アスパルテーム
人工非糖類甘味料

アスパルテーム[1]
アスパルテーム
アスパルテーム
アスパルテームの球棒モデル
アスパルテームの球棒モデル
名前
発音 / ˈ æ s p ər t eɪ m /または
/ ə ˈ s p ɑːr t eɪ m /
IUPAC名
メチルL -α-アスパルチル- L -フェニルアラニネート
IUPAC体系名
(3S)-3-アミノ-4-「[(2S)-1-メトキシ-1-オキソ-3-フェニルプロパン-2-イル]アミノ」-4-オキソブタン酸
その他の名前
  • N- ( L -α-アスパルチル) -L-フェニルアラニン
  • 1-メチルエステル
識別子
  • 22839-47-0 チェックはい
3Dモデル（JSmol）
  • インタラクティブ画像
2223850
チェビ
  • チェビ：2877 チェックはい
チェムブル
  • ChEMBL171679 チェックはい
ケムスパイダー
  • 118630 チェックはい
ドラッグバンク
  • DB00168 チェックはい
ECHA 情報カード 100.041.132
EC番号
  • 245-261-3
E番号 E951 （艶出し剤など）
ケッグ
  • C11045 チェックはい
  • 134601
ユニイ
  • Z0H242BBR1 チェックはい
  • DTXSID0020107
  • InChI=1S/C14H18N2O5/c1-21-14(20)11(7-9-5-3-2-4-6-9)16-13(19)10(15)8 -12(17)18/h2-6,10-11H,7-8,15H2,1H3,(H,16,19)(H,17,18)/t10-,11-/m0/s1 チェックはい
    キー: IAOZJIPTCAWIRG-QWRGUYRKSA-N チェックはい
  • InChI=1/C14H18N2O5/c1-21-14(20)11(7-9-5-3-2-4-6-9)16-13(19)10(15)8- 12(17)18/h2-6,10-11H,7-8,15H2,1H3,(H,16,19)(H,17,18)/t10-,11-/m0/s1
    キー: IAOZJIPTCAWIRG-QWRGUYRKBV
  • O=C(O)C[C@H](N)C(=O)N[C@H](C(=O)OC)Cc1ccccc1
プロパティ
C 14 H 18 N 2 O 5
モル質量 294.307  g·mol −1
密度 1.347  g/cm 3
融点 246.5℃（475.7°F; 519.6 K）[3]
沸点 分解する
難溶性
溶解度 エタノールにわずかに溶ける
酸性度（ p Ka ） 4.5～6.0 [2]
危険性[4]
NFPA 704（ファイアダイヤモンド）
NFPA 704 4色ダイヤモンドHealth 1: Exposure would cause irritation but only minor residual injury. E.g. turpentineFlammability 1: Must be pre-heated before ignition can occur. Flash point over 93 °C (200 °F). E.g. canola oilInstability 0: Normally stable, even under fire exposure conditions, and is not reactive with water. E.g. liquid nitrogenSpecial hazards (white): no code
1
1
0
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）における材料のものです。
チェックはい 検証する （何ですか  ？） チェックはい☒北
化合物

アスパルテームは、食品や飲料で砂糖の代替品として一般的に使用されている人工の非糖類甘味料です。 [4]スクロースの200倍の甘さを持つアスパラギン酸/フェニルアラニンジペプチドのメチルエステルで、 NutraSweet、Equal、Canderelなどのブランド名があります。[4] 1965年に発見されたアスパルテームは、1974年に米国食品医薬品局（FDA）によって承認され、最初の承認が一時的に取り消された後、1981年に再承認されました。[4] [5] [6]

アスパルテームは、人間の食品供給において最も研究されている食品添加物の一つです。[7] [8] 100以上の政府規制機関による調査では、この成分は通常の1日摂取許容量の範囲内で摂取しても安全であると判定されました。[14]

用途

アスパルテームは、ショ糖（砂糖）の約180～200倍の甘さがあります。この特性により、アスパルテームは1グラムあたり4kcal（17kJ）という、ショ糖とほぼ同じエネルギーを代謝しますが、同じ甘さを生み出すために必要なアスパルテームの量は非常に少ないため、アスパルテームのカロリーへの寄与はごくわずかです。[10]アスパルテームの甘さはショ糖よりも長く持続するため、アセスルファムカリウムなどの他の人工甘味料と混合され、砂糖に似た風味を出すことがよくあります。[15]

他の多くのペプチドと同様に、アスパルテームは高温または高pH条件下で構成アミノ酸に加水分解（分解）される可能性があります。そのため、アスパルテームはベーキング用甘味料としては適しておらず、長期保存に必要な高pHの製品では分解しやすい傾向があります。加熱下におけるアスパルテームの安定性は、油脂またはマルトデキストリンで包むことである程度改善できます。水に溶解した場合の安定性はpHに大きく依存します。室温ではpH 4.3で最も安定し、半減期は約300日です。しかし、pH 7では半減期はわずか数日です。ほとんどのソフトドリンクのpHは3～5であり、アスパルテームはこれらの条件で十分に安定しています。飲料水用シロップなど、より長い保存期間が求められる製品では、アスパルテームはサッカリンなどのより安定した甘味料と混合されることがあります。[16]

アスパルテームを含む溶液の記述分析では、甘い後味だけでなく、苦味や異臭の後味も報告されている。[17]

許容できる消費レベル

アスパルテームを含む食品添加物の一日摂取許容量（ADI）は、「体重を基準とした、生涯にわたり毎日摂取しても健康に重大なリスクを及ぼすことなく摂取できる食品添加物の量」と定義されています。[18] FAO /WHO合同食品添加物専門家委員会（JECFA）と欧州委員会食品科学委員会（後のEFSA）は、アスパルテームの一日摂取許容量を体重1kgあたり40mgと定めています。[19] [20]一方、FDAはアスパルテームのADIを体重1kgあたり50mgと設定しています。これは、市販のアスパルテーム甘味料を1日に75袋摂取した量に相当する量であり、安全な上限値内です。[7]

米国におけるアスパルテームの主な摂取源はダイエットソフトドリンクですが、医薬品、フルーツドリンク、チューインガムなど、他の製品にも少量含まれています。[10] 12米液量オンス（350 ml）のダイエットソーダ缶には0.18グラム（0.0063オンス）のアスパルテームが含まれており、体重75キログラム（165ポンド）の成人の場合、ダイエットソーダ単独からFDAが定めた体重1キログラムあたり50 mgのアスパルテーム一日摂取量（ADI）を超えるアスパルテーム3.7グラム（0.13オンス）を摂取するには、1日約21缶のダイエットソーダが必要です。[21] [22] [23]

米国、ヨーロッパ諸国、オーストラリアなどを含む世界各国におけるアスパルテームの消費量に関する調査が分析されています。これらの調査では、複数の国で異なるアスパルテーム摂取量の測定方法を用いて調査された高摂取量であっても、アスパルテームの安全な摂取量のADIをはるかに下回っていることが明らかになっています。[6] [10] [20]また、子供や糖尿病患者など、アスパルテームを特に多く摂取すると考えられる集団は、極端な最悪のシナリオを想定した摂取量計算を考慮しても、安全な摂取量のADIを下回っていることも明らかになっています。[6] [10]

2013年12月10日に発表された報告書の中で、EFSAは、広範囲にわたる証拠の調査の結果、「アスパルテームが遺伝子に損傷を与え、がんを誘発する潜在的なリスク」を排除し、ダイエットソーダに含まれる量は摂取しても安全であると判断したと述べた。[24]

安全性と健康への影響

アスパルテームはその発見以来安全性が研究されており、[6]厳密にテストされた食品成分です。[7] [25]アスパルテームは、米国食品医薬品局(FDA)、[7] [9]英国食品基準庁、 [26]欧州食品安全機関 (EFSA)、[19] [27] カナダ保健省、[ 28 ]オーストラリア・ニュージーランド食品基準庁など、各国の100を超える規制機関によって人体への摂取が安全であるとみなされています。[11]

代謝と体重

2017年時点での臨床試験[アップデート]のレビューでは、砂糖の代わりにアスパルテーム（またはその他の非栄養甘味料）を使用すると、成人および小児のカロリー摂取量と体重が減少することが示されています。[29] [30] [31] 2017年に行われたアスパルテーム摂取による代謝への影響に関するレビューでは、血糖値、インスリン値、総コレステロール値、トリグリセリド値、カロリー摂取量、体重には影響がないことがわかりました。高密度リポタンパク質値は対照群と比較して高かったものの、ショ糖群と比較して低かったことが示されています。[32]

2023年、世界保健機関（WHO）は、体重管理や非感染性疾患のリスク低減を目的とした、アスパルテームを含む一般的な非糖類甘味料（NSS）の使用を推奨しないよう勧告し、次のように述べた。「この勧告は、NSSの使用が成人や小児の体脂肪減少に長期的な効果をもたらさないことを示唆する、入手可能なエビデンスの体系的レビューの結果に基づいています。また、レビューの結果は、NSSの長期使用による、2型糖尿病、心血管疾患、成人の死亡リスクの上昇など、潜在的な望ましくない影響がある可能性があることを示唆しています。」[33] [34]

フェニルアラニン

天然に存在する必須アミノ酸である フェニルアラニンの高濃度は、フェニルアラニンが適切に代謝されない稀な遺伝性疾患であるフェニルケトン尿症（PKU）を持って生まれた人にとって健康被害をもたらします。 [35]アスパルテームにはフェニルアラニンが含まれているため、米国で販売されるアスパルテームを含む食品には、製品ラベルに「フェニルケトン尿症：フェニルアラニン含有」と記載する必要があります。[9]

英国では、食品基準庁（ FSA）により、アスパルテームを含む食品は、原材料として「フェニルアラニン源を含みます」という警告を付記し、アスパルテームを記載することが義務付けられています。また、製造業者は、「アスパルテームなどの甘味料」を含む食品については製品名の近くに「甘味料入り」と、砂糖と甘味料の両方を含む食品については「砂糖と甘味料入り」とラベルに印刷することが義務付けられています。[36]

カナダでは、アスパルテームを含む食品には、原材料にアスパルテームを記載し、1食あたりのアスパルテームの量を記載し、製品にフェニルアラニンが含まれていることを明記することが義務付けられています。[37]

フェニルアラニンは必須アミノ酸の一つであり、正常な成長と生命維持に必須である。[35]フェニルケトン尿症のない人にとって、アスパルテーム由来のフェニルアラニンの安全性に関する懸念は、主に、血液および脳内の神経伝達物質レベルおよび神経伝達物質間の比率の変化が神経症状を引き起こす可能性があるという仮説に集中している。文献レビューでは、このような懸念を裏付ける一貫した知見は得られていない。[6] [12]また、アスパルテームの高用量摂取は何らかの生化学的影響を及ぼす可能性があるものの、毒性試験ではこれらの影響は見られず、アスパルテームが神経機能に悪影響を及ぼす可能性は示唆されていない。[35]メタノールやアスパラギン酸と同様に、牛乳、肉、果物といった一般的な食生活に含まれる食品は、アスパルテーム摂取から予想される量よりもはるかに多くのフェニルアラニンを摂取することになる。[12]

癌

2023年現在、[アップデート]FDA [5]やEFSA [19]、米国国立がん研究所などの規制当局は、アスパルテームの摂取は許容される1日摂取量の範囲内であれば安全であり、がんを引き起こさないと結論付けています。[38]これらの結論は、アスパルテームとがんの間に関連性がないことを示すレビューや疫学研究など、さまざまな証拠源に基づいています。 [5] [ 39] [40] [41]

2023年7月、国際がん研究機関（IARC）の科学者たちは、アスパルテームがヒトにがんを引き起こすという「証拠は限定的」であると結論付け、この甘味料をグループ2B（発がん性の可能性がある）に分類した。[42] [43] [44] IARC報告書の主任研究者は、この分類は「アスパルテームの摂取による既知のがんリスクがあると直接的に示唆するものではない。これはむしろ、アスパルテームの摂取によって引き起こされる可能性のある、あるいは引き起こさない可能性のある発がんリスクをより明確にし、理解するよう、研究コミュニティに呼びかけるもの」であると述べた。[45]

FAO /WHO合同食品添加物専門家委員会（JECFA）は、限定的ながん評価では、体重1kgあたり1日40mgという推奨一日摂取許容量を変更する理由はないと付け加え、この限度内でのアスパルテーム摂取は安全であると再確認した。[43]

FDAはこの報告に対して次のように回答した。

アスパルテームがIARCによって「ヒトに対して発がん性の可能性がある」と分類されているからといって、アスパルテームが実際にがんと関連しているわけではありません。FDAは、これらの研究がアスパルテームをヒトに対して発がん性の可能性がある物質として分類することを裏付けるというIARCの結論に異議を唱えます。FDAの科学者は、2021年に初めて公開されたIARCのレビューに含まれる科学的情報を検証し、IARCが依拠した研究に重大な欠陥があることを特定しました。[7]

神経学的安全性

レビューでは、低用量のアスパルテームが神経毒性作用を持つという証拠は見つかりませんでした。[6] [10] [ 12] 2019年の米国小児科学会の政策声明では、胎児や小児の発達、または注意欠陥多動性障害の要因としてのアスパルテームに関する安全性の懸念はないと結論付けました。[46]

頭痛

調査ではアスパルテームが頭痛を引き起こすという証拠はほとんど見つかっていないが、一部の消費者はアスパルテームに敏感である可能性がある。[4] [6] [47]

水質

アスパルテームは、ほとんど変化せずに下水処理場を通過します。[48] [49]

作用機序

アスパルテーム（およびアセスルファムカリウムなどの他の甘味物質）がヒトに甘味として認識されるのは、TAS1R2とTAS1R3タンパク質によって形成されるヘテロ二量体Gタンパク質共役受容体に結合するためです。[50]げっ歯類は味覚受容体の違いにより、アスパルテームを甘味として感じません。[51]

代謝物

アスパルテームは小腸で消化酵素によって急速に加水分解され、メタノール、フェニルアラニン、アスパラギン酸、さらにはホルムアルデヒドやギ酸などの代謝物に分解されます。[10] [52] [53]アスパルテームは迅速かつ完全に代謝されるため、200 mg/kgを超える高用量を摂取しても血液中に検出されません。[10] [52]

アスパラギン酸

アスパラギン酸（アスパラギン酸塩）は、一般的な食事で最も一般的なアミノ酸の一つです。メタノールやフェニルアラニンと同様に、アスパルテームからのアスパラギン酸の摂取量は、他の食物源から予想される量よりも少ないです。 [10] [52]摂取量の90パーセンタイルでは、アスパルテームはアスパラギン酸の1日摂取量のわずか1%から2%しか供給しません。[10]

メタノール

アスパルテーム代謝によって生成されるメタノールは、いくつかの理由から安全性の懸念となる可能性は低い。アスパルテームで甘味付けされた食品や飲料から生成されるメタノールの量は、すでに食事に含まれている食品から生成されるメタノールの量よりも少ないと考えられる。[10]ホルムアルデヒドについては、体内で急速に変換され、アスパルテーム代謝によって生成されるホルムアルデヒドの量は、人体や他の食品や医薬品から日常的に生成される量と比較すると微量である。[10]アスパルテームをヒトが最大量摂取した場合でも、血中メタノールやギ酸濃度の上昇は見られず、[10]摂取量の90パーセンタイルでアスパルテームを摂取した場合、生成されるメタノールの量は毒性があるとされる量の25分の1に過ぎない。[12]

化学

アスパルテームは、天然アミノ酸であるL-アスパラギン酸とL-フェニルアラニンのジペプチドのメチルエステルです。[4]強酸性または強アルカリ性条件下では、アスパルテームは加水分解によりメタノールを生成することがあります。より過酷な条件下では、ペプチド結合も加水分解され、遊離アミノ酸が生成されます。[54]

ベータアスパルテームは、フェニルアラニンに結合するカルボキシル基に基づいてアスパルテームと異なる。
ベータアスパルテームは、アスパラギン酸のカルボキシル基がフェニルアラニンの窒素に結合するという点でアスパルテームと異なります。

商業的には、2つの合成方法が用いられている。化学合成では、アスパラギン酸の2つのカルボキシル基を無水物に結合させ、ギ酸と無水酢酸の混合物でアスパラギン酸を処理することで、アミノ基をホルミル基（ホルムアミド）で保護する。 [55]フェニルアラニンをメチルエステルに変換し、N-ホルミルアスパラギン酸無水物と結合させる。その後、酸加水分解によってアスパラギン酸窒素から保護基を除去する。この方法の欠点は、アスパラギン酸無水物の誤ったカルボキシル基がフェニルアラニンに結合し、苦味のあるβ型副産物が生成されることであり、目的の異性体と不要な異性体が4:1の比率で形成される。[56]化学的に変化したアミノ酸の縮合を触媒するバチルス・サーモプロテオリチカス由来の酵素を用いる方法は、β型副産物を生成せずに高収率でアミノ酸を得ることができる。この方法の派生形は商業的には利用されていないが、未修飾アスパラギン酸を使用するが、収率が低い。酵素反応によってアスパルチルフェニルアラニンを直接生成し、その後化学的にメチル化する方法も試みられたが、工業生産規模には達していない。[57]

歴史

アスパルテームは、 1965年にイリノイ州スコーキーのGDサール社に勤務していた化学者ジェームズ・M・シュラッターによって偶然発見されました。シュラッターは、抗潰瘍薬候補の評価に使用するため、ガストリンというホルモンのテトラペプチドを生成するための中間段階としてアスパルテームを合成していました。[58]彼は、アスパルテームで汚染された指を舐めて紙を持ち上げたときに、その甘味を発見しました。[10] [59]トルン・アテラス・ガリンは、人工甘味料としてのアスパルテームの開発に参加しました。[60]

1975年、フラジールとアルダクトンに関する問題を受けて、FDAの特別委員会は、製造業者が提出した25件の研究論文を審査しました。そのうち11件はアスパルテームに関するものでした。委員会は「サール社の事業運営と慣行に重大な欠陥」があると報告しました。[61] FDAは、提出された研究論文のうち15件について、裏付けとなるデータとの照合を行い、その真正性を確認しようとしました。1979年、食品安全応用栄養センター（CFSAN）は、アスパルテームに関する研究論文における多くの問題は軽微であり、結論に影響を与えなかったため、これらの研究論文はアスパルテームの安全性評価に利用できると結論付けました。[61]

1980年、FDAは、アスパルテームと脳腫瘍との関連性を調査する独立アドバイザーからなる公開調査委員会（PBOI）を招集した。PBOIはアスパルテームが脳損傷を引き起こさないと結論付けたが、実験用ラットにおけるがんに関する未解決の疑問を理由に、当時はアスパルテームの承認に反対する勧告を行った。[61] : 94–96  [62]

1983年、FDAは炭酸飲料へのアスパルテームの使用を承認し、1993年にはその他の飲料、焼き菓子、菓子への使用も承認した。 [9] 1996年、FDAはアスパルテームに対するすべての規制を解除し、すべての食品への使用を許可した。[9] [63] 2023年5月現在、FDAは、1日あたり体重1kgあたり50mgの許容摂取量の範囲内で摂取する場合、アスパルテームは安全な食品成分であると述べている。[7]

欧州連合（EU）のいくつかの国は1980年代にアスパルテームを承認し、1994年にはEU全体で承認されました。食品科学委員会（SCF）はその後の安全性研究を審査し、2002年に承認を再確認しました。欧州食品安全機関（EFSA）は2006年に、さらに一連の研究を審査した結果、以前に設定された許容一日摂取量（ADI）は適切であると報告しました。[64]

公定書の地位

商業利用

アスパルテームは、 Equal、NutraSweet、Canderelというブランド名で、ダイエットソーダなどのソフトドリンク、インスタント朝食、ブレスミント、シリアル、無糖チューインガム、ココアミックス、冷凍デザート、ゼラチンデザート、ジュース、下剤、チュアブルビタミンサプリメント、乳飲料、医薬品、サプリメント、シェイクミックス、卓上甘味料、紅茶、インスタントコーヒー、トッピングミックス、ワインクーラー、ヨーグルトなど、世界中で販売されている約6,000種類の食品や飲料の原料です。一部の国では、食卓調味料として提供されています。アスパルテームは加熱すると分解して甘味料が大幅に失われるため、他の甘味料に比べてベーキングには適していません。 [67] [68]

ニュートラスイート社

1985年、モンサント社はGD サール社を買収し[69]、アスパルテーム事業はモンサントの子会社であるニュートラスウィート社として独立しました。2000年3月、モンサント社はこれをJWチャイルズ・アソシエイツ・エクイティ・パートナーズII LP社に売却しました[70] [71]。アスパルテームに関する欧州の使用特許は1987年から失効し、米国特許も1992年に失効しました[72]。

味の素

2004年には、世界最大のアスパルテーム製造業者である味の素が40%のシェアを占めるアスパルテーム市場は、年間14,000メトリックトン（15,000ショートトン、14,000ロングトン）で、製品の消費量は年間2%増加していました。 [73]味の素は2000年にモンサントからアスパルテーム事業を6,700万ドル（2024年には1億1,600万ドルに相当[74] ）で買収しました。[75]

2007年、アズダは英国のスーパーマーケットチェーンとして初めて、自社ブランド食品から人工香料と着色料を全て撤廃しました。[76] 2008年、味の素はウォルマート傘下のアズダに対し、アスパルテーム製品に関する悪意ある虚偽の行為を理由に訴訟を起こしました。当時、アスパルテームは他の「有害物質」と共にアズダの製品ラインから除外されていると記載されていました。2009年7月、英国の裁判所はアズダに有利な判決を下しました。[77] [78] 2010年6月、控訴裁判所はこの判決を覆し、味の素がアスパルテームの評判を守るためにアズダを提訴することを認めました。[79] [80]アズダは自社ブランド製品には「no nasties（有害物質なし）」という文言を引き続き使用すると表明しましたが[81]、この訴訟は2011年に和解し、アズダはパッケージからアスパルテームに関する記述を削除しました。[82] [83]

2009年11月、味の素はアスパルテーム甘味料の新しいブランド名「アミノスイート」を発表しました。[84]

オランダ甘味料会社

DSMと東ソーの合弁会社であるホランド・スウィートナー・カンパニーは、東洋曹達（東ソー）が開発した酵素法を用いてアスパルテームを製造し、サネクタというブランド名で販売していた。[85]さらに、アスパルテームとアセスルファム塩を組み合わせたものをツインスイートというブランド名で開発した。 [86]同社は2006年に甘味料業界から撤退した。その理由は、「世界のアスパルテーム市場は構造的な供給過剰に直面しており、過去5年間で世界的な価格下落を引き起こしている」ためであり、事業は「継続的に採算が取れない」状態にある。[87]

競合製品

スクラロースはアスパルテームとは異なり、加熱後も甘味が保持され、アスパルテームの少なくとも2倍の保存期間があるため、原料としてより人気が高まっています。 [88]このことと、マーケティングの違い、消費者の嗜好の変化により、アスパルテームはスクラロースに市場シェアを奪われました。[89] [90] 2004年には、アスパルテームは1キログラムあたり約30ドル（1ポンドあたり14ドル）、重量あたりの甘さが約3倍のスクラロースは1キログラムあたり約300ドル（1ポンドあたり140ドル）で取引されました。[91]

参照

参考文献

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