Подсладители и тяхната полезност при метаболитни нарушения - сп. Galenus
Проф. Д-р Константин Йонеску- Тирговище
Национален институт по диабет, хранене и метаболитни заболявания „Проф. N.C. paulescu "
Член-кореспондент на Румънската академия
Подсладителите се делят на естествени и синтетични. Естествените от своя страна са с захариден произход (захароза, фруктоза, малтоза) и полиоли (сорбитол, ксилитол). Последните имат по-нисък гликемичен индекс от глюкозата, като по този начин се избягват високи гликемични увеличения след хранене, но имат калорично съдържание. Синтетичните (захарин, аспартам, цикламати) нямат калорично съдържание, но имат недостатъка да се произвеждат чрез синтез, което е породило и вероятно ще породи противоречия, свързани с безопасността на тяхната употреба.
Подсладителите се класифицират на естествени и синтетични. На свой ред естествените подсладители са въглехидрати (захароза, фруктоза, малтоза) и алкохолни полиоли (сорбитол, ксилитол). Последните имат по-нисък гликемичен индекс, като по този начин се избягват важните повишения на кръвната глюкоза след хранене. Те обаче имат калорично съдържание. Изкуствените подсладители (захарин, цикламати, аспартам и др.) Нямат или пренебрежимо калорично съдържание, но имат недостатъка да са от синтетичен произход. Това доведе (и може би ще доведе и в бъдеще) до противоречия относно безопасността на тяхната употреба.
Въведение
Сладкият вкус е в допълнение към соленото, горчивото и киселото, един от четирите основни вкуса и особено ценен от хората. Захарта е символ на рафинираните храни и може би най-силната, когато става въпрос за негативните ефекти върху здравето. Всъщност можем да разглеждаме захарта по-малко като храна и повече като химично съединение. По същество захарозата е дизахарид, състоящ се от молекула глюкоза и молекула фруктоза, която в малки количества може да бъде изключително полезно хранително вещество. За съжаление в някои развити страни консумацията на захар на глава от населението понякога е по-висока от 70 кг/година. Поради тази причина в Съединените щати захарта се смята от някои диетолози за истинска „бяла отрова“. Всъщност хората не са проектирани да ядат големи количества захар, била тя бяла или кафява, царевичен сироп, сукралоза, декстроза, фруктоза, лактоза, малтоза, малц, мед, оризов сироп или кленов сироп [1].
Подсладителят е всяко естествено и/или изкуствено вещество, което има сладък вкус и може да се използва в храни или напитки. Известно е, че захарта може да доведе до наддаване на тегло и реактивна хипогликемия както при деца, така и при възрастни. Това води до повишени триглицериди и LDL-холестерол, действайки като сърдечно-съдов рисков фактор. При децата, повече отколкото при възрастните, консумацията на захар може да предизвика пристрастяване към този вкус, което води до увеличаване на консумацията с течение на времето. Следователно замяната на захар с подсладители е стратегия, която се обмисля по целия свят [2].
Подсладителите се класифицират на естествени (захар, фруктоза, сорбитол, ксилитол) и синтетични или изкуствени (захарин, цикламат, аспартам). За разлика от синтетичните подсладители, които не са калорични, естествените подсладители са калорични, така че са свързани с определени състояния като затлъстяване, диабет, кариес.
Естествени подсладители
1. Подсладители от захариден произход [3]
Стар (стар) представлява естествен дизахарид, който се разлага от глюкоза и фруктоза. Калоричната му сила е 4,1 kcal/g, а гликемичният индекс е висок, близък до този на глюкозата.
Фруктоза е монозахарид, който се съдържа в меда, плодовете и голям брой растения. Той има същата калорична сила като захарта. Фруктозата се усвоява по-трудно от глюкозата и се превръща в глюкоза в черния дроб. В резултат на това гликемичният му индекс е по-нисък, избягвайки големи постпрандиални гликемични увеличения. Може да се използва само при добре балансирани пациенти с диабет, без тенденция към хипертриглицеридемия, в противен случай води до повишена кръвна захар, триглицериди, общ холестерол и LDL-холестерол, тъй като черният дроб вече не може да го превърне в гликоген.
Малтоза е дизахарид, състоящ се от две молекули глюкоза, свързани заедно с а-тип връзка (1 → 4). Нейният изомер се нарича изомалтулоза при което двете глюкозни молекули са свързани с а-тип връзка (1 → 6). Малтозата е дизахаридът, който се генерира, когато амилазата на панкреаса разгражда нишестето. Също така се намира естествено в покълващите семена, защото те разграждат своите нишестени резерви, за да получат енергията, необходима за растежа. Следователно малтозата се намира в по-големи количества в малцовия и царевичния сироп. Може да се случи и по време на карамелизиране на глюкозата.
Лактоза - е дизахарид, състоящ се от молекула глюкоза и една от галактоза. Представлява дизахаридната характеристика на млякото и млечните продукти. Концентрацията му в млякото е около 0-8%, като процентът варира при различните видове и в зависимост от процента мазнини в млякото.
Царевичен сироп - представлява група сродни захаридни продукти, получени от царевично нишесте и които съдържат променлив процент на малтоза, глюкоза, фруктоза и други олигозахариди. Всички тези молекули имат 6 въглеродни атома и могат да се използват като подсладители в различни храни. Царевичният сироп се използва за подслаждане на някои продукти като алтернатива на захарта, защото може да помогне за подобряване на тяхната текстура, увеличаване на обема им, предотвратяване на характерната кристализация на захарта и подобряване на вкуса на храната. Производно на царевичен сироп е царевичен сироп с високо съдържание на фруктоза (HFCS). Произвежда се чрез превръщане на процент глюкоза във фруктоза. По този начин се увеличава подслаждащата сила поради увеличения процент на фруктоза. Глюкозният сироп е алтернатива на царевичния сироп, получен чрез ензимна хидролиза на захариди от нишестето на много растителни видове като пшеница, картофи и тапиока. Този вид подсладител е по-широко използван в САЩ и Северна Америка.
2. Алкохолни подсладители (полиоли) [4]
Този вид естествен подсладител се намира в растенията и отделя около половината калории захар. Те ще се използват при пациенти с добре балансиран диабет, което в противен случай води до повишена кръвна захар. Тези подсладители също имат слабително действие, което може да има индивидуални вариации. Това може да доведе до странични ефекти като коремни спазми, метеоризъм, диария, децата са по-чувствителни към този ефект. Те обаче са временни и изглежда, че редовната консумация води до адаптация на червата с увеличаване на прага, при който се появяват тези ефекти. Семейството алкохолни подсладители включва сорбитол, ксилитол и стевиол.
сорбитол е алкохолен подсладител, който човешкото тяло метаболизира бавно. Чрез метаболизма сорбитолът отделя 2,6 kcal/g в сравнение с 4 kcal/g захар. Обикновено сорбитолът се получава от царевичен сироп, но се среща и в ябълки, круши, праскови и сливи. В човешкото тяло сорбитолът се превръща във фруктоза под действието на сорбитол дехидрогеназа и сукцинат дехидрогеназа.
ксилитол е естествено съединение, открито независимо през деветнадесети век от две групи изследователи, едната в Германия, водена от Фишер [5], а другата във Франция, водена от Бертран (1891). Следователно откриването на ксилитол се приписва и на двете групи изследователи. Към края на 50-те години Тустър и колеги установяват, че ксилитолът се произвежда в малки количества в човешкото тяло. Това откритие е направено в контекста на изследването на L-ксилулоза, определен захарид, който се появява в урината при есенциална пентозурия, рядко рецесивно генетично състояние.
Чрез метаболизъм ксилитолът отделя 2,4 kcal/g в сравнение с 4,1 kcal/g в случай на глюкоза, като по този начин може да се използва като енергиен източник [2,7]. Гликемичният индекс на ксилитола обаче е много нисък в сравнение с този на глюкозата или други източници на въглехидрати. Поради тази причина се предлага този полиол да се използва при пациенти с наднормено тегло, за да се предотврати появата на затлъстяване и диабет тип 2. Ксилитолът има много интересни химични свойства. По този начин ксилитолът е вещество, което може да генерира в изобилие NADH и NADPH, и двете молекули, участващи в генерирането на редокс потенциала на клетките. Модулацията на редокс потенциала на клетките може да се намеси в регулирането на синтеза на някои коензими и дори на някои хормони [8]. Според проучванията на Makinen, ксилитолът може да се разглежда като допълнителен доставчик на водородни атоми, който може да бъде ензимно прехвърлен към други органични молекули, евентуално генерирайки редуцирани форми на различни коензими.
Химически, ксилитолът е пентоза, която може да се генерира чрез метаболизиране на глюкоза заедно с много други пентози като рибулоза-5 фосфат или ксилулоза-5 фосфат. Ксилитолът се произвежда от нормалния метаболизъм на здрав възрастен в общо количество около 15 на ден. Важно е да се отбележи, че ксилитолът се различава от другите полиолови подсладители (като сорбитол). По този начин, ако сорбитолът е хекситол с 5 въглеродни атома, ксилитолът е пентатол с 4 въглеродни атома. Тази разлика е много важна, тъй като сорбитолът може да стимулира растежа на карогенни бактерии в устната кухина, докато ксилитолът не може. По този начин бактериите не могат да използват ксилитол за получаване на енергия чрез метаболизъм, така че той може да предотврати появата на кариес. Смята се обаче, че ксилитолът има профилактични ефекти при стоматологична патология, дори притежава антибактериални свойства [9,10].
стевиол е полиолов подсладител, който обяснява сладкия вкус на листата на стевия (Stevia rebaudiana). Стевиолът има подслаждаща сила 40-300 пъти по-висока от тази на захарта. Освен това е устойчив на топлина и варира в рН и не ферментира. В допълнение, гликемичният индекс на стевиола е по-нисък от този на глюкозата, което го прави привлекателен като подсладител за диабетици и пациенти на хипогликемични диети за отслабване. Европейският орган за безопасност на храните стевиол е обявил за безопасен в човешкото хранене. Максималната приета дневна доза за стевиол е приблизително 4 mg/kg телесно тегло/ден [11].
тагатоза (известен също като D-тагатоза) е нискокалоричен калоричен подсладител, получен от лактоза. Тагатозата е естествен монозахарид от семейството на хексозите. Той се съдържа в малки количества в плодовете, какаото и млечните продукти. Той има подслаждаща сила, еквивалентна на 92% от тази на захарта, но съдържа само 38% от калориите си. Неговият ефект върху повишаването на кръвната захар и стимулирането на секрецията на инсулин е намален [12]. Има и данни, които биха посочили защитен ефект срещу кариеса. Той може да бъде произведен в търговската мрежа от галактоза чрез ензимен процес на трансформация.
Некалорични изкуствени подсладители
Синтетичните подсладители имат недостатъка, както се наричат, че не са естествени продукти. Поради тази причина с течение на времето е имало и ще има противоречия, свързани с безопасността на тези продукти. В момента има няколко синтетични подсладители, използвани в различни страни [13].
захарин е най-старият синтетичен подсладител, въведен в диетата. Тъй като може да премине през плацентата с възможни рискове за плода, употребата му по време на бременност не се препоръчва. Има много противоречия относно възможен канцерогенен ефект (увеличаване на риска от някои новообразувания, ефект, наблюдаван при много високи дози при някои животински модели). Няма обаче данни за хора, които да потвърдят този риск. Захаринът има особеността да оставя леко горчив вкус в устата.
аспартам е синтетичен пептиден подсладител. Това е дипептид, състоящ се от две аминокиселини, представени от аспарагинова киселина и фенилаланин. Поради тази причина е противопоказан при пациенти с фенилкетонурия. Той има много висока подсладителна сила, като е около 200 пъти по-сладък от захарта. Въпреки че чрез метаболизъм аспартамът генерира 4 kcal/g (както впрочем всички аминокиселини), той се консумира в много малки количества и в резултат действителният прием на калории е незначителен.
Ciclamatii са натриеви или калциеви соли на цикламова киселина. Те имат подслаждаща сила 30 пъти по-голяма от тази на захарта. Една таблетка натриев цикламат съдържа около 100 mg активно вещество и максимално допустимата доза е 2,5 mg/kg/ден, което означава 1-3 tb на ден. Поради страничните си ефекти, той не е одобрен в САЩ и някои европейски страни.
сукралоза е некалоричен подсладител 600 пъти по-сладък от захарта. Той е много устойчив на голямо разнообразие от физични и химични фактори и поради това може да се използва за подслаждане при различни методи за преработка на храни. Не причинява кариес. Някои проучвания показват, че приложението му може да увеличи гликемичния растеж по време на TTGO [14].
Ацесулфам калий е синтетичен подсладител с подслаждаща сила 200 пъти по-голяма от тази на захарта. Не причинява промени в кръвната захар при пациенти с диабет. Подобно на захарина, ацесулфамът може да остави леко горчив вкус след консумация, особено когато се използват високи дози. За разлика от аспартама, калиевият ацесулфам е устойчив на кадлура дори при слабо киселинни или основни условия на рН и в резултат на това може да се използва като хранителна добавка при термично приготвяне на храна или в продукти с дълъг срок на годност. на рафта. Използва се и при приготвянето на газирани напитки, изкуствено подсладени, но почти винаги в комбинация с други синтетични подсладители като аспартам или сукралоза. Използва се и като подсладител в някои фармацевтични продукти като протеинови препарати за ентерално хранене, дъвчащи лекарства или перорални разтвори. Той обаче има ролята да подобрява органолептичните свойства на активните съставки в тези продукти [15].
алитам и Неотам те са синтетични подсладители с дипептидна природа от по-ново поколение. Подобно на аспартама, алитамът е дипептид, който съдържа аспарагинова киселина. Neotam е друг представител на този клас и е разработен от производителите на гамата NutraSweet.
Alitam има някои категорични предимства пред аспартама. По този начин той има подслаждаща сила 2000 пъти по-висока от тази на захарта и 10 пъти по-висока от тази на аспартама. Освен това не оставя неприятен вкус след консумация. Продължителността му на живот в условия на излагане на топлина или киселинно рН е поне двойно по-голяма от тази на аспартама, но все пак по-кратка от тази на други синтетични подсладители като захарин или калиев ацесулфам. За разлика от аспартама, алитамът не съдържа фенилаланин и следователно може да се използва безопасно от пациенти с фенилкетонурия [16].
1. Sellman S. Xylitol: Нашето сладко спасение? СПЕКТЪРЪТ том 4, № 8, февруари 2003 г., стр. 23
2. Carr CJ, Krantz JC Метаболизъм на захарните алкохоли и техните производни. Adv Carbohydr Chem 1943; 1: 115-192
3. Тип М, Тип Д. Хранене при диабет. В: Диетата на здрав и болен човек. Издателство Академия тип M (Ed.), Букурещ, Румъния, 2005.
4. Мекинен К.К. Захарни алкохолни подсладители като алтернативи на захарта със специално внимание на ксилитола. Med Princ Pract. 2011; 20 (4): 303-20
5. Fischer E, Stahel R. Zur Kenntniss der Xylose. Ber Dtsch Chem Ges 1891; 24: 528-539
6. Touster O, Shaw DRD. Биохимия на ацикличните полиоли. Physiol Rev 1962; 42: 181-225
7. Георгиев М., Moldawer LL, Bistrian BR, Blackburn GL. Ксилитолът е енергиен източник за интравенозно хранене след травма. J Parenter Enteral Nutr 1985; 9: 199-209
8. Mäkinen K Скалистият път на ксилита до неговото клинично приложение J Dent Res 2000; 79 (6): 1352-1355
9. Birkhed D. Кариологични аспекти на ксилитола и неговото използване в дъвка: преглед. Acta Odontol Scand 1994; 52: 116-127
10. Едгар У.М. Захарни заместители, дъвки и зъбен кариес - преглед. Br Dent J 1998; 184: 29-3
11. Yadav SK, Guleria P. Steviol гликозиди от Stevia: преглед на пътя на биосинтеза и тяхното приложение в храни и лекарства. Crit Rev Food Sci Nutr. 2012; 52 (11): 988-998
12. Espinosa I, Fogelfeld L. Tagatose: от подсладител до ново лекарство за диабет? Експертни изследвания на наркотици. 2010 февруари; 19 (2): 285-294
13. Raben A, Richelsen B. Изкуствени подсладители: място в областта на функционалните храни? Фокусирайте се върху затлъстяването и свързаните с него метаболитни нарушения. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2012 ноември; 15 (6): 597-604
14. Pepino MY, Tiemann CD, Patterson BW, Wice BM, Klein S. Сукралозата повлиява гликемичните и хормоналните реакции на перорален глюкозен товар. Грижа за диабета. 2013 септември; 36 (9): 2530-2535
15. Karstadt ML. Необходимо е изпитване за ацесулфам калий, изкуствен подсладител. Относно Здравната перспектива. 2006 г. септември; 114 (9): A516
16. Renwick AG. Приемът на интензивни подсладители - актуализиран преглед. Food Addit Contam. 2006 април; 23 (4): 327-338.
Бъдете свързани с новините и откритията в медицинско-фармацевтичната област!
Ние използваме вашите данни за кореспонденция и за търговски комуникации. За да прочетете повече информация, щракнете тук.