6.2.2. Объемные сахарозаменители
В группу веществ, являющихся объемными сахарозаменителями, входят многоатомные спирты – полиолы. К ним относятся: ксилит, сорбит, лактит, мальтит, маннит, тагатоза, изомальтит, эритрит. Общим для всех перечисленных веществ является то, что их сахарный эквивалент сопоставим с сахарозой и они имеют низкий гликемический индекс. Кроме того, некоторые сахарные спирты обладают технологическими характеристиками, присущими кристаллическому сахару (например, мальтит, изомальтит, лактит), и выполняют ряд дополнительных функций в качестве влагоудерживающих агентов (сорбит, мальтит), текстураторов (лактит), добавок, препятствующих слеживанию и комкованию (маннит), и выступают в качестве пребиотиков (ксилит, сорбит, лактит). Пребиотики – это пищевые ингредиенты, которые оказывают благоприятное влияние на организм человека тем, что селективно стимулируют рост или активность одного или ограниченного числа пробиотических бактерий в толстой кишке.
Общий недостаток для сахарозаменителей из группы полиолов – это ограниченная переносимость со стороны желудочно-кишечного тракта, поэтому их допустимое суточное потребление строго регламентируется. Данная информация выносится на этикетку пищевого продукта. Так, ксилита, сорбита, лактита и маннита не рекомендуется употреблять более 50 г в сутки, мальтита – более 90 г.
Некоторые специалисты к группе объемных сахарозаменителей относят и фруктозу, которая по формальным признакам не является пищевой добавкой и может употребляться в качестве самостоятельного продукта, но обладает свойством медленного усвоения в организме человека, соответственно не вызывает резкого повышения уровня глюкозы в крови.
Сорбит (Е 420) – синонимы сорбитол, D-глюцин; представляет собой белые кристаллы или мелкий порошок без запаха со степенью сладости 60 % (по сравнению со сладостью сахарозы с характерным «холодящим» вкусовым эффектом). Температура плавления 96 С, хорошо растворим в воде и горячем этаноле, стабилен к кислотам.
Получают сорбит каталитическим гидрированием чистой D-глю-козы. Природным источником сорбита являются плоды растений семейства розоцветных, в частности ягоды рябины.
В организме человека сорбит окисляется до фруктозы, затем усваивается инсулиннезависимо, не оказывая влияния на уровень глюкозы в крови.
Сорбит является относительно дешевым сахарозаменителем. Допустимое суточное поступление для него не установлено.
Недостаток сорбита – гигроскопичность, что ограничивает сферу его применения. Основные направления применения сорбита в пищевой промышленности – производство кондитерских изделий и переработка фруктов.
Применение сорбита в РФ разрешено. Сорбит разрешен также для продажи населению.
Ксилит (Е 967) – синоним ксилитол; представляет собой белый кристаллический порошок с температурой плавления 93–94 С. Устойчив к нагреванию (с температурой кипения 215 С), хорошо растворим в воде. Степень сладости ксилита, по сравнению с сахарозой, 0,85.
Ксилит получают из березовой древесины путем расщепления кислотой до D-ксилозы с последующей очисткой и восстановлением до ксилита. До 80 % введенного ксилита расщепляется в печени с выделением 4 ккал/г, что позволяет считать его хорошим инсулиннезависимым заменителем сахара при нарушениях обмена веществ. Кроме того, он способен предотвращать развитие кариеса.
Допустимое суточное поступление ксилита не установлено, но следует учитывать ограниченность его переносимости со стороны желудочно-кишечного тракта (не более 50 г в сутки). Разрешен к применению в России.
Ксилит более дорогой сахарозаменитель, чем сорбит, и его применяют в тех случаях, когда мешает гигроскопичность сорбита или требуются иные специфические технологические действия и свойства (например, плавление, подобно сахару). Наибольшее распространение он получил в производстве жевательной резинки и мятных освежающих пастилок, драже и таблеток, где удачно сочетаются «холодящий» эффект ксилита и его антикариогенные свойства.
Лактит (Е 966) – синоним лактинол; инсулиннезависимый сахарозаменитель, представляет собой белые слабогигроскопические кристаллы без запаха с характерным на вкус «холодящим» эффектом; устойчив к гидролизу, хорошо растворим в воде.
Кристаллический лактит может находиться в трех формах: моногидратной, дигидратной и безводной ангидридной с соответству-ющими температурами плавления 125, 80 и 146 С.
Лактит получают каталитическим гидрированием лактозы в присутствии рениево-никелевого катализатора. Сырьем, кроме чистой лактозы, может быть очищенная молочная сыворотка.
Сладость лактита составляет 40 % от сладости сахарозы. Допустимое суточное поступление не установлено.
Лактит разрешен в РФ в производстве пищевых продуктов: шоколада, жевательной резинки, выпечки, сладких творожных изделий (кремов, творожных паст, глазированных сырков). С технологической точки зрения наименее востребован в производстве сахарных изделий, ввиду неопределенного поведения при плавлении (при температуре 180–240 С происходит образование ангидридов и сорбитанов).
Маннит (Е 421) является инсулиннезависимым сахарозаменителем со вкусом в два раза менее сладким, чем сахароза. Представляет собой белые кристаллы, негигроскопичные, без запаха, хорошо растворимые в горячей воде, хуже – в холодной воде и спирте.
Получают маннит каталитическим гидрированием маннозы или обогащенного фруктозой инвертного сиропа. Допустимое суточное поступление для него не установлено, но необходимо учитывать его слабительное действие на ЖКТ человека.
В странах ЕС и России маннит относится к разрешенным сахарозаменителям и используется в тех продуктах, в которых необходима его очень малая гигроскопичность.
К числу объемных сахарозаменителей, разрешенных в РФ, относится и мальтит (Е 965). Он представляет собой белый кристаллический порошок без запаха с высоким индексом сладости (80 % от сладости сахарозы), хорошо растворим в воде, хуже – в спирте, устойчив к гидролизу до рН 3, термостабилен. Благодаря своей химической природе мальтит менее гигроскопичен, чем сахар. Получают его кристаллическим гидрированием мальтозы или высокомальтозных сиропов.
Многие специалисты пищевой промышленности считают мальтит одним из лучших аналогов сахарозы для создания качественных пищевых продуктов без сахара (для диабетического питания) или с пониженным содержанием сахарозы, производимых по традиционным российским технологиям, а также не уступающих по органолептическим свойствам сахаросодержащим аналогам. Кроме того, мальтит не кариогенен.
Замена сахара на мальтит возможна в производстве кондитерских изделий (драже, жевательной резинки, шоколада, помадки), а также в производстве джемов, кетчупов, сиропов и замороженных десертов.
Допустимое суточное поступление мальтита не установлено, но необходимо учитывать его слабительное действие.
В последние годы на российском рынке сахарозаменителей интенсивно внедряется изомальтит (Е 953) – синонимы изомальт, палатинит. Выпускается промышленностью с 1999 г., производитель – немецкая компания «Палатинит».
Сырьем для производства изомальтита является свекловичный сахар, подвергающийся ферментативной изомеризации бактериями Protaminobacter Rubrum с получением функционального углевода изомальтулозы (палатинозы), из которого при каталитическом гидрировании получают изомальтит. По составу он аналогичен сахарозе, так как содержит те же молекулы фруктозы и глюкозы, но с более крепкими межмолекулярными связями. Пищеварительные энзимы человека расщепляют изомальтит лишь частично и медленнее, что приводит к постепенному и, главное, плавному росту уровня глюкозы в крови, поэтому изомальтит относят к сахарозаменителям со слабым гликемическим действием.
Изомальтит имеет вкус, очень приближенный к вкусу сахара, но в 2,5 раза менее сладкий. Хорошо растворим в воде, стабилен при плавлении. Допустимое суточное потребление для изомальтита не определено. Разрешен к применению в странах ЕС и России.
Изомальтит поставляют в различных модификациях: с маркировкой ST используют в производстве твердой карамели; изомальтит GS, обладающий высокой растворимостью, предназначен для выпуска жевательной резинки, фруктовой карамели, выпечки; для производства шоколада используют изомальтит LM.
Принята маркировка упаковок изомальтита в зависимости от области применения в производстве пищевых продуктов. Так, зеленая маркировка мешков означает, что данная партия сахарозаменителя предназначена для приготовления жевательной резинки, желтый цвет – для производства шоколада, голубой цвет – леденцовой карамели. Одна из причин маркировки упаковки связана с тем, что, несмотря на одинаковый состав изомальтита, различные производства предъявляют свои требования к степени измельчения сахарозаменителя: одним он необходим в виде пудры, другим – в виде гранул.
Изомальтит нашел достаточно широкое применение в производстве жевательной резинки, твердой и мягкой карамели, шоколада, выпечных изделий.
С технологической точки зрения изомальтит очень удобен, так как его применение не требует изменений в технологиях. Необходимо отметить и другие положительные моменты применения изомальтита в рецептурах пищевых продуктов.
1. Изомальтит не гигроскопичен, поэтому продукты, произведенные с его использованием, не слипаются и не теряют форму. Это позволяет, например, выпускать карамель россыпью, без штучной упаковки. В производстве хлебобулочных изделий негигроскопичность изомальтита, за счет снижения активности воды, способствует улучшению текстуры теста и готового продукта. Именно благодаря негигроскопичности изомальтита увеличивается срок хранения пищевой продукции, что особенно важно для ее производителей.
2. Изомальтит оказывает положительное влияние на формирование ароматов различных направлений. По мнению специалистов компании «Палатинит», изомальтит, являясь сахарозаменителем нового поколения, особенно «хорошо выделяет нежные ароматы и вкусы, например персика, дыни и маракуйи».
3. Изомальтит полезен для зубов, предотвращая возникновение кариеса. Он не подвергается разрушению бактериями полости рта и поэтому препятствует образованию зубного налета и кислот, разрушающих зубную эмаль. Известно, что при употреблении сахаросодержащих продуктов рН в полости рта резко снижается и именно кислая среда провоцирует разрушение эмали зубов. Продукты с изомальтитом формируют в полости рта нейтральную среду, тем самым препятствуя разрушению зубной эмали. Есть данные, что употребление в пищу конфет и жевательной резинки с использованием изомальтита способствует восстановлению зубной эмали.
4. Изомальтит оказывает благотворное влияние на деятельность кишечника, так как действует на организм подобно балластным веществам, усваиваясь только на 50 %.
Таким образом, есть все основания считать изомальтит перспективным сахарозаменителем на российском рынке.
Номенклатура интенсивных подсластителей и объемных сахарозаменителей постоянно расширяется. Так, в результате комплексных химических, санитарно-гигиенических и токсикологических исследований, проведенных в последние годы НИИ питания РАМН, получено разрешение на использование в качестве подсластителя неотама. Это интенсивный подсластитель нового поколения, который в 40 раз слаще аспартама и в 8000 раз – сахарозы.
Неотам термостабилен; лучше, чем аспартам, растворяется в этиловом спирте; отличается химической устойчивостью в водных растворах, различных смесях и пищевых продуктах, но его стабильность зависит от рН, влажности и температуры.
Доказаны безопасность и возможность применения неотама всеми группами населения, в том числе и больными фенилкенотурией.
Фирмой MD FOOD разработан перспективный низкокалорийный заменитель сахарозы – тагатоза, сырьем для получения которой является галактоза. По структуре тагатоза является α-эпимером D-фруктозы (рис. 6.4). Сладость тагатозы составляет 92 % от уровня сахарозы. С органолептических позиций она не отличается по вкусу от сахарозы.
Н Н
О
Н ОН 6 6 О
Н ОН ОН 1 2 3 5
5 Н 2 Н
Н НО НО
ОН
СН2ОН 1 3 4 ОН
СН2ОН 4
ОН Н
Н
Н
β-D-фруктоза β-D-тагатоза
Рис. 6.4. Молекулярные структуры D-фруктозы и D-тагатозы
Довольно небольшое отличие тагатозы в химическом строении от D-фруктозы существенно сказывается на ее метаболизме. Выявлено, что только около 20 % потребленной тагатозы гидролизуется в тонком кишечнике, причем ее метаболизм в печени аналогичен метаболизму фруктозы. Основная часть поглощенной тагатозы полностью ферментируется в толстой кишке полезной микрофлорой с образованием короткоцепочечных жирных кислот, которые в дальнейшем усваиваются. Тагатоза не оказывает влияния на уровень сахара в крови.
В России применение тагатозы не разрешено, но в Европе она применяется в производстве довольно широкого ассортимента пищевых продуктов.
На текущий момент наиболее технологически востребованными подсластителями являются заменители сахара синтетического происхождения. Есть мнение, что такое положение сохранится достаточно долго.