 |
История появления заменителей сахара
|
|
|
|
Введение
Русский ученый К. А. Тимирязев писал: «Давно замечено, что мы не обращаем внимания на самые замечательные факты только потому, что они слишком обыкновенны. Многим ли, действительно, приходит в голову, что ломоть хлеба, хорошо испеченного пшеничного хлеба... составляет одно из величайших изобретений человеческого ума».
Необходимыми компонентами для организма являются углеводы, которые попадают с растительной пищей, в том числе и с хлебом. Углеводы служат основным источником энергии. Свыше 56% энергии организм получает за счет углеводов, остальную часть — за счет белков и жиров.
Для деятельности головного мозга единственным поставщиком энергии является глюкоза. Углеводы обнаруживаются во всех без исключения органах и тканях. Они входят в состав оболочек клеток и субклеточных образований, принимают участие в образовании многих важнейших веществ.
Углеводы обладают способностью накапливаться в организме в виде гликогена в печени и мышцах.
Вязкие секреты, выделяемые различными железами, также богаты углеводами. Они предохраняют стенки органов (пищевод, кишки, желудок, бронхи и т.д.) от проникновения патогенных микробов, механических и термических повреждений. По химической природе углеводы являются органическими веществами, в состав которых входят углерод, кислород и водород.
В зависимости от сложности строения, растворимости, быстроты усвоения и использования для гликогенообразования углеводы пищевых продуктов подразделяются на простые углеводы: моносахариды (глюкоза, фруктоза, галактоза), дисахариды (сахароза, лактоза, мальтоза) и сложные углеводы, или полисахариды (крахмал, гликоген, пектиновые вещества, клетчатка).
|
|
|
Наиболее распространенный моносахарид — глюкоза — содержится во многих плодах и ягодах, а также образуется в организме в результате расщепления дисахаридов и крахмала пищи. Глюкоза наиболее быстро и легко используется в организме для образования гликогена, для питания тканей мозга, работающих мышц (в том числе сердечной мышцы), для поддержания необходимого уровня сахара в крови и создания запасов гликогена печени. Она служит эффективным средством поддержания питания послеоперационных, ослабленных и других тяжелобольных. Во всех случаях при большом физическом напряжении глюкоза может использоваться как источник энергии.
Фруктоза обладает теми же свойствами, что и глюкоза, и может рассматриваться как ценный, легкоусвояемый сахар. Однако, она медленнее усваивается в кишечнике и, поступая в кровь, быстро покидает кровяное русло. Фруктоза в значительном количестве (до 70-80%) задерживается в печени и не вызывает перенасыщения крови сахаром. В печени фруктоза более легко превращается в гликоген по сравнению с глюкозой. Другим свойством фруктозы является сравнительно невысокая стойкость, в результате чего фруктоза начинает частично изменяться, уже при продолжительном кипячении. Фруктоза усваивается лучше сахарозы и отличается большей, сладостью. Высокая сладость фруктозы позволяет использовать меньшие ее количества для достижения необходимого уровня сладости продуктов и таким образом снизить общее потребление сахаров, что имеет значение при построении пищевых рационов ограниченной калорийности.
Избыток сахарозы оказывает влияние на жировой обмен, усиливая жирообразование. Установлено, что при избыточном поступлении сахара усиливается превращение в жир всех пищевых веществ (крахмала, жира, частично и белка). Таким образом, количество поступающего сахара, может служить в известной степени фактором, регулирующим жировой обмен. Обильное потребление сахара приводит к нарушению обмена холестерина и повышению его уровня в сыворотке крови. Избыток сахара отрицательно сказывается на функции кишечной микрофлоры. При этом повышается удельный вес гнилостных процессов в кишечнике, развивается метеоризм. Установлено, что в наименьшей степени эти недостатки проявляются при потреблении фруктозы. Основными источниками фруктозы являются фрукты и ягоды. Глюкоза и фруктоза широко представлены в меде: содержание глюкозы достигает 36,2%, фруктозы — 37,1%. В арбузах весь сахар представлен фруктозой, количество которой составляет 8%. Третий моносахарид — галактоза — в свободном виде в пищевых продуктах не встречается. Галактоза является продуктом расщепления основного углевода молока — лактозы.
|
|
|
Тема дипломной работы «Обзор рынка заменителей сахара, выпускаемых отечественной промышленностью и поступающих по импорту и разработка рекомендаций по их применению» актуальна, т. к. 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. тонн общая выработка заменителей составляет до 15-20 млн. тонн сахарного эквивалента. Это привело к относительному снижению потребления сахарозы в чистом виде, получаемой из сахарной свеклы и тростника.
Замена сахарозы другими веществами связана с ее высокой удельной энергией и легкой усвояемостью, что при чрезмерных дозах употребления, в том числе и в виде сахаристых продуктов (конфет, шоколада, варенья, пастилы и др.), особенно при низкой физической активности, может привести к тяжелым нарушениям углеводного и жирового обмена, способствовать развитию заболеваний, связанных с избыточной калорийностью рациона (сахарный диабет, атеросклероз и др.), и появлению кариеса зубов Основные требования, предъявляемые к заменителям сахара:
· качество сладости заменителей 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);
· нетоксичность, полное выведение из организма;
· хорошая растворимость в воде;
· химическая и термическая устойчивость.
Цель данной работы – провести подробный обзор рынка заменителей сахара, выпускаемых отечественной промышленностью и поступающих по импорту и разработка рекомендаций по их применению.
Для того, чтобы поставленная цель была раскрыта необходимо структурировать материал по теме в соответствии с задачами исследования:
- изучить историю появления заменителей сахара;
- рассмотреть виды заменителей сахара;
- выявить полезные свойства и недостатки заменителей сахара;
- определить цель и задачи эксперимента.
Цель эксперимента – изучить профиль сладости по сравнению к сахарозе, растворимость в воде, растворимость с органическими кислотами, образование осадков.
Задачи эксперимента:
- 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.
Литературный обзор
История появления заменителей сахара
Первым заменителем сахара стал сахарин, который был синтезирован в 1879 году русским эмигрантом Фальбергом. Новое вещество обладало удивительным качеством: оно было в 450 раз слаще сахара. США, ставшие первопроходцами в освоении заменителей сахара, имеют столетний опыт употребления сахарина. Однажды за обедом он обратил внимание на необычный вкус хлеба — тот был сладким. Но домашние никакой сладости не ощущали. Тогда Фальберг понял: сладок не хлеб, а его пальцы — до обеда ученый возился с препаратом со страшным названием сульфаминбензойная кислота. После трапезы изобретатель помчался в лабораторию проверить догадку. Предположение подтвердилось: соединения сульфаминбензойной кислоты действительно были изумительно сладкими. Так был синтезирован сахарин. Химическое вещество с такими свойствами пригодилось очень быстро: во время Первой мировой войны сахара катастрофически не хватало. В начале 20-х Наркомздрав разрешил производить сахарин в нашей стране.
|
|
|
Сейчас, спустя многие годы после случайного открытия Фальберга, спрос на подсластители велик как никогда. Ведь многие Сахарозаменители не имеют энергетической ценности. К тому же они очень экономичны: один пластиковый контейнер заменяет от 6 до 12 кг сахарного песка.
Однако в 70-е годы прошлого века после опытов на животных стало ясно, что сахарин провоцирует рак мочевого пузыря у крыс. Сахарин мгновенно попал в "черные списки". Он был запрещен к употреблению в Америке и большинстве европейских стран. Некоторое оправдание сахарина произошло полтора десятилетия спустя, однако в Канаде этот заменитель до сих пор находится на нелегальном положении, а во всех остальных государствах он разрешен к продаже с пометкой “Вызывает рак у лабораторных животных”.
Затем были открыты цикламаты, то есть натриевые и калиевые соли цикламовой кислоты.
Карьера цикламатов началась с большого скандала: весь класс веществ объявили медленно действующим ядом. Лишь недавно продажа цикламатов была разрешена в Европейском союзе. Однако во Франции, Великобритании и США это вещество до сих пор официально запрещено к производству и употреблению. В России же этот заменитель был освидетельствован Министерством здравоохранения и прошел проверку. Специалисты не рекомендуют использовать цикламаты беременным женщинам, детям и людям, страдающим почечной недостаточностью.
Вообще же существует допустимая дневная доза этого подсластителя: 11 мг на килограмм веса тела в сутки.
Цикламаты чаще всего используют в дуэте с сахарином. Самые популярные торговые наименования этой "сладкой парочки" - "Цукли", "Сусли", "Милфорд" и "Диамант".
Третий известный подсластитель - аспартам, синтезированный в 70-х годах компанией "Monosanto”.
Аспартам опасен: считается, что он потенциальный канцероген, и к аспартаму очень подозрительно относятся в европейских государствах. Врачи не рекомендуют аспартам детям и подросткам. Но! Этот заменитель хорошо растворим в воде, и поэтому он стал основой вкуса всех "облегченных" ("лайт") лимонадов. Остается надеяться, что умеренное количество такой "газировки" вреда не нанесет.
На этикетках аспартам обычно маскируется под аббревиатурой Е 951. Также продукт с аспартамом снабжен надписью, запрещающей эту продукцию больным фенилкетонурией. Это врожденное заболевание, которое сопровождается непереносимостью фенилаланина, который содержится в аспартаме. Этот заменитель редко используется в чистом виде. Чаще всего его смешивают с ацесульфамом К, который относится к новому поколению заменителей сахара. Считается, что этот "букет" химических веществ максимально приближен к вкусу натурального сахара.
|
|
|
Самым безопасным заменителем является сукралоза, которая была синтезирована в 1976 году в Англии.
Специалисты утверждают, что ее прием безопасен не только для обычного контингента, но и для беременных женщин и детей младшей возрастной группы. Максимальная дневная доза составляет 5 мг на 1 кг веса.
Сукралоза в 600 раз слаще сахара, и поэтому вкусовой эффект достигается с помощью минимальных количеств этого подсластителя. Несмотря на эти качества, сукралоза почти не используется в пищевой промышленности и сравнительно редко встречается на прилавках российских аптек. Этот заменитель является самым дорогим.
Надо сказать, что среди врачей существует такая точка зрения, что сахарозаменители вообще опасны, так как нарушают нормальный обмен веществ. И хотя экспериментаторы сбиваются с ног, стараясь доказать, что подсластители не участвуют в обмене веществ, производя впечатление исключительно на вкусовые сосочки на языке, от злоупотребления подсластителями следует воздержаться.
Небольшие количества традиционных сладостей более безопасны, чем "химические" таблетки.
Масштаб применения сахарозаменителей впечатляет. В одном только 1995 г. и только сахарина и его солей было использовано в мире около 28000 тонн.
Семейство заменителей сахара, разрешенных для применения в питании населения России, довольно многочисленно. Кроме сахарина и его солей, оно включает аспартам, цикламовую кислоту и ее соли (цикламаты), сукралозу, стевиозид, неогесперидин и т.д. Их применение разрешено специальным документом, утвержденным в 1996 г. (СанПин 2.3.2.560-96). Все они - пищевые добавки с соответствующей суточной дозой, рекомендованной специалистами. Особо надо подчеркнуть, что все подстластители, рекомендованные к применению, тщательно изучались в нашей стране и за рубежом. Результаты этих исследований неоднократно обсуждались на заседаниях специальных комитетов экспертов - ведь речь идет о веществах, широко применяющихся населением, причем, зачастую, теми из нас, кто не всегда может похвастаться хорошим здоровьем. В 1999 г., группа экспертов Международного агентства по изучению рака (Лион) - специализированного учреждения Всемирной организации здравоохранения - провела анализ результатов исследований, посвященных изучению канцерогенных свойств сахарина и его солей, а также цикламатов. Насколько серьезным было обсуждение вопроса свидетельствует хотя бы список научных публикаций, посвященных сахарину и тщательно проанализированных экспертами, - он занимает семнадцать с половиной страниц! Вывод экспертов был однозначным: нет оснований считать сахарин, его соли, а также цикламаты опасными в канцерогенном отношении для человека. Аналогичный вывод был в свое время сделан и в отношении других заменителей сахара, разрешенных к применению.
Для каждого сахарозаменителя определен свой суточный, абсолютно безопасный для здоровья уровень потребления (например, для сахарина он равен 5 мг/кг массы тела, для цикламатов - 11 мг/кг).
Существующая в стране система контроля Департамента госсанэпиднадзора Минздрава России, включая гигиеническую сертификацию продуктов на основе сахарозаменителей, гарантирует здоровье и безопасное их использование как больным сахарным диабетом и страдающим ожирением, так и людям, ведущим здоровый образ жизни.
Виды заменителей сахара
Все заменители сахара можно условно разделить на две группы: натуральные и синтетические. Первые (фруктоза, сорбит, ксилит) полностью усваиваются организмом и, как обычный сахар, обеспечивают человека энергией. Они безопасны, но, к сожалению, калорийны. Большинство синтетических заменителей (сахарин, цикламат, аспартам, ацесульфам калия, сукразит) энергетической ценности не имеют и не усваиваются.
Искусственные подсластители разделяются на две категории. И хотя у основной массы заменителей сахара (маннит, сорбит, ксилит и гидрогенизированный сироп глюкозы) та же калорийность, что и у сахара, и они способны заменять его во многих продуктах, организмом такие подсластители усваиваются хуже.
Рис 1. Формула сорбита
Сахарный спирт, гидрогенизированный сироп глюкозы и ксилит фактически помогают предотвратить кариес и используются в безвредных для зубов видах сладостей и жевательных резинок. Однако любой подсластитель может стать причиной диареи, если потреблять более 25 г в день.
Большинство российских предприятий, производящих искусственные подсластители для пищевой промышленности, используют импортное сырье – в последние годы наблюдается устойчивая тенденция роста импортных поставок искусственных заменителей сахара в нашу страну. Это связано с возрастающими потребностями различных отраслей промышленности, особенно тех, которые перешли на западные технологии производства. Так, в 2001 году объемы импортных поставок искусственных заменителей сахара в Россию составили 3 224 тонны, а в 2002-м они выросли на 46% (рис. 2). В 2003 году рост продолжился, хотя его темпы несколько замедлились – до 38%. В 2004 году импорт заменителей сахара вырос еще на 22% и составил 7925 тонны. Можно заключить, что импорт искусственных заменителей сахара будет увеличиваться и в текущем году.
Рис. 2. Годовая динамика импортных поставок искусственных заменителей сахара в Россию в 2001-2004 гг. (в натуральном выражении)
Расходы на закупку импортных заменителей сахара за период с 2001 по 2004 год постоянно увеличивались, однако темпы роста расходов были несколько ниже, чем темпы роста импорта. Так, объемы импортируемых заменителей сахара за 4 года выросли почти в 4 раза, а расходы на их приобретение – только в 3,2 раза.
В последние годы на российском рынке наибольшее распространение получили такие подсластители, как аспартам, сахарин, цикломат, ацесульфам К. Эти виды заменителей сахара часто называют базовыми, так как почти все они, кроме аспартама, используются не в чистом виде, а в смесях, присутствуя в них в определенных пропорциях. Благодаря этому достигается необходимая сбалансированность вкусовых характеристик смесей заменителей сахара и экономичность их использования.
Базовые подсластители, а также их смеси имеют разные характеристики. Для того чтобы выбрать продукт, подходящий для конкретного технологического процесса, необходимо тщательно изучить свойства каждого из них, при этом обращая внимание в первую очередь на вкусовые характеристики, качество, безопасность и стоимость.
На российском рынке искусственных заменителей сахара представлена продукция из 20 стран. Однако основными странами-производителями, чья продукция импортировалась в Россию, были Франция, Китай, Финляндия и Германия – на их долю ежегодно приходилось от 80 до 93% всех искусственных заменителей сахара, поставлявшихся из-за рубежа за последние 4 года.
Почти половина всех искусственных заменителей сахара, импортируемых в Россию, представленных на российском рынке – завезено из Франции (рис. 3). Свою продукцию поставляют такие ведущие французские компании, как Varoise de Consentres SA, Euro-Aspartam SA, Rokket Frerer SA.Aspartam SA, Rokket Frerer SA.
Рис. 3. Объемы импорта ведущих стран-производителей искусственных заменителей сахара
Из Китая в 2003 году поставлялось 14% всех импортируемых искусственных заменителей сахара. На российском рынке представлена продукция компаний Sweet life Ltd., Rainbow Rich Int. Co. Ltd., Beijing vitasweet Co., Ltd., Zuzhou fine chemicals Group Co. и др.
Из Финляндии в 2003 году поставлялось почти 12% от всей импортируемой продукции. На российском рынке представлены подсластители ведущего финского производителя Danisco Finland Oy (Danisco A/S, Дания).
В 2003 году немецкие производители занимали около 11% рынка импортируемых искусственных заменителей сахара. В ряду наиболее заметных компаний стоит отметить Odenwald-Konserven GmbH, Palatinit GmbH, Nutrinova AG, Nutrition Specialties & Food Ingredients GmbH, DHW GmbH.
В России создан ряд компаний – производителей искусственных заменителей сахара, работающих на импортном сырье. Так, российско-швейцарское совместное предприятие ЗАО «Сентрис» (Москва) организовало собственное производство этой продукции. Все производственные процессы соответствуют требованиям GMP – правилам организации производства и контроля качества лекарственных средств. Компания производит и реализует на рынке России и стран СНГ заменители сахара под торговой маркой Aspamix. Данная продукция представляет собой высококачественные смеси, изготовленные на основе различных базовых заменителей сахара: аспартама и сахарина – Aspamix-350; аспартама, сахарина и цикламата – Aspamix-200+; аспартама и сахарозы – Aspamix-200lux и других.
Предприятие OOO «Аспасвит» (Москва) разработало, производит и реализует под торговой маркой Aspasweet хорошо сбалансированные смеси заменителей сахара с коэффициентами сладости от 100 до 450. Каждая из созданных композиций заменителей сахара представляет собой совершенную комбинацию трех составляющих: ноу-хау, высококачественных ингредиентов и точности соблюдения рецептур.
Компания OOO «Инбуко» (Калиниград) производит подсластители под торговой маркой Slamix. Все высококачественные смеси производятся из ингредиентов крупнейших европейских производителей Product Aditivos SA, Eurosweet SA, Vitasweet. Популярность искусственных заменителей сахара растет быстрыми темпами, так как многие производители, имеющие в своем распоряжении современное импортное оборудование, понимают, что приблизиться к европейскому стандарту, а также выстоять в конкурентной борьбе можно только через комплексный подход к производству качественного продукта на качественном сырье. Однако динамика использования искусственных заменителей сахара в России будет определяться характером государственного регулирования рынка сахара и законодательными ограничениями на использование искусственных заменителей сахара.
Теперь, что касается интенсивных заменителей сахара.
Интенсивные подсластители - ацесульфам К, аспартам и сахарин используются в основном в диетических напитках и десертах. Все они в 200-400 раз слаще сахара!
Вкус аспартама схож со вкусом сахара, и в отличие от сахарина он не оставляет после себя горького привкуса (рис. 4).
Рис. 4. Формула аспартама
Утверждения, что аспартам вызывает головную боль, ухудшение зрения и гиперактивность, не доказаны.
Интенсивные подсластители принято считать достойной альтернативой традиционным сахаристым веществам в массовом производстве напитков по ряду причин:
· удешевляются и упрощаются технология производства, погрузочно-разгрузочные, транспортные и складские операции;
· калорийность напитков снижается в десятки раз;
· в сочетании с фруктовыми ароматизаторами и органическими кислотами сладость интенсивных заменителей сахара усиливается и обогащается вкус напитка;
· у производителей появляется возможность расширения ассортимента;
· в результате уменьшения доли сбраживаемых углеводов в составе продукта улучшается их биологическая стойкость при хранении;
· наряду со снижением калорийности при дозировках, обеспечивающих достаточную сладость, интенсивные подсластители оказывают пониженное осмотическое давление на ткани организма при усвоении напитков.
|
|
|
