Vraag:
Waarom werd er tijdens de ontwikkeling van aspartaam ​​gekozen voor de methylester?
user95
2012-04-27 08:04:14 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Een veel voorkomend argument tegen de veiligheid van de synthetische zoetstof aspartaam ​​is dat het kan worden gehydrolyseerd, waarbij een van de hydrolyseproducten methanol is, waarvan bekend is dat het giftig is. Natuurlijk wordt er meestal niet veel aspartaam ​​aan voedsel toegevoegd om voldoende methanol of het oxidatieproduct formaldehyde te verkrijgen, maar dit roept de vraag op: waarom was bijvoorbeeld niet de gekozen ethylester om te worden ontwikkeld als een kunstmatige zoetstof? ? Bestaat er een structuur-activiteitsrelatie tussen de alcohol die wordt gebruikt om het dipeptide te veresteren en de zoetheid van het product?

U noemt zelf de irrelevantie van de toxiciteit ba methanol. Dus de uitvinder dacht er toen niet over na of de methyl is essentieel voor smaak en / of zoetheidsgraad. Ik denk dat het het laatste is, want niemand zou vandaag bij de methylester blijven, als dat niet nodig was. Het gebruik van aspartaam ​​wordt beperkt door de chemische stabiliteit, dus bijvoorbeeld de vermoedelijk veel stabielere t-Bu-ester kan commercieel relevant zijn. Dat dit niet gebeurt, spreekt voor zich.
Vier antwoorden:
#1
+20
Chris
2012-04-30 10:23:03 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Deze vraag werpt meer belangrijke vragen op dan alleen de technische 'waarom methylester', dus die zal ik ook behandelen.

De gemakkelijkste verklaring voor hun focus op de methylester is dat de ethylester alleen is lang niet zo lief. Dit rapport zegt dat het ongeveer $ 10 \ maal $ minder zoet is (zie tabel VI op pagina 2689 en de vermelding ' $ \ ce {Asp-Phe-OEt} $ 'waarbij" $ ++ $ "wordt gedefinieerd op pagina 2684). Het is een gemakkelijke economische keuze tussen de twee, ervan uitgaande dat het enige verschil zoetheid / g is, maar je maakt je ook zorgen over de waargenomen veiligheidsproblemen van het methylderivaat.

Een toxicologieklasse die ik ooit heb gevolgd, kan meestal zijn samengevat door een clichéuitdrukking: "de dosis maakt het gif". Zelfs te veel van het goede is per definitie slecht , bijvoorbeeld te veel zuurstof, water, of zelfs de zon kan tot de dood leiden. We zeggen ook dat te weinig van een verbinding geen meetbare schade veroorzaakt.

Het is correct om te zeggen dat aspartaam ​​wordt omgezet in aminozuren en methanol. Methanol zelf is giftig in hoge doses, op dezelfde manier als ethanol, door te werken als een onderdrukker van het CZS. Deze acute vergiftiging kan ademhalingsfalen of andere medische noodgevallen zoals nierfalen veroorzaken. Ethanolvergiftiging komt ook voor bij micro-organismen: er is voorgesteld dat sommige gisten ethanol produceren als middel om de concurrentie uit te schakelen. Dit zou mogelijk ook dodelijk zijn geweest voor een prehistorisch zoogdier, ware het niet dat een enzym dat ethanol metaboliseert. Dit enzym wordt alcoholdehydrogenase (ADH) genoemd, wat leidt tot biochemische routes die de veilige verwijdering van ethanol mogelijk maken. Methanol is echter een ander geval. ADH maakt in plaats daarvan formaldehyde, dat vervolgens door ALDH wordt omgezet in mierenzuur. Mierenzuur wordt in grote hoeveelheden in het dierenrijk als wapen gebruikt, met name in bijengif en uit de beten van een vuurmier. In kleine hoeveelheden is het tamelijk goedaardig. Formaldehyde is gewoon een vervelende chemische stof. Beide worden in het lichaam geproduceerd als een natuurlijke reactie op methanol en het is gemakkelijk in te zien hoe te veel van beide onmogelijk wenselijk kan zijn. Het lichaam heeft ook manieren om deze giftige metabolieten te elimineren, ervan uitgaande dat u deze systemen niet overweldigt. Daarom maakt een voldoende kleine hoeveelheid methanol u niet blind.

Onderzoekers hebben de hoeveelheid van deze ongewenste metabolieten in het bloed gemeten nadat mensen, zoals ik, bijna $ \ pu {1.8 g} $ aspartaam ​​in één zittend. Daarna keken ze naar urine- en bloedconcentraties en konden ze geen mierenzuur in het bloed detecteren, maar ze konden het duidelijk in hun urine zien gedurende maximaal $ \ pu {8 uur } $ na een dosis. Dit bewijs suggereert dat acute methanolvergiftiging niet zal plaatsvinden nadat een ~ $ \ pu {200 lbs} $ persoon heeft ingenomen. $ \ pu {1.8 g} $ van aspartaam. Laten we even stoppen en dit in termen van iets voorstellen dat we ons kunnen voorstellen.

Ik heb geen betrouwbare cijfers, maar laten we zeggen dat voor een $ \ pu {12 oz} $ light pop er zijn $ \ pu {200 mg} $ aspartaam. Dat betekent dat er voor elke liter pop ongeveer $ \ pu {564 mg} $ aspartaam ​​is. Dat betekent dat $ \ pu {3 L} $ pop me naar $ \ pu {1.8 g} $ span> van aspartaam. Dat betekent dat ik meer dan $ \ pu {3 L} $ in één keer zou moeten drinken om de uitscheidingssystemen te overweldigen. Dit suggereert dat een acute vergiftiging niet erg plausibel is.

Er moet echter ook rekening worden gehouden met toxiciteit op de lange termijn. Dit is een veel moeilijkere vraag om te onderzoeken. "Zeker, er is geen acute toxiciteit, maar wat gebeurt er op de lange termijn met een lage dosis?" Voor het antwoord op deze vraag moeten we ons wenden tot toxicologen die geen langetermijnproblemen hebben gemeld. Ze zoeken ook. De algemene consensus is dat er geen langdurige schade bekend is voor de algemene bevolking. Het is moeilijk om deze dingen te kwantificeren, want om de nodige experimenten perfect uit te voeren, zou het beheersen van een aantal parameters nodig zijn die menselijke experimenteerwetten voorkomen, laat staan ​​financieringsbeperkingen. Onderzoekers halen dus het beste uit wat ze beschikbaar hebben en met behulp van deze tools kunnen ze op de lange termijn geen meetbare problemen vinden met deze specifieke stof voor de algemene bevolking. Hun analyses worden beperkt door onzekerheden in hun metingen en dit is slechts de algemene aard van wetenschap.

Morgen zou de meerderheid van de wetenschappers in dit interessegebied ongelijk kunnen krijgen door een zeer zorgvuldig experiment, maar meer dan veertig jaar onderzoek heeft niet aangetoond dat deze chemische stof gevaarlijk is bij de doses waaraan we waarschijnlijk worden blootgesteld elke tijdsduur. We moeten beslissingen nemen op basis van het beste bewijs dat we hebben. Ik denk dat het oké is dat mensen een zekere mate van scepsis op deze dingen toepassen, omdat we in de wetenschap voortdurend onze geaccepteerde kennisbasis corrigeren. Af en toe is de algemene gemeenschap ongelijk gebleken over iets waarvan lang werd gedacht dat het waar is en iedereen profiteert wanneer dat het geval is, maar we kunnen niet zeggen dat de algemene gemeenschap ongelijk heeft zonder substantieel bewijs. Het is om deze reden dat we de FDA hebben om het beste beschikbare bewijs te evalueren en via een netwerk van betrouwbare vreemden kunnen we genieten van een zeer goedkope / zoete drank die weinig calorieën bevat. Eerlijk gezegd maak ik me meer zorgen over de hoeveelheid suiker die ik binnenkrijg dan over de hoeveelheid aspartaam ​​die ik binnenkrijg - we hebben al goede bewijzen dat suiker, met een dosis die te klein is om acute vergiftiging te veroorzaken, waarschijnlijk dodelijk is. honderdduizenden mensen als gevolg van langdurige blootstelling.

#2
+14
user137
2012-04-30 04:54:46 UTC
view on stackexchange narkive permalink

De zoetkracht van aspartaam ​​werd per ongeluk ontdekt. het bedrijf G.D. Searle probeerde in de jaren zestig medicijnen te ontwikkelen om maagzweren te behandelen, toen een van de wetenschappers per ongeluk zijn vinger besmette en eraan likte. Omdat ik weet hoeveel versies van moleculen worden getest bij de ontwikkeling van geneesmiddelen, denk ik dat er een ethylesterversie is gemaakt, die waarschijnlijk is mislukt vanwege een onjuiste smaak of een andere eigenschap. Aspartaam ​​is al "matig oplosbaar" in water; Ik neem aan dat de ethylester nog minder oplosbaar zou zijn, waardoor hij minder bruikbaar is voor het zoeten van dranken. De hoeveelheid aspartaam ​​die zou moeten worden opgelost, is echter zo klein dat ik niet weet of het een verschil zou maken. Het is waarschijnlijk smaakgerelateerd.

Wat betreft toxiciteit, er is veel methanol nodig om toxiciteit te veroorzaken, Wikipedia beweert dat 10 ml blijvende blindheid kan veroorzaken en 30 ml fataal kan zijn, maar de hoeveelheid aspartaam ​​die een mens heeft zou moeten inslikken om 10 ml methanol te produceren, zou belachelijk zijn.

Ik heb net de wiskunde gedaan, en om 10 ml MeOH strikt van aspartaam ​​in voedsel te krijgen, zou je minstens 405 frisdranken moeten drinken, of 10 390 kauwgom kauwen (http: //www.nutrasweet .com / artikelen / article.asp? Id = 47). In een korte tijd. :)
#3
+11
Andrew
2012-04-28 02:27:28 UTC
view on stackexchange narkive permalink

De meest waarschijnlijke reden om methanol te gebruiken in plaats van ethanol zijn de kosten. [ 1] Ethanol is ongeveer twee keer zo duur als methanol.

Hoewel zowel aspartaam ​​als de ethanolanaloog kunnen worden geproduceerd met een redelijk hoge opbrengst [ 2] , is de ethanolanaloog nog niet commercieel geproduceerd, dus het zou zelfs nog duurder zijn om productie van de ethanolanaloog op industriële schaal te ontwikkelen.

Tot slot, om het toxiciteitsgedeelte van de vraag aan te pakken: aspartaam ​​is helemaal niet giftig. Het is het meest stabiel bij een lagere pH (~ 4,3) die in het bereik van koolzuurhoudende dranken ligt. Dus methanol wordt over het algemeen niet geproduceerd terwijl het voedsel wordt opgeslagen, en het lichaam verwijdert methanol wanneer het wordt geproduceerd.

Nog een opmerking, aspartaam ​​ kan worden afgebroken door verhitting. Dit is de reden waarom voedsel dat bedoeld is om te worden gebakken, meestal niet wordt gezoet met aspartaam ​​(of wordt gemengd met sacharine). Hoewel de angst hier niet zozeer giftigheid is, maar cake die niet zoet is!

  1. http://web.anl.gov/PCS/acsfuel/preprint%20archive/Files/ 41_3_ORLANDO_08-96_0880.pdf
  2. http://www.patentstorm.us/patents/4730076/description.html
Ik heb niet gezegd dat aspartaam ​​zelf giftig is. :) Ik zei dat de zorg is omdat een van de mogelijke afbraakproducten methanol is.
Ja, dat was waar ik het over had (methanol versus ethanol). @J. M. - Sorry als ik niet duidelijk genoeg was in mijn antwoord - het punt dat ik probeerde te maken is dat aspartaam ​​niet giftig is in gebruik, aangezien het zelden kapot gaat. U wees ook op de lage hoeveelheid die in voedsel wordt gebruikt, wat een andere verzachtende factor is.
Speculatie, geen antwoord. Bovendien zijn de kosten geen groot probleem met zaken als aspartaam.
#4
+1
James McDonald
2014-03-05 02:31:55 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Methylester werd door de aspartaamfabrikant gekozen om twee specifieke redenen:

  1. Het methylestermolecuul bindt de fenylalanine- en asparaginezuurmoleculen samen en vormt het aspartaammolecuul.
  2. De onnatuurlijke methanol in de methylester zorgt voor de kunstmatige zoetheid van aspartaam.

Als kunstmatige zoetstof is het werk van aspartaam ​​voltooid als het onze hersenen heeft laten denken dat we glucose hebben verbruikt terwijl dat niet het geval is, het giftige afval (methanol) wordt vervolgens door ons lichaam ingeslikt. van afkomen.

Aspartaam ​​op zich kan ons geen kwaad doen; het komt niet in de bloedbaan (EFSA 2013) Bij een temperatuur van 86 graden F in het maagdarmkanaal wordt de methylester in aspartaam ​​weer omgezet in pure methanol, waardoor de binding met de twee aminozuren vrijkomt. De drie componenten van aspartaam ​​zijn dan vrij om in de bloedbaan te komen om afzonderlijk te metaboliseren (EFSA 2013) Methanol is verreweg de meest giftige van de componenten van aspartaam ​​- de andere twee zijn aminozuren. nodig om zijn ADI vast te stellen. Dit kan vervolgens worden gebruikt om deze toxiciteit te vergelijken met de huidige aspartaam ​​ADI.

Zoals vermeld in uw opmerkingen, is de verblindende dosis methanol bij mensen 10 ml (een eetlepel) en de fatale dosis 30 ml (3 eetlepels). Een eenvoudige berekening kan deze uitdrukken in (mg / kg) als volgt:

De verblindende dosis methanol bij een volwassene van 70 kg is (114 mg / kg) en de fatale dosis is (343 mg / kg). Om de ADI te berekenen hebben we een NOAEL nodig, die tussen (0,0 mg / kg en 114 mg / kg) moet liggen. Als we bijvoorbeeld 10% van de verblindende dosis = (11,4 mg / kg) gebruiken om de ADI vast te stellen, moet deze gedeeld worden door een veiligheidsmarge van 100; daarom is de ADI van methanol bij mensen (0,114 mg / kg). De ADI van aspartaam ​​(40 mg / kg) bevat 10% w / w methanol of (4 mg / kg).

Conclusie: De huidige ADI van aspartaam ​​bevat 35 keer meer methanol dan veilig is voor mensen.

Uw conclusie dat 40 mg / kg een beetje hoog is voor een ADI is misschien geldig, maar het kost wat moeite om 40 mg / kg te consumeren. Dit is in ieder geval niet echt de plek voor propaganda. Er zijn ook een aantal problemen met uw wetenschap. A. 86F ?! De lichaamstemperatuur van mensen is 97,8F. B. onderzoek van het aspartaam-molecuul toont een fenylalanineresidu in het midden met aspartaat aan het ene uiteinde en methylester aan het andere, dus als er iets is, is het "fenylalanine" dat het molecuul bij elkaar houdt, niet "methylester" C. Methanol is niet zoet , het is het hele molecuul samen dat verschillende eigenschappen heeft voor zijn onderdelen.


Deze Q&A is automatisch vertaald vanuit de Engelse taal.De originele inhoud is beschikbaar op stackexchange, waarvoor we bedanken voor de cc by-sa 3.0-licentie waaronder het wordt gedistribueerd.
Loading...