Замінники цукру

Останнім часом у багатьох країнах проводять дослідження щодо синтезу замінників цукру різного походження.

Замінники цукру, як природного, так і синтетичного поход­ження, повинні відповідати таким основним вимогам:

не мати енергетичної цінності або мати малу енергетичну цінність;

мати чистий солодкий смак без стороннього присмаку; бути фізіологічно інертними і не шкідливими для здоров'я людини;

бути добре розчинними у воді;

бути стабільними в широкому діапазоні температури і рН середовища;

бути зручними при дозуванні; бути економічно вигідними.

Для харчової промисловості запропоновано багато нових за­мінників цукру, однак ні один із них поки що не зможе повністю замінити цукор. Багато з них мають послаблюючу дію (маніт, палатиніт, сорбіт, ксиліт), значну енергетичну цінність (фрукто­за, глюкозофруктозні сиропи та ін.), сторонній, не характерний Для цукру присмак (сахарин), нестійкі при нагріванні (ацесульфам К та ін.), надто довго відчувається солодкий смак після його вживання (стевіозид та ін.).

Основним показником замінника цукру є ступінь його солодкості. Він визначається за кількістю сахарози (в грамах), розчиненої у воді за умови, щоб її розчин мав такий самий солодкий смак, як і розчин, в якому розчинено 1 г підсолод-жувача. Солодкість сахарози прийнято за одиницю. Солодкість замінників цукру коливається від менше 1 до кількох сотен і навіть тисяч (табл. ­

Замінники цукру поділяють на 3 групи: природні, аналогічні природним і солодкі речовини хімічного синтезу.

Сахарин— найдавніший підсолоджувач синтетичного поход­ження — білий кристалічний порошок, у 300 разів солодший за цукор, злегка гіркий. Добре розчиняється у воді, в лужних розчинах, частково — в етиловому спирті. Насичений водний розчин сахарину має кислу реакцію. Сахарин не метаболізує в організмі, а видаляється із сечею (80 %). Шлунково-кишкове всмоктування сахарину становить 85 %. Доказів біонакопичення сахарину в тканинах організму немає.

Фруктоза — моносахарид, у 1,7 разу солодший за цукор. Для перетворення не потребує інсуліну, тому використовуєть­ся як замінник цукру в харчуванні хворих на цукровий діа­бет. За енергетичною цінністю не відрізняється від цукру, гігроскопічна, має виразні ліпотропні властивості. Одержують шляхом кислотного або ферментного гідролізу сахарози. Є дані, що при наявності фруктози прискорюється всмоктування глюкози.

Маніт — багатоатомний спирт. При розщепленні 1 г маніту виділяється 2 ккал (8,4 кДж) теплоти. Має послаблюючу дію внаслідок недостатнього всмоктування в кишках.

Ксиліті сорбіт за хімічною будовою є п'яти- та шестиатомні спирти. Ксиліт виготовляють із відходів сільськогосподарської сировини (лузги бавовняного насіння, кукурудзяних качанів). Це — білі кристалічні речовини, солодкі на смак, із сильним охолоджуючим ефектом. Солодкість сорбіту близька до солод­кості цукру (0,5—0,7), а солодкість ксиліту така сама, як і цукру. Ксиліт і сорбіт добре розчиняються у гарячій воді. Ксиліт вико­ристовується при виготовленні компотів, кондитерських виро­бів (шоколад, печиво), призначених для хворих на цукровий діабет. У дозах понад 50 г на добу сорбіт і ксиліт викликають стійку послаблюючу дію у більшості людей. Енергетична цінність ксиліту і сорбіту майже така сама, як цукру. При перетворенні 1 г сорбіту утворюється 3,4 ккал (14,28 кДж), 1 г ксиліту — 4 ккал (16,8 кДж) теплоти.

Одними із найбільш перспективних і добре вивчених цукро-замінників синтетичного походження, дозволених для викорис­тання в Україні, є аспартам і ацесульфам К.

Аспартам (торгова назва «Сластилін») — за хімічною будо­вою є метиловим ефіром Е-аспартил-Ь-фенілаланіну. Випуска­ється фірмою «Сьорл» (США). Це — білий кристалічний порошок без запаху, у 200 разів солодший за цукор, що дає змогу використовувати його в мінімальних дозах. Аспартам має цінну властивість підсилювати аромат основного продукту. При розкладанні 1 г аспартаму виділяється 4 ккал (16,8 кДж) теплоти. Аспартам має солодкий смак без неприємного металіч­ного або іншого стороннього присмаку, що вигідно відрізняє його від інших замінників цукру синтетичного походження. Недоліком аспартаму є його нестабільність до дії високої темпе­ратури (розкладається з утворенням продуктів — дикетопіпе-разини та ін., які не мають солодкого смаку). У зв'язку з цим аспартам використовується для підсолоджування лише продук­тів, які не потребують тривалої теплової обробки (безалкогольні, молочні та молочнокислі напої, морозиво, креми, суміші для коктейлів та десертів, жувальні гумки, пиво, консервовані фрук­ти, делікатесні хлібобулочні вироби, фруктові та рибні пре-зерви), у дозі від 300 до 55 000 мкг/кг. Встановлена ФАО/ВООЗ величина АЛЛ для аспартаму складає 40 мг /кг маси тіла

Ацесульфам К (торгова назва «Сунетт») — штучний підсолоджувач, у 200 разів солодший за цукор. Виробляє фірма «Хехст» (ФРН). За хімічною будовою є похідним оксатіацинон-діоксиду. На відміну від аспартаму ацесульфам К стійкий до дії високої температури. Нагрівання підкислених розчинів (рН 4) до температури 120°С не призводить до розкладання його. Частковий гідроліз ацесульфаму К може виникати в розчинах, рН яких нижче 2,5, або в сильнолужних розчинах. Біохімічні дослідження на різних видах тварин показали, що ацесульфам К швидко всмоктується і виділяється із організму в незміненому вигляді переважно з сечею (95—98 %); лише 1 — З % його виділяється з фекаліями. З материнським молоком протягом доби виділяється близько 1,6 % введеної дози. Ацесульфам К не розкладається в організмі, оскільки будь-яких метаболітів його в сечі і фекаліях не виявлено.

Ацесульфам К використовується при виготовленні безалко­гольних напоїв, десертів, джемів, желе та мармеладів, соусів, гірчиці (в дозі 350 мкг/кг), кондвиробів (500—2000 мкг/кг), жувальних гумок, пива (350 мкг/кг), пива темних сортів (200 мкг/кг), фруктів консервованих (1000 мкг/кг), презервів фруктових та рибних (в дозі не більш як 200 мкг/кг), делікатесних хлібобулочних виробів (1000 мкг/кг).

ЛДД ацесульфаму К для людини становить 15 мг/кг маси тіла. Враховуючи, що ця сполука є типовим ксенобіотиком, обмежують використання ацесульфаму К в харчуванні дітей дошкільного віку (до 7 років).

Цикламати кальцію і натрію використовують як замінники цукру в багатьох країнах. Вони в 50 разів солодші за цукор. В Україні цикламати вживати заборонено, оскільки є дані про їх здатність викликати утворення пухлин.

До широко використовуваних у різних країнах замінників цукру належить стевіозид. Це — глікоалкалоїд, який одержують із рослини стевії, що росте в Центральній та Південній Америці. Останнім часом поширена культивація цієї рослини в країнах Південно-Східної Азії, а також в Болгарії та на півдні України. Стевіозид стійкий до впливу кислот і високої температури. В Україні із стевії одержують сахарол (70 % глікоалкалоїдів), який використовують як замінник цукру в багатьох продуктах харчування.

Отже, група замінників цукру (підсолоджувачів) включає цілий ряд речовин — від продуктів, які можна розглядати як продукти харчування, до речовин синтетичного походження, які завдяки інтенсивному солодкому смаку дають очікуваний ефект. Загальноприйнятим є поділ підсолоджувачів невуглевод­ ної природи на два типи: об'ємні та інтенсивні. В основу такого поділу покладена їх солодкість відносно сахарози. Підсолоджу-вачі, рівень солодкості яких близький до сахарози, називають об'ємними підсолоджувачами (сорбіт, ксиліт та ін.). До інтен­сивних підсолоджувачів невуглеводної природи належать аце-сульфам К, аспартам, цикламова кислота та її солі, гліциризин, монелін, дигідрохалкони, сахарин, стевіозид, тауматин та ін. У багатьох країнах помічена тенденція контролю за спожи­ванням цукру. Це дуже важливо не тільки для хворих на цукровий діабет, а й для осіб з надмірною масою тіла. Довго­термінові освітні програми, які виконуються в деяких країнах, можуть змінити смаки населення відносно споживання со­лодких продуктів. Альтернативою є використання невугле-водних підсолоджувачів. Наприклад, поліоли мають майже таку саму енергетичну цінність, як і сахароза, але вони не всмоктуються і не розкладаються організмом, тому енергетич­на цінність більшості з них менша сахарози. Жоден із інтен­сивних підсолоджувачів не підвищує енергетичну цінність продуктів харчування, оскільки додають їх у мізерній кількості. Поліоли пригнічують процес розкладання крохмалю бактерія­ми ротової порожнини і таким чином гальмують розвиток карієсу зубів.

Об'ємні підсолоджувачі викликають осмотичну діарею (проносні явища та метеоризм). Це відбувається внаслідок зміни процесу осмосу крізь стінку кишок. Кількість підсолоджувача, яка спричиняє осмотичну діарею, залежить від виду підсолод­жувача, дози, індивідуальних особливостей, віку людей та ін.

Деякі об'ємні підсолоджувачі (ксиліт, сорбіт, маніт) мають від'ємну теплоту розчинення, тобто для їх розчинення потрібна теплота. Тому при розчиненні підсолоджувача в ротовій порожнині має місце ефект «холоду в роті». Завдяки цій властивості об'ємні підсолоджувачі використовуються у виробництві безалкогольних напоїв як зволожувачі, а також для зменшення процесу карамелізації. Об'ємні підсолоджувачі використовують також при виготовленні деяких видів морозива, щоб запобігти утворенню зернистої структури внаслідок можливої кристалізації при низьких температурах зберігання.

Інтенсивні підсолоджувачі знижують вміст вуглеводів у харчових продуктах, чим поліпшують структуру деяких з них. Наприклад, освіжаючий ефект безалкогольних напоїв можна досягти завдяки використанню інтенсивних підсолоджувачів. Тенденції до злипання та виникнення поверхневої кристалізації морозива, виготовленого на основі води з високим вмістом сахарози, можна запобігти частковою заміною сахарози інтенсивним підсолоджувачем. До деяких концентрованих безалкогольних напоїв додають інтенсивні підсолоджувачі для підсилення ступеня солодкості та збереження колоїдності.