Nie możesz zrezygnować z cukru? Poznaj zamienniki

Przez lata do nadania słodkiego smaku używano miodu i cukru. Teraz mamy substancje, które słodzą, są niemal bez kalorii i stanowią alternatywę dla cukru. O tym, jakie substancje słodzące mogą być stosowane do poszczególnych produktów stanowią normy europejskie. Gwarantują one także konsumentom dostęp do informacji o użytych w produktach środkach słodzących. Czy warto zatem zastąpić nimi niezdrowy cukier?

Nadmierne spożycie cukru sprzyja rozwojowi wielu chorób cywilizacyjnych m.in. cukrzycy, otyłości i próchnicy zębów. Dlatego od wielu lat zamiast sacharozy stosuje się zamienniki cukru. Na rynku możemy znaleźć wiele produktów spożywczych zawierających w składzie substancje słodzące, popularnie zwane „słodzikami”. Z drugiej strony, jak wynika z przeglądu piśmiennictwa, formułowane są opinie na temat szkodliwego działania słodzików na organizmy ludzkie i zwierzęce. Ponad połowa sztucznych środków słodzących na świecie stosowana jest do produkcji napojów. Znaleźć je możemy również w gumach do żucia, słodzikach do kawy i herbaty, dżemach, deserach, majonezie czy sałatkach. Substancje intensywnie słodzące to niezbędne składniki wielu produktów należących do żywności specjalnego przeznaczenia np. wspomagających odchudzanie, dla sportowców czy cukrzyków. Choć smakują podobnie, to mogą być półsyntetyczne (poliole, inaczej polialkohole) lub całkowicie syntetyczne.

1) nadania smaku słodkiego produktom spożywczym, takiego jak przy zastosowaniu cukru,
2) nadania smaku produktom spożywczym o zredukowanej o co najmniej 30% wartości energetycznej,
3) nadania słodkiego smaku produktom spożywczym bez dodatku cukru,
4) jako słodziki stołowe.

Produkty spożywcze do których najczęściej dodawane są substancje słodzące to napoje bezalkoholowe. W zależności od zawartości cukru i środków słodzących dzielą się na 3 grupy. W napojach o obniżonej kaloryczności, w porównaniu z recepturą tradycyjną, cukier zastępuje się do 30% substancją słodzącą, a w napojach niskokalorycznych do 50%. Natomiast napoje dietetyczne nie zawierają w swoim składzie cukru, tylko substancje słodzące. Proporcje dodanych słodzików oraz ich ilość wpływają znacząco na smak napoju.

1) Intensywne substancje słodzące (syntetyczne) – acesulfam K i aspartam. Do tej grupy należą też mniej znane: sól aspartamowo-acesulfamowa (E 962), sacharyna (E 954), cyklaminiany (E 952), taumatyna (E 957), neohesperydyna DC (E 959) i sukraloza (E 955).
2) Poliole (półsyntetyczne i naturalne) – izomalt (E 953), ksylitol (E 967) czy sorbitol (E 420) oraz mannitol (E 421), maltitol (E 965) i laktitol (E 966).

Intensywne substancje słodzące, to grupa związków, których intensywność słodzenia jest co najmniej 150-razy mocniejsza niż sacharozy, przy jednoczesnym dostarczaniu minimalnej porcji kalorii. Przykładem takich substancji jest acesulfam K czy aspartam. Przy zastosowaniu tych substancji uzyskiwane są na przykład produkty niskokaloryczne, dla cukrzyków lub dla osób stosujących dietę nieskoenergetyczną. Substancje z tej grupy możemy najczęściej znaleźć w napojach bezalkoholowych, produktach mleczarskich, takich jak: jogurty, desery, koktajle mleczne czy lody.

Aspartam – nazwa systematyczna: ester metylowy N-[amino(karboksylamino)acetylo]fenylalaniny) o wzorze C14H18O5N2. Jest to związek 200 razy słodszy od sacharozy. Smak aspartamu nie jest identyczny ze smakiem zwykłego cukru. Słodycz aspartamu jest odczuwana wolniej od słodyczy cukru, dłużej jednak jest zachowywana w ustach. Na produktach spożywczych oznaczany jest kodem E 951. Oprócz słodzenia produktów żywnościowych, charakteryzuje się on również właściwościami utrwalania i wzmacniania aromatów owocowych, zwłaszcza cytrusowych. Wartość energetyczna aspartamu jest taka sama jak białek, tj. 4 kcal/g, jednak ze względu na niewielki jego dodatek nie ma to istotnego znaczenia w diecie. Aspartam stosowany jest głównie do produkcji napojów bezalkoholowych, głównie gazowanych. Ponadto może być stosowany do produkcji wyrobów cukierniczych, gum do żucia, lodów, napojów w proszku, słodzików stołowych oraz produktów dietetycznych, suplementów diety. Jest obecny w płatkach śniadaniowych, mrożonkach, rozpuszczalnych kawach i herbatach, jogurtach, deserach żelatynowych, niektórych keczupach – również tych dla dzieci i niemowląt i odżywkach dla sportowców. Można go też znaleźć w wielu wędlinach i rybach (zarówno w folii jak i konserwach). Ostatnio coraz częściej pojawia się w produktach farmaceutycznych, np. w większości tabletek musujących. Jest też dostępny w formie tabletek, które można stosować zamiast cukru, pod kilkudziesięcioma nazwami handlowymi (m.in.: NutraSweet, Equal, Sugar Free, Canderel). Został wynaleziony w 1965 roku przez Jamesa M. Schlattera pracującego dla firmy farmaceutycznej G.D. Searle & Company. Schlatter otrzymał ten związek w ramach badań nad poszukiwaniem leków przeciwwrzodowych. Odkrył jego słodycz zupełnie przypadkowo, liżąc wbrew zasadom BHP swój własny palec ubrudzony tym związkiem. Po początkowych perturbacjach z legalizacją tego związku jako dodatku do żywności, rozpoczęto jego produkcję i sprzedaż na wielką skalę od 1981 roku. Świadomość, że spożywanie masowo dodawanego do jedzenia słodzika może prowadzić do bardzo poważnych schorzeń jest w naszym społeczeństwie niska, chociaż stale rośnie. Wielu jednak ludziom nie mieści się w głowach, by substancja, która przeszła szereg testów i została zatwierdzona w tylu krajach, mogła być szkodliwa. Bezpieczeństwo stosowania aspartamu było przedmiotem wielu badań naukowych i licznych kontrowersji społecznych. W organizmie człowieka rozkłada się on na dwa naturalne aminokwasy (fenyloalaninę i kwas asparaginowy), stąd długo wydawało się, że jego spożycie nie wiąże się z żadnym ryzykiem, oprócz osób chorych na fenyloketonurię, które nie metabolizują fenyloalaniny. Poza w/w aminokwasami podczas hydrolizy aspartamu powstaje też metanol (w ilości ok. 0,1 g na każdy gram spożytego aspartamu). Jest to znacznie mniejsza ilość niż przyjmowana z różnych produktów spożywczych w codziennej diecie, np. soku pomidorowego, soku z winogron, czerwonego wina). Pod koniec lat 90-tych XX wieku opublikowano wyniki kilku badań, które sugerowały występowanie związków między spożywaniem aspartamu i chorób takich jak rak mózgu i układu limfatycznego. W wielu artykułach znaleźć można opinie iż jest to związek trujący, będący przyczyną ponad 75% negatywnych reakcji na występujące w żywności dodatki zgłaszanych do amerykańskiego Urządu ds. Leków i Żywności. Zdaniem naukowców oraz lekarzy badających negatywne skutki wywoływane przez aspartam, spożywanie tego środka może wywołać lub zaostrzyć przebieg następujących chorób: nowotwory mózgu, stwardnienie rozsiane, epilepsja, syndrom chronicznego zmęczenia, choroba Parkinsona, choroba Alzheimera, zaniki pamięci, chłoniak, wady wrodzone, cukrzyca. Istnieją też liczne relacje przypadków stwierdzenia niskiego poziomu serotoniny w mózgu, depresji oraz innych zaburzeń emocjonalnych, których wystąpienie łączono z aspartamem i które często ustępowały po zaprzestaniu używaniu tego środka. Szczególnie niebezpieczny jest dla kobiet w ciąży, dzieci i starszych osób, cierpiących na różne przewlekłe choroby. Unikać aspartamu powinni także ludzie cierpiący na zespół afektywny dwubiegunowy i kobiety w wieku rozrodczym, co przyznają nawet amerykańskie instytucje państwowe. Liczni naukowcy i profesorowie podzielają taką opinię. Skutki spożywania aspartamu są trudne do udowodnienia, ponieważ działa on różnie na różnych ludzi, w zależności od ich predyspozycji, ilości zjedzonego preparatu, a jego działanie wydłużone jest w czasie. Przeciętna zawartość aspartamu w napojach wynosi od 400 do 800 mg/l. jednak najbardziej pożądaną słodycz, określaną w skali hedonicznej pomiędzy „dość słodki” a „słodki”, wykazują roztwory aspartamu o stężeniach 400 mg/l. W napojach typu cola przeciętna zawartość aspartamu wynosi 550-680 mg/l, a w napojach pomarańczowych 550-900 mg/l. górne wartości tych poziomów znacznie przekraczają jego dopuszczalną zawartość w tych produktach.

Acesulfam K – czyli 6-metylo-2,2-dioksooksatiazyn-4-olan potasu o wzorze C4H4KNO4S to związek odporny na działanie wysokiej temperatury, z tego względu używany jest do żywności gotowanej i pieczonej. Na produktach spożywczych jest oznaczany kodem E 950. W temperaturze pokojowej występuje w postaci białych kryształów. Acesulfam najczęściej stosowany jest w napojach bezalkoholowych, deserach i przetworach mlecznych, żywności pieczonej, cukierkach odświeżających oddech, przekąskach, wyrobach cukierniczych, gumach do żucia, galaretkach, dżemach i innych przetworach owocowo-warzywnych, musztardach, a także w produktach dietetycznych i suplementach diety. W większych stężeniach powoduje gorzki, metaliczny posmak, z tego względu nie stosuje się go indywidualnie, ale w mieszaninach z innymi substancjami słodzącymi. Odkrył go w 1967 roku dość przypadkowo Karl Claus. Acesulfam ma działanie wspomagające w połaczeniu z aspartamem. Każdy z nich zwiększa słodość drugiego. Acesulfam K nie jest metabolizowany w organizmie człowieka i ulega wydaleniu w niezmienionej postaci z moczem. Natomiast może powodować uszkodzenia chromosomów, co w następstwie prowadzi do zmian genetycznych. Ustalona przez Światową Organizację Zdrowia, maksymalna ilość acesulfamu K, jaką człowiek może spożywać codziennie, przez całe życie, bez uszczerbku na zdrowiu (tzw. ADI – Acceptable Daily Intake) wynosi ok. 9 mg na kilogram masy ciała.

Poliole, czyli alkohole cukrowe, to np. izomalt (E 953), ksylitol (E 967) czy sorbitol (E 420). Ich kaloryczność zbliżona jest do sacharozy, charakteryzują się one niewielką „siłą słodzenia”. Stosowane są jako substancje utrzymujące wilgotność i teksturę produktów oraz jako wypełniacze do trwałych produktów cukierniczych, deserów, lodów, gum do żucia i przetworów owocowych. Spożycie polioli, nie wymaga limitowania.

Mannitol, sorbitol i ksylitol to związki naturalnie występujące w roślinach, takich jak kłącze perzu, brzoza czy śliwa. Charakteryzują się mniejszą intensywnością słodyczy niż biały cukier, są jednocześnie od niego mniej kaloryczne. 1 g polioli dostarcza średnio 2,4 kcal, podczas gdy 1 g cukru – 4 kcal. Dodatek polioli zwiększa objętość produktu, przez co staje się on mniej kaloryczny. Ponadto związki te (głównie ksylitol) w takich produktach, jak np. karmelki, guma do żucia, dają przyjemny efekt chłodzenia. Nie szkodzą w małych ilościach, ale przy zbyt dużym spożyciu wywołują efekty przeczyszczające.

Dawniej ksylitol był znany pod nazwą cukru brzozowego, gdyż otrzymuje się go przez działanie wodą na drewno brzozowe. Z uwagi na to, że proces ekstrakcji tą drogą jest stosunkowo drogi, dlatego ksylitol nie jest tanim substytutem cukru. Ksylitol to krystaliczny proszek białej barwy, stabilny w podwyższonych temperaturach. Jego wartość energetyczna to wartość <16,8 kJ/g (4 kcal). Jest najsłodszym z alkoholi cukrowych. Mieszanina 60% ksylitolu i 40% sorbitolu, dzięki synergizmowi, odpowiada słodkości cukru. W pożywieniu ksylitol można rozpoznać odczuwając chłód na czubku języka. Związek ten rozpuszczając się w wodzie absorbuje ciepło i w rezultacie roztwór się ochładza. Podobna reakcja zachodzi w ustach, dlatego ksylitol jest stosowany jako słodzik do gum do żucia, słodyczy do ssania np.: miętówek i gum rozpuszczalnych, a jednocześnie do lekarstw przewidzianych do dłuższego trzymania w ustach. Ksylitol zaliczamy do słodzików zapobiegających próchnicy. Alkohol ten nie może być metabolizowany do kwasów przez bakterie Streptococcus mutans, które wywołują próchnicę, ale nie należy pomijać faktu, iż bakterie te wchłaniają go i akumulują w postaci toksycznego fosforanu ksylitolu w swoich komórkach. Rezultatem tej akumulacji jest zahamowanie syntezy białka i wzrostu bakterii. Efekt ten odnosi się do szczepów wrażliwych względem ksylitolu. Co więcej ksylitol jest pomocny w zwalczaniu bakterii powodujących próchnicę przez rozluźnienie struktury ich warstwy na szkliwie zębowym, zwiększa przepływ śliny w jamie ustnej, oczyszcza i chroni zęby przed uszkodzeniami. Ksyloza, z której otrzymuje się ksylitol, występuje w szeregu owocach jak: truskawki, maliny, śliwki, gruszki, porzeczki, a także w warzywach jak np. kalafior. Jednakże otrzymywanie ksylitolu z któregokolwiek z tych źródeł nie jest opłacalne.

Sorbitol (E 420) otrzymywany przemysłowo przez uwodornienie glukozy w obecności niklu. Jest alkoholem wielowodorotlenowym mającym postać ziarnistego białego proszku lub płatków o smaku łagodnie słodkim, o silnym efekcie chłodzącym przy zetknięciu z językiem. Roztwory wodne sorbitolu (do stężenia 70%) tworzą przezroczysty syrop. Jedną z jego charakterystycznych właściwości jest maskowanie gorzkiego smaku sacharyny. Zapobiega również krystalizacji sacharozy. Sorbitol jest używany jako stabilizator produktów żywnościowych i substancja utrzymująca wilgotność i teksturę tychże produktów. Sorbitol występuje w największej ilości w suszonych śliwkach 12,7 g/100 g owoców, gruszkach 2,1 g/100 g owoców, czereśniach 1,4 g/100 g owoców, brzoskwiniach 0,9 g/100 g owoców. Słodkość sorbitolu odpowiada 50-60% słodkości sacharozy przyjętej jako 100% i odpowiada około 2,6 kcal/g. Produkty słodzone sorbitolem są wskazane dla wszystkich osób dotkniętych cukrzycą. Jest używany do słodzenia różnych produktów np. dżemów, galaretek, marmolad, nadzienia i półproduktów owocowych, deserów owocowych, cukierków, ciastek, czekolad, lodów, gum do żucia przeznaczonych dla diabetyków. Jest również stosowany w przemyśle mleczarskim oraz wykorzystywany w produkcji różnych napojów. Podobnie jak inne poliole, jest oporny na utlenianie przez bakterie wywołujące próchnicę stąd jego zastosowanie w pastach do zębów. Wykazano jednak, że sorbitol może powodować zaburzenia żołądkowo-jelitowe. Spożycie sorbitolu w ilościach 10-50 g/dzień może wywoływać u dorosłych lekkie zaburzenia trawienia, a niekiedy nawet ciężkie biegunki. Te ostatnie są spowodowane wysokim poziomem sorbitolu, który powoduje gromadzenie wody w jelicie, a co za tym idzie wywołuje biegunki. U dzieci takie objawy mogą wystąpić już po otrzymaniu mniejszej dawki. Amerykańska Akademia Pediatrii odradza podawanie soków owocowych niemowlętom poniżej 6 miesiąca życia, ponieważ oprócz ryzyka wystąpienia biegunki wywołanej sorbitolem (znajdującym się w sokach owocowych: np. gruszkowym, jabłkowym, śliwkowym, wiśniowym w dużych stężeniach), fermentacja sorbitolu E-420 w jelicie grubym może powodować powstawanie nadmiaru gazów.
Istnieją też doniesienia, że sorbitol – E 420 stosowany, w charakterze słodziku przez ludzi chorych na cukrzycę lub otyłość, może przyczyniać się do patogenezy nefropatii cukrzycowej. Sorbitol może uszkadzać nerki z uwagi na własności osmotyczne i może powodować „obrzęk” komórek nerki, upośledzając ich funkcję. Do tej pory udokumentowano jedynie dwa przypadki niekontrolowanego stosowania sorbitolu. Wiązały sie one z nadmiernym spożyciem (dwie paczki dziennie) gumy do żucia. Objawem była biegunka i utrata masy ciała nawet o 20%, jednak był to skutek odwracalny.

Mannitol (E 421) przemysłowo uzyskuje się przez uwodornienie cukru inwertowanego, sacharozy. W sposób naturalny duże ilości mannitolu pozyskuje się z soku Fraxinus ornus (jesion mannowy). Używa się go jako łagodny środek przeczyszczający, jako środek dietetyczny w cukrzycy oraz osmodiurezie. Należy zaznaczyć, że pomimo swej kaloryczności mannitol nie wchłania się z przewodu pokarmowego.

Naturalne środki słodzące, a zwłaszcza te, które mogą być stosowane przez chorych na cukrzycę izolowane klasycznymi metodami, wymagają dużej ilości surowca i pozyskiwane są często przy stosunkowo niskiej wydajności. Postępu w tej dziedzinie oczekuje się dzięki metodom inżynierii genetycznej. Zastosowanie nowoczesnych metod inżynierii genetycznej pozwala na osiągnięcie obfitej ilości naturalnych środków słodzących. Wydaje się więc obiecującym rozwijanie badań nad pozyskiwaniem naturalnych środków słodzących jak i poznawaniem nowych możliwości półsyntezy substancji słodzących na podstawie już poznanych związków naturalnych.
Etykiety na wszystkich produktach żywieniowych muszą zawierać informację jaki środek słodzący został użyty. Słodziki stołowe przeznaczone do bezpośredniego użytku przez konsumentów muszą na etykiecie mieć zapisaną nazwę użytej substancji słodzącej. Słodziki stołowe zawierające poliole muszą mieć umieszczoną na opakowaniu informację o ich możliwym wpływie przeczyszczającym, natomiast zawierające aspartam – informację, że jest on źródłem fenyloalaniny, ponieważ ludzie cierpiący na fenyloketonurię nie mogą metabolizować tego aminokwasu.