Di antara semua pemanis tidak berkalori, hanya aspartam yang mengalami metabolisme. Tetapi proses pencernaan aspartam juga seperti proses pencernaan protein lain. Aspartam akan dipecah menjadi komponen dasar, dan baik aspartam maupun komponen dasarnya tidak akan terakumulasi dalam tubuh.
Dalam keadaan normal, fenilalanina diubah menjadi tirosina dan dibuang dari tubuh. Gangguan dalam proses ini terjadi pada penyakit fenilketonuria atau fenilalaninemia atau fenilpiruvat oligofrenia (PKU). Tubuh tidak mampu menghasilkan enzim pengolah asam amino fenilalanina, sehingga menyebabkan kadar fenilalanina yang tinggi di dalam darah, yang berbahaya bagi tubuh. PKU menyebabkan fenilalanina tertimbun dalam darah sehingga mengganggu otak dan dapat menimbulkan berbagai dampak berbahaya bagi tubuh manusia. Penyakit ini dapat diturunkan secara genetik. Kedua jenis asam amino ini secara alamiah terkandung dalam berbagai makanan berprotein seperti daging, biji-bijian dan nernagai produk diary atau susu. Penyakit ini jarang terjadi di Indonesia. Tetapi pada orang kulit putih, itupun kejadiannya hanya satu per 15.000 orang. Bukan hanya aspartam, tapi juga segala macam makanan yang mengandung fenilalanina termasuk nasi, daging dan produk susu. Pada setiap produk yang mengandung aspartam harus diwaspadai bagi penderita fenilketonuria dengan membaca cermat label pruduk yang mengandung fenilalanina.
