I dolcificanti artificiali sono stati scoperti per caso in laboratorio, da scienziati che hanno assaggiato inavvertitamente i propri esperimenti.
La saccarina, il più vecchio dolcificante artificiale, fu scoperta da Costantino Fahlberg alla Johns Hopkins nel 1879 mentre lavorava sui derivati del catrame di carbone. La saccarina è circa 300 volte più dolce del saccarosio, ma ha un retrogusto amaro. Il ciclamato, scoperto nel 1937 da Michael Sveda all’Università dell’Illinois, era spesso miscelato con saccarina per migliorarne il gusto. Entrambi i composti alimentari nel 1958 vennero considerati dalla Food and Drug Administration (FDA) “sicuri”. La stessa FDA nel 1969 ha dichiarato il ciclamato un potente cancerogeno. Alla fine, la FDA ha annunciato la sua intenzione di vietare la saccarina nel 1977. È stato anche ampiamente riscontrato che il cancro alla vescica, nei roditori, è associato all’ingestione di saccarina. Il ciclamato continua ad essere commercializzato in circa 50 paesi, incluso il Canada.
Nel 1965 James Schlatter a Searle scoprì l’aspartame, mentre lavorava alla ricerca di farmaci contro l’ulcera. L’aspartame, 200 volte più dolce del saccarosio, è costituito da due aminoacidi, fenilalanina e aspartato, e a differenza degli altri dolcificanti artificiali che di solito vengono escreti immodificati, l’aspartame può essere metabolizzato. Pertanto, non è rigorosamente acalorico (4 Kcal / g) ed è vietato nelle persone con fenilchetonuria. A causa della piccola quantità ingerita in un momento, il suo apporto calorico è trascurabile. La FDA ha approvato l’aspartame per la prima volta negli alimenti secchi nel 1981, poi come dolcificante generale nel 1996. Nel 2002 nasce il Neotame: è il dolcificante più potente sul mercato, arriva ad essere circa 7.000 volte piu’ dolce del saccarosio. Nel 1967 nasce l’acesulfame K con Karl Clauss di Hoechst. La FDA ha approvato il suo uso negli alimenti secchi nel 1988 e come dolcificante generale nel 2003. Nel 1979, Shashikant Phadnis scoprì il sucralosio. È sintetizzato a partire dal saccarosio sostituendo il cloro in tre dei suoi gruppi idrossile, ed è 600 volte più dolce dello zucchero. È stato approvato nel 1999.
L’ultimo decennio ha visto un aumento esplosivo del numero di prodotti alimentari contenenti dolcificanti artificiali non calorici. Li possiamo trovare dovunque: bevande gassate, alimenti per bambini, cibi surgelati…La National Household Nutritional Survey ha stimato che nel 2004 il 15% della popolazione utilizzava regolarmente dolcificante artificiale.
Intuitivamente, le persone scelgono i dolcificanti artificiali non calorici rispetto allo zucchero per perdere o mantenere il peso. Lo zucchero fornisce una grande quantità di carboidrati rapidamente assorbibili, portando a un consumo eccessivo di energia, aumento di peso e sindrome metabolica. Ma i dolcificanti artificiali aiutano effettivamente a ridurre il peso?
Sorprendentemente, i dati epidemiologici suggeriscono il contrario. Diversi studi prospettici di coorte su larga scala hanno trovato una correlazione positiva tra uso di dolcificante artificiale e aumento di peso. Il San Antonio Heart Study ha esaminato 3.682 adulti in un periodo compreso dai sette agli otto anni negli anni ’80. Alla fine dello studio il guadagno medio in termini di BMI era di +1,01 kg / m2 per il gruppo di controllo e 1,78 kg / m2 per le persone del gruppo che assumevano bevande gassate dolcificate in modo artificiale. Lo studio dell’American Cancer Society condotto all’inizio degli anni ’80 comprendeva 78.694 donne che erano altamente omogenee per quanto riguarda l’età, l’etnia, lo stato socioeconomico e la mancanza di condizioni preesistenti di malattia. A un anno di follow-up, i soggetti che consumavano bevande gassate sugar-free hanno preso peso, rispetto al gruppo di controllo che non ne faceva uso. L’uso di saccarina è stato anche associato ad un aumento di peso in otto anni in 31.940 donne dello studio Nurses’ Health Study condotto negli anni ’70.
Osservazioni simili sono state riportate nei bambini. Lo studio Growing Up Today, che ha coinvolto 11.654 bambini di età compresa tra 9 e 14 anni, ha anche riportato un’associazione positiva tra la dieta a base di sodio e l’aumento di peso per i ragazzi. Per ogni dose giornaliera di bevande dietetiche, il BMI è aumentato di 0,16 kg / m2. La correlazione non era significativa per le ragazze. Uno studio cross-sectional del 2003, che ha esaminato 3.111 bambini, ha evidenziato che i bevitori di bibite gassate avevano un BMI significativamente elevato, rispetto ai non bevitori.
Numerosi esperimenti e ricerche in letteratura, hanno rilevato che il sapore dolce, indipendentemente dal fatto che sia prodotto dallo zucchero o dai dolcificanti artificiali, aumenta l’appetito umano. Secondo uno studio di Black del 1993, bere acqua, addolcita con aspartame, aumenta il senso di appetito in maschi adulti con peso normale. L’aspartame ha anche aumentato la percentuale di fame soggettiva rispetto al glucosio o all’acqua. Questi risultati suggeriscono che, nonostante la maggior parte dei dolcificanti artificiali non abbia kcal, sono comunque sufficienti per innescare una risposta volta a mantenere costantemente alto il consumo energetico complessivo. I modelli sperimentali su roditori ci hanno aiutato a chiarire in che modo i dolcificanti artificiali contribuiscono all’equilibrio energetico complessivo. I ratti condizionati con supplemento di saccarina avevano un apporto energetico totale significativamente aumentato e hanno guadagnato più peso con maggiore adiposità corporea rispetto ai controlli condizionati con glucosio. I ratti sottoposti a saccarina non sono riusciti a frenare la loro assunzione di cibo dopo un dolce pre-pasto. Quando un sapore era arbitrariamente associato a un contenuto calorico alto o basso, i ratti mangiavano più cibo in seguito a un pre-pasto con il sapore predittivo di basso contenuto calorico. Questi studi pongono un’ipotesi: l’accoppiamento incoerente tra sapore dolce e contenuto calorico può portare a un eccesso di cibo compensativo e ad un bilancio energetico positivo.
Cosa determina il desiderio di mangiare? La ricompensa alimentare condivide i circuiti cerebrali con altre attività piacevoli come la somministrazione di droga o l’attività sessuale.
I dolcificanti naturali e artificiali attivano in modo diverso i recettori del gusto. Il recettore del gusto dolce, un eterodimero di due recettori transmembrana accoppiati a proteine G, contiene diversi siti leganti il ligando. Ad esempio, aspartame e ciclamato, rispettivamente, si legano a ciascuno dei due monomeri. A livello funzionale, l’ingestione di saccarosio, rispetto all’ingestione della saccarina, è associata a una maggiore attivazione delle aree gustative superiori come l’insula, la corteccia orbitofrontale e l’amigdala.
Queste indagini pilota sono coerenti con un’ipotesi rivista: la dolcezza disgiunta dal contenuto calorico offre l’attivazione parziale, ma non completa, dei percorsi neuronali mesolimbici.
Infine, i dolcificanti artificiali, proprio perché sono dolci, incoraggiano il desiderio di zucchero e la dipendenza da zucchero. Esiste una forte correlazione tra l’assunzione abituale di una persona di un sapore e la sua intensità preferita per quel sapore. La riduzione sistematica del sale alimentare o del grasso senza alcuna sostituzione saporita nel corso di diverse settimane ha portato a una preferenza per i livelli più bassi di tali nutrienti nei soggetti di ricerca. Alla luce di questi risultati, un approccio simile potrebbe essere usato per ridurre l’assunzione di zucchero. Quindi, per concludere, eliminare lo zucchero dalla dieta mondiale potrebbe essere la chiave per invertire l’epidemia di obesità, che ormai ha raggiunto proporzioni invalidanti per l’Umanità.
Dott.ssa Stefania De Chiara
Per ulteriori approfondimenti:
Mattes RD, Popkin BM. Nonnutritive sweetener consumption in humans: effects on appetite and food intake and their putative mechanisms. Am J Clin Nutr. 2009;89:1–14.
Cohen SM. Saccharin: past, present, and future. J Am Diet Assoc. 1986;86:929–931.
Berkey CS, Rockett HRH, Field AE, Gillman MW, Colditz GA. Sugar-added beverages and adolescent weight change. Obes Res. 2004;12:778–788.