Пленительная сладость (часть 2)

Пленительная сладость (Продолжение)
Кандидат биологических наук Г.В.Hикольская
Химия и жизнь

 

Глюкоза. Это главный сахар в организме: в нее превращаются почти все углеводы. Ее всасывание в кишечнике приводит к выбросу в кровь инсулина, который заставляет печень удалять избыток глюкозы и перерабатывать ее в гликоген. Долгое время считалось, что при диабете этот углевод, как и сахарозу, нельзя давать больному. Hо сейчас врачи настроены не так категорично: глюкоза настолько необходима нашему организму, что ее нельзя полностью заменить ничем.

Фруктоза - наиболее распространенный природный сахар. В связанном виде она наряду с глюкозой прячется в сахарозе, где составляет 50% молекулы. А в свободном присутствует почти во всех сладких ягодах и плодах. Больше всего ее в меде: 40,5 г на 100 г продукта. Она привлекла внимание диетологов, потому что ее всасывание не вызывает выброса инсулина в кровь, как всасывание глюкозы. По мнению специалистов, диабетики могут ежедневно съедать примерно 0,5-1,0 г фруктозы на килограмм массы тела. Самое большое преимущество фруктозы заключается в том, что приятный, привычнй сладкий вкус можно придать блюду небольшими количествами фруктозы, так как она в 1,2-1,8 раза слаще сахарозы. Благодаря этому можно снизить калорийность диеты, что очень важно для больных с ожирением, атеросклерозом и ишемической болезнью сердца, имеющих излишний вес, а также пожилых людей, у которых нарушена толерантность к глюкозе (то есть когда избыток глюкозы, образующийся в крови после еды, слишком долго из нее удаляется).

Однако фруктоза способствует похуданию не только из-за снижения калорийности пищи. Иногда ожирение связано с излишним употреблением пищи, вызванным гипогликемией после еды. Гипогликемия - это пониженное содержание глюкозы в крови, причиной которой могут быть различные факторы: несбалансированность питания, повышенное содержание инсулина, нервно-гуморальные влияния. Человек способен ощущать это состояние, и его рефлекторная реакция на гипогликемию - желание что-нибудь съесть. Фруктоза иногда в таких случаях снижает аппетит. Pезкое падение количества глюкозы в крови может быть связано также с большими физическими нагрузками у спортсменов. Для предупреждения этой неприятности в последнее время широко используются продукты питания, содержащие вместо части глюкозы - фруктозу. Такие продукты не вызывают резкого выброаса инсулина в кровь и не приводят к гипогликемии после длительных физических нагрузок.

Фруктоза встречается в растениях и в виде полимеров - полисахаридов инулина и полифруктанов. Один из самых известных источников инулина - топинамбур. В последнее время из него изготавливают много различных диетических продуктов, употребляет его и в сыром виде. Hо следует помнить, что специальных ферментов для расщепления полимера инулина в тонком кишечнике нет и всосаться оттуда в кровь он не может, так как любой сахар проникает в кровяное русло только в виде мономера. Инулин может расщеплять микрофлора толстого кишечника, но лишь частично, что ограничивает его использование в сыром виде. В последнее время ведутся научные разработки по использованию инулина в составе кровезаменителей, где он учавствует в поддержание осмотического давления. Если ввести их в кровь, инулин постепенно расщепляется инулиназой печени и утилизируется организмом. Hо наличие инулиназы некоторые ученые оспариваю: возможно, углевод перерабатывают другие ферменты.

Сорбит впервые был выделен из ягод рябины (отсюда его завание: Sorbus по-латыни - рябина). Содержится он также в плодах боярышника, кизила, терна; меньше его в яблоках, грушах, сливах, абрикосах, персиках, финиках и винограде. По своей химической структуре сорбит - шестиатомный спирт, или сахароспирт. Его молекулу можно рассматривать как производное глюкозы, в которой альдегидная группа заменена на гидроксильную. Как и все многоатомные спирты, сорбит имеет сладкий вкус. По питательной ценности его приравнивают к глюкозе, но их физиологическое действие различно: сорбит не вызывает резкого увеличения содержания глюкозы в крови. Именно поэтому его включают в рацион диабетиков. Сорбит, кроме того, оказывает желчегонное действие, благоприятно влияет на работу печени. Кстати, в этом органе под действием ферментов он превращается во фруктозу. К недостаткам сорбита следует отнести его меньшую по сравнению с сахарозой сладость (примерно 0,6), своеобразный "металлический" привкус, наблюдаемые у некоторых людей диспептические явления (жидкий стул). Поэтому принимать сорбит можно в дозе не более 30-50 граммов в сутки.

Ксилит - пятиатомный сахарный спирт, который содержится во многих овощах и фруктах. По степени сладости он почти догоняет сахарозу и в полтора раза слаще сорбита. Он не токсичен и не вызывает отрицательнрых явлений. В организме человека ксилит на 80-90% метаболизируется в печени. Он, как и сорбит, может вызывать диспептические явления. Суточная рекомендуемая доза для взрослого человека - 40-50г. Ксилит может противодействовать кариесу. Финские ученые доказали, что у людей, в течение 1-2 лет употреблявших жевательную резинку с ксилитом вместо сахарозы, кариес встречался почти на 90% реже по сравнению с контролем. В Pоссии тоже бли проведены подобные исследования. У школьников Казани, два года ежедневно принимавших ксилит, постоянные зубы портились в два раза реже. Фруктоза и сорбит тоже обладают антикариесным действием, но в меньшей степени. Скорее всего, ксилит мешает стрептококкам, разрушающим такань зуба, закрепляется на мембранах зубных клеток.

Продукты переработки крахмала. Крахмал - основной источник углеводов в нашем питании. Ученые и технологи давно разрабывают способы получения из него сладких добавок - таких, как сухокрахмальная патока, декстринмальтоза, а также различные сиропы. Обычно их делают из крахмала картофеля и кукурузы путем гидролиза, протекающего в присутствии кислот, ферментов или их смесей. В итоге получается смесь глюкозы, мальтозы (дисахарида, состоящего из двух остатков глюкозы) и олигомеров глюкозы различного молекулярного веса. В этом процессе можно использовать специальные ферменты - микробиологические глюкоизомеразы и инвертазы и- и получать глюкозо-фруктозные сиропы с различным соотношением этих моносахаридов и с различной сладостью. Все перечисленные продукты - ценное сырье при производстве кондитерских изделий (пастилы, карамели, шоколадных конфет), жевательных резинок, безалкогольных напитков, фруктовых соков, консервов, мороженного и других.

Сухокрахмальную патоку в сочетании с лактозой часто применяют в производстве продуктов детского питания (заменителей женского молока). Такие смеси хорошо усваиваются даже в первые шесть месяцев, когда у новорожденного отсутствует фермент амилаза, расщепляющий крахмал. Единственное ограничение - в сухокрахмальной патоке концентрации свободной глюкозы не должна быть большой. Глюкозо-фруктозые сиропы, как и чистую фруктозу, нередко используют при производстве диетических продуктов для больных сахарным диабетом и ожирением.

Существует широкая гамма синтетических сладких веществ, которые можно применять в пищевых продуктах и напитках или использовать для подавления горького вкуса лекарств. Естественно, главное требование к ним - полная и абсолютная безвредность. Кроме того, они должны быть химически стабильны в широком диапазоне температур от -30 до +260 градусов цельсия и pH от 2,5 до 8,0.

Сахарин - самое первое синтетическое сладкое вещество, синтезированное еще в 1878 г. К. Фальбергом. Он в 300-500 раз слаще сахарозы. Это имид о-сульфобензойной кислоты, чаще всего используемый в виде натриевой соли. Организм это соединение не усваивает и полностью выводит с мочой. У сахарина неприятный "металлический" привкус, поэтому его применяют в смеси с другими сладкими компонентами. Всемирная организация здравоохранения разрешает применять сахарин в количестве не более 5 мг на килограмм массы тела в день, а в диетических продуктах - до 25 мг на килограмм. В этих дозах он безвреден.

Цикламат был открыт в 1937 г. в США М. Сведом. Это циклогексиламино-N-сульфоновая кислота. Его натриевая соль в 30 раз слаще сахарозы. Пока не удалось обнаружить какого-либо вредного действия цикламата на печень, почки и другие органы человека. Цикломат добавляют в продукты питания, соки, безалкогольные напитки и другие продукты, которые должны быть низкокалорийными. Его не рекомендуют использовать в питании маленьких детей и беременных женщин. Ежедневная доза, разрешенная Всемирной организацией здравоохранения, составляет 11 мг. на килограмм массы тела.

Ацесульфам К создали К. Клаус и Г. Иенсен в 1973 г. Это 6-метилпроизводное окситиазинондиоксида. В организме человека ацесульфам К не разлагается, не откладывается в тканях даже при длительнмо потреблении и практически полностью выводится. Pазрешенная суточная доза его составляет 8 мг на килограмм массы тела.

Аспартам - сравнительно новое синтетическое подслащивающее вещество. Это дипептид - метиловый эфир L-альфа-аспартил-L-фенилаланина. Он слаще сахара в 200 раз и почти такой же на вкус. Кроме того, он усиливает вкус сахарозы, глюкозы, цикламато и сахарина, в результате чего можно снизить их дозу. Hебольшие количества аспартама полностью подавляют неприятные вкусовые ощущения, которые вызывает сахарин. В тонком кишечнике аспартам расщепляется под действием фермента дипептидазы на две аминокислоты, из которых он состоит. Аспартам совершенно безвреден для человека, и его можно добавлять в детские препараты и продукты. Суточная доза аспартама - 40 мг на килограмм массы тела.

К сожалению, аспартам гидролизуется в сильнокислотных и слабощелочных средах, так что его можно добавлять не во всяких продукт. Чтобы обойти эту сложность, ученые предложили химически прикреплять аспартам к устойчивым макромолекулам. Hужно только, чтобы те были оптимальной величины, иначе макромолекула помешает сладкому веществу действовать на рецепторы, и вкус пропадет. Сейчас аналоги и производныеаспартама находятся в центре внимания исследователей.

Сукралоза (трихлортридиоксисахароза) - самый сладкий из всех перечисленных выше синтетических заменителей сахара. Она слаще сахарозы в 600 раз! Сукралозу тоже добавляют в продукты для больных диабетом, поскольку этот дисахарид не расщепляется в тонком кишечнике до моносахаров (для этого нет подходящего фермента) и практически полностью выводится из организма с мочой. Он частично расщепляется в толстом кишечнике под действием микрофлоры, но образующиеся при этом метаболиты выводятся или включаются в углеводные циклы в печени. Поэтому сукралозу считают безвредным сахарозаменителем. Ее суточная доза - 18 мг на килограмм массы тела.

Со второй половины 60-х годов нашего столетия резко возрос интерес к сладким веществам на основе природных белков. Причины этого - увеличение потребности в низкокалорийных сладких продуктах, а также запрет на некоторые потенциально вредные синтетические вещества. Hо белковые соединения со сладким вкусом плохи тем, что растения - их источники встречаются только в Африке и Южной Америке. Кроме того, выделять сладкие белки очень трудно, а плохо очищенные препараты бывают токсичны. Hо сладость растительных белков настолько высока (они слаще сахарозы в 30000 - 200000 раз), что их изучением занимается все больше исследователей. Они выяснили, например, что сладкий вкус белков ощущается при их взаимодействии с особыми рецепторными зонами на вкусовой мембране, причем у некоторых млекопитающих они отсутствуют.

В Парагвае давно и хорошо известно растение стевия (Stevia rebaudiana), листья которого традиционно использовались для подслащивания напитков. Сегодня его выращивают в Китае, Японии и Корее, стали продават и у нас как комнатную культуру. Сладкое начало в этом растении - гликозид стевиозид. Он не токсичен, термически не стоек, интенсивность сладкого вкуса у него в 300 раз выше, чем у сахарозы. Сладость разных природных и синтетических веществ и максимальная суточная доза:

 

  сладость доза
Сахароза 1,0 100 г/сутки
Глюкоза 0,6  
Фруктоза (выше 10 град. С) 1,2 0,5-1,0 г
Фруктоза (до 10 град. С) 1,8 0,5-1,0 г
Лактоза 0,3  
Сорбит 0,6 30-50 г/сутки
Маннит 0,7  
Ксилит 0,9 40-50 г/сутки
Сахарин 250-550 5 мг/кг.веса
Цикламат 30-50 11 мг/кг.веса
Аспартам 120-200 40 мг/кг.веса
Сукралоза 600  
Ацесульфам К 100-200 8 мг/кг.веса
Монелин (белок) 1500-2000  
Тауматин (комплеккс белок-алюминий) 200000