Сахар и заменители сахара

•     удешевляются и упрощаются технология производства, погру-зочно-разгрузочные, транспортные и складские операции;

•     калорийность пищевых продуктов снижается в десятки раз;

•     в сочетании с фруктовыми ароматизаторами и органическими кислотами сладость интенсивных подсластителей усиливается И обогащается вкус продукта;

•     у производителей появляется возможность расширения ассорти­мента;

•     в результате уменьшения доли углеводов в составе продукта улучшается их биологическая стойкость при хранении.

Перечисленные эффекты могут быть достигнуты, если производи­телем учитываются такие характеристики подсластителей, как сен­сорные свойства, стойкость, синергизм сладости, соотношение «цена — сладость».

В зарубежных странах раньше, чем в России, начали использовать заменители сахара как в домашней кулинарии, так и в промышленном производстве пищевых продуктов. Ассортимент продуктов с замени­телями сахара постоянно расширяется, а их потребление во всем мире растет. Основными производителями и потребителями низкокало­рийных продуктов являются США и Япония.

В настоящее время пищевая промышленность России использует 1-3% заменителей сахара по сравнению с промышленностью разви­тых стран. Оценка использования заменителей сахара в домашней ку­линарии дает еще меньшие цифры.

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, некариоген-ность);

•     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 в 50 раз, около 40 — от 50 до 500 раз, более 30 — слаще более чем в 500 раз.

За последние десятилетия происходит интенсивный рост производ­ства заменителей сахара, особенно углеводной группы, в частности

5 Зак. 515

инвертированных и крахмальных сиропов. При общемировом объеме производства сахара около 130 млн т общая выработка заменителе^ сахара составляет до 15-20 млн т сахарного эквивалента. Это привело к относительному снижению потребления сахарозы в чистом виде из сахарной свеклы и тростника.

Несмотря на значительное число природных и синтезированных под­слащивающих веществ, поиск новых подслащивающих веществ продол­жается, так как пока не найден равноценный заменитель сахара. Следует отметить, что выяснение структуры некоторых природных подслащива­ющих веществ позволило разработать методы получения их путем син­теза, а не выделением из природного сырья. При этом сглаживается раз­личие между понятиями «синтетические» и «природные» вещества.

Существуют различные классификации сладких веществ (см. рису­нок 3): например, по степени сладости (с высоким и низким сахарным эквивалентом), по калорийности (высококалорийные, низкокалорий­ные, некалорийные), по химическому строению (оно может опреде­лять и калорийность, и степень сладости, и основные особенности использования конкретного подсластителя), по происхождению (на­туральные и искусственные).

3.6.1. Природные заменители сахара

Моносахариды. Важнейшими моносахаридами являются глюкоза, фруктоза, ксилоза, сорбоза, галактоза и манноза. Большинство мо­носахаридов получают в кристаллическом виде, некоторые — в виде сиропа.

Фруктоза (фруктовый сахар) — самый сладкий природный сахар, сладость ее составляет 1,73. Поскольку растворы фруктозы оказыва­ют левовращающее действие на поляризованный свет, ее еще называ­ют левулезой.

При обмене веществ в организме человека фруктоза наряду с сахаро­зой, является источником энергии. По калорийности равная сахарозе, фруктоза эффективно усваивается человеческим организмом и может быть использована диабетиками в качестве ежедневного компонента пищи в пределах 0,5-1 г на 1 кг массы человека, за исключением крайне редко встречающихся случаев наследственной невосприимчивости к фруктозе. Применение фруктозы больными сахарным диабетом по­зволяет снизить дозы принимаемого ими инсулина.

Исследования показали полезность фруктозы для здоровых людей в проявлении тонизирующего эффекта, а также для людей, имеющих большую физическую нагрузку. После приема фруктозы при физи-ческой нагрузке потеря мышечного гликогена (источника энергии для организма) наполовину меньше, чем после глюкозы. Поэтому продук­ты с фруктозой имеют большую популярность среди спортсменов, во­дителей автомобилей и т. д. Фруктоза хорошо влияет на метаболизм (расщепление) алкоголя.

В мире насчитывается более 20 предприятий по производству фрук­тозы, из них большинство размещены в Европе и в Китае. Мировое про­изводство кристаллической фруктозы составляет около 150 тыс. т в год.

Благодаря повышенной по сравнению с сахарозой степенью сла­дости фруктозу используют в кондитерской промышленности при изготовлении детского питания и ряда медицинских препаратов. Ги роскопичность фруктозы позволила рекомендовать ее при изготов^ нии хлебобулочных изделий (предохраняет их от быстрого очерств ния), при приготовлении соков, варенья, десертов, так как она лучш других Сахаров способна подчеркивать собственный аромат плодо фруктов и ягод. Однако гигроскопичность фруктозы приводит к по­вышенным требованиям к упаковочным материалам для продуктов, содержащих фруктозу. В отдельных случаях ее присутствие может уси­лить горький вкус низкокачественного кофе, компонентов какао.

Прежде относительно чистую фруктозу выделяли довольно слож­ным путем из инулина — полисахарида растительного происхождения, которого достаточно много содержится в земляной груше (топинамбу­ре) и в клубнях георгина. В настоящее время сырьем для получения фруктозы служит любой сахарный раствор с ее высоким содержанием особенно глюкозно-фруктозные сиропы (ГФС), получаемые гидроли­зом крахмал содержащего сырья.

Еще в середине прошлого столетия предпринимались попытки получения кристаллической фруктозы непосредственно из сахаро­зы, но дальнейшего развития лабораторных опытов не произошло. Получение фруктозы путем гидролиза сахарозы в промышленных масштабах стало возможным благодаря применению ионнообмен-ной технологии, разработанной финской фирмой «Суомен Соке-ри». В зависимости от технологической схемы для получения 1 кг кристаллической фруктозы по этому методу необходимы 2,1 или 1,5 кг сахарозы.

Важным свойством фруктозы является ее синергическая способ­ность в смеси с другими синтетическим заменителями сахара (под­сластителями) создавать пищевые добавки высокой степени сладости (синергия — комбинированное воздействие нескольких веществ, ха­рактеризующееся тем, что превышает действие, оказываемое каждым компонентом в отдельности). Например, сладость смеси из 99,7% фруктозы и 0,3% сахарина в 3-4 раза выше сладости сахарозы. Сла­дость смеси из трети фруктозы и двух третей сахарозы равна сладо­сти фруктозы, что позволяет уменьшать расход сахарозы при приго­товлении различных продуктов.

На основе фруктозы получают различные патоки, искусственный мед, начинки, напитки, мороженое, консервы. Создана смесь фрук­тозы и витамина С — фруктовит, 40 г которого заменяют почти 70 г сахарозы.

Сорбоза — моносахарид, встречающийся в растениях. Является ромежуточным продуктом промышленного синтеза аскорбиновой Ислоты (витамина С).

Галактоза (гексоза) входит в состав лактозы, растительных и жи-отпых полисахаридов (галактанов, камедей и др.); в животных тка-1ях свободная галактоза превращается в легкоусвояемую глюкозу.

Манноза — изомер глюкозы, встречается главным образом в соста-г различных бактериальных, растительных и животных полисаха­ридов (маннаны и др.) и в свободном виде в плодах цитрусовых и других растений.

Дисахариды. К дисахаридам, используемым в качестве замените-пей сахара, относят лактозу, мальтозу, палатинозу, лактулозу.

Лактоза — молочный сахар, состоит из молекул глюкозы и галакто­зы, входит в состав молока всех млекопитающих. Получают лактозу из молочной сыворотки, степень ее сладости по сравнению с сахаро­зой составляет 0,16. Может быть получена в кристаллической и аморф­ной формах.

Основной областью применения лактозы является производство продуктов детского питания, диабетических продуктов. Ее применя­ют также для получения золотисто-коричневой корочки хлебобулоч­ных изделий, при изготовлении жареного хрустящего картофеля и глазури. Добавление лактозы позволяет улучшить качество караме­ли и сократить до 20% количество сахарозы. Лактозу используют при производстве заменителей молока.

Гидролизованные растворы лактозы применяют в кондитерской промышленности и при производстве мороженого, при этом можно заменить до 50% сахарозы. Однако следует учитывать, что не все люди способны усваивать лактозу из-за отсутствия у них фермента, способного расщеплять ее.

Мальтоза (солодовый сахар, от лат. maltum — солод) — дисахарид, состоит из двух молекул глюкозы, образуется в животном организме при расщеплении крахмала и гликогена амилазами, находится в про­росших зернах (солод, ячмень и др.).

Из сахарозы под действием ферментов в последние годы получа­ют палатинозу, которую иногда называют изомальтулозой. Палатино-за представляет собой дисахарид, состоящий из молекул глюкозы и фруктозы, соединенных связью а-1,6. Сладость палатинозы — 0,45. Палатиноза в отличие от сахарозы не вызывает кариеса зубов, приме­няется главным образом в кондитерской промышленности и служит сырьем для получения сахарного спирта палатинита.

Лактулоза — дисахарид, состоящий из молекул фруктозы и гала тозы, еоединенных глюкозидной связью. Относительная сладость 0,55; гигроскопична; хорошо растворима в воде. На базе лактулоз создано более 40 медицинских препаратов. Японское правительств включило ее в список стратегических продуктов для сохранения зд ровья нации. Лактулозу применяют при производстве продуктов дет­ского питания в качестве заменителя материнского молока. Объем производства лактулозы в мире превышает 20 тыс. т в год.

В России на базе лактулозы создана пищевая добавка — сироп «Лак-тусан» — темно-желтого цвета, имеющая в составе не менее 30% лакту­лозы. Благодаря свойствам лактулозы не расщепляться в верхних от-■ делах желудочно-кишечного тракта в толстом кишечнике происходит активный рост бифидобактерий, подавляющих активность гнилост­ных бактерий, на чем и основано лечебное и профилактические дей­ствие сиропа. В России (г. Ярославль) освоено промышленное произ­водство лактулозных сиропов в количестве до 50 т в год.

Полисахариды. В Японии разработан экономический способ полу­чения заменителя сахара типа инулина под торговой маркой «Мено-лиго». Его получают из сахарозы при помощи фермента фрукозил-трансгеназы.

Полиглюкоза представляет собой смесь полимеров глюкозы с моле­кулярной массой до 18 тыс., в состав которой входят сорбит и лимон­ная кислота. Выпускается в виде порошка или сиропа, обладает незна­чительной сладостью, но улучшает текстуру пищевых продуктов при пониженном содержании в них сахарозы и жира.

Американская фирма Cargill приступила к выпуску нового типа сахара — из кукурузного крахмала. Согласно официальному пресс-ре­лизу, новый сахар называется «Трехалоза». Он сочетает в себе все поло­жительные стороны обычного сахара, но при этом он в два раза менее сладок. В отличие от искусственных заменителей сахара, которых создано немало, «Трехалоза» является натуральным продуктом. Пер­вые испытания показали, что при употреблении «Трехалозы» организм вырабатывает меньше инсулина, чем при употреблении глюкозы.

Сахарные спирты. Важной группой заменителей сахарозы явля­ются сахарные спирты, или полиолы, получаемые путем гидриро­вания моносахаридов с помощью катализаторов, ферментативным путем из дисахаридов, в последнее время — путем полной или час­тичной гидрогенизации продуктов с использованием высокомаль-тозной патоки.

Использование сахарных спиртов в качестве подслащивающих едств не требует для их усвоения выделения организмом инсули­на, что позволяет применять их для приготовления диабетических продуктов. Сахарные спирты практически полностью усваиваются рганизмом, но довольно медленно, поэтому употребление их огра­ничено.

Сахарные спирты применяются при производстве кондитерских изделий, косметических препаратов, поверхностно-активных веществ. Они могут применяться при производстве пищевых продуктов, под­вергаемых термической обработке, но следует учитывать при произ-иодстве различных пищевых продуктов, что их растворение в воде происходит с поглощением тепла.

Сахарные спирты по сравнению с сахарами ассимилируются значи­тельно меньшим числом микроорганизмов, поэтому продукты, приго­товленные с применением сахарных спиртов, особенно ксилита, мень­ше подвержены микробиологическому разложению. Этим можно объяснить и меньшую кариогенность сахарных спиртов по сравнению с сахарами.

При смешивании ряда сахарных спиртов наблюдается синергичес-кий эффект. Например, смесь, состоящая из 37% ксилита и 63% си­ропа мальтита, применяется при производстве мармелада, а смесь, состоящая из 40% сорбита и 60% ксилита, имеющая сладость, рав­ную сладости сахарозы, применяют при производстве жевательной резинки.

Годовое производство сахарных спиртов (полиолов) в мире состав­ляет около 1 млн т в пересчете на сухое вещество. Из них выпускается 63% сорбита в жидком виде и 20% сорбита кристаллического; 180 тыс. т сорбита перерабатывается в витамин С; 280 тыс. т полиолов служат в качестве подсластителей в зубных пастах и туалетных средствах; 110 тыс. т направляется в фармацевтическую промышленность. Только 36% полиолов идет взамен сахара на изготовление пищевых продук­тов, в основном твердой карамели, шоколада, драже, а также жеватель­ных резинок.