Классификация виды и химические свойства подсластителей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Подсластители -- вещества, используемые для придания сладкого вкуса. Широко используются натуральные и синтетические вещества для подслащивания пищевых продуктов, напитков, лекарственных средств.

Натуральные подсластители

(в некоторых случаях указан весовой «коэффициент сладости», по отношению к сахарозе)

1. Браззеин -- белок, в 800 раз слаще сахара

2. Гидрированный гидролизат крахмала -- 0.4--0.9 от сладости сахара по весу, 0.5--1.2 от сладости сахара по пищевой ценности

3. Глицерин -- 0.6 от сладости сахара по весу, 0.55 от сладости сахара по пищевой ценности, E422

4. Глицирризин из лакрицы -- в 50 раз слаще сахара, Е958

5. Изомальт -- 0.45--0.65 от сладости сахара по весу, 0.9--1.3 от сладости сахара по пищевой ценности, E953

6. Ксилит (ксилитол) -- 1.0 -- эквивалентен сахарозе по сладости, 1.7 от сладости сахара по пищевой ценности, E967

7. Куркулин -- белок, в 550 раз слаще сахара

8. Лактат -- 0.4 от сладости сахара по весу, 0.8 от сладости сахара по пищевой ценности, E966

9. Мабинлин -- белок, в 100 раз слаще сахара

10. Мальтит (мальтитный сироп) -- 0.9 от сладости сахара по весу, 1.7 от сладости сахара по пищевой ценности, E965

11. Маннитол -- 0.5 от сладости сахара по весу, 1.2 от сладости сахара по пищевой ценности, E421

12. Миракулин -- белок, не является сладким сам по себе, но модифицирует вкусовые рецепторы так, что кислый вкус временно ощущается как сладкий

13. Монеллин -- белок, в 3000 раз слаще сахара

14. Пентадин -- белок, в 500 раз слаще сахара

15. Сорбит (сорбитол) -- 0.6 от сладости сахара по весу, 0.9 от сладости сахара по пищевой ценности, E420

16. Стевиозид -- в 250 раз слаще сахара

17. Тагатоза -- 0.92 от сладости сахара по весу, 2.4 от сладости сахара по пищевой ценности

18. Тауматин -- белок, -- в 2000 раз слаще сахара по весу, E957

19. Фруктоза -- 1.7 от сладости сахара по весу и по пищевой ценности, 1.0x energy density of sucrose

20. Эритритол -- 0.7 от сладости сахара по весу, в 14 раз слаще сахара по пищевой ценности

Искусственные подсластители

1. 5-нитро-2-пропоксианилин (P-4000) -- в 4000 раз слаще сахара, запрещён FDA в 1950 году

2. Алитам -- в 2000 раз слаще сахара, Pfizer, Е956, ожидает разрешения FDA

3. Аспартам -- в 160--200 раз слаще сахара, NutraSweet, E951, разрешено FDA в 1981 году

4. Аспартам-ацесульфама соль -- в 350 раз слаще, Twinsweet, E962

5. Ацесульфам калия -- в 200 раз слаще сахара, Nutrinova, E950, разрешено FDA в 1988 году

6. Дульцин (сукрол) -- в 250 раз слаще сахара, запрещён FDA в 1950 году

7. Неогесперидин дигидрохалкон -- в 1500 раз слаще сахара, E959

8. Неотам -- в 8000 раз слаще сахара, NutraSweet, разрешён FDA в 2002 году

9. Сахарин -- в 300 раз слаще сахара, E954, разрешён FDA в 1958 году

10. Сукралоза -- в 600 раз слаще сахара, Tate & Lyle, E955, разрешён FDA в 1998 году

11. Цикламат -- в 30 раз слаще сахара, Abbott, E952, запрещён FDA в 1969 году, находится на перепроверке

Большинство из указанных веществ имеют очень низкую калорийность, и позиционируются на рынке пищевых добавок, как «некалорийные».

Другие вещества, обладающие сладким вкусом

Токсичные соединения -- соли свинца и бериллия

С древнейших времён было известно свойство некоторых органических соединений свинца придавать сладковатый привкус растворам. Так, ацетат свинца даже носил название «свинцовый сахар».

Более того, вина в древней Греции иногда специально хранили в свинцовой посуде, чтобы придать им более приятный вкус. К сожалению, соли свинца очень токсичны, что приводило гурманов к кажущимся странными отравлениям. Тем не менее «свинцовый сахар» эпизодически использовался для подслащивания пищевых продуктов ещё в XIX веке, в частности -- в деятельности безграмотных фальсификаторов пищевых продуктов.

Аналогичными свойствами обладают и другие соединения, например, соли бериллия (для него предлагалось химическое название «глиций», от греч. гликос -- сладкий). Однако они ещё более ядовиты, чем соли свинца, и, в отличие от «свинцового сахара» никогда не применялись в качестве подсластителя.

Классификация подсластителей

Подсластители условно подразделяются на:

* интенсивные подсластители;

* сахарозаменители.

Интенсивные подсластители - вещества несахарной природы, которые в десятки и сотни раз слаще сахара.

По природе различают натуральные или синтетические подсластители.

Среди натуральных подсластителей наиболее известны тауматин, стевиозин, неогеспиридиндигидрохалкон, монелин, перилартин, глициризин, нарилгин, осладин, филодульцин, фрукты «Ло Хан».

Стевиозин получают из растения Stevia rebaudiana, его активно включают в программы похудения и лечения аллергодерматозов.

Особое место занимает мёд - это инертный сахар, включающий фруктозу, глюкозу, мальтозу, галактозу, лактозу, триптофан и алитам.

Среди синтетических сахарозаменителей популярны аспартам , ацесульфам калия, сахарин, цикламат, сукралоза (хлорсахароза), дульцин (сукрол), ксилит, сорбит, мальтит, маннит, лактит, изомальтит (палатинит).

Большинство синтетических заменителей энергетической ценности не имеют и организмом не усваиваются. Это очень важная характеристика, которую необходимо иметь в виду, составляя низкокалорийные диеты.

Благодаря внедрению современных инновационных технологий, ассортимент подсластителей всё время обновляется: подсластители первого поколения (цикламаты и сахарин), полученные 30-50 лет назад по степени сладости и вкусовым качествам уже не выдерживают конкуренции с подсластителями нового поколения (аспартам, сукралоза, ацесульфам калия).

Характеристика отдельных сахарозаменителей

Сукралоза (Е955). Производное сахарозы. Коэффициент сладости 600. Торговое наименование - Спленда. Суточная доза не должна превышать 18 мг/кг массы тела. Не влияет на уровень глюкозы в крови и не участвует в углеводном обмене; может использоваться беременными, кормящими матерями и детьми. Сукралоза активно используется в диетах для поддержания оптимального веса и при лечении угревой сыпи.

Фруктоза. В свободном состоянии содержится в ягодах и фруктах, цветочном нектаре, семенах растений и мёде. Коэффициент сладости 1,2-1,7. Суточная доза не более 30-40 г в сутки. На 30 % менее калорийна, чем сахароза. В меньшей степени влияет на уровень сахара в крови, поэтому в умеренных количествах разрешена больным диабетом. Иногда фруктозу обогащают витамином С. Это один из немногих подсластителей, обладающих консервирующим свойством.

Даже при полном переходе на фруктозу остаётся угроза возникновения ожирения, и приём этого углевода рассматривается как паллиативная мера.

подсластитель химическое вещество сладкий вкус

Ксилит (Е967). Получают из кочерыжек кукурузы и шелухи хлопковых семян. Коэффициент сладости 1,0. Суточная доза не более 40-50 г в сутки. Энергетическая ценность почти такая же, как у обычного сахара, но в отличие от него ксилит улучшает состояние зубов, а потому входит в состав некоторых зубных паст и жевательных резинок. Предотвращает развитие кариеса, повышает секрецию желудочного сока, обладает желчегонным и слабительным действиями.

Сорбит (Е420). Многоатомный спирт. Содержится в яблоках, абрикосах, но больше всего его в плодах рябины. Коэффициент сладости 0,6. Поскольку сорбит не является углеводом, его можно использовать в диабетическом питании и при лечении ожирения. Иногда сорбит добавляют в соки и прохладительные напитки в качестве консерванта. Научный комитет экспертов по пищевым добавкам Европейского сообщества присвоил ему статус пищевого продукта.

Аспартам (Е951).

Аспартам -- искусственный подсластитель, заменитель сахара (пищевая добавка E951). L-Аспартил-L-фенилаланин метил, распадающийся в организме человека на метанол и две протеиногенных аминокислоты: аспарагиновую и фенилаланин.

Аспартам примерно в 160--200 раз слаще сахара, не имеет запаха, хорошо растворим в воде. Несмотря на то, что этот подсластитель, как и белки, имеет калорийность 4 ккал/г, для создания сладкого вкуса необходимо небольшое количество аспартама, поэтому его вклад в калорийность пищи не принимается в расчет. По сравнению с сахаром вкусовое ощущение сладости от аспартама медленнее появляется и дольше остается. При нагреве Аспартам разрушается, поэтому не пригоден для подслащивания продуктов, подвергаемых термообработке.

Аспартам выпускается под различными торговыми марками как отдельно, так и в составе смесей сахарозаменителей. Аспартам является вторым по популярности подсластителем и входит в состав огромного количества продуктов и напитков (более 9000[уточнить]), в том числе: безалкогольных напитков, горячего шоколада, жевательных резинок, конфет, йогуртов, заменителей сахара, витаминов, таблеток против кашля и многого другого.

Также выпускается в виде таблеток (1 таблетка по сладости соответствует 3,2 г сахара) и используется при сахарном диабете, ожирении и других заболеваниях, требующих ограничения или исключения употребления сахара.

История

Аспартам был открыт в 1965 г. Джеймсом М. Шлаттером, химиком, работавшим на компанию Сёрл (G.D. Searle & Company). Шлаттер синтезировал аспартам в ходе исследований для производства лекарств от язвы. Он обнаружил сладкий вкус аспартама случайно, облизнув палец, на который попал аспартам. Первыми стали применять аспартам США и Великобритания -- с 1981 года. Выпускаемый под различными торговыми марками (например, Equal, Spoonful), аспартам объявлен альтернативой сахару, позволяющей не набирать вес и официально не являющийся канцерогеном (в чём подозревался используемый ранее искусственный подсластитель -- сахарин).

Метаболизм и безопасность

Аспартам в организме человека распадается на две аминокислоты (аспарагиновую и фенилаланин), а также метанол. Аминокислоты являются составной частью белка и участвуют в ряде важных биохимических процессов организма. Метанол же является ядом, действующим на нервную и сосудистую системы организма. Токсическое действие метанола обусловлено так называемым «летальным синтезом» -- метаболическим окислением в организме до очень ядовитого формальдегида. Приём внутрь 5--10 мл метанола приводит к тяжёлому отравлению (одно из последствий -- слепота), а 30 мл и более -- к смерти. Этот факт часто дает повод для дискуссий о вреде аспартама.

Большое количество токсикологических и клинических исследований аспартама подтверждают его безвредность, если дневная доза не превышает 50 мг на килограмм массы. В Европе установлен максимум: 40 мг на килограмм массы в день. Практически 40 мг/кг массы тела для человека массой 70 кг значат примерно 266 таблеток синтетического подслащивающего средства, или 26,6 л колы, в один день.

Потребление продуктов, содержащих аминокислоту фенилаланин противопоказано людям с наследственным заболеванием фенилкетонурия, поэтому во многих странах, включая Россию, продукты, содержащие аспартам, должны иметь предупреждение «Содержит источник фенилаланина».

Что характерно: исследование в защиту или против аспартама, тесно связано с тем, кто это исследование оплачивал. Простейший интернет-анализ показывает, что 100 % исследований, финансированных промышленностью, пришли к выводу, что аспартам безопасен, в то время как 92 % независимо финансируемых исследований и отчётов определили, что аспартам является потенциальным источником вредных эффектов.

В результате проведенной в 2005 году работы, итальянские исследователи пришли к выводу, что аспартам является мультипотенциальным канцерогенным агентом, эффект которого наступает при употреблении ежедневно 20 миллиграммов на килограмм массы тела, что гораздо меньше рекомендуемой ежедневной дозы, составляющей 50 мг/кг в США и 40 мг/кг в Европе. Исследователи добавляли аспартам в разных дозировках в пищу крыс и наблюдали за каждым животным до момента его спонтанной смерти. Всего эксперимент продолжался 159 недель. После смерти органы и ткани каждого животного были подвергнуты тщательному микроскопическому анализу.

У животных, получавших в пищу аспатрам, наблюдалась четкая тенденция к развитию разных типов злокачественных заболеваний, в том числе лимфом, лейкемий и множественных опухолей различных органов. Ученые предполагают, что виноват в этом один из метаболитов аспартама - метанол, который в процессе обмена веществ превращается в формальдегид. По словам исследователей, и тот и другой являются потенциальными канцерогенами.[8]

В анализе, опубликованном в апреле текущего года европейским «Журналом диетического питания», южноафриканские учёные оценили потенциальное воздействие на мозг не только одного из компонентов аспартама - метанола, но и других элементов (фенилаланина и аспарагиновой кислоты). Подробный анализ подтверждается и более чем 50 ссылками на другие научные работы.

В своём анализе воздействия фенилаланина подробно описывают способность этого вещества нарушать химию мозга, включая его способность снижать уровень ключевых мозговых химических соединений, например, серотонина (что может неблагоприятно влиять на различные области, включая настроение, поведение, сон и аппетит). Авторы так же обращают внимание, что фенилаланин также имеет способность нарушать метаболизм аминокислот, функции нервов и гормональный баланс в организме. Они утверждают, что аспартам способен разрушать нервные клетки, и это может в свою очередь вызывать болезнь Альцгеймера.

Существует мнение, что Аспартам опасен для диабетиков. Ретинопатия у диабетиков может возникнуть вследствие отравления аспартамом. Аспартам способствует тому, что уровень сахара в крови становится не контролируемым. На конференции Американского Колледжа Врачей были сообщения, что перевод диабетика с сахарина на продукты, содержащие аспартам, приводил, в конечном счете, к развитию комы.

Бландел и Хилл сумели показать, что непитательный заменитель сахара -- аспартам в растворе -- возбуждает аппетит. Вышеупомянутые ученые писали в отчете: «После приема аспартама испытуемые продолжали ощущать остаточное чувство голода, в отличие от приема глюкозы. Это чувство функционально, оно приводит к повышенному потреблению пищи». Тардофф и Фридман доказали, что сильное ощущение голода может сохраняться до полутора часов после приема искусственных заменителей сахара

.

Сахарин (Е954). Синтетический подсластитель. Коэффициент сладости 400-450. Торговые наименования: Сукразит, Милфорд Зус, Сладис, Сладкий сахар, Рио. Суточная доза сахарина не должна превышать 0,2 г или более 5 мг/кг массы тела. Организмом не усваивается. Входит в состав многих таблетированных сахарозаменителей. Существует мнение, что сахарин является потенциальным канцерогеном, поэтому не рекомендуется употреблять содержащие его напитки на голодный желудок и без одновременного потребления углеводной пищи. В период с 1991 по 2004 гг. были проведены исследования, в которых участвовали 598 больных раком ротовой полости, 304 больных раком пищевода, 1225 больных раком толстой кишки, 728 больных раком прямой кишки, 460 больных раком гортани, 2569 больных раком молочной железы, 1031 больной раком яичников, 1294 больных раком предстательной железы, 767 больных раком почки. Контрольная группа включала 3301 мужчину и 3727 женщин. В результате исследований не было обнаружено связи между употреблением сахарозаменителей и возникновением различных опухолей [1]. До сих пор не исключено утверждение, что сахарин вызывает обострение желчно-каменной болезни. После применения сахарина описаны единичные случаи неприятных ощущений в ногах («беспокойные ноги») .

Цикламат (Е952). Синтетический подсластитель (рисунок). Получен в 1937 году. Коэффициент сладости 50. Торговое наименование - Цукли. Чаще всего используется цикламат натрия, существует также цикламат кальция и цикламатовая кислота. Суточная доза не должна превышать 11 мг/кг массы тела. Цикламат обычно вводят в состав комплексных таблетированных сахарозаменителей. Цикламаты легко растворяются в воде и выдерживают очень высокие температуры, поэтому их добавляют в пищу в процессе приготовления. Цикламат натрия не стоит включать в диетические программы для пациентов с заболеваниями почек, а также во время беременности и лактации. С 1969 года цикламат запрещён к применению в США, Франции, Великобритании и ещё ряде стран из-за подозрения, что он провоцирует почечную недостаточность. В России из-за низкой цены цикламат является наиболее распространенным подсластителем, никаких запретов на его продажу нет, его активно добавляют в различные напитки. В 1999 году в Дании (Danish Institute for Food and Veterinary Research) были проанализированы 116 безалкогольных напитков на содержание подсластителей: цикламата, ацесульфама-К, аспартама, сахарина. Результаты показали, что содержание цикламата в исследуемых напитках существенно превышало допустимые уровни [3].

Как видно из рисунка, цикламат и сахарин могут существовать в виде солей натрия, что необходимо учитывать при разработке рациона питания для пациентов, страдающих артериальной гипертензией, заболеваниями почек, отёками [4].

Ацесульфам калия (Е950). Синтетический подсластитель. Торговое наименование - Sweet One. Коэффициент сладости 200. Суточная доза не должна превышать 1,0 г или не более 8 мг/кг массы тела. Так же как сахарин, цикламат и аспартам организмом не усваиваются и быстро выводятся. В безалкогольных напитках, особенно за рубежом, широко применяется смесь ацесульфама калия с аспартамом. Продукты с этим подсластителем не рекомендуется употреблять детям, беременным и кормящим женщинам.

Тауматин I (Е957). Белок. Коэффициент сладости 1600. Значительно нарушает гормональный баланс и в качестве подсластителя не разрешён к применению в России и во многих странах.

Полиолы или многоатомные спирты. Основные - сорбитол и ксилитол. В организме распадаются до углекислого газа и воды с высвобождением энергии. Главное достоинство - не вызывают секреции инсулина.

Маннитол. По сладости близок к глюкозе и сорбитолу. Стрептококки зубного налета превращают маннитол в органическую, безвредную молочную кислоту.

Изомальтулеза. Сладость соответствует 42 % сладости сахарозы. Изомальтулеза снижает кислотность зубного налета.

Палатинит. Гидрогенизированная изомальтулеза. Используется в качестве заменителя сахара, снижает риск возникновения кариеса.

Ликазин. Гидрогенизированный гидролизат крахмала. В эксперименте почти вдвое снижал кариес у подопытных животных. Микроорганизмы полости рта не адаптируются к ликазину.

Нистоза. В Японии применяется в качестве противокариесного заменителя сахара: микроорганизмы ротовой полости превращают нистозу в органические кислоты, которые не разрушают эмаль зубов.

Белки миракулин, монелин, тауматин обнаружены в плодах некоторых растений. Они также перспективны для профилактики кариеса.

Неотам. Состоит из двух аминокислот: L-аспарагиновой и L-фенилаланина, в 30 раз слаще аспартама. Безопасен для зубной эмали.

Алитам. Состоит из аспарагиновой кислоты, аланина и амида. В 2000 раз слаще сахара, не разрушается при кипячении. Безопасен для зубной эмали.

Все заменители сахара обладают сильным желчегонным действием, поэтому у людей с заболеваниями желчевыводящих путей заменители сахара могут обострить течение болезни.

К группе сладких веществ и потенциальных подсластителей относятся и так называемые «сладкие аминокислоты»: D-аланин, L-аланин, D-2-аминомасляная кислота, D-аспарагин, D-аспарагиновая кислота, бетаин, D-глутамин, глицин, D-гистидин, L-4-гидроксипролин, D-изолейцин D-лизин, D-норлейцин, D-норвалин, D-орнитин, L-орнитин, D-фенилаланин, D-фенилглицин, L-пролин, D-серин, L-серин, D-треонин, L-треонин, D-триптофан, D-валин.

Широко известны так называемые «сладкие растения»: солодка голая (Gkycyrrhiza glabra), стевия медовая (Stevia rebauliana Bertoni), африканские растения Dioscoreophyllum cumminsii Diels, Thaumatococus danielii.

Флавониды

Достойное место в медицине должны занять флавоноиды. Известно, что флавоноиды цитрусовых после специальной обработки приобретают сладкий вкус. К ним относятся гесперидин из апельсинов и лимонов, наригин из грейпфрутов, неогесперидин из севильских апельсинов. Из папоротника Polipodium vulgare L. выделен стероидный сапонин осладин, в 3000 раз по сладости превышающий сахарозу. Выделен целый ряд ещё малоизученных сладких веществ, например, из канифоли сосны, из листьев чая (филодульцин), из растения Perilla nankinensis (периальдегид), из фруктов «Ло Хан».

Большинство белков безвкусно, однако шесть белков: тауматин, монеллин, мабинлин, браззеин, лизоцим яйца и неокулин обладают сладким вкусом. Представляется перспективным их применение в качестве подсластителей .

Противопоказания и рекомендации

Экспериментальные исследования показали, что ацесульфам калия, аспартам и сахарин усиливают сокращение изолированной мышцы желчного пузыря крысы за счёт модуляции Ca2+ каналов L-типа . Обсуждается вопрос о том, что пищевой режим с высоким содержанием фруктозы, наряду с дефицитом магния, может служить фактором, способствующим развитию метаболического синдрома с ожирением, гипертонией и резистентностью тканей к инсулину .

Объединённый экспертный комитет ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам рекомендует безопасные суточные дозы, которые зависят от природы интенсивных подсластителей. Не следует превышать эти дозы в программах, направленных на коррекцию веса и лечение угревой сыпи. Не желательно использовать подсластители, проходящие период апробации и накопления доказательной базы по безопасности применения. Вместе с тем, по-прежнему рекомендуется использовать специи (кориандр, стевию, топинамбур, зелёный чай, апельсины и, особенно, корицу), которые снижают тягу к сладкому, улучшают вкусовые качества приготовленной пищи и существенно тормозят формирование глюкозотолерантности.

Размещено на Allbest.ru