Имеется множество классификаций сладких веществ по калорийности (практически некалорийные, низкокалорийные, высококалорийные), происхождению (искусственные и натуральные), степени сладости (подсластители с высоким и низким сахарным эквивалентом), пищевым критериям (подсластители, пищевые продукты, сахарозаменители) и химическому составу [1-5]. Основное сладкое вещество, используемое нами, сахароза. Однако в настоящее время все чаще используются заменители сахарозы, которые обладают такой же сладостью или являются более интенсивными подсластителями, отличаясь от нее по сладости в сотни раз. Не имея глюкозного фрагмента, они могут успешно использоваться при производстве продуктов для людей, страдающих сахарным диабетом. Повышенный коэффициент сладости позволяет производить, применяя заменители, низкокалорийные диетические продукты, полностью (или частично) не имеющие легкоусвояемых углеводов, более низкой стоимости [2].
При выборе потребителем пищевых продуктов особое внимание уделяется их вкусу и аромату. Большое место тут занимают традиции, привычки, ощущение гармонии, которое возникает в организме человека при употреблении пищевых продуктов с определенным приятным вкусом и ароматом. Неприятный, нетипичный вкус часто и справедливо переносят на качество продукта. По современным представлениям в основе реакции рецептора языка на сладкий вкус лежит взаимодействие белка, способного образовывать комплексы со сладкими веществами. Отдельные вкусовые ощущения могут оказывать влияние друг на друга, особенно при одновременном воздействии нескольких соединений [3].
Все сахарозаменители можно классифицировать по-разному, так как в настоящее время разработаны методы получения ряда веществ путем их синтеза, а не выделением из природного сырья, но ко всем предъявляются единые требования: качество сладости, отсутствие цвета и запаха, приятный вкус, безвредность, полное выведение из организма, хорошая растворимость в воде, химическая устойчивость [5, 7].
Основными интенсивными подсластителями являются аспартам, сахарин, цикламат, ацесульфам К, cyкроза [2]. Спрос на интенсивные подсластители зависит от роста потребности на низкокалорийные продукты питания и напитки, а также от стран, где они получают одобрение к применению. При этом очень сильно растет спрос на новые виды подсластителей. Все подсластители имеет свои особые характеристики, и могут комбинироваться с другими подсластителями или сахаром при разных соотношениях. При этом они могут вызывать синергический эффект [8].
Из кожуры цитрусовых фруктов получают не содержащий калорий подсластитель и усилитель аромата - неогесперидин ДС. Часто используется в концентрации в 400-600 раз слаще сахара, хотя на самом деле в 1500-1800 раз. Его подслащивающая способность многократно увеличивается в комбинации с другими подсластителями.
Моносахариды и олигосахариды, сахаридные спирты и сладкие вещества несахаридного типа, гидролизаты крахмала, а также подсластители растительного происхождения относятся к числу природных сладких веществ [6, 13].
Известная с древнейших времен солодка голая (Glycyrrhizaglabra) входит в группу природных сахарозаменителей, имеет народное название лакричник сладкий или солодковый корень. Это многолетнее травянистое растение, которое используется при заболеваниях верхних дыхательных путей. Химические вещества, входящие в состав солодки, главное из которых - глицирризин, определяют лечебные свойства ее препаратов. Глицирризин в 50-100 раз превосходит сахарозу по интенсивности сладкого вкуса [9].
Из нектара растений медоносной пчелой вырабатывается сладкое сиропообразное вещество - пчелиный мед, в котором содержатся 13-20 % воды, 75-80 % углеводов, ферменты, органические кислоты, витамины, минеральные вещества. При хранении он кристаллизуется. Мед является кормом для пчел и ценным продуктом питания человека [8].
Кленовый сахар получают в виде сока непосредственно с деревьев весной. При выпаривании образуется сладкий сироп. Из углеводов в кленовом соке содержится преимущественно фруктоза. В ряде стран добывается в достаточно больших масштабах (несколько тысяч тонн) и используется в основном в домашнем хозяйстве при приготовлении подливок, сладких блюд, оладий и других кулинарных изделий [5].
Из растений (стевия, топинамбур и др.) получают природные подслащивающие вещества гликозидного происхождения. Значительный интерес среди растений, продуцирующих сладкие вещества, представляет растение семейства сложноцветных, двулистник сладкий. Свежие листья стевииненамного слаще сахара, высушенные же - слаще в 20-30 раз [11]. Стевиозид - белый кристаллический гигроскопический порошок легко растворимый в воде, устойчив к высокой температуре, используется для приготовления диетических и консервированных продуктов, практически не расщепляется в человеческом организме, стабилен при обработке и хранении, нетоксичен [13-16].
О сладком вкусе корней папоротника Polypodiumvulgare L более тысячи лет знают жители Европы, Азии и Америки. Из этого растения исследователям удалось выделить вещество, имеющее строение стероидного сапонина и обладающее сладким вкусом. Его низкая концентрация в сырье (0,03 %) делает его применение невыгодным, однако по сладости он превосходит сахарозу в 3000 [13].
Ягоды растения DioscoreophyllumcumminsiiDiets - самые сладкие из всех известных плодов. Оно растет в Западной Африке, имеет длинные вьющиеся волосяные стебли, как у виноградной лозы. Плодовая косточка растения заключена в мякоть, обладающую очень сладким вкусом. Поэтому их называют «ягоды радостной неожиданности». Белковое вещество, дающее сладкий вкус, назвали в честь института (MonellSensesCenter) Монеллин. Это первое открытие в природе сладких белков.
В последние время проведены исследования по получению заменителей сахара из природных белков. Натуральное протеиновое вещество, получаемое из западно-африканского фрукта катемфе (thaumatococcusdaniellii), с усиливающим аромат эффектом, тауматин, устойчив к замораживанию и сушке, и кислотной среде. Вкус тауматина остается надолго и имеет привкус лакрицы, но ощущается с небольшой задержкой. При жаренье и выпечке сладость тауматина несколько ослабевает, но усиливающий аромат эффект остается неизменным. ДДН не ограниченна [5]. С искусственными подсластителями тауматины синергируют, но пока не получили распространения из-за недостаточной термоустойчивости и несовместимости с рядом продуктов [4].
Препарат талин вырабатывают на основе тауматина. В настоящее время он является самым сладким веществом, в 35 000 раз превышающий вкус сахарозы, что позволяет конкурировать при промышленном производстве. Термолабильность - отрицательное свойство талина и тауматинов. Их используют при производстве рыбных консервов, соевых соусов, йогуртов, жевательных резинок, зубных паст и пикантных острых закусок, а также других продуктов [6].
Из плодов Richardeladиlcijica получен мирaкyлин, сахаридная часть которого представлена глюкозой, фруктозой, маннозой, ксилозой и галактозой. Он может использоваться как модификатор вкуса (кислое превращает в сладкое), но неустойчив к нагреванию. Возможность его использования ограниченна [4, 6].
В конце прошлого столетия была начата разработка промышленной технологии получения сахарозаменителя нового поколения - эритритола [10]. К числу специфических особенностей органолептических характеристик эритритола следует отнести возникновение при его употреблении эффекта «прохлады», связанного с достаточно высоким поглощением тепла при растворении этого соединения в воде по сравнению с сахарозой [19-20].
Важен вопрос о метаболизме эритритола в организме человек, что, в частности, определяет его энергетическую ценность. В результате многочисленных экспериментальных исследований было установлено, что эритритол в организме практически не усваивается, в связи с чем, калорийность эритритола очень низка и составляет от 0 до 0,2 ккал/г по сравнению с 4 ккал/ для сахарозы. Физиологические исследования и клинические испытания эритритола позволили сделать важный вывод о том, что его потребление не приводит к сдвигу в плазме крови уровней содержания глюкозы и инсулина. Это открывает возможность включения эритритола в качестве эффективного сахарозаменителя в рацион больных диабетом.
Благодаря уникальному сочетанию физико-химических и физиологических характеристик эритритол находит все более широкое применение при выпечке многих видов мучных кондитерских изделий, где его введение в рецептуру позволяет, помимо снижения калорийности продуктов, значительно улучшить их стабильность и увеличить гарантированные сроки их реализации [10].
Хемслея, липпия, синсепалум, моморика - растения, содержащие соединения, по сладости превосходящие сахарозу в сотни и тысячи раз. Однако коммерческое использование ограничено трудностью сбора, переработки плодов и токсичностью. Липпия помимо сладкого компонента гернандильцина содержит токсичную камфару, а хемслея - вредный для здоровья кукурбицин [12].
Из листьев чая (Hydrangeamacrophylla) японскими исследователями получен филодульцин - сладкое вещество, слаще сахарозы в 200-300 раз. Получение аналога этого соединения описано в 1978 г. [4].
Вещество перилальдегид обнаружено в масле растения Perillananmnensis, в 12 раз слаще сахарозы. Перилартин (производное этого соединения) слаще сахара в 2000 раз, однако не нашел применения в пищевой промышленности, т.к. обладает высокой токсичностью [5].
Распространенные в Южном Китае плоды фруктов дыневидной формы «Ло Хан», имеют тонкую кожуру, темно-коричневый цвет и коричневато-серую волокнистую мякоть. Его вкус сохраняется после 5-часового нагревания в воде и напоминает сладость глицирризина или дигидрохалконов, стевиозида. Он в 400 раз слаще сахарозы [3, 17].
Известны и другие продукты [8], которые еще недостаточно изучены. Среди которых эрнандульцин, получаемый из «сахарной травы», произрастающей в Мексике, слаще сахарозы в 1000 раз. Его потребление не приводит к тучности и является безвредным при сахарном диабете. Интересен также «морской» сахар, который получают из морских растений. Выпускают в виде прутиков желто-зеленого цвета величиной со спичку за рубежом [7, 9].
Постоянно растущий интерес к низкокалорийным и диабетическим продуктам вызывает необходимость поиска эквивалентных заменителей сахара. Проблему применения подсластителей широко исследуют специалисты пищевой промышленности, медицины и др. И, учитывая требования здорового питания, предпочтение они отдают подсластителям природного происхождения [14].
Стремительное развитие во всем мире нового направления в науке о питании - функционального питания - требует создания подсластителей нового поколения, не только имеющих чистый сладкий вкус, высокие технологические характеристики и безопасных, но и способных проявлять функциональные свойства, т.е. оказывать положительное воздействие на организм [11].
Однако анализ их технологических свойств, а также экономические аспекты получения показывают, что наиболее реальным потенциалом крупнотоннажного промышленного выпуска и использования обладает лишь стевиозид. До сегодняшнего дня широкое применение стевиозида в производстве пищевой продукции сдерживалось особенностями органолептики данного продукта - наличием специфического послевкусия и горечи, особенно выраженной при высоких концентрациях. Высококачественный стевиозид, лишенный указанных недостатков, вырабатывают лишь в Японии. Его используют в рецептурах 40 % выпускаемых в этой стране изделий [15-19].
Публикация подготовлена в рамках поддержанного РГНФ научного проекта № 15-36-01235 от 03.06.2015 г. «Социальные аспекты и профилактика сахарного диабета и ожирения».
Рецензенты:
Красина И. Б., д.т.н., профессор, профессор кафедры технологии зерновых, хлебных, пищевкусовых и субтропических продуктов ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет», г. Краснодар;
Татарченко И. И., д.т.н., профессор, профессор кафедры технологии зерновых, хлебных, пищевкусовых и субтропических продуктов ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет», г. Краснодар.