Натуральные подсластители

Интенсивные подсластители и сахарозаменители

Подсластители — вещества несахарной природы, которые придают пищевым продуктам и готовой пище сладкий вкус. Как правило, подсластители применяются при изготовлении пищевых продуктов, блюд и кулинарных изделий, имеющих низкую энерге­тическую ценность (не менее чем на 30 % по сравнению с традици­онными продуктами питания), а также в специальной диетической продукции, предназначенной для лиц, которым рекомендуется огра­ничивать потребление сахара по медицинским показаниям, поско­льку подсластители не требуют для своего усвоения инсулина. Существуют различные классификации сладких веществ: на основе их происхождения (натуральные и искусственные), степени сладости (подсластители с высоким и низким сахарным эквивален­том), калорийности (высококалорийные, низкокалорийные, нека­лорийные), химического состава и строения, усвоения организмом человека и др. Наибольшее внимание производителей пищевой продукции и потребителей привлекают подслащивающие вещества с высоким сахарным эквивалентом и не служащие источником энергии. В на­стоящее время синтезировано или выделено из природного сы­рья свыше 80 подсластителей.

Миракулин — гликопротеид, белковая часть которого состоит из 373 аминокислот, углеводная — из арабинозы, ксилозы, глю­козы, фруктозы, других Сахаров. Получают из плода африканского растения Richazdella dulcifica. Отличается термостабильностью при рН 3-12; эффект сладости долго сохраняется после принятия 1-2 мг препарата.

Монелин — белок, состоящий из двух неоднородных полипеп­тидных цепей, в которые входят соответственно 50 и 44 аминокис­лоты. Сахарный эквивалент монелина — 1500-3000 ед. Выделяют подсластитель из ягод африканского окультуренного винограда Dioscoreophyllum cumminsii. В водных растворах стабилен при рН 2-10. При других рН и нагревании сладость необратимо теря­ется, что ограничивает его применение.

Тауматин — самое сладкое из известных веществ. Степень сла­дости — 80 000-10 0000 ед. Состоит из нескольких белков. Легко растворяется в воде, стабилен при рН 2,5-5,5 и повышенных тем­пературах. Производят в Великобритании из специально культиви­руемого растения. Создан препарат — ионный адукт тауматин-алюминий, который выпускается под торговой маркой «Falune».

Дигидрохалконы — производные флавонон-7-глюкозидов. По­следние — естественные компоненты плодов цитрусовых (лимо­нов, апельсинов, грейпфрутов, мандаринов). Изучено более двух десятков дигидрохалконов со степенями сладости от 30 до 2000 ед. Имеют чистый сладкий вкус и приятный освежающий при­вкус, ощущение которых длится до 10 мин. Дигидрохалконы срав­нительно плохо растворимы в воде (0,8-3,6 г/л при 25 °С), устой­чивы к кислым средам. После запрещения цикламата в ряде стран применение этих подсластителей расширилось. Потребление ди­гидрохалконов в количестве 0,2-1,0 г/кг массы тела не оказывает вредного влияния на организм человека.

Стевиозид — смесь сладких веществ гликозидной структуры, выделяемых из листьев южноамериканского растения Stevia zeba-noliana Berfoni. Всего выделено 14 соединений, однако некоторые из них до сих пор не изучены. Основой их является агликол стевиол. Препарат подсластителя представляет собой белый порошок, хо­рошо растворимый в воде, с приятным сладким вкусом и фарма­цевтическим лакричным послевкусием. В 300 раз слаще сахарозы, с большим периодом ощущения сладости. Обладает высокой кис­лотной стабильностью. Производство и потребление стевиозида ограничено отдельными регионами, где культивируется вышеука­занное растение (Парагвай, Япония, Корея, другие страны Южной Америки и Юго-Восточной Азии).

Синтетические подсластители. Получают в основном с использованием методов органическо­го синтеза. В отличие от природных, синтетические подслащиваю­щие вещества требуют более серьезных критериев гигиенической безопасности и установления допустимых количеств потребления.

Сахарин — представляет собой имид ортосульфобензойной кислоты, плохо растворимой в воде (1 г на 290 мл холодной воды или на 25 мл кипящей). Для подслащивания пищевых продуктов применяют натриевую и калиевую соли сахарина. Растворимость натриевой соли составляет 1 г в 1,5 мл воды при 22 °С. Показано, что 75 % поступившего в организм сахарина превращается в угле­кислый газ, который медленно всасывается в кишечнике, что благоприятствует усиленному росту бактерий, синтезирующих ви­тамины группы В. Этим свойством объясняется способность саха­рина уменьшать расход в организме тиамина, пиридоксина, био­тина. Токсическое действие не выявлено.

Сахарин в 400-500 раз слаще сахара. Высокая сладость и низ­кая стоимость обеспечили его широкое распространение в качест­ве пищевой добавки. Имеются его аналогии: СД-100 и СД-450. Еже­годное потребление в США составляет 3 тыс. т, Японии — 1 тыс. т, странах Западной Европы — несколько сотен тонн. Недостаток сахарина — возможное отрицательное влияние на здоровье чело­века, что послужило причиной его запрещения в 1970-х годах в Ка­наде, Франции, Италии, ряде других стран.

Временная ДСД для сахарина составляет 2,5 мг на 1 кг массы тела.

Цикламаты — соли циклогексиламино-Ы-сульфоновой кислоты. В качестве подсластителей используют только натриевую и каль­циевую соли. Это белые кристаллические порошки, хорошо раст­воримые в воде (натриевая соль — 1 г в 5 мл, кальциевая — 1 г в 4 мл при 25 °С). Обладают хорошей температурной, кислотной и щелочной стойкостью. Степень сладости цикламатов составляет 20-30 ед.

Имеющиеся данные по токсичности цикламатов неоднозначны. Обращают внимание исследования, проведенные Национальной академией наук США по поручению Государственной комиссии по пищевым и фармацевтическим добавкам (FDA). Показано, что цик­ламаты способствуют образованию опухолей или могут являться канцерогенами в присутствии других соединений, поэтому исполь­зование этих добавок было запрещено в США, Японии, Велико­британии. Тем не менее цикламаты применяют для подслащивания продуктов примерно в 40 странах мира. Приемлемое суточное по­требление цикламатов составляет 11 мг на 1 кг массы тела (2 мг/кг в пересчете на цикламовую кислоту).

Ацесульфам К — представитель гомологического ряда оксатиа-цинондиоксидов. Белый кристаллический порошок, не гигроскопи­чен, стабилен при хранении. Растворимость препарата составляет 270 г/л при 20°С, 1000 г/л при 100 °С. Водные растворы ацесульфама К характеризуются термо- и кислотоустойчивостью и выгод­но отличаются по этим показателям от сахарозы. Пищевые продукты, подслащенные ацесульфамом К, можно подвергать стерили­зации. Сахарный эквивалент препарата зависит от вида продукта, кон­центрации подсластителя, рН, температуры, использования других добавок. При сравнении с 3%-ным раствором сахарозы ацесульфам К имеет сахарный эквивалент 200 ед.

Имеющиеся в настоящее время данные свидетельствуют об отсутствии какого-либо вредного влияния ацесульфама К на орга­низм человека. Ацесульфам К разрешен для пищевых продуктов в Великобритании, Ирландии, Германии, Бельгии, других странах Западной Европы, Азии и Америки. Установленная ФАО/ВОЗ ДСД составляет 9 мг на кг массы тела. Производится под торговой маркой «Sunett».

Аспартам — метиловый эфир N-LL-аспартил-L-фенилаланина. Белый кристаллический порошок. Растворимость в воде ограни­чена при 20 °С — 1 г, при 50 °С — 5 г в 100 мл. Подкисление среды увеличивает растворимость препарата. Он характеризуется отно­сительно невысокой стойкостью к воздействию рН, температуры, условий хранения, что создает определенные проблемы в техноло­гии его применения. Оптимальные условия для аспартама, при ко­торых период его полураспада равен 260 суткам: рН 4,2, темпера­тура 25 °С. Увеличение температуры и сроков хранения, изменение рН ускоряют распад аспартама.

Сахарный эквивалент аспартама составляет 160-200 ед. Сте­пень сладости его примерно равна ацесульфаму К. Обладает спо­собностью усиливать естественный вкус и аромат пищевых про­дуктов, особенно цитрусовых соков и напитков. Не вызывает ка­риеса зубов. Являясь аминокислотой, аспартам полностью метаболизируется: в организме он расщепляется протеолитическими ферментами на две аминокислоты, которые участвуют в построе­нии новых белков и соединений белковой природы. Комплексные гигиенические и токсикологические исследования, проведенные FDA, показали безвредность аспартама для здоровья людей. Установленная ФАО/ВОЗ ДСД составляет 40 мг на кг массы тела.

Многие фирмы выпускают аспартам под торговой маркой Nut-rasweet («Нутра Свит»). «Нутра Свит» используется в технологии изготовления более 5 тыс. наименований продуктов. Одобрен государственными органами здравоохранения многих стран мира, включая СНГ. Практически не содержит калорий, пригоден для всех возрастных групп, включая больных сахарным диабетом. Наряду с «Нутра Свит» разработан препарат «Свитли» — пре­красная альтернатива сахару, а для диабетиков — возможность «сладкой жизни», которой они, казалось бы, лишены. «Свитли» (Свитли-Овен-75) — некалорийный сахар, слаще обычного тростникового сахара в 75 раз. Имеются гигиенический сертификат Госсанэпиднадзора и сертификат соответствия Гос­стандарта РФ, отвечающие требованиям отечественных и между­народных стандартов. Разработаны комплекты научно-техниче­ской и нормативной документации на использование «Свитли» в различных отраслях пищевой промышленности и общественно­го питания. На международном рынке появился подсластитель «Сусли» германского производства, однако его применение ограничено из-за содержания в нем цикламата натрия, который запрещен в РФ и многих других странах мира в качестве пищевой добавки.

В настоящее время активно ведется научный поиск новых высо­коэффективных подсластителей. Получен гомолог аспартама — элитам с сахарным эквивалентом 2000 ед., состоящий из L-acnapaгиновой кислоты и D-аланина, производное аспартама — суперас-партам, имеющий степень сладости 55 000, все они обладают боль­шей стабильностью, чем аспартам. Синтезировано производное аспарагиновой кислоты, в 10 000 раз слаще сахарозы. Создан продукт синтеза сахарозы под названием сюкралоза (с сахарным эквива­лентом 600 ед.) и др. Многие зарубежные фирмы интенсивно проводят работу по со­ставлению композиций подслащивающих веществ (мультивеществ), которые бы удовлетворяли требованиям к индивидуаль­ному сладкому веществу, были выгодны с точки зрения технологии производства и стоимости. Примером является совместное исполь­зование ацесульфама К и аспартама в соотношении 1:1, что зна­чительно увеличивает сладость и вкусовые достоинства продукта по сравнению с их раздельным применением.

Основные требования к сладкому веществу:

• качество сладости не должно отличаться от качества сладос­ти сахарозы;

• отсутствие посторонних запахов;

• чистый, приятный вкус, проявляющийся без задержки;

• физиологическая безвредность, нетоксичность, биотранс­формация и полное выведение из организма;

• хорошая растворимость в воде или жирах, исходя из направ­ления использования.

Проводимые экспериментальные исследования и клинические наблюдения показывают, что воздействие на организм подсласти­телей (особенно синтетических) может быть неоднозначным и за­висит от дозы применения препарата. Возникает необходимость контроля содержания подсластителей в пищевых продуктах. Суще­ствующие хромотографические и спектрофотометрические мето­ды анализа сложны и не всегда доступны при текущем производст­венном контроле, а также при массовых исследованиях, проводимых контролирующими органами и необходимых для экспресс-оценки безопасности продукта. В этом плане определенное значение име­ют косвенные показатели содержания подсластителей в пищевых продуктах. Примером может служить определение кислотности или показателя цвета некоторых напитков. С этой целью готовится контрольный напиток с известными значениями указанных показа­телей и сравнивается с испытуемым образцом.

Важным показателем экспертизы и идентификации является степень сладости (сахарный эквивалент) подсластителей. За рубе­жом и в нашей стране принята методика органолептического анали­за, по которой данный показатель определяют как величину, рав­ную отношению массовых концентраций раствора сахарозы и иссле­дуемого подсластителя, имеющих одинаковую сладость, измеренную при одинаковых условиях. Органолептически определяют и срав­нивают сладости контрольного и рабочего растворов, находят кон­центрации испытуемого вещества, соответствующего по степени сладости контрольному раствору (методика разработана НПО пи­воваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности). К подсластителям применяются определенные требования СанПиН, которые необходимо учитывать при проведении товар­ной экспертизы и оценки потребительских свойств:

• возможность использования подсластителей в виде их много­компонентных премиксов (смесей) или с другими пищевыми добавками (сахарозой, глюкозой, лактозой) или ингридиен-тами (наполнителями, растворителями). При этом массовая доля отдельных подсластителей указывается в нормативной и технической документации;

• запрет на использование подсластителей при производстве ПДП, за исключением специализированной продукции, пред­назначенной для детей, больных сахарным диабетом;

• подсластители, предназначенные для использования в до­машних условиях и на предприятиях общественного питания, разрешается производить для розничной торговли с указанием на этикетке состава подсластителей, их массовой доли и рекомендаций по применению.

При реализации подсластителей, содержащих многоатомные спирты (сорбит, ксилит и др.), на этикетке должна наноситься пре­дупреждающая надпись «Потребление более 15-20 г в сутки может вызвать послабляющее действие», а содержащих аспартам — «Со­держит источник фенилаланина». Сахарозаменители по степени сладости отличаются от сахара незначительно, выполняя вместе с тем его технологические функ­ции. Так, коэффициент сладости изомальтита составляет 0,4, кси­лита — 0,9, лактита — 0,35, мальтитного сиропа — 0,65, маннита — 0,6, сорбита — 0,55. Под коэффициентом сладости понимают от­носительную величину, показывающую, во сколько раз меньше следует взять подсластителя (сахарозаменителя), чем сахарозы, для приготовления раствора, эквивалентного по сладости 9%-ному раствору сахарозы.

Сахарозаменители не вызывают кариеса и могут использовать­ся в питании больных сахарным диабетом. В этой связи следует от­метить широко применяемую с этой целью фруктозу. Заменители сахара часто используются в композиции друг с другом, а также совместно с подсластителями. При этом проявля­ется эффект взаимного усиления (синергизма) сладости, что позво­ляет снизить дозировку и подобрать оптимальные вкусовые досто­инства для конкретного продукта.

Соленые вещества (солезаменители) имеют важное значение для людей, вынужденных избегать потребления поваренной соли (хлорида натрия). Существует целый ряд заменителей, представля­ющих собой калиевые, кальциевые, магниевые соли органических и неорганических кислот, соленых на вкус, но не содержащих на­трия. ДСД на солезаменители не установлены.

Заменители соли, как и сахара, используют главным образом в диетических и лечебно-профилактических продуктах питания. В качестве примера можно привести производство профилактиче­ской соли фирмы «Валетек-Продимпэкс», в которой обеспечивается оптимальное содержание хлоридов: на долю хлорида натрия приходится 68-70 %, калия — 25-26 %, магния — 5-6 %. Сбалансирован­ность состава такой соли с пониженным содержанием натрия ре­комендуется людям, страдающим гипертонической болезнью, другими заболеваниями сердечно-сосудистой системы.

Многие солезаменители не обладают рядом технологических и других свойств, характерных для поваренной соли, в частности, не проявляют консервирующего эффекта, влагосвязывающей спо­собности и др.

Регуляторы кислотности (кислоты, подкислители) использу­ются для придания пищевому продукту кислого вкуса при рН сре­ды менее 4,5. Интенсивность, различные оттенки и продолжитель­ность кислого вкуса зависят от вида кислоты и особенностей химического состава пищевой системы. Регуляторы кислотности позволяют через изменение величины рН направленно влиять на реологические свойства и консистен­цию продукта, эффективность действия эмульгаторов, стабилиза­торов, загусителей, других пищевых добавок. Среди кислот, регуляторов кислотности наибольшее распро­странение получили: уксусная, молочная, лимонная, яблочная, вин­ная, янтарная, адипиновая, фумаровая, фосфорная, серная и соля­ная, а также глюконо-дельта-лактон. Многие из них являются естест­венными метаболитами обменных реакций организма, широко рас­пространены в природе и повседневных продуктах питания. В свя­зи с этим использование данной группы пищевых добавок регла­ментируется не в гигиеническом отношении, а технической документацией (ТУ и ТИ) на конкретные виды пищевой продукции.

Уксусная кислота. Получают путем уксуснокислого брожения. Товарный выпуск — в виде эссенции, содержащей 70-80 % уксус­ной кислоты. В быту используют так называемый столовый уксус, представляющий собой разбавленную уксусную эссенцию. Для пи­щевых целей разрешены следующие соли уксусной кислоты: аце­таты калия, натрия, кальция, аммония. Уксусная кислота и ее соли используются, как правило, при производстве овощных консервов и маринованных продуктов.

Молочная кислота (L-, D-, DL-молочные кислоты) является про­дуктом молочнокислого брожения Сахаров, на чем основано ее про­изводство. Коммерческие формы выпуска — 40%-ный раствор и концентрат. Последний должен содержать не менее 70 % молоч­ной кислоты. Сама кислота и ее соли (лактаты натрия, калия, каль­ция, магния, аммония) используются отдельно или в комбинациях при производстве безалкогольных напитков, кондитерских изде­лий, кисломолочных продуктов.

Лимонная кислота изготавливается путем лимоннокислого бро­жения Сахаров. В качестве регуляторов рН используют ее соли — цитраты натрия, калия, кальция, магния, аммония — в различных комбинациях, в том числе с лимонной кислотой.

Широкое использование лимонной кислоты в технологии кон­дитерских, рыбных изделий и безалкогольных напитков обусловле­но ее мягким вкусом, отсутствием раздражающего действия на слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта.

Яблочная кислота. Промышленное производство основано на синтезе из малеиновой кислоты. Последняя является токсичным соединением, поэтому критерием гигиенической безопасности син­тезированной яблочной кислоты является остаточное содержание в ней малеиновой кислоты. Следует учесть, что при нагревании до 100°С яблочная кислота превращается в ангидрид с потерей всех своих товарных свойств.

Яблочная кислота и ее соли — малаты аммония, натрия, калия и кальция — обладают менее кислым вкусом по сравнению с лимон­ной и винной, что определяет их избирательное применение в кон­дитерском и пивобезалкогольном производстве.

Винная кислота — продукт переработки винных дрожжей, вин­ного камня, других отходов виноделия. Не принимает участия в об­менных процессах организма человека. Под воздействием бакте­рий кишечника разрушается около 80 % поступившей в организм винной кислоты. Для регуляции рН используются, также ее соли — тартраты, в основном в производстве кондитерских изделий и без­алкогольных напитков.

Янтарная кислота — побочный продукт при производстве адипиновой кислоты, получают также из отходов янтаря. Соли янтар­ной кислоты — сукцинаты натрия, калия и кальция. Различные их сочетания используют в производстве порошкообразных смесей для безалкогольных напитков, концентратов супов и бульонов, су­хих десертных смесей, других пищеконцентратов в качестве регу­ляторов рН пищевых систем.

Адипиновая кислота. Промышленное производство основано на двухстадийном окислении циклогексана.

Соли адипиновой кислоты — адипинаты натрия, калия и аммо­ния — применяются в качестве регуляторов кислотности при изго­товлении сухих десертов и напитков, начинок и различных ингре­диентов для хлебобулочных и мучных кондитерских изделий.