Fabrication de l’aspartame : deux acides aminés, et une liaison à placer du bon côté

L’aspartame est un dipeptide : l’ester méthylique de la N-L-α-aspartyl-L-phénylalanine, de formule C14H18N2O5 et de masse moléculaire 294,31, selon la fiche de spécification du règlement (UE) n° 231/2012. Trois morceaux, donc : un acide aspartique, une phénylalanine, un groupe méthyle. Les deux premiers sont des acides aminés que l’alimentation courante apporte par ailleurs, et que l’industrie produit depuis les années 1970 par voie microbienne, pour des débouchés qui n’ont rien à voir avec le goût sucré. Fabriquer de l’aspartame, c’est donc assembler deux matières premières qui existaient avant lui.

La difficulté n’est pas de former la liaison entre les deux. Elle est de la former au bon endroit. L’acide aspartique porte deux fonctions acide carboxylique : celle du carbone α, voisine de l’amine, et celle du carbone β, à l’autre extrémité. Si la phénylalanine se greffe sur la première, on obtient l’aspartame. Si elle se greffe sur la seconde, on obtient le β-aspartame, une molécule de même formule brute, de même masse, faite des mêmes atomes — et qui n’est pas sucrée. Les brevets de procédé l’écrivent sans détour : l’isomère β n’étant pas sucré, il doit être retiré du mélange.

Or la chimie ne sait pas choisir seule. Mise en présence des deux réactifs, elle greffe la phénylalanine des deux côtés, dans une proportion qui dépend du solvant et de la température, et jamais à cent pour cent du bon. De là deux familles de procédés : une voie chimique, qui accepte de produire un mélange et le trie ensuite, et une voie enzymatique, où une protéase ne reconnaît qu’une géométrie et ne fabrique que celle-là. Une troisième voie, décrite en 2021 et signalée en usage industriel, déplace encore le problème en posant le groupe méthyle ailleurs.

Le rendement d’une fabrication d’aspartame ne se lit pas dans le rendement de la réaction de couplage, mais dans la proportion de molécules orientées du bon côté — et l’histoire industrielle du produit est celle d’un tri que l’on a cherché, procédé après procédé, à remonter de l’aval vers l’amont, jusqu’à ne plus avoir à le faire.

Ce que « de synthèse » recouvre ici

On classe volontiers l’aspartame parmi les édulcorants de synthèse, et l’expression laisse entendre un produit sorti de part en part d’un réacteur. Le procédé réel est mixte. Ses deux briques sont obtenues par biocatalyse : une enzyme bactérienne pour l’acide aspartique, une fermentation pour la phénylalanine. Ce que la chimie apporte, c’est la liaison peptidique entre les deux, l’ester méthylique, et les groupements de protection qu’il faut poser puis retirer pour que la liaison tombe au bon endroit.

Un produit obtenu par voie microbienne puis assemblé chimiquement n’entre proprement dans aucune des deux cases du langage courant. C’est le cas de plusieurs sucrants, et la raison pour laquelle le partage entre « naturel » et « synthétique » renseigne moins qu’on le croit : ce que « naturel » ne garantit pas.

Sur cette page

Les deux briques : d’où viennent les acides aminés de l’aspartame

Aucun des deux acides aminés n’est fabriqué pour l’aspartame, et c’est une donnée économique du dossier : ce sont des produits de volume, dont l’édulcorant est un débouché parmi d’autres.

L’acide L-aspartique s’obtient par addition d’ammoniac sur la double liaison du fumarate, sous l’action d’une aspartate-ammonia-lyase — l’aspartase — portée par des cellules bactériennes. La réaction est propre dans un sens très précis : elle ne donne qu’un produit, et qu’un seul des deux énantiomères, là où une synthèse chimique de l’acide aspartique rendrait un mélange qu’il faudrait résoudre. Le procédé continu sur cellules immobilisées en colonne, publié par Tosa et ses collègues en 1973, est l’un des tout premiers procédés industriels à cellules immobilisées, édulcorants ou non. La culture des cellules relève de la fermentation ; la réaction qu’elles portent, non : c’est une addition catalysée, conduite en réacteur, sur un substrat chimique.

La L-phénylalanine vient d’une fermentation de souches bactériennes conduites pour surproduire les acides aminés aromatiques. Le passage obligé est la voie du shikimate, et son précurseur limitant est le phosphoénolpyruvate : les travaux de génie métabolique sur ce point consistent pour l’essentiel à épargner ce métabolite — en changeant le mode d’entrée du glucose dans la cellule — et à lever les rétro-inhibitions qui ferment la voie dès que le produit s’accumule. Les rendements rapportés sont de l’ordre de 0,33 gramme de phénylalanine par gramme de glucose.

Le groupe méthyle, enfin, vient du méthanol. Il n’est pas un additif ajouté à la molécule finie : c’est lui qui fait de la phénylalanine un ester, et c’est l’ester, non l’acide, qui est sucré. On le retrouvera plus loin, puisque c’est aussi par lui que la molécule se défait.

Le schéma du procédé chimique, d’un coup d’œil

1. Acide L-aspartique — protection de l’amine (formyle ou benzyloxycarbonyle)
↓
2. Formation de l’anhydride de l’aspartate protégé
↓
3. L-phénylalanine — estérification méthylique  (avant ou après le couplage, selon la variante)
↓
4. Couplage — l’étape qui décide
L’anhydride acyle l’amine de la phénylalanine. Deux produits : l’isomère α (sucré) et l’isomère β (non sucré). Le rapport se joue sur le solvant et la température.
↓
5. Retrait du groupe protecteur
↓
6. Précipitation à pH 4,5-5 — l’isomère α sort, le β reste en solution → filtration
↓
7. Cristallisation, séchage, conditionnement

Les étapes de la voie chimique, une à une

1. Protéger l’amine de l’aspartate

L’acide aspartique porte une amine, et une amine réagit avec un anhydride. Si on la laisse libre, les molécules d’aspartate s’acylent les unes les autres au lieu d’attendre la phénylalanine. On la bloque donc par un groupement que l’on saura retirer : un formyle, ou un benzyloxycarbonyle — le groupe « Z » du vocabulaire des peptides. Le choix n’est pas indifférent, puisque c’est la façon de l’enlever, trois étapes plus loin, qui fixe la nature des effluents.

Cette opération n’a pas de cours dans la rubrique des opérations unitaires du site, et c’est normal : protéger une fonction chimique n’est pas une opération de génie alimentaire mais un geste de chimie fine. La page le dit plutôt que de plaquer un lien, comme le fait déjà le procédé du sucralose, qui relève de la même famille de synthèses.

2. Fermer l’anhydride

Les deux carboxyles de l’aspartate protégé se referment l’un sur l’autre en un anhydride cyclique. C’est cet anhydride qui est le réactif acylant : il est assez réactif pour céder l’un de ses deux carbonyles à l’amine de la phénylalanine, sans qu’on ait à activer un acide en pleine réaction.

Et c’est là que l’orientation se perd. Le cycle est symétrique du point de vue de l’amine qui l’attaque : elle rencontre deux carbonyles, l’α et le β, et rien dans la molécule ne l’oblige à choisir le premier. Les deux issues sont chimiquement légitimes ; une seule est sucrée.

3. Estérifier la phénylalanine

La phénylalanine est estérifiée par le méthanol en milieu acide. La monographie du Centre international de recherche sur le cancer note que cette estérification peut intervenir avant ou après le couplage selon les procédés : ce n’est pas l’ordre qui fait l’aspartame, c’est l’état final. Les variantes industrielles jouent précisément là-dessus, et la troisième voie décrite plus bas pousse ce déplacement jusqu’au bout en estérifiant l’autre acide aminé.

4. Le couplage : où se décide tout le reste

L’anhydride et l’ester méthylique de phénylalanine sont mis en contact dans un mélange de solvants, le plus souvent un acide carboxylique en large excès accompagné d’un second solvant. Le résultat est un mélange d’isomères, et les chiffres rapportés par les brevets dessinent clairement les leviers.

Dans l’acide acétique seul, à raison de onze à seize moles par mole de phénylalanine, le rapport α/β se tient autour de 3,0 à 3,8 pour 1. L’addition d’un second solvant le déplace franchement : 3,52 avec de l’hexane, 6,26 avec du toluène, 7,17 avec du dioxane, 8,15 avec de l’éther méthyl-tertiobutylique, dans la même série d’essais. Le froid agit dans le même sens, et par le même mécanisme de ralentissement : à 5 °C, un essai donne 88,3 % d’α contre 11,7 % de β. La plage de travail revendiquée va de −5 à 50 °C, et le procédé conventionnel vise un rendement en isomère α de 65 à 75 %.

Pourquoi le froid améliore l’orientation

Les deux attaques possibles ne demandent pas la même énergie : l’une est un peu moins coûteuse que l’autre. Plus la température baisse, plus cet écart pèse, et plus la voie la moins coûteuse l’emporte en proportion. On paie cet avantage en vitesse : le brevet qui exploite le mieux ce levier note lui-même que la basse température « réduit apparemment la vitesse de réaction ». Un atelier arbitre donc entre le temps de cycle et la part de matière qu’il acceptera de perdre — c’est le même genre d’arbitrage que la conduite d’un cristallisoir, où la lenteur achète la qualité du cristal.

5. Retirer le groupe protecteur

Le groupe posé à l’étape 1 doit partir sans emporter le reste. Les premières méthodes employaient des acides forts ou de l’hydroxylamine, et un brevet de 1985 les juge « pas entièrement adaptées à un usage industriel ». La voie qu’il décrit à leur place, pour un groupe formyle, associe du peroxyde d’hydrogène — une à six moles par mole de formyle — à un acide organique et à un acide minéral fort, dans un solvant comme l’acétate d’éthyle ou le dichloroéthane, entre 10 °C et l’ébullition du mélange, pour une durée de deux à quarante heures. L’intermédiaire n’a pas besoin d’être isolé : on part du mélange d’isomères tel qu’il sort du couplage, dans un rapport d’environ huit pour deux.

6. Le tri, qui se fait dans le même geste

C’est l’élégance de ce procédé, et elle tient à une différence de solubilité. Le mélange déprotégé est dilué à l’eau, la phase aqueuse séparée, puis amenée vers pH 4,5-5 par un alcali. L’aspartame y est peu soluble et précipite ; le β-aspartame reste en solution et part avec les eaux mères. La déprotection et la séparation des isomères n’occupent donc qu’une seule étape, et le solide se récupère par filtration.

Les chiffres d’un essai de ce brevet méritent d’être lus côte à côte, parce qu’ils ne mesurent pas la même chose. En fin de réaction, le mélange titre 231 mg d’isomère α par millilitre contre 56,6 mg de β, soit 93 % de rendement en α en solution. Après reprise, précipitation et filtration, il reste 45,5 g d’aspartame pur, soit 70 % de rendement isolé, à plus de 99 % de pureté. L’écart entre 93 et 70 n’est pas une contradiction : c’est la part de produit formé qui ne franchit pas les étapes de récupération. Dans une fabrication de ce genre, la matière ne se perd pas d’un coup, elle se perd par petites fractions, à chaque transfert.

7. Cristalliser, sécher, conditionner

Le produit est ensuite cristallisé, séché et conditionné. Ces trois opérations paraissent de simple fin de ligne ; elles ne le sont pas, pour une raison propre à cette molécule qu’une section de cette page examine plus bas : chauffée en présence d’eau, elle se replie sur elle-même et cesse d’être sucrée. La spécification européenne fixe d’ailleurs la perte à la dessiccation à 4,5 % au plus, mesurée après quatre heures à 105 °C — une condition qui est aussi un essai de résistance.

Les eaux mères, elles, emportent l’isomère β, les sels issus de la neutralisation et les restes de réactifs. Selon les ateliers, une partie des solvants est récupérée par distillation et le reste traité.

La voie enzymatique : ne pas trier, mais ne pas produire le rebut

L’autre famille de procédés confie le couplage à une enzyme. La thermolysine, métalloprotéase neutre d’une bactérie thermophile, est l’exemple historique : une protéase, c’est-à-dire une enzyme dont le métier est de couper les liaisons peptidiques. On l’emploie donc à l’envers, et cela ne marche qu’à une condition — que le produit quitte le milieu réactionnel à mesure qu’il se forme, faute de quoi l’enzyme le recoupe. Une synthèse de précurseur d’aspartame par thermolysine immobilisée en solvant organique a été publiée en 1981, et une version continue quatre ans plus tard.

La variante aqueuse, décrite par un brevet de procédé, donne les ordres de grandeur d’une conduite industrielle. On fait réagir l’acide L-aspartique protégé par un groupe benzyloxycarbonyle avec l’ester méthylique de L-phénylalanine, en présence de 0,08 à 1,5 % d’enzyme active, dans une eau salée à 10-18 %, à 40 °C, à un pH initial de 4,7 à 5,5. Le produit cristallise à mesure. Le levier décisif est le maintien du pH : tenu vers 5,3 pendant toute la réaction, il donne 95 à 96 % de conversion, contre environ 70 % lorsqu’on laisse le pH dériver. Au-dessus de pH 6, l’hydrolyse de l’ester reprend le dessus.

Deux traits distinguent cette voie, et ils tiennent tous deux à la façon dont une enzyme reconnaît son substrat. Le premier : le site actif n’accepte qu’une géométrie, et la liaison se forme sur le carboxyle α. Il n’y a donc pas d’isomère β à écarter — non parce qu’on le sépare mieux, mais parce qu’on ne le fabrique pas. Le second : l’ester de configuration D ne réagit pas, ce qui autorise à partir d’un ester racémique, moins cher à produire qu’un ester résolu. Le brevet revendique en outre un apport des deux réactifs en proportions quasi équimolaires, là où les méthodes antérieures demandaient deux à deux fois et demie plus d’ester que d’aspartate, avec tout le recyclage que cela suppose. Cette façon de faire travailler une enzyme à déplacer un motif d’une molécule vers une autre a son cours à part : la catalyse enzymatique de transfert.

Ce que cette voie ajoute, en revanche, se compte aussi. Le groupe protecteur reste nécessaire — il faut le poser, puis le retirer sur le produit couplé, étape que les brevets expédient en « méthodes connues en soi » sans la détailler. Il faut produire l’enzyme, la stabiliser, l’immobiliser ou la recycler, et compenser la perte d’activité par des ajouts successifs. Il faut enfin traiter une saumure concentrée. La monographie du CIRC rapporte que les méthodes enzymatiques ont été préférées pour la production commerciale, et c’est un constat d’observateur, non un verdict de supériorité : les deux familles réussissent des choses différentes.

Ce que chacune des deux voies réussit

La voie chimique travaille avec des réactifs de commodité, sans biocatalyseur à produire ni à entretenir, et obtient sa séparation d’isomères dans le geste même de la déprotection — une étape pour deux fonctions, ce qui est rare dans un procédé. Elle tolère des variations de matière première qui mettraient une enzyme en difficulté.

La voie enzymatique ne produit pas l’isomère qu’il faudrait écarter, accepte un ester de départ racémique, et rend des cristaux plus gros, donc plus rapides à filtrer et plus faciles à laver. Elle travaille en milieu aqueux, à 40 °C, sans solvant organique ni amine.

La troisième voie, et ce qu’elle déplace

Une publication de 2021 décrit un procédé mixte que la monographie du CIRC signale comme désormais mis en œuvre industriellement, et son intérêt est d’ordre presque géométrique. L’enzyme employée est une α-aminoacyl-ester transférase. Les substrats sont l’ester diméthylique de l’acide L-aspartique et la L-phénylalanine libre : c’est donc l’aspartate qui arrive estérifié, et la phénylalanine qui arrive nue — exactement l’inverse des deux autres voies. L’enzyme forme un intermédiaire, le β-méthylester de l’α-L-aspartyl-L-phénylalanine, que l’on convertit ensuite en chlorhydrate d’aspartame en milieu aqueux additionné de méthanol et d’acide chlorhydrique ; le retrait de l’acide donne l’aspartame.

Le gain ne porte pas sur une étape, il porte sur la nature du problème. Dans les deux premières voies, on protège une amine pour que la liaison se fasse du bon côté, et le groupement de protection est un déchet programmé dès la première étape. Ici, le groupe méthyle porté par l’aspartate joue en partie ce rôle d’aiguillage, et il n’est pas perdu puisque le méthyle fait partie du produit fini. On ne protège plus pour jeter la protection : on place un morceau du produit final à un endroit provisoire.

Réserve de méthode. La publication qui décrit cette voie est une note de trois pages, sous accès payant, et son résumé ne donne ni rendement ni productivité. Ce qui est écrit ci-dessus s’en tient donc à ce que le résumé établit — enzyme, substrats, intermédiaire, étape chimique finale — et au fait, rapporté par la monographie du CIRC, que le procédé est en usage. Les performances comparées des trois voies ne sont pas publiques, et aucune ne sera avancée ici.

Pourquoi l’aspartame se referme sur lui-même, et ce que cela impose au procédé

Il existe une seconde liaison possible entre les deux acides aminés de l’aspartame, et le produit fini la cherche. L’amine libre de l’extrémité aspartyl attaque la fonction ester de la phénylalanine, un cycle à six atomes se ferme, le méthanol part : on obtient une dicétopipérazine, que la réglementation nomme acide 5-benzyl-3,6-dioxo-2-pipérazine acétique. La molécule a le même squelette, les mêmes atomes à l’exception du méthyle, et n’a plus aucun goût sucré.

C’est le trait qui rend cette fabrication singulière parmi celles du site. La réaction qui détruit le produit est de la même famille que celle qui le forme — une liaison entre ses deux acides aminés —, mais prise par l’autre bout. Un polyol, une fois hydrogéné, est stable ; l’aspartame, lui, reste en permanence à une étape de sa propre suite.

Les chiffres disent où se situe la frontière. À l’état sec, la tenue est bonne : moins de 5 % de conversion en dicétopipérazine après cent heures à 105 °C. En solution, tout dépend du pH. La stabilité est maximale autour de pH 4,3, où la demi-vie atteint environ 260 jours à 25 °C. Elle s’effondre quand on remonte : les temps de demi-dégradation rapportés sont d’environ 245 jours à pH 5, 120 jours à pH 6, et de l’ordre d’un jour à pH 7. En milieu acide, une autre réaction intervient, un réarrangement en β-aspartame — l’isomère non sucré que le procédé s’était donné tant de mal à écarter, et qui réapparaît tout seul.

Deux conséquences industrielles en découlent, et elles expliquent des réglages qui paraissaient arbitraires plus haut. Le pH de 4,5 à 5 auquel on fait précipiter le produit n’est pas seulement celui où il est le moins soluble : c’est aussi celui où il se dégrade le moins. Et le séchage se conduit court, parce que chaque heure passée chaud et humide se paie en dicétopipérazine.

Ce que la spécification européenne contrôle, et ce qu’elle raconte du procédé

La fiche de l’E 951 au règlement (UE) n° 231/2012 se lit, comme celle du sucralose, à peu près comme le procédé écrit à l’envers : chaque ligne vise un résidu ou une dérive connue.

CritèreValeurCe qu’il surveille
Teneur98 à 102 % sur matière sècheLa pureté globale du produit isolé
Pouvoir rotatoire+14,5 à +16,5°La configuration : seule la forme L-L est sucrée
Acide 5-benzyl-3,6-dioxo-2-pipérazine acétique1,5 % au plusLa cyclisation, en fabrication comme au stockage
Perte à la dessiccation4,5 % au plus (105 °C, 4 h)L’eau résiduelle, qui est le moteur de la dégradation
Cendres sulfatées0,2 % au plus sur matière sècheLes sels venus de la neutralisation
Transmittance à 430 nm0,95 au moinsLes colorations, signe d’une chauffe ou d’une impureté
Arsenic3 mg/kg au plus sur matière sècheLes contaminants des réactifs
Plomb1 mg/kg au plus sur matière sècheLes contaminants des réactifs

Un détail de la méthode d’analyse vaut d’être relevé, parce qu’il en dit plus que le reste : le pouvoir rotatoire doit être mesuré dans les trente minutes qui suivent la préparation de la solution d’essai. On peut lire cette fenêtre comme une simple précaution de laboratoire. On peut aussi la lire pour ce qu’elle suppose — qu’en solution, ce produit ne reste pas longtemps identique à lui-même.

Deux autres lignes concernent qui achète. Les grades commerciaux courants se situent à 90-94 %, 95-98 % et 99 % ou plus ; l’usage alimentaire exige au moins 98 %, si bien qu’un grade industriel bas n’est pas un grade alimentaire. Et l’avis de l’EFSA du 10 septembre 2026 sur le sel d’aspartame-acésulfame a recommandé à la Commission de revoir les limites d’arsenic et de plomb fixées pour l’aspartame : un avis n’est pas un règlement, et jusqu’à ce qu’un acte le reprenne, les valeurs du tableau ci-dessus demeurent celles qui s’appliquent.

Ce que le procédé coûte, et ce qu’il détruit

L’isomère β. C’est la perte propre à ce produit, et elle est lourde : de l’ordre de 11 à 25 % de la matière couplée selon les conditions de la voie chimique. Ce rebut n’est pas un sous-produit de faible valeur, c’est le produit lui-même mal orienté — il contient les deux acides aminés et le méthyle, déjà payés et déjà transformés. Supprimer cette perte est le motif qui a fait entrer l’enzyme dans l’atelier.

Les solvants et les réactifs auxiliaires. Acide carboxylique en large excès au couplage, second solvant éthéré ou aromatique, peroxyde d’hydrogène et acides minéraux à la déprotection, alcali à la précipitation. Aucun de ces corps n’entre dans le produit fini ; tous doivent être récupérés ou traités, et c’est de ce côté, bien plus que du côté des acides aminés, que pèse l’empreinte du procédé. Le sucralose présente le même déséquilibre, pour la même raison : dans une synthèse de chimie fine, le sucre ou l’acide aminé de départ n’est pas le poste principal.

Le froid. Le levier le plus efficace sur l’orientation est la basse température, et le froid se produit. Un couplage mené à 5 °C plutôt qu’à 25 achète quelques points d’isomère α contre de l’énergie frigorifique et du temps de cycle.

Les volumes, pour situer. La production mondiale était d’environ 25 500 tonnes en 2020, dont près de 19 200 tonnes pour la Chine ; l’unique site de l’Union européenne, en France, a produit entre 1 181 et 2 921 tonnes par an de 2018 à 2020 ; le dernier producteur des États-Unis s’est retiré du marché en 2014. Le brevet d’origine étant expiré depuis 1992, la fabrication est ouverte, et les prix s’en ressentent. Un ordre de grandeur pour finir, qui est un calcul de pouvoir sucrant et non une mesure de marché : à environ 200 fois le pouvoir sucrant du saccharose, 25 500 tonnes d’aspartame couvrent le même pouvoir sucrant que cinq millions de tonnes de sucre.

Ce que cela change pour qui lit une étiquette

Le procédé laisse trois traces visibles du côté du consommateur.

La première est une mention obligatoire. L’annexe III du règlement (UE) n° 1169/2011 impose, pour les denrées contenant de l’aspartame, « contient de l’aspartame (source de phénylalanine) » lorsque l’additif est désigné par son numéro E, ou « contient une source de phénylalanine » lorsqu’il l’est par son nom, en plus de la mention « avec édulcorant(s) » près de la dénomination. Cette mention ne vient pas d’une inquiétude générale : elle vient du fait que la molécule se défait en libérant l’un de ses deux acides aminés.

À qui cette mention s’adresse. La phénylcétonurie est une maladie héréditaire du métabolisme pour laquelle un régime restreint en phénylalanine est prescrit médicalement, et suivi par une équipe soignante. L’étiquetage existe pour permettre aux personnes concernées de repérer ces produits et de les compter dans leur apport. Pour les autres, il ne constitue pas un avertissement.

La deuxième est une limite d’emploi. L’aspartame supportant mal la chaleur en milieu humide, pour la raison vue plus haut, il ne tient pas dans une préparation longuement cuite : c’est une donnée de molécule, pas une question de dosage, et elle vaut pour tous les édulcorants intenses de la même famille. Le détail, sucrant par sucrant et température par température, est rassemblé dans la tenue à la cuisson.

La troisième est une habitude de formulation. On trouve très souvent l’aspartame associé à un autre édulcorant intense plutôt que seul, et cela ne tient pas à sa fabrication mais à la forme que prend le goût sucré dans le temps : l’acésulfame K expose en détail ce que le mélange corrige. Un additif existe d’ailleurs qui lie les deux en un sel unique, l’E 962.

Quant aux chiffres d’encadrement — dose journalière admissible de 40 mg par kilogramme de poids corporel retenue par l’EFSA et par le JECFA, 50 mg retenus par l’agence américaine —, ils ne relèvent pas de la fabrication et sont rassemblés, avec leurs dates et leurs sources, dans l’histoire de l’aspartame. Deux valeurs différentes pour une même molécule ne signalent pas un désaccord sur la prudence : elles signalent que les deux agences n’ont pas retenu la même étude pivot.

La fabrication de l’aspartame en une phrase

Deux acides aminés issus de la biocatalyse, une liaison peptidique qu’il faut placer sur le carboxyle α et non sur le β, un ester méthylique qui porte le goût sucré, et un produit qui se referme en dicétopipérazine dès qu’on le chauffe en solution : tout le procédé consiste à orienter, à écarter ce qui ne l’est pas, puis à sécher avant que la molécule ne se replie.

Si ce n’est pas le sucrant qu’il vous faut, c’est en général pour l’une de deux raisons, et chacune mène ailleurs. Vous cherchez du volume, c’est-à-dire une poudre qui remplace le sucre à poids égal dans une pâte : regardez du côté des polyols, et de la fabrication du xylitol ou de celle du sorbitol, qui sont des procédés d’un tout autre genre. Vous cherchez un intense qui tienne la cuisson : c’est une autre famille de molécules, présentée dans les autres édulcorants.

Déclaration d’intérêts

L’auteur de ce site vend du xylitol. Il ne vend pas d’aspartame, et n’en tire aucun revenu, direct ou indirect. Cette page ne comporte aucun lien d’achat et ne cite aucun fabricant : la fabrication de l’aspartame y est décrite d’après les brevets de procédé, les publications et les textes réglementaires, parce qu’un site qui compare des sucrants doit savoir dire comment chacun est fait. Pour la comparaison point par point des deux produits, voir xylitol et aspartame.

Sources

  • Règlement (UE) n° 231/2012 de la Commission du 9 mars 2012 établissant les spécifications des additifs alimentaires énumérés aux annexes II et III du règlement (CE) n° 1333/2008, annexe, entrée E 951 (aspartame) : définition, formule, teneur, pouvoir rotatoire, acide 5-benzyl-3,6-dioxo-2-pipérazine acétique, perte à la dessiccation, cendres sulfatées, transmittance, arsenic, plomb.
  • Règlement (UE) n° 1169/2011 du Parlement européen et du Conseil du 25 octobre 2011 concernant l’information des consommateurs sur les denrées alimentaires, annexe III, points 2.1 à 2.3 (mentions « avec édulcorant(s) » et « source de phénylalanine »).
  • Centre international de recherche sur le cancer, Aspartame, Methyleugenol, and Isoeugenol, IARC Monographs on the Identification of Carcinogenic Hazards to Humans, volume 134, Lyon, 2024, section 1 (« Exposure Characterization ») : voies de synthèse chimique et enzymatique, procédé mixte en usage, volumes de production 2020, grades commerciaux, stabilité et dicétopipérazine, numéro CAS 22839-47-0.
  • Brevet US 4 549 987 A, « Aspartame synthesis » (1985) : couplage de l’anhydride de l’aspartate N-protégé avec l’ester méthylique de L-phénylalanine, rapport d’isomères d’environ 8/2, déformylation au peroxyde d’hydrogène, séparation du β-aspartame par précipitation à pH 4,5-5, rendements en solution et isolés.
  • Brevet EP 0 471 833 B1, « Method for increasing the alpha to beta ratio in an aspartame coupling reaction » : rapports α/β mesurés selon le second solvant et la température, rendement visé de 65 à 75 % en isomère α, et le fait que l’isomère β n’est pas sucré.
  • Brevet US 5 527 689 A, « Enzymatic coupling of L-phenylalanine methyl ester and N-benzyloxycarbonyl-aspartic acid » : thermolysine, proportions équimolaires, pH de 4,7 à 5,5, 40 °C, teneur en sel, conversions de 95 à 96 % avec régulation de pH contre environ 70 % sans.
  • « Synthesis of an aspartame precursor by immobilized thermolysin in an organic solvent », The Journal of Organic Chemistry, 1981, DOI 10.1021/jo00338a045 ; « Continuous synthesis of N-(benzyloxycarbonyl)-L-aspartyl-L-phenylalanine methyl ester with immobilized thermolysin in an organic solvent », Nature Biotechnology, 1985, p. 459.
  • K. Yokozeki et I. Abe, « A novel route for aspartame production by combining enzymatic and chemical reactions for industrial use », Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 2021, vol. 85, n° 2, p. 464-466, DOI 10.1093/bbb/zbaa045.
  • T. Tosa, T. Sato, T. Mori et I. Chibata, « Continuous production of L-aspartic acid by immobilized aspartase », Biotechnology and Bioengineering, 1973, vol. 15, n° 1, p. 69-84, DOI 10.1002/bit.260150106.
  • D. Huccetogullari, Z. W. Luo et S. Y. Lee, « Metabolic engineering of microorganisms for production of aromatic compounds », Microbial Cell Factories, 2019, vol. 18, article 41, DOI 10.1186/s12934-019-1090-4 : voie du shikimate, phosphoénolpyruvate comme précurseur limitant, rendement de 0,33 g de L-phénylalanine par gramme de glucose.
  • EFSA, groupe scientifique ANS, « Scientific Opinion on the re-evaluation of aspartame (E 951) as a food additive », EFSA Journal, 2013, vol. 11, n° 12, article 3496 : hydrolyse en phénylalanine, acide aspartique et méthanol, dose journalière admissible de 40 mg/kg de poids corporel.
  • EFSA, « Re-evaluation of salt of aspartame-acesulfame (E 962) as food additive », avis du 10 septembre 2026, DOI 10.2903/j.efsa.2026.10259 : recommandation de revoir les limites d’arsenic et de plomb de l’E 951.
  • W. H. Crosby et T. E. Furia (1980), valeurs de temps de demi-dégradation de l’aspartame en solution aqueuse selon le pH, reprises par la monographie du CIRC citée ci-dessus.

Nicolas Oger

Nicolas Oger édite Xylitol-Sucre.org depuis 2010. Il n'est pas professionnel de santé : sa démarche consiste à lire les publications scientifiques et les avis des agences sanitaires (EFSA, ANSES), puis à les restituer en citant ses sources, en distinguant ce qui est établi de ce qui reste discuté. Les contenus de ce site sont informatifs et ne remplacent pas un avis médical.