Натуральные подсластители

Натуральные подсластители - это придающие сладкий вкус вещества, которые выделены из сырья растительного происхождения (нативные) или полученные искусственным путем, но встречающиеся в природе (модифицированные).

Сырьем для получения натуральных подсластителей служат плоды и листья дикорастущих растений, мякоть фруктов, ягоды, корни деревьев.

Способы выделения натуральных пищевых подсластителей различаются и зависят от вида используемого сырья, свойств основных извлекаемых компонентов и сопутствующих веществ. Чаще всего натуральные подсластители получают экстракцией вещества или группы веществ из источника сырья, с помощью экстрагентов растительного или животного происхождения.

Как источник для получения натуральных подсластителей используются:

• - зерна злаковых культур (пшеницы, ржи, ячменя, гречихи и др.) - для получения белковых, крахмальных зерновых сиропов;
• - корни деревьев («сладкого» дерева) - для получения сладких экстрактов с глициризиновой кислотой;
• - плоды растений (Richazdella dulcifia, Thaumatococus danielli, кожура цитрусовых) - для получения термостабильных растительных подсластителей;
• - листья растений (Stevia rebaudiana) - для получения термолабильного подсластителя для мучных, кондитерских изделий.

Классификация натуральных подсластителей приведена на рис. 4.2.

По технологическому назначению и физиологическому значению натуральные подсластители классифицируют по степени сладости, калорийности, степени усвояемости организмом человека в данных условиях (рис. 4.3).

Рис. 4.2 - Классификация натуральных подсластителей по химической природе и товарной форме

Рис. 4.3 - Классификация натуральных подсластителей по технологическому назначению

Область применения почти всех натуральных подсластителей распространяется почти на все группы пищевых продуктов, как общего, так и лечебно-профилактического назначения.

На сегодняшний день синтезировано или выделено свыше 80 видов растительных подсластителей из природного сырья.

ИЗОМАЛЬТ (Е953) - это подсластитель, который представляет собой смесь глюкосорбитола и глюкоманнитола, был открыт в 1956 году.

Изомальт получают путем изомеризации сахарозы в изомальтулозу, из которой каталитическим гидрированием получают смесь глюкосорбитола и глюкоманнитола приблизительно в равном соотношении. Источником сырья для получения изомальта является сахарная свекла, сахарный тростник, мед.

По химическому строению изомальт является дисахаридом, состоящим из а-И-глюкопиранозидо-1,6-0-сорбитола и a-D-глюкопиранозидо- 1,1-0-маннитола.

Е953 ИЗОМАЛЬТ

Изомальт - это низкокалорийный подсластитель и сахарозамени- тель нового поколения (2,4 ккал/10 кДж).

Изомальт Е953 применяют при производстве десертов, молочных продуктов, сухих завтраков, джемов, желе и мармеладов, шоколада, карамели, кондитерских и хлебобулочных изделий, жевательной резинке, соусах и горчице, а также других продуктов специального или диетического назначения.

Изомальт рекомендуется к употреблению людям, больным сахарным диабетом. Он не вызывает быстрого увеличения глюкозы в крови, не меняет уровень инсулина, не является источником питания для бактерий и не вызывает кариес. Также изомальт относится к классу пребиотиков, обладает свойствами балластного вещества.

В организме человека изомальт в тонком кишечнике гидролизуется до глюкозы, сорбита и маннита. Остаточное количество изомальта расщепляется микрофлорой толстого кишечника до низкомолекулярных карбоновых кислот.

ТАУМАТИН (Е957) - это подсластитель, усилитель вкуса и аромата, который получают экстракцией из сладких плодов африканского кустарника катемфе Thaumatococcus danielli (Benth) или микробиологическим способом. Был открыт в 1839 году ученым Даниэлем.

Тауматин является смесью полипептидов (в основном, тауматина I и тауматина II) с четвертичной структурой, которые состоят из 207 остатков обычных аминокислот за исключением гистидина и характеризуются молекулярной массой около 22 000.

Тауматин представляет собой порошок кремового цвета, без запаха, с ярко выраженным сладким вкусом и лакричным послевкусием.

Е957 ТАУМАТИН

Изоэлектрическая точка тауматина находится в интервале 11,5- 12,5. Экстракцией из 1 кг плодов Thaumatococcus danielli возможно получение 6 г чистого белка. Многочисленные дисульфидные мостики придают тауматину термическую стабильность, а денатурация наблюдается только при температуре выше 75 °С. Тауматин не устойчив в кислой среде, под действием кислот и температуры тауматин теряет сладость.

Особенность тауматина как подсластителя заключается в том, что сладость ощущается не сразу, а спустя небольшой промежуток времени.

Тауматин преимущественно используют в качестве столового подсластителя, предназначенного для людей, страдающих сахарным диабетом и ожирением.

Комплекс тауматина с ионом алюминию (талин) фирмы Tale and Lyle Ltd в 35 000 раз слаще сахарозы. Талин имеет молекулярную массу 200 000.

ГЛИЦИРРИЗИН ИЛИ ГЛИЦИРРИЗИНОВАЯ КИСЛОТА

(Е958) - это подсластитель, усилитель вкуса и аромата, который получают экстракцией из очищенного сока корней сладкого дерева лакрицы Glycyrrhiza glabara и последующей обработкой этанолом или уксусной кислотой.

Е958 ГЛИЦИРРИЗИН (ГЛИЦИРРИЗИНОВАЯ КИСЛОТА)

По химическому строению глицирризин (глицирризиновая кислота) является гликозидом тритерпеноглициретиновой кислоты, связанной с 0-/?-0-глюкуронозил (1,2)-/ТО-глюкуроновой кислотой. Агликон глициретиновая кислота принадлежит к производным пентациклических соединий тритерпенового строения и проявляет свойства кортикостероидов. Кроме этого, в состав пищевой добавки глицирризин входят: белки, крахмал, сахара (глюкоза, сахароза), гликозиды флавонов, сапонины (стероиды) и соли.

Глицирризин представляет собой бесцветное кристаллическое вещество со специфическим привкусом и ароматом, которое хорошо растворяется в горячей воде, спиртах и не растворяется в холодной воде. Коэффициент сладости Кс_Л= 50—100. В присутствие сахаров глицирризин проявляет синергетические свойства.

Глицирризин является калорийным подсластителем, усилителем вкуса и аромата в пищевых продуктах, широко используется в медицине для лечения язвы желудка, дыхательных путей, обладает противовоспалительным эффектом.

Характерный специфический привкус и аромат глицирризина ограничивает его применение в качестве подсластителя в составе пищевых продуктов.

Производят также экстракты корня лакрицы, представляющие собой вязкие массы темно-коричневого цвета. Экстракты корня лакрицы обладают пенообразующими свойствами, которые зависят от концентрации глицирризиновой кислоты.

Глицирризин запрещено к применению в питании людей, страдающих почечными заболеваниями, поскольку является ингибитором метаболизма кортизола в почках, с последующей стимуляцией рецепторов минералкортикоидов и нарушением концентрации альдостерона.

В Украине и странах ЕС глицирризин Е958 не разрешено к применению в пищевой промышленности.

НЕОГЕСПЕРИДИН ДИГИДРОХАЛКОН (Е959) - это подсластитель, усилитель вкуса и аромата, который получают химической модификацией нарингина (одного из основных флавоноидных гликозидов, содержащихся в кожуре грейпфрута).

По химическому строению неогесперидин дигидрохалкон является изомером гесперидина, молекула которого состоит из агликона с присоединенной ветвью D-глюкозы и L-рамнозы.

Е959 НЕОГЕСПЕРИДИН ДИГИДРОХАЛКОН

На сегодняшний день не обнаружено негативного влияния неогесперидин дигидрохалкона Е959 на организм человека. Данная пищевая добавка считается безвредной для организма человека и выводится из него аналогично растительным волокнам.

СТЕВИОЛ ГЛИКОЗИДЫ, СТЕВИОЗИД (Е960) - это подсластитель, сахарозаменитель, который получают путем экстракции сушеных листьев стевии. Гликозиды стевиозид и ребаудиозид А являются основными компонентами стевиол гликозидов, отвечающие за их подслащивающую способность. По химическому строению стевиозид является гликозидом тетрациклической дитерпеновой гидроксикислоты и содержит в качестве аглюкона стевиол (4«,13-гидрокси-16-каурен-18 кислота).

Стевиол гликозиды впервые были получены из сухих листьев стевии в 1976 году О. Танака. Стевиозид является основным дитерпено- вым гликозидом в листьях стевии, содержание которого составляет 7%. Стевиол гликозиды также содержат свободный стевиол, ребаудиозиды А, В и С, дулькозид А, рубузозид, стевиолбиозид, хлорофиллы, ксантофиллы, гидроксицинамонатную кислоту, нейтральные олигосахариды и свободные моносахариды.

Стевиол гликозиды или стевиозид получают путем экстракции измельченных листьев растений стевии медовой Stevia Rebaudiana Bertoni сжиженным С0₂, который находится в докритическом или сверхкритическом состоянии. После этого проводят водную экстракцию листьев при температуре 30-90 °С в экстракторе роторно-кавитационного типа при индексе кавитации К = 0,8-1,9. Полученный экстракт центрифугированием отделяют от твердого остатка с последующим его сепарированием для отделения примесей. Затем проводят ультрафильтрацию при температуре 20-90 °С, диафильтрацию, с использованием мембран с размером 25-500 А. После диафильтрации экстракт концентрируют путем обратного осмоса и подвергают дополнительной очистке на ионообменных колоннах при температуре 45-95 °С. Полученный концентрат сушат в распылительной сушилке при температуре 100-160 °С до остаточной влажности порошка стевиозида не более 10,0%.

Стевиозид представляет собой белый кристаллический гигроскопичный порошок, без запаха, с приторным сладким вкусом. Коэффициент сладости К_сл= 300.

Е960 СТЕВИОЛ ГЛИКОЗИДЫ, СТЕВИОЗИД

Стевиозид является низкокалорийным подсластителем, который обладает противовоспалительными, лечебно-профилактическим свойствами: уменьшает сахар в крови, снижает холестерин, повышает обмен веществ, укрепляет иммунитет, замедляет процесс старения. Кроме этого, стевиозид обладает противомикробным действием (снижает развитие бактерий в полости рта).

Кроме сладости, стевиол кликозидам свойственна горечь и специфический привкус, который возможно устранить ферментативной обработкой. Дитерпеновые гликозиды стевии удовлетворяют требованиям заменителей сахара: имеют высокий коэффициент сладости, низкую энергетическую ценность, устойчивы при нагревании, легко растворяются и дозируются, метаболизируются без участия инсулина, не оказывают негативного воздействия на организм человека.

В Украине в НИИ химии и технологии лекарственных средств (г. Харьков) разработана технология выделения сладких гликозидов из стевии и новый подсластитель сахарол. Сахарол представляет собой порошок желто-зеленого цвета с легким запахом сена, с содержанием дитерпеновых гликозидов не менее 70% и коэффициентом сладости 200- 300. Сахарол является стойким при хранении и термической обработке пищевых продуктов, а также к действию кислот.

Стевиол гликозиды Е960, экстракты стевии и сахарол в пищевых продуктах применяют по технологической необходимости.

МАЛЬТИТ (Е965) - это сахарозаменитель, подсластитель, влагоудерживающий агент, который по химическому строению является tf-D-глюкопиранозил-1,4-О-глюцитом.

В качестве пищевых добавок используют мальтит Е965 (i) и мальтитный сироп Е965 (й), которые получают каталитическим гидрированием соответственно мальтозы или высокомальтозных сиропов.

Е965 (i) МАЛЬТИТ

Мальтит представляет собой белый кристаллический порошок со сладким вкусом, без запаха. Мальтит не полностью гидролизуется в тонком кишечнике, остаток расщепляется на короткоцепочечные жирные кислоты.

Мальтит Е965 (i) преимущественно применяют в составе кондитерских и хлебобулочных изделий, шоколадных продуктов, сухих завтраков, жевательной резинки, продуктов специального и диетического назначения.

Е965 (И) МАЛЬТИТНЫЙ СИРОП

Мальтитный сироп Е965 (й) применяют в качестве подсластителя и влагоудерживающего вещества преимущественно в кондитерских изделиях, а также может использоваться в составе шоколадных продуктов, джемах, желе, мармеладах и других продуктов специального и диетического назначения.

ЛАКТИТ (Е966) - это сахарозаменитель, подсластитель,

который по химическому строению является многоатомным спиртом /^-D-галактозы и D-глюцитола. Основное вещество лактита составляет не менее 95,0%, количество невосстанавливающих полисахаридов должно составлять не более 0,1 %.

Лактит - это синтетический стереоизомер молочного сахара, был открыт в 1929 году учеными Хадсон и Монтгомери под названием «лактокетаза».

Лактит получают каталитическим гидрированием восстанавливающего дисахарида лактозы при высокой температуре или ферментации лактозы. Лактозу получают из сырной сыворотки, отходов при производстве молока и молочных продуктов.

Лактит характеризуется низкой гигроскопичностью, что позволяет его использовать в качестве сахарозаменителя в составе порошкообразных продуктов.

Лактит используется в качестве средства, стимулирующего перистальтику кишечника, и применяется при печеночной энцефалопатии, а также при диагностике нарушений желудочно-кишечного тракта.

Лактит относится к классу веществ пребиотиков, которые не расщепляются пищеварительными ферментами в верхних разделах ЖКТ, в неизмененном виде достигают нижних разделов ЖКТ и избирательно стимулируют рост и развитие защитной микрофлоры кишечника (бифидобактерий, лактобактерий). Лактит расщепляется ферментами кишечной микрофлоры до органических кислот - молочной, уксусной, масляной.

Е966 ЛАКТИТ

Лактит Е966 преимущественно применяют в составе кондитерских и хлебобулочных изделий, шоколадных продуктов, сухих завтраков, жевательной резинки, продуктов специального и диетического назначения.

КСИЛИТ (Е967) - это сахарозаменитель, подсластитель,

который по химическому строению является пятиатомным спиртом D-ксилопентитолом. Состоит из основного вещества (не менее 98,5%), других полиолов (не более 1,0%), восстанавливающих моносахаридов (не более 0,2%). Был открыт в 1891 году учеными Бертраном и Фишером.

Ксилит получают путем гидролиза из хлопковой шелухи или кукурузных кочерыжек, березовой коры путем гидролиза полисахаридов сырья до образования ксилозы и восстановления последней до ксилита.

Ксилит представляет собой белый кристаллический порошок, со сладким вкусом и металлическим послевкусием, без запаха. Ксилит относится к группе калорийных подсластителей, энергетическая ценность которого составляет 16,98 кДж (4,0 ккал).

Ксилит является естественным промежуточным продуктом углеводного обмена организма человека. Пентоза после фосфорилирования включается в пентозофосфатный шунт, где в сочетании с рибулезо-5- фосфатом образует седогептулезо-7-фосфат, затем фруктозо-6-фосфат и фосфоглицеральдегид, которые в свою очередь вступают в гликолити- ческий путь. Было установлено, что в организме наряду с пентозофос- фатным циклом, в котором окисляется ксилит, существует гексозофос- фатный цикл. В этом цикле ксилит занимает промежуточное положение, а конечным продуктом его окисления является углекислый газ. В процессе окисления ксилита образуется 35 эквивалентов АТФ, что на 10% больше, чем при метаболизме глюкозы.

Е967 КСИЛИТ

При попадании в организм ксилит всасывается медленнее, чем глюкоза, составляя 15-20% скорости всасывания последней. Поэтому при употреблении больших доз ксилита он на более длительное время зад ер живается в кишечнике, в результате чего в нем накапливается большое количество жидкости, усиливается перистальтика. Ксилит благоприятно влияет на деятельность желудочно-кишечного тракта, стимулирует выделение желудочного сока и обладает желчегонной активностью.

Ксилит обладает низкой токсичностью и хорошей переносимостью, не оказывает заметного влияния на содержание сахара в крови и не требует инсулина для усвоения, что позволяет употреблять его больным сахарным диабетом. Кроме этого, ксилит обладает антикетогенным действием.

Ксилит Е967 преимущественно применяют в составе кондитерских и хлебобулочных изделий, шоколадных продуктов, сухих завтраков, жевательной резинки, продуктов специального и диетического назначения.

Ксилит Е967 используют в качестве сахарозаменителя в порошкообразных пищевых продуктах, где затруднено использование менее дорогостоящего гигроскопичного сорбита. Смесь сорбита (40%) и ксилита (60%) вследствие синергизма характеризуется аналогичной сахару сладостью.

СОРБИТ (Е420) - это сахарозаменитель, подсластитель, носитель, который по химическому строению является шестиатомным спиртом D-глюко-гекситолом. Состоит основного вещества (не менее 91,0%), восстанавливающих сахаров (не более 0,3%), общих сахаров (не более 1,0%) и других веществ (селена, плюмбума, арсена). Был открыт в 1868 году французским химиком Жан Батист Буссенго.

Е420 (i) СОРБИТ

В качестве пищевых добавок используют как сорбит Е420 (i), так и сорбитовый сироп Е420 (ii).

Сорбит получают электрохимическим восстановлением или каталитическим гидрированием чистой глюкозы. Кроме этого, сорбит получают путем экстракции сока рябины, терна, боярышника, кизила, которые предварительно ферментируют с помощью дрожжей. Сорбитовый сироп получают каталитическим гидрированием глюкозного сиропа, содержащего не менее 50% декстрозы.

Сорбит представляет собой бесцветный кристаллический порошок, со сладким вкусом. Сорбит относится к группе калорийных подсластителей, энергетическая ценность которого составляет 16,3 кДж (3,54 ккал).

При пероральном применении до 3,0% сорбита выводится с мочой в неизмененном виде. Метаболизируется сорбит в печени под действием фермента сорбитолдегидрогеназы, превращаясь во фруктозу, которая затем включается в общий цикл обмена углеводов.

Сорбит рекомендуется к употреблению больным сахарным диабетом, так как он усваивается лучше, чем глюкоза, не требуя инсулина. Кроме этого, сорбит обладает антикетогенным действием.

Сорбит благоприятно влияет на деятельность желудочно-кишечного тракта, стимулирует выделение желудочного сока и обладает желчегонной активностью.

Е420 (И) СОРБИТОВЫЙ СИРОП

При замене сахара для сохранения такого же уровня сладости сорбит необходимо добавлять в двойном количестве, что приводит к увеличению калорийности. У больных сахарным диабетом иногда наблюдается повышение уровня молочной кислоты и глюкозы в крови, поэтому при рекомендуемом добавлении сорбита в пищу в количестве 30 г энергетическая ценность составляет 120 ккал, что необходимо учитывать при расчете суточной калорийности пищевого рациона.

Сорбит Е420 (i) преимущественно применяют в качестве подсластителя и сахарозаменителя в составе кондитерских изделий и продуктах переработки фруктов, а также индивидуально в качестве столового сахарозаменителя.Сорбитовый сироп Е420 (ii) преимущественно применяют в качестве подсластителя и влагоудерживающего вещества преимущественно в кондитерских изделиях, а также может использоваться в составе шоколадных продуктов, джемах, желе, мармеладах и других продуктов специального и диетического назначения.

Сорбитовый сироп Е420 (ii) не применяют в пищевых продуктах, предназначенных для людей, больных диабетом.

МАННИТ (Е421) - это подсластитель, сахарозаменитель, носитель, который по химическому строению является шестиатомным спиртом D-манно-гекситолом. Состоит из основного вещества (не менее 96,0%), восстанавливающих моносахаридов (не более 0,3%), общих моносахаридов (не более 1,0%).

Маннит получают каталитическим гидрированием маннозы, которая содержится в наростах ясеня, платана, лишаях, мхе, или обогащенного фруктозой инвертного сахара с дальнейшей кристаллизацией труднорастворимого манитола.

Е421 МАННИТ

Маннит представляет собой белый кристаллический порошок, со сладким вкусом.

Маннит относится к группе калорийных подсластителей, энергетическая ценность которого составляет 2,4 ккал/г.

Маннит обладает выраженным диуретическим действием, за счет изменения осмотического давления плазмы крови маннит способствует переходу воды из тканей в сосуды. Маннит снижает внутриглазное и внутричерепное давление, способствует повышению выведения воды, солей почками.

Маннит рекомендуется к употреблению при отеке мозга, олигурии, отравлениях, профилактики ишемии почек, гемолиза, гемоглобинемии.

Маннит не рекомендуется к употреблению больным на тахикардию, стенокардию, артериальную гипотензию, тромбофлибит.

Маннит Е421 преимущественно применяют в составе кондитерских и хлебобулочных изделий, шоколадных продуктов, сухих завтраков, жевательной резинки, продуктов специального и диетического назначения.

Маннит Е421 также используют в качестве сахарозаменителя в порошкообразных пищевых продуктах, где затруднено использование менее дорогостоящего гигроскопичного сорбита.