Підсолоджувачі та їх корисність при порушеннях обміну речовин - Galenus Magazine
Проф. Д-р Константин Іонеску-Тірговісте
Національний інститут діабету, харчування та метаболічних хвороб “Проф. N.C. Паулеску "
Член-кореспондент Румунської академії
Підсолоджувачі поділяють на натуральні та синтетичні. Природні, в свою чергу, мають сахаридне походження (сахароза, фруктоза, мальтоза) та поліоли (сорбіт, ксиліт). Останні мають нижчий глікемічний індекс, ніж глюкоза, що дозволяє уникнути високого підвищення глікемії після їжі, але вони мають калорійність. Синтетичні (сахарин, аспартам, цикламати) не мають калорійності, але мають недолік, що отримуються шляхом синтезу, що породило і, можливо, спричинить суперечки щодо безпеки їх використання.
Підсолоджувачі класифікуються на натуральні та синтетичні. У свою чергу, природними підсолоджувачами є вуглеводи (сахароза, фруктоза, мальтоза) та спиртові поліоли (сорбіт, ксиліт). Останні мають нижчий глікемічний індекс, що дозволяє уникнути важливого підвищення рівня глюкози в крові після їжі. Однак вони мають калорійність. Штучні підсолоджувачі (сахарин, цикламати, аспартам та ін.) Не містять або незначно калорійні, але вони мають недолік, оскільки мають синтетичне походження. Це призвело (і, можливо, призведе і в майбутньому) до суперечок щодо безпеки їх використання.
Вступ
Солодкий смак, крім солоного, гіркого і кислого, є одним із чотирьох основних смаків і особливо цінується людьми. Цукор є символом рафінованої їжі і, можливо, найсильнішим, коли йдеться про негативний вплив на здоров'я. Насправді ми можемо розглядати цукор менше як їжу, а більше як хімічну сполуку. По суті, сахароза - це дисахарид, що складається з молекули глюкози та молекули фруктози, яка в невеликих кількостях може бути надзвичайно корисною поживною речовиною. На жаль, у деяких розвинених країнах споживання цукру на душу населення іноді перевищує 70 кг/рік. З цієї причини в США деякі дієтологи вважають цукор справжньою "білою отрутою". Насправді люди не були призначені для вживання великої кількості цукру, будь то білий або коричневий, кукурудзяний сироп, сукралоза, декстроза, фруктоза, лактоза, мальтоза, солод, мед, рисовий сироп або кленовий сироп [1].
Підсолоджувач - це будь-яка природна та/або штучна речовина, що має солодкуватий смак і може використовуватися в їжі або напоях. Відомо, що цукор може призвести до збільшення ваги та реактивної гіпоглікемії як у дітей, так і у дорослих. Це призводить до підвищення рівня тригліцеридів та холестерину ЛПНЩ, діючи як фактор серцево-судинного ризику. У дітей, більше ніж у дорослих, вживання цукру може спричинити звикання до цього смаку, що призводить до збільшення споживання з часом. Тому заміна цукру підсолоджувачами - стратегія, яка розглядається у всьому світі [2].
Підсолоджувачі класифікуються на природні (цукор, фруктоза, сорбіт, ксиліт) та синтетичні або штучні (сахарин, цикламат, аспартам). На відміну від синтетичних підсолоджувачів, які не є калорійними, природні підсолоджувачі є калорійними, тому вони пов’язані з певними станами, такими як ожиріння, діабет, карієс.
Натуральні підсолоджувачі
1. Підсолоджувачі сахаридного походження [3]
Старий (старий) являє собою природний дисахарид, який розкладається з глюкози та фруктози. Його калорійність становить 4,1 ккал/г, а глікемічний індекс високий, близький до рівня глюкози.
Фруктоза це моносахарид, що міститься в меді, фруктах і великій кількості рослин. Він має таку ж калорійність, як цукор. Фруктоза важче засвоюється, ніж глюкоза, і в печінці перетворюється на глюкозу. Як результат, його глікемічний індекс нижчий, уникаючи значного підвищення глікемії після їжі. Він може застосовуватися лише у добре збалансованих хворих на цукровий діабет без схильності до гіпертригліцеридемії, інакше призводить до підвищення рівня цукру в крові, тригліцеридів, загального холестерину та холестерину ЛПНЩ, оскільки печінка вже не може перетворити його в глікоген.
Мальтоза являє собою дисахарид, що складається з двох молекул глюкози, з'єднаних між собою зв'язком α-типу (1 → 4). Його ізомер називається ізомальтулоза де дві молекули глюкози з'єднані зв'язком α-типу (1 → 6). Мальтоза - це дисахарид, який утворюється, коли амілаза підшлункової залози розкладає крохмаль. Він також знаходиться природним чином у проростаючих насінні, оскільки вони погіршують свої запаси крохмалю, щоб отримати енергію, необхідну для росту. Тому мальтоза міститься у більшій кількості в солоді та кукурудзяному сиропі. Це також може відбуватися під час карамелізації глюкози.
Лактоза - це дисахарид, що складається з молекули глюкози та однієї з галактози. Представляє дисахарид, характерний для молока та молочних продуктів. Його концентрація в молоці становить близько 0-8%, відсоток варіюється від одного виду до іншого і залежить від відсотка жиру в молоці.
Кукурудзяний сироп - являє собою групу споріднених сахаридних продуктів, отриманих із кукурудзяного крохмалю і які містять змінні відсотки мальтози, глюкози, фруктози та інших олігосахаридів. Всі ці молекули мають 6 атомів вуглецю і можуть використовуватися як підсолоджувачі в різних продуктах харчування. Кукурудзяний сироп використовується для підсолоджування деяких продуктів як альтернатива цукру, оскільки він може допомогти поліпшити їх текстуру, збільшити об’єм, запобігти характерній кристалізації цукру та поліпшити смак їжі. Похідним кукурудзяного сиропу є кукурудзяний сироп з високим вмістом фруктози (HFCS). Він виробляється шляхом перетворення відсотка глюкози у фруктозу. Таким чином підсилююча здатність збільшується за рахунок збільшення відсотка фруктози. Глюкозний сироп - це альтернатива кукурудзяному сиропу, одержуваному ферментативним гідролізом сахаридів із крохмалю багатьох видів рослин, таких як пшениця, картопля та тапіока. Цей тип підсолоджувачів більш широко використовується в США та Північній Америці.
2. Спиртові підсолоджувачі (поліоли) [4]
Цей тип природного підсолоджувача міститься в рослинах і виділяє близько половини калорій цукру. Вони застосовуватимуться у пацієнтів із добре збалансованим діабетом, інакше це призведе до підвищення рівня цукру в крові. Ці підсолоджувачі також мають послаблюючий ефект, який може мати індивідуальні зміни. Це може призвести до таких побічних ефектів, як спазми в животі, метеоризм, діарея, діти більш чутливі до цього ефекту. Однак вони є тимчасовими, і регулярне споживання, здається, призводить до адаптації кишечника із збільшенням порогу, при якому ці ефекти проявляються. Сімейство алкогольних підсолоджувачів включає сорбіт, ксиліт і стевіол.
сорбіт є алкогольним підсолоджувачем, який організм людини метаболізує повільно. За допомогою метаболізму сорбіт виділяє 2,6 ккал/г порівняно з 4 ккал/г цукру. Зазвичай сорбіт отримують із кукурудзяного сиропу, але він також міститься в яблуках, грушах, персиках та сливах. В організмі людини сорбіт перетворюється на фруктозу під дією сорбітолдегідрогенази та сукцинатдегідрогенази.
ксиліт є природною сполукою, відкритою незалежно в дев’ятнадцятому столітті двома групами дослідників, однією в Німеччині на чолі з Фішером [5], а іншою у Франції на чолі з Бертраном (1891). Тому відкриття ксиліту приписують обом групам дослідників. Наприкінці 1950-х Тустер та його колеги виявили, що ксиліт виробляється в невеликих кількостях в організмі людини. Ця знахідка була зроблена в контексті досліджень L-ксилулози, особливого сахариду, який зустрічається в сечі при есенціальній пентозурії, рідкісному рецесивному генетичному стані.
Внаслідок метаболізму ксиліт виділяє 2,4 ккал/г порівняно з 4,1 ккал/г у випадку глюкози, завдяки чому може бути використаний як джерело енергії [2,7]. Однак глікемічний індекс ксиліту є дуже низьким у порівнянні з показником глюкози або інших джерел вуглеводів. З цієї причини було запропоновано застосовувати цей поліол у пацієнтів із зайвою вагою для запобігання ожирінню та діабету типу 2. Ксиліт має дуже цікаві хімічні властивості. Таким чином, ксиліт є речовиною, яка може в достатку генерувати NADH і NADPH, обидві молекули, що беруть участь у генеруванні окисно-відновного потенціалу клітин. Модуляція окисно-відновного потенціалу клітин може втручатися в регуляцію синтезу деяких коферментів і навіть деяких гормонів [8]. Згідно з дослідженнями Макінена, ксиліт можна розглядати як додатковий постачальник атомів водню, який може ферментативно переноситися в інші органічні молекули, можливо, утворюючи відновлені форми різних коферментів.
Хімічно ксиліт є пентозою, яка може утворюватися шляхом метаболізму глюкози разом з багатьма іншими пентозами, такими як рибулоза-5 фосфат або ксилулоза-5 фосфат. Ксиліт виробляється нормальним метаболізмом здорової дорослої людини в загальній кількості близько 15 на добу. Важливо зазначити, що ксиліт відрізняється від інших поліольних підсолоджувачів (таких як сорбіт). Отже, якщо сорбіт є гекситолом з 5 атомами вуглецю, ксиліт - це пентатол з 4 атомами вуглецю. Ця різниця дуже важлива, оскільки сорбіт може сприяти росту карогенних бактерій у ротовій порожнині, тоді як ксиліт не може. Таким чином, бактерії не можуть використовувати ксиліт для отримання енергії за допомогою метаболізму, тому він може запобігти порожнинам. Однак вважається, що ксиліт має профілактичний ефект при стоматологічній патології, навіть маючи антибактеріальні властивості [9,10].
стевіол - поліольний підсолоджувач, який пояснює солодкий смак листя стевії (Stevia rebaudiana). Стевіол має підсолоджувальну здатність у 40-300 разів більшу, ніж у цукру. Крім того, він стійкий до нагрівання, коливається рН і не бродить. Крім того, глікемічний індекс стевіолу нижчий, ніж показник глюкози, що робить його привабливим як підсолоджувач для діабетиків та пацієнтів на гіпоглікемічних дієтах для схуднення. Європейське управління безпеки харчових продуктів стевіол оголосило безпечним у харчуванні людини. Максимальна прийнята добова доза стевіолу становить приблизно 4 мг/кг маси тіла/добу [11].
тагатоза (також відомий як D-тагатоза) - низькокалорійний підсолоджувач, отриманий з лактози. Тагатоз - природний моносахарид із сімейства гексозових. Він міститься в невеликих кількостях у фруктах, какао та молочних продуктах. Він має підсолоджувальну силу, еквівалентну 92% цукру, але містить лише 38% калорій. Його вплив на підвищення рівня цукру в крові та стимулювання секреції інсуліну зменшується [12]. Є також дані, які вказували б на захисний ефект від карієсу. Він може комерційно вироблятися з галактози шляхом ферментативного перетворення.
Некалорійні штучні підсолоджувачі
Синтетичні підсолоджувачі мають той недолік, як їх ще називають, - не є природними продуктами. З цієї причини з часом виникали і будуть суперечки щодо безпеки цих продуктів. В даний час існує кілька синтетичних підсолоджувачів, що використовуються в різних країнах [13].
сахарин є найстарішим синтетичним підсолоджувачем, введеним у раціон. Оскільки він може проникати через плаценту з можливим ризиком для плода, його використання під час вагітності не рекомендується. Було багато суперечок щодо можливого канцерогенного ефекту (підвищений ризик деяких новоутворень, ефект, який спостерігається при дуже високих дозах на деяких моделях тварин). Однак даних для підтвердження цього ризику немає на людях. Сахарин має особливість залишати трохи гіркий присмак у роті.
аспартам є синтетичним пептидним підсолоджувачем. Це дипептид, що складається з двох амінокислот, представлених аспарагіновою кислотою та фенілаланіном. З цієї причини він протипоказаний пацієнтам з фенілкетонурією. Він має дуже високу підсолоджувальну здатність, він приблизно в 200 разів солодший за цукор. Хоча метаболізмом аспартам утворює 4 ккал/г (як і всі амінокислоти, до речі), він споживається у дуже малих кількостях, і в результаті фактичне споживання калорій є незначним.
Ciclamatii являють собою солі натрію або кальцію цикламової кислоти. Вони володіють підсолоджуючою силою в 30 разів більшою, ніж у цукру. Одна таблетка цикламату натрію містить близько 100 мг активної речовини, а максимально допустима доза становить 2,5 мг/кг/добу, що означає 1-3 тб на добу. Через свої побічні ефекти він не схвалений у США та деяких європейських країнах.
сукралоза є калорійним підсолоджувачем у 600 разів солодшим за цукор. Він дуже стійкий до різноманітних фізичних та хімічних факторів і тому може бути використаний для підсолоджування при різних способах обробки харчових продуктів. Це не викликає карієсу. Деякі дослідження показали, що його введення може посилити ріст глікемії під час TTGO [14].
Ацесульфам калію - це синтетичний підсолоджувач із потужністю підсолоджувача у 200 разів більшою, ніж цукру. Це не викликає змін рівня цукру в крові у хворих на цукровий діабет. Як і сахарин, ацесульфам може залишати трохи гіркий смак після споживання, особливо при застосуванні високих доз. На відміну від аспартаму, ацесульфам калію стійкий до кадлури навіть у слабокислих або основних умовах рН і, як результат, може використовуватися як харчова добавка при термічному приготуванні їжі або в продуктах, що мають тривалий термін зберігання. на полиці. Він також використовується для приготування газованих напоїв, штучно підсолоджених, але майже завжди в поєднанні з іншими синтетичними підсолоджувачами, такими як аспартам або сукралоза. Він також використовується як підсолоджувач у деяких фармацевтичних препаратах, таких як білкові препарати для ентерального харчування, жувальні препарати або розчини для прийому всередину. Однак він відіграє роль поліпшення органолептичних властивостей активних інгредієнтів у цих продуктах [15].
алітам і Неотам вони є синтетичними підсолоджувачами дипептидної природи нового покоління. Як і аспартам, алітам - це дипептид, що містить аспарагінову кислоту. Neotam - ще один представник цього класу, який був розроблений виробниками асортименту NutraSweet.
Алітам має певні переваги перед аспартамом. Таким чином, він має підсолоджувальну здатність у 2000 разів вищу, ніж у цукру, і в 10 разів вищу, ніж у аспартаму. Крім того, він не залишає неприємного смаку після вживання. Тривалість його життя в умовах впливу тепла або кислого рН є щонайменше вдвічі більшою, ніж у аспартаму, але все одно коротший, ніж у інших синтетичних підсолоджувачів, таких як сахарин або ацесульфам калію. На відміну від аспартаму, алітам не містить фенілаланіну і тому може безпечно застосовуватися пацієнтами з фенілкетонурією [16].
1. Продавець С. Ксиліт: Наше солодке спасіння? СПЕКТР т. 4, No 8, лютий 2003 р., С. 23
2. Carr CJ, Krantz JC Метаболізм цукрових спиртів та їх похідних. Adv Carbohydr Chem 1943; 1: 115-192
3. Тип М, Тип Е. Харчування при цукровому діабеті. В: Дієта здорової та хворої людини. Видавництво Академії типу М (ред.), Бухарест, Румунія, 2005.
4. Мекінен К.К. Цукрові спиртові підсолоджувачі як альтернативи цукру з особливим урахуванням ксиліту. 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. Тостер О, Шоу ДРД. Біохімія ациклічних поліолів. Physiol Rev 1962; 42: 181-225
7. Георгієф М., Молдауер Л.Л., Бістріан Б.Р., Блекберн Г.Л. Ксиліт - джерело енергії для внутрішньовенного харчування після травми. J Parenter Enteral Nutr 1985; 9: 199-209
8. Mäkinen K Скелястий шлях ксиліту до його клінічного застосування J Dent Res 2000; 79 (6): 1352-1355
9. Біркхед Д. Каріологічні аспекти ксиліту та його використання в жувальних гумках: огляд. Acta Odontol Scand 1994; 52: 116-127
10. Едгар В.М. Замінники цукру, жувальна гумка та карієс зубів - огляд. Br Dent J 1998; 184: 29-3
11. Ядав С.К., Гулерія П.Глікозиди стевіолу з Стевії: огляд шляхів біосинтезу та їх застосування в харчових продуктах та медицині. Crit Rev Food Sci Nutr. 2012; 52 (11): 988-998
12. Еспіноза I, Фогельфельд Л. Тагатоза: від підсолоджувача до нового діабетичного препарату? Експерти щодо досліджень наркотиків. 2010 лютого; 19 (2): 285-294
13. Рабен А, Ріхельсен Б. Штучні підсолоджувачі: місце в області функціональних продуктів харчування? Зосередьтеся на ожирінні та пов’язаних з цим порушеннях обміну речовин. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2012 листопад; 15 (6): 597-604
14. Pepino MY, Tiemann CD, Patterson BW, Wice BM, Klein S. Сукралоза впливає на глікемічні та гормональні реакції на пероральне навантаження глюкозою. Догляд за діабетом. 2013 вересень; 36 (9): 2530-2535
15. Карштадт М.Л. Необхідні випробування на ацесульфам калію, штучний підсолоджувач. Про перспективу здоров’я. 2006 вересень; 114 (9): A516
16. Ренвік А.Г. Прийом інтенсивних підсолоджувачів - огляд оновлення. Харчова добавка Контам. 2006 квітня; 23 (4): 327-338.
Будьте пов’язані з новинами та відкриттями у медико-фармацевтичній галузі!
Ми використовуємо ваші дані для листування та комерційного спілкування. Щоб прочитати більше інформації, натисніть тут.