Сахарозаменители

Сахар сам по себе не содержит витаминов, минеральных веществ  или клетчатки, и даже мед и  коричневый сахар, которые считаются  полезными для здоровья, содержат лишь незначительные количества их. Следовательно, необходимо следить за тем, чтобы  закуски и напитки с высоким  содержанием сахара не вытесняли  из рациона более питательную  пищу.

Сахар обладает также способностью подавлять аппетит. В связи с  этим должно вызывать беспокойство, если дети перед основными приемами пищи набивают свои желудки пустыми калориями  из сладких напитков, шоколада и  сладостей и в результате отказываются от более питательной еды.

Если не считать способности  сахара разрушать зубы, сам по себе он не считается вредным. При условии  общей сбалансированности питания - с адекватным поступлением в организм витаминов, минеральных веществ  и клетчатки, а также жиров, белков и углеводов в необходимых пропорциях - умеренное потребление сахара вполне приемлемо с точки зрения диетологии. А для большинства людей сахар делает еду весьма приятной.  

Существует теория, которая  связывает высокое содержание сахара в рационе питания с развитием  гиперактивности. Для метаболизма  сахара в организме необходим  хром, однако в процессе рафинирования  сахара этот элемент из сырца удаляется. А без хрома инсулин менее  эффективно контролирует уровень сахара в крови, и это, как предполагают, может привести к развитию гиперактивности  и поведенческих проблем, таких, как агрессивность и необузданность. Однако данной теории недостает научных  доказательств, чтобы считаться  окончательно верной. 

Некоторые люди не переносят  молочный сахар - лактозу. В результате дефицита фермента лактазы в их организме  они неспособны переваривать молоко, хотя к йогуртам и некоторым сортам сыра относятся терпимо.

Сладости и прохладительные  напитки - главные факторы разрушения зубов, хотя способствовать этому могут  все крахмалистые продукты, поскольку  обитающие на зубах бактерии разлагают  их, образуя кислоту, повреждающую зубную эмаль. Еда между основными приемами пищи и пристрастие к сладким  напиткам и фруктовым сокам в  течение длительного времени  особенно вредны для зубов, поскольку продлевают срок контакта зубов с сахаром. Малышам никогда не следует давать бутылочки с сахарным сиропом или фруктовыми соками.  

Жевательные конфеты (ириски) и сухофрукты содержат много концентрированного сахара и прилипают к зубам, в  результате чего кислота может образовываться в течение более продолжительного времени. 

Жевательная резинка без  сахара после еды способствует предотвращению повреждений зубов, стимулируя образование  слюны, смывающей большую часть  вредной кислоты.

Необходимо быть внимательным при употреблении:

Например, а цесульфам (Е950) приводит к нарушениям работы кишечника  и аллергическим заболеваниям. Запрещен для употребления в Канаде и Японии.

Аспартам (Е951) в организме  разлагается на канцерогенные вещества. В 1985 году учеными Филадельфийского университета (США) проведены комплексные  лабораторные испытания этого вещества. После двух недель, проведенных при температуре 28-30°С, основное количество аспартама в газировке разлагалось на формальдегид (канцероген класса А), метанол и фенилаланин. Как следствие: провоцируются головные боли и сильная усталость, вызывается учащенное сердцебиение и депрессия. В отдельных случаях: опухоль мозга, множественный склероз. В США, Канаде и странах ЕС на этикетках продуктов питания, содержащих аспартам, в обязательном порядке требуется уведомление о негативных последствиях его применения.

Цикламат (Е952) с 1969 года запрещен в США, Франции, Великобритании и  еще ряде стран из-за подозрения, что этот подсластитель провоцирует  почечную недостаточность. В России он наиболее распространен из-за низкой цены.

Сахарин (Е954) вызывал рак  у лабораторных животных. Установлено, что он разрушает мочевой пузырь. Активно начал использоваться в  Германии во время Второй мировой войны. Даже Сталин, не смотря на трудности с продовольствием, категорически запретил использование сахарина. Запрещен к употреблению в Канаде. В США и странах ЕС на этикетках продуктов питания, содержащих сахарин, в обязательном порядке требуется уведомление о негативных последствиях его применения.

По данным Клиники эндокринологии ММА им. И.М. Сеченова, даже употребление натуральной фруктозы может привести к токсическому поражению печени. Сорбит угнетает пищеварение, а ксилит, добавляемый в жевательную резинку, вызывает развитие рака мочевого пузыря.

В противоположность указанным подсластителям многочисленные исследования экстракта стевии (стевиозида) показали, что при его регулярном употреблении снижается содержание сахара, радионуклидов и холестерина в организме, улучшается регенерация клеток и коагуляция крови, тормозится рост новообразований, укрепляются кровеносные сосуды. Отмечены также желчегонное и противовоспалительное действия. Он препятствует образованию язв в желудочно-кишечном тракте. В отличие от искусственных заменителей сахара стевиозид не разрушается при нагреве, что делает его превосходным сладким компонентом при приготовлении выпечки, горячих напитков и другой пищи.

Очень важно, что нет ни одного сообщения о токсичности  и мутагенности всех компонентов, содержащихся в стевии, а также о противопоказаниях  в употреблении.

В Южной Америке, Канаде, ЮАР, Китае, Тайване, Таиланде, Корее, Малайзии и Индонезии стевиозид занимает свыше 40% объема на коммерческом рынке сладостей. Япония, известная наиболее высокой продолжительностью жизни населения и заботой о здоровье своих граждан, потребляет около 90% производимой в мире стевии.

 

2. Цель и задачи  эксперимента

2.1. Цель эксперимента

 

Термин сахар (в пищевом  смысле) включает в себя только сахарозу, которая является стандартом чистоты  вкуса и сладости. Все другие вещества, обладающие сладким вкусом, называют заменителями сахара или подсластителями (sweeteners) .

За последние десятилетия  происходит интенсивный рост производства заменителей сахара, особенно углеводной группы, в частности, инвертированных  и крахмальных сиропов. При общемировом  объеме производства сахара около 130 млн. т общая выработка заменителей  сахара составляет до 15-20 млн. т сахарного  эквивалента. Это привело к относительному снижению потребления сахарозы в  чистом виде из сахарной свеклы и тростника.

Замена сахарозы другими  веществами связана с её высокой  удельной энергией и легкой усвояемостью. Известно, что при чрезмерных дозах  употребления, в том числе и  виде сахаристых продуктов (конфет, шоколада, варенья, пастилы и др.), особенно при низкой физической активности, сахароза может привести к тяжелым  нарушениям углеводного и жирового обмена. Она способствует развитию заболеваний, связанных с избыточной калорийностью рациона (сахарный диабет, атеросклероз и др.). Кроме того, сахароза является одним из патогенных факторов кариеса зубов

К заменителям сахара предъявляются  следующие основные требования:

- качество сладости не  должно отличаться от качества  сладости сахарозы;

- чистый приятный сладкий  вкус, проявляющийся без задержки  и не ощущающийся долго;

- отсутствие цвета и  запаха;

- физиологическая безвредность (неканцерогенность, некариогенность);

- нетоксичность, полное  выведение из организма;

- хорошая растворимость  в воде;

- химическая и термическая  устойчивость.

Единицей измерения сладости является SES (sweetness equivalency of saccharose - сладость, эквивалентная сахарозе). Сладость сахарозы приравнена к 1. Из более чем 150 известных заменителей сахара около 50 имеют SES менее 1, около 40 - слаще  сахарозы до 50 раз, около 40 - от 50 до 500 раз, более 30 - слаще более чем в 500 раз.

Существуют различные  классификации сладких веществ: например, по происхождению (натуральные  и искусственные), по степени сладости (с высоким и низким сахарным эквивалентом), по калорийности (высококалорийные, низкокалорийные, некалорийные), по химическому строению. Мы предпочитаем ставить во главу  угла химическое строение сахарозаменителей, поскольку оно в наибольшей степени  определяет и калорийность, и степень  сладости, и основные особенности  использования конкретного подсластителя.

Цель данного эксперимента – изучить профиль сладости по сравнению к сахарозе, растворимость в воде, растворимость с органическими кислотами, образование осадков.

 

2.2. Задачи эксперимента

 

Для того, чтобы поставленная цель была раскрыта необходимо структурировать материал по теме в соответствии с основными задачами предпринимаемого исследования:

- изучить химические, физические  свойства фруктозы, глюкозы и  аспартама;

- рассмотреть растворимость  фруктозы, глюкозы и аспартама  в воде;

- раскрыть их растворимость  с органическими кислотами;

- выявить образование  осадков фруктозы, глюкозы и аспартама.

Объектами нашего исследования явились: фруктоза, глюкоза и аспартам.

Фруктоза - изомер глюкозы, содержится вместе с глюкозой в сладких плодах и меде. Она слаще глюкозы и  сахарозы.

Фруктоза относится к  группе моносахаридов и является одним из самых важных природных  сахаров.

Глюкоза (от греческого glykys – сладкий). Глюкозу называют еще “виноградный сахар”, так как именно в винограде она содержится в значительном количестве в свободном виде, а также входит в состав других плодов и ягод, пчелиного мёда. В природе глюкоза встречается как составная часть сложных высокомолекулярных соединений, таких, как крахмал, клетчатка и др.

Аспартам - это низкокалорийный  подсластитель приблизительно в 200 раз слаще сахара. Он усваивается  организмом, но благодаря высокому коэффициенту сладости, используемое количество аспартама настолько  незначительно, что его можно  считать фактически свободным от калорий.

 

3. Экспериментальная  часть

 

Искусственные подсластители  за последние 5–8 лет получили в России широкое применение, а доля пищевых  продуктов с подсластителями  за последние 15 лет выросла на 30%. Активный рост данного рынка связан с преимуществами этого продукта, в первую очередь с тем, что  он обладает значительно более высоким  коэффициентом сладости, чем сахар. Искусственные подсластители, как правило, низкокалорийны, что расширяет область их использования в пищевой промышленности. Кроме того, употребление таких заменителей сахара не вызывает кариеса, что обуславливает их широкое применение при производстве фармацевтических препаратов.

Благодаря высокой сладости искусственные подсластители добавляются  в продукцию в значительно  меньших объемах, чем сахар. Таким образом, их использование дает производителям огромное преимущество, так как по вкусовым качествам продукция, изготовленная на основе искусственных заменителей сахара, не уступает продуктам, подслащенным сахаром, при этом снижаются расходы на транспортировку и хранение и ускоряются технологические процессы производства.

Искусственные подсластители  широко применяются в производстве жевательной резинки, зубной пасты, йогуртов, мороженого, творожных продуктов, кондитерских и хлебобулочных изделий, соков, безалкогольных, слабоалкогольных и крепких алкогольных напитков, а также при консервации фруктов.

Искусственные подсластители, как правило, не содержат углеводы, поэтому они безопасны для  диабетиков, снижают калорийность продуктов, одновременно усиливая и дополняя их вкусовые качества.

Необходимо отметить и  недостатки этого продукта. При чрезмерном потреблении некоторых видов  искусственных заменителей сахара могут возникнуть опасные для  здоровья последствия, поэтому на их использование требуется специальное  разрешение. Кроме того, сладость искусственных  заменителей сахара варьируется  и зависит от окружающей температуры  и других факторов.

Интенсивные подсластители  применяются в производстве молочных продуктов (йогуртов, мороженого, творожных  продуктов и т.п.), хлебобулочных  изделий, печенья, жевательной резинки, майонезов, кетчупов, соков, сухих, безалкогольных, слабоалкогольных и крепких напитков, при консервировании фруктов  и овощей, то есть везде, где используют сахар. За последние 15 лет доля пищевых продуктов с подсластителями возросла на 27 %.

В технологическом процессе различают интенсивные подсластители двух типов: первичные и вторичные.

К первичным (базовым) относятся индивидуальные подсластители (сахарин, аспартам, цикламат, ацесульфам, сукралоза).  

Сахароза (свекловичный, тростниковый сахар). Очень распространен в природе. Получается из сахарной свеклы (содержание до 28% от сухого вещества) и сахарного тростника. Является невосстанавливающим сахаром, так как и кислородный мостик образован с участием обеих гликозидных гидроксильных групп:

Рис. 5. Молекула сахарозы

 

При гидролизе образует глюкозу  и фруктозу. Фруктоза находится в  сахарозе в фуранозной форме. В свободном  состоянии она имеет пиранозную форму.

При гидролизе сахарозы, обладающей правым вращением, знак вращения меняется, так как образующаяся фруктоза значительно сильнее вращает влево, чем глюкоза вправо. Это явление называется инверсией, а полученная смесь – инвертным сахаром (искусственный мед).

Катализаторами инверсии являются ферменты и кислоты.

К вторичным подсластителям относятся смеси первичных. Как правило, все смеси готовятся на основе высококачественного сахарина, цикломата и аспартама. При смешении возможно проявление как "количественного", так и "качественного" синергетического эффекта. "Количественный" синергизм - это взаимное усиление сладости различных заменителей сахара. "Качественный" синергизм проявляется в улучшении вкуса при использовании нескольких заменителей сахара вместо одного.