochte stoffen ter wereld is, en daarom lijkt het mij onmogelijk dat aspartaam onveilig is. Overigens drink ik toch geen Coca-Cola Light, maar dat is omdat ik het niet lekker vindt, en niet omdat ik bang voor aspartaam ben. Aspartaam PO Scheikunde Koen van Nieuwenhuizen, Juni 2006.

4 Literatuurlijst

• BARNING, N (30 maart 2006). Holland Sweetener Company to exit from aspartame business. In HSC - News 2006. Opgehaald 10 juni 2006, van http://www.dsm.com/en_US/html/hsc/news_items/hsc-to-exit.htm.
• HAYES, A (18 november 1996). FDA Statement on Aspartame. In FDA Talk Papers. Opgehaald op 10 juni 2006, van http://www.fda.gov/bbs/topics/ANSWERS/ANS00772.html.
• MAHER TJ, WURTMAN RJ. (1987) Possible neurologic effects of aspartame, a widely used food additive. In Environ Health Perspect.
• MISSION POSSIBLE FOUNDATION. (1996). What is Mission Possible?. In DORway. Opgehaald op 10 juni 2006, van http://www.dorway.com/missionpossiblemain.htm#mission_possible.
• NUTRASWEET (onbekend). Company. In NutraSweet. Opgehaald op 10 juni 2006, van http://www.nutrasweet.com/company.asp
• OPHARDT, E. (2003). Aspartame - NutraSweet, Equal. In Virtual Chembook. Opgehaald op 10 juni 2006, van http://www.elmhurst.edu/~chm/vchembook/549aspartame.html.
• PRINS, M. (Zomer 2004). Angst voor Aspartaam. In Stichting Skepsis. Opgehaald op 10 juni 2006, van http://www.skepsis.nl/aspartaam.html.
• SHERRY, B (2006). Food behaviors and other strategies to prevent and treat pediatric overweight. In International Journal of Obesity, Atlanta, VS.
• WIKIPEDIA (10 juni 2006). Aspartame. In Wikipedia, The Free Encyclopedia. Opgehaald op 10 juni 2006 vanaf http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Aspartame&oldid=58379942.