Традиційні та нетрадиційні цукрозамінники: переваги та недоліки

За показником коефіцієнту солодкості (індексу солодкості) підсолоджувачі поділяють на дві групи:

1)інтенсивні підсолоджувачі;

2)об'ємні цукрозамінники.

Коефіцієнт солодкості розраховують, виходячи з кількості підсолоджувача, що забезпечує в розчині рівень солодкості, ідентичний солодкості розчину сахарози (5-10%). Рівень солодкості визначають за допомогою сенсорного аналізу. Інтенсивні підсолоджувачі володіють індексом солодкості, який в багато разів перевищує сахарозу.

До цукрозамінників відносяться речовини з групи багатоатомних сахароспиртів (поліоли).

Одним із найросповсюдженіших замінників цукру є фруктоза. Вона розглядається як цукрозамінник оскільки її індекс солодкості складає 1,2-1,8. Також до традиційних цукрозамінників, які використовуються при виробництві кондитерських виробів, відносяться багатоатомні спирти: ксиліт і сорбіт. На сьогоднішній день актуальним є використання цукрозамінників нового покоління, до яких відносяться: лактитол, ізомальт, ізомальтулоза, ерітритол, мальтит.

Головними властивостями об'ємних цукрозамінників є:

· індекс солодкості;

· розчинність;

· теплота розчинення (прохолоджуючий ефект);

· температура плавлення;

· в'язкість розчину;

· гігроскопічність;

· вплив на точку кипіння і точку замерзання;

активність води при різних концентраціях, порівняно з сахарозою.

Фруктоза (фруктовий цукор) у вільному вигляді знаходиться в плодах, рослинах, натуральному меді. Вона має високу гігроскопічність, розчиняється у воді краще ніж цукор. В'язкість насичених розчинів фруктози вища, ніж у сахарози. Це можна пояснити тим, що фруктоза має більшу розчинність. Головною перевагою фруктози є те, що вона відноситься до інсулінонезалежних вуглеводів. ГІ фруктози дорівнює 20%. Вона не викликає карієсу. Температура плавлення фруктози 104^оС. Оптимальною дозою вживання фруктози є 0,5-1,0 г на 1 кг маси тіла.

Сорбіт-шестиатомний спирт, який має індекс солодкості 0,48-0,50 та енергетичну цінність-390 Ккал. Має температуру плавлення 100-108^оС. Його можна вживати хворим на цукровий діабет тому, що він не сприяє швидкому підвищенню рівня цукру в крові. Сорбіт можна використовувати як лікувальний засіб при захворюванні системи травлення, яке пов'язане із порушенням функції жовчогіного апарата.

Ксиліт-п'ятиатомний спирт, який має індекс солодкості 0,7-1,0 та енергетичну цінність-705 Ккал. Він не викликає підвищення рівня цукру в крові та володіє добрими жовчогоними властивостями. Ксиліт добре розчиняється у воді, при розчинені відбувається поглинення великої кількості енергії, в результаті чого утворюється прохолоджуючий ефект. Ксиліт має стійкість при температурі 129^оС.

Лактитол виробляється фірмою “Пурак” (PURAC), Нідерланди, під торговою маркою “Лакті” (LACTY), з лактози шляхом каталітичної гідрогенізації. Лактитол має чистий солодкий смак, його солодкість складає 0,3-0,4. Він добре розчиняється у воді ( при 20^оС-57%), з підвищенням температури до 50^оС його розчинність аналогічна цукру. Лактитол має температуру плавлення 122-123^оС. В порівнянні з такими цукрозамінниками як ксиліт і сорбіт, лактитол має низький прохолоджуючий ефект. Ця властивість дає можливість викоритовувати його в кондитерських виробах, де прохолоджуючий ефект небажаний.

Поряд з технологічними перевагами лактитол, має і значні позитивні фізіологічні властивості. Калорійність лактитолу дорівнює 2-2,4 ккал/г (8,4-10 кДж/г). Це дає можливість виробляти на основі лактитолу БКВСДС зі зниженою калорійністю. Лактитол має пребіотичні властивості, що робить його перспективною речовиною при позробленні БКВ зі статусом “функціональний харчовий продукт”.

Лактитол не викликає підвищення вмісту цукру в крові. Тому його можна реокмендувати для виробництва кондитерських виробів для хворих на цукровий діабет. Лактитол має дуже низький ГІ-3%, що дозволяє виробляти на його основі БКВСДС зі зниженим ГІ. Науковцями доведено, що лактитол безпечний цукрозамінник і його добова доза не ліметується. Але в наслідок того, що лактитол може мати легкий послаблюючий ефект, Об'єднаним комітетом експертів ВООЗ рекмендовано споживати його до 50 г на добу. До недоліків лактитолу можна віднести невисоку ступінь солодкості. Але цей недолік можна компенсувати сумісним використанням з фруктозою, яка має значно вищий ступінь солодкості.

Розробником ізомальту є фірма PALATINIT (Німеччина). На сьогоднішній день ізомальт (С* IsoMaltidex 16500) виробляється також Cerestar a Cargill company.

Ізомальт має солодкість 0,5. Він є стабільним по відношенню до дії кислот, ферментів. Має температуру плавлення 145-150^оС, внаслідок чого, його можна

рекомендувати викоритовувати умвиробництві БКВ, які піддаються дії високих температур. Ізомальт має невисоку розчинність (при 20^оС-27%), при розчиненні ізомальт дає невеликий ендотермічний ефект. Його можна вживати людям хворим на цукровий діабет. ГІ ізомальту 3%. Він відноситься до речовин з пребіотичними властивостями, що робить його цінним продуктом для застосування у виробах спеціального дієтичного призначення. Калорійність ізомальту дорівнює 2-2,4 ккал/г (8,4-10 кДж/г), що дає можливість виробляти на його основі низькокалорійні БКВ, які можуть споживати особи з підвищеною масою тіла.

Ізомальт визнаний безпечним продуктом і дозволений до застосування у США з 1990 року. Об'єднаний комітет по харчовим добавкам ВООЗ визнав його нешкідливість і схвалив його щоденне споживання без обмежень. На сьогоднішній день він застосовується більш ніж в 40 країнах світу.

Ізомальтулоза в природньому вигляді зустрічається у складі натурального меду (до 0,7-1,0%), цукрового тросника. За хімічним складом ізомальтулоза складається з таких же структурних фрагментів, що і сахароза, тобто глюкози та фруктози (рис.1.1). Але в молекулі ізомальтулози вони з'єднані між собою не через 1-2 зв'язок, як в молекулі сахарози, а шляхом 1-6 глюкозидного зв'язку. Таким чином ізомальтулоза та сахароза є ізомерами.Хімічна назва ізомальтулози-6-О-α-D-глюкопіранозил- D-фруктофураноза.

Рис. 1.1 Будова молекули ізомальтулози

В теперішній час ізомальтулоза в промислових кількостях виробляється та

реалізується декількома компаніями під різними торгівельними марками: палатіноза^тм, Xtend^тм ізомальтулоза, W*Ergotex 17002, лілоза та ін.[16, 18]

Промислове виробництво ізомальтулози шляхом її виділення з природніх джерел є економічно невигідним. Тому в сучасних умовах ізомальтулозу в промислових масштабах виробляють на основі використання в якості сировини сахарози, шляхом проведення ізомеризації її молекули ферментативним шляхом з використанням спеціального фермента- ізомальтулозосинтази (сахароізомерази).

За зовнішнім виглядом ізомальтулоза схожа на звичайний цукор-пісок. Кристали ізомальтулоза легко подрібнюються, що є цінною властивістю в ряду технологічних процесів виробництва харчових прдуктів. Її температура плавлення 122-124^оС, що нижче температури плавлення сахарози- 160-185^оС. В зв'язку з тим, що ізомальтулоза та сахароза є ізомерами певні їх фізико-хімічні властивості є аналогічними (в'язкість розчинів). Але є і певні відмінності. Так, розчинність ізомальтулози у водних розчинів менша, ніж розчинність сахарози, особливо при низьких температурах. Наприклад розчинність ізомальтулози при 25^оС складає близько 30%, а сахарози- 68%.

Ізомальтулоза на відміну від сахарози є редукуючим дисахаридом, тому вона може приймати участь у реакції Майяра. Порівняно з сахарозою ізомальтулоза є більш стійкою у реакціях гідролізу в кислих середовищах.

Солодкість ізомальтулози складає 42-48% від солодкості сахарози. Енергетична цінність ізомальтулози аналогічна сахарозі і складає 4ккал/г (16,7 кДж/г). ГІ ізомальтулози-30.

Ізомальтулоза не викликає карієсу зубів, її вживання не значно впливає на зміну рівня інсуліну в крові. Вона є пребіотиком, тобто сприяє селективному росту біфідобактерій. За кордоном ізомальтулоза широко використовується в комерційних цілях як замінник цукру в продуктах, безалкогольних напоях, медицині.[16]

Ерітритол відноситься до поліолів, з хімічної точки зору він є етраолом-сахароспиртом з 4 атомами вуглецю.

Рис. 1.2 Будова молекули еритрітолу

В природньому вигляді він знаходиться у фруктах (виноград, сливи, диня), грибах, продуктах ферментації (вино, соєвий соус). Еритрітол має чистий солодкий смак. Солодкість ерітритолу складає 70% від солодкості сахарози. Як і інші поліоли, він не викликає карієс і є безпечним для хворих на цукровий діабет. Але на відміну від інших поліолів він має дуже низьку енергетичну цінність-0,2 ккал/г. Також на відміну від інших поліолів еритрітол не викликає послаблення.

На сьогоднішній день ерітритол реалізується на ринку під торговою маркою W*ERGOTEX E7001. В промислових кількостях його добувають з крохмаломісної сировини(кукурудзи, тапіоки).

Ерітритол володіє значною термостабільністю, навіть при нагріванні до температур, що перевищують 180^оС. Завдяки цьому його доцільно використовувати при виробництві багатьох видів хлібобулочних та кондитерських виробів. Також ерітритол відрізняється високою хімічною стійкістю в широкому діапазоні рН (2-12), є біохімічно стійким по відношенню до багатьох видів мікроорганізмів та грибів. Порівняно з сахарозою та іншими поліолами він має дуже низьку гігроскопічність, що полегшує умови його зберігання.

Згідно з клінічними дослідженнями щоденне вживання ерітритолу, в кількості 1 г/кг ваги тіла дорослої людини, добре переноситься порівняно з їжею, яка містить сахарозу. Ерітритол добре поєднується з низькокалорійними цукрозамінниками, такими як аспартам і ацесульфам К. Додавання ерітритолу до інших цукрозамінників дозволяє знизити гіркий присмак, яким володіють певні солодкі речовини.

Згідно з міжнародною документацією, ерітритол має найвищий статус безпеки, згідно якого щоденна норма вживання ерітритолу “не має обмежень”. Таким чином, ерітритол, який має природнє походження, володіє гарними фізико-хімічними властивостями (завдяки яким може використовуватись в багатьох технологіях) має широкий спектр використання, що збільшується. Завдяки цьому він є одним з найперспективніших цукрозамінників на теперішній час. [17]

Мальтит відноситься до класу поліолів, має чистий солодкий смак, не гігроскопічний та стійкий до дії температури температура плавлення 150 ‒ 155ºС.

Рис. 1.3 Будова молекули мальтиту

Глікемічний індекс мальтиту складає 36%. При температурі 20ºС розчняється на 62%. Може бути застосований у харчуванні хворих на цукровий діабет.[6]