Un argumento frecuente contra la seguridad del edulcorante sintético aspartamo es que puede hidrolizarse, y uno de los productos de la hidrólisis es el metanol, que se sabe que es tóxico. Por supuesto, normalmente no se añade mucho aspartamo en los alimentos para producir una cantidad suficiente de metanol o de su producto de oxidación, el formaldehído, pero esto plantea la pregunta: ¿por qué no se eligió, por ejemplo, el éster etílico para desarrollarlo como edulcorante artificial? ¿Existe una relación estructura-actividad entre el alcohol utilizado para esterificar el dipéptido y el dulzor del producto?
Respuestas
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Esta pregunta plantea cuestiones más importantes que el mero "por qué el éster metílico", así que también las abordaré.
La explicación más sencilla para que se centren en el éster metílico es que el éster etílico no es tan dulce. Este informe dice que es aproximadamente $10\times$ menos dulce (véase la Tabla VI en la página 2689 y la entrada ' $\ce{Asp-Phe-OEt}$ ' con " $++$ " que se define en la página 2684). Es una elección económica fácil entre los dos, asumiendo que la única diferencia es el dulzor/g, pero también te preocupa la seguridad percibida del derivado metílico.
Una clase de toxicología que tomé una vez se puede resumir principalmente con una frase cliché, "la dosis hace el veneno". Incluso un exceso de buena cosa es por definición un mala cosa, por ejemplo, demasiado oxígeno , agua o incluso el sol puede llevar a la muerte. También decimos que muy poco de cualquier compuesto no causará medible daño.
Es correcto decir que el aspartamo se metaboliza en aminoácidos y metanol. El metanol en sí es tóxico en dosis altas, de la misma manera que el etanol, al actuar como Depresor del SNC . Esta intoxicación aguda puede provocar una insuficiencia respiratoria u otras emergencias médicas como la insuficiencia renal. La intoxicación por etanol también se produce en los microorganismos: se ha propuesto que algunas levaduras producen etanol como medio de eliminar la competencia. Esto también habría sido potencialmente mortal para un mamífero prehistórico, si no fuera por una enzima que metaboliza el etanol. Esta enzima se llama alcohol deshidrogenasa (ADH), que da lugar a vías bioquímicas que permiten la eliminación segura del etanol. Sin embargo, el metanol es un caso diferente. La ADH, en cambio, produce formaldehído, que se convierte en ácido fórmico por ALDH . El ácido fórmico, en grandes cantidades, se utiliza en el reino animal como arma, sobre todo en el veneno de las abejas y de las mordeduras de hormiga de fuego . En bajas cantidades es bastante benigno. Formaldehído es un producto químico desagradable. Ambos se producen en el cuerpo como una respuesta natural al metanol y es fácil ver cómo un exceso de cualquiera de ellos no podría ser deseable. El cuerpo también tiene formas de eliminar estos metabolitos tóxicos, suponiendo que no se sobrecarguen estos sistemas. De ahí que una cantidad suficientemente pequeña de metanol no te deje ciego.
Los investigadores han medido la cantidad de estos metabolitos indeseables en la sangre después de hacer que la gente, como yo, ingiera casi $\pu{1.8 g}$ de aspartamo en una sola sesión. Luego miraron las concentraciones de orina y sangre y no pudieron detectar ningún ácido fórmico en la sangre pero sí pudieron verlo claramente en la orina durante, hasta, $\pu{8 hours}$ después de una dosis. Esta evidencia sugiere que la intoxicación aguda por metanol no va a ocurrir después de una ~ $\pu{200 lbs}$ la persona ingiere $\pu{1.8 g}$ del aspartamo. Detengámonos un segundo y pongamos esto en términos de algo que podamos imaginar.
No tengo cifras fiables, pero digamos que para un $\pu{12 oz}$ dieta pop hay $\pu{200 mg}$ del aspartamo. Eso significa que por cada litro de gaseosa, hay aproximadamente $\pu{564 mg}$ del aspartamo. Esto significa que $\pu{3 L}$ de pop me llevaría a $\pu{1.8 g}$ del aspartamo. Eso significa que necesitaría beber más de $\pu{3 L}$ en una sola sesión para saturar los sistemas de excreción. Esto sugiere una intoxicación aguda no es muy plausible.
Sin embargo, también hay que tener en cuenta la toxicidad a largo plazo. Esta es una cuestión mucho más difícil de investigar. "Seguro que no hay toxicidad aguda, pero ¿qué ocurre a largo plazo con una dosis baja?". Para responder a esta pregunta, tenemos que recurrir a los toxicólogos que no han informado de los problemas a largo plazo. Ellos también están buscando. El consenso general es que no se conocen daños a largo plazo para la población general. Es difícil cuantificar estas cosas, porque para hacer perfectamente los experimentos necesarios habría que controlar un montón de parámetros que las leyes de experimentación humana impiden, por no hablar de las limitaciones de financiación. Así que los investigadores hacen lo mejor que pueden con lo que tienen a su disposición y, utilizando estas herramientas, no pueden encontrar ningún problema medible con este compuesto en particular a largo plazo para la población general. Sus análisis están limitados por incertidumbres en sus mediciones y esto es simplemente la naturaleza general de la ciencia.
Mañana podría demostrarse que la mayoría de los científicos en esta área de interés están equivocados por un experimento muy cuidadoso, pero más de cuarenta años de investigación no han demostrado que este producto químico sea peligroso en las dosis a las que probablemente estemos expuestos durante cualquier período de tiempo. Tenemos que tomar decisiones basándonos en las mejores pruebas disponibles. Creo que está bien que la gente aplique un cierto nivel de escepticismo a estas cosas, porque en la ciencia estamos continuamente corrigiendo nuestra base de conocimientos aceptados. De vez en cuando, la comunidad en general se se demuestra que está equivocado sobre algo que se creía cierto desde hace tiempo y todo el mundo se beneficia cuando es así, pero no podemos decir que la comunidad general está equivocada sin pruebas sustanciales. Por eso tenemos a la FDA para evaluar las mejores pruebas disponibles y, a través de una red de desconocidos fiables, podemos disfrutar de una bebida muy barata/dulce y baja en calorías. Francamente, me preocupa más la cantidad de azúcar que ingiero que la cantidad de aspartamo que consumo: ya tenemos buenas pruebas de que el azúcar, con una dosis demasiado pequeña para causar una intoxicación aguda, probablemente esté matando a cientos de miles de personas debido a la exposición a largo plazo.
Polsonby
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Las propiedades edulcorantes del aspartamo se descubrieron por accidente. La empresa G.D. Searle intentaba desarrollar fármacos para tratar las úlceras en los años 60 cuando uno de los científicos se contaminó accidentalmente el dedo y se lo lamió. Sabiendo cuántas versiones de moléculas se prueban en el desarrollo de fármacos, mi conjetura es que se hizo una versión de éster etílico, y probablemente fracasó debido a un sabor inadecuado o alguna otra propiedad. El aspartamo ya es "poco soluble" en agua; supongo que el éster etílico sería aún menos soluble, lo que lo haría menos útil para endulzar bebidas. Sin embargo, la cantidad de aspartamo que tendría que disolverse es tan pequeña que no sé si supondría una diferencia. Probablemente esté relacionado con el sabor.
En cuanto a los problemas de toxicidad, se necesita mucho metanol para causar toxicidad, Wikipedia afirma que 10 mL pueden causar ceguera permanente, y 30 mL pueden ser fatales, pero la cantidad de aspartamo que un humano necesitaría ingerir para producir 10 mL de metanol sería ridícula.
penti
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La razón más probable para utilizar metanol en lugar de etanol es el coste. [ 1 ] El etanol es aproximadamente dos veces más caro que el metanol.
Aunque tanto el aspartamo como el análogo en etanol pueden producirse con un rendimiento razonablemente alto [ 2 ] En la actualidad, el análogo del etanol aún no se produce comercialmente, por lo que sería aún más caro desarrollar la producción a escala industrial del análogo del etanol.
Por último, para abordar la parte de la toxicidad de la pregunta, el aspartamo no es en absoluto tóxico. Es más estable a un pH bajo (~4,3), que está en el rango de las bebidas carbonatadas. Por lo tanto, el metanol no se produce generalmente mientras el alimento está almacenado, y el cuerpo se deshace del metanol a medida que se produce.
Una nota más, el aspartamo puede se descomponen mediante el calentamiento. Por eso los alimentos destinados a ser horneados no suelen estar endulzados con aspartamo (o se mezclan con sacarina). ¡Aunque el miedo aquí no es la toxicidad tanto como el pastel que no es dulce!
nik
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El fabricante de aspartamo eligió el éster metílico por dos razones concretas:
- La molécula de éster metílico une las moléculas de fenilalanina y ácido aspártico formando la molécula de aspartamo.
- El metanol no natural del éster metílico proporciona el dulzor artificial del aspartamo.
Como edulcorante artificial, el trabajo del aspartamo se completa cuando ha engañado a nuestro cerebro haciéndole creer que hemos consumido glucosa cuando no es así, su residuo tóxico (metanol) es entonces ingerido para que nuestro cuerpo se deshaga de él.
El aspartamo por sí mismo no puede hacernos daño; no entra en el torrente sanguíneo (EFSA 2013) A una temperatura de 86 grados F en el tracto gastrointestinal, el éster metílico del aspartamo se convierte de nuevo en metanol puro liberando su enlace con los dos aminoácidos. Los tres componentes del aspartamo quedan entonces libres para entrar en el torrente sanguíneo y metabolizarse por separado (EFSA 2013) El metanol es, con mucho, el más tóxico de los componentes del aspartamo; los otros dos son aminoácidos. Para evaluar la grave toxicidad metabólica del metanol como alimento en los seres humanos es necesario establecer primero su IDA. A continuación, se puede utilizar para comparar esta toxicidad con la IDA actual del aspartamo.
Como se ha mencionado en sus comentarios, la dosis cegadora de metanol en humanos es de 10 ml (una cucharada) y la dosis mortal es de 30 ml (3 cucharadas) un simple cálculo puede expresar estos en (mg/kg) como sigue :
La dosis ciega de metanol en un adulto de 70 kg es de (114 mg/kg) y la dosis mortal es de (343 mg/kg). Para calcular la IDA necesitamos un NOAEL, que debe estar entre (0,0 mg/kg y 114 mg/kg). Si utilizamos, por ejemplo, el 10 % de la dosis ciega = (11,4 mg/kg) para establecer la IDA, ésta debe dividirse por un margen de seguridad de 100; por tanto, la IDA del metanol en humanos es de (0,114 mg/kg). La IDA del aspartamo (40 mg/kg) contiene un 10 % en peso de metanol o (4 mg/kg).
Conclusión: La IDA actual del aspartamo contiene 35 veces más metanol de lo que es seguro para el ser humano.
