Заменитель сахара — это пищевая добавка , которая обеспечивает сладость, подобную сахару , но при этом содержит значительно меньше пищевой энергии , чем подсластители на основе сахара, что делает его нулевым ( непитательным ) [2] или низкокалорийным подсластителем . Искусственные подсластители могут быть получены путем производства растительных экстрактов или обработаны химическим синтезом . Продукты-заменители сахара коммерчески доступны в различных формах, таких как маленькие таблетки, порошки и пакеты.
Обычные заменители сахара включают аспартам , экстракт плодов монаха , сахарин , сукралозу , стевию , ацесульфам калия (туз-К) и цикламат . Эти подсластители являются основным ингредиентом диетических напитков , подслащивая их без добавления калорий . Кроме того, из сахаров получают сахарные спирты, такие как эритрит , ксилит и сорбит .
Доказано, что одобренные искусственные подсластители не вызывают рак . Обзоры и специалисты-диетологи пришли к выводу, что умеренное использование некалорийных подсластителей в качестве безопасной замены сахара может помочь ограничить потребление энергии и помочь контролировать уровень глюкозы в крови и вес .
Заменитель сахара — это пищевая добавка , которая обеспечивает сладость, подобную сахару , но при этом содержит значительно меньше пищевой энергии , чем подсластители на основе сахара, что делает его нулевым ( непитательным ) [2] или низкокалорийным подсластителем. Продукты-заменители сахара коммерчески доступны в различных формах, таких как маленькие таблетки, порошки и пакеты.
Искусственные подсластители могут быть получены путем производства растительных экстрактов или обработаны химическим синтезом .
Высокоинтенсивные подсластители – один из видов заменителей сахара – представляют собой соединения, сладость которых во много раз превышает сладость сахарозы ( обычного столового сахара). В результате требуется гораздо меньше подсластителя, а энергетический вклад зачастую незначителен. Ощущение сладости, вызываемое этими соединениями, иногда заметно отличается от сахарозы, поэтому их часто используют в сложных смесях, позволяющих добиться наиболее интенсивного ощущения сладости.
В Северной Америке распространенными заменителями сахара являются аспартам , экстракт архата , сахарин , сукралоза и стевия . Цикламат запрещено использовать в качестве подсластителя в США, но разрешен в других частях мира. [3]
Сорбитол, ксилит и лактит являются примерами сахарных спиртов (также известных как полиолы). Они, как правило, менее сладкие, чем сахароза, но имеют аналогичные объемные свойства и могут использоваться в широком спектре пищевых продуктов. Иногда профиль сладости корректируют путем смешивания с высокоинтенсивными подсластителями.
Аллюлоза — подсластитель из семейства сахаров, химическая структура которого аналогична фруктозе. Он естественным образом содержится в инжире, кленовом сиропе и некоторых фруктах. Хотя он принадлежит к тому же семейству, что и другие сахара, в организме он практически не метаболизируется как сахар. [4] FDA признает, что аллюлоза не действует как сахар, и с 2019 года больше не требует, чтобы она была указана вместе с сахарами на этикетках пищевых продуктов в США. [5] Аллюлоза примерно на 70% слаще сахара, поэтому ее иногда комбинируют с высокоинтенсивными подсластителями для изготовления заменителей сахара. [6]
Ацесульфам калия (Ace-K) в 200 раз слаще сахарозы (обычного сахара), столь же сладок, как аспартам, примерно на две трети слаще сахарина и на одну треть слаще сукралозы. Как и сахарин, он имеет слегка горьковатый привкус, особенно в высоких концентрациях. Компания Kraft Foods запатентовала использование ферулата натрия для маскировки послевкусия ацесульфама. Ацесульфам калия часто смешивают с другими подсластителями (обычно аспартамом или сукралозой), которые придают вкус, более похожий на сахарозу, при этом каждый подсластитель маскирует послевкусие другого, а также демонстрирует синергический эффект, при котором смесь слаще, чем ее компоненты.
В отличие от аспартама, ацесульфам калия стабилен при нагревании даже в умеренно кислых или основных условиях, что позволяет использовать его в качестве пищевой добавки при выпечке или в продуктах, требующих длительного срока хранения. В газированных напитках он почти всегда используется в сочетании с другим подсластителем, например аспартамом или сукралозой. Он также используется в качестве подсластителя в протеиновых коктейлях и фармацевтических продуктах, особенно в жевательных и жидких лекарствах, где он может сделать активные ингредиенты более приятными на вкус.
Аспартам был открыт в 1965 году Джеймсом М. Шлаттером из компании GD Searle . Он работал над противоязвенным препаратом и случайно пролил немного аспартама на руку. Облизнув палец, он заметил, что он имеет сладкий вкус. Торунн Аттераас Гарин руководил разработкой аспартама в качестве искусственного подсластителя. Это белый кристаллический порошок без запаха, полученный из двух аминокислот аспарагиновой кислоты и фенилаланина . Он примерно в 180–200 раз слаще сахара [7] [8] и может использоваться в качестве настольного подсластителя или в замороженных десертах, желатине, напитках и жевательной резинке . При приготовлении или хранении при высоких температурах аспартам распадается на составляющие его аминокислоты. Это делает аспартам нежелательным в качестве подсластителя для выпечки. Он более стабилен в несколько кислых условиях, например, в безалкогольных напитках. Хотя он не имеет горького привкуса, как сахарин, по вкусу он может не совсем напоминать сахар. При употреблении в пищу аспартам метаболизируется до исходных аминокислот . Поскольку он очень сладкий, для подслащивания пищевого продукта его требуется относительно мало, и, таким образом, он полезен для снижения количества калорий в продукте.
Безопасность аспартама тщательно изучалась с момента его открытия с помощью исследований, включающих исследования на животных, клинические и эпидемиологические исследования, а также постмаркетинговый надзор [9] , при этом аспартам является тщательно проверенным пищевым ингредиентом. [10] Хотя аспартам подвергался претензиям относительно его безопасности , [11] многочисленные авторитетные обзоры показали, что он безопасен для потребления в типичных количествах, используемых в производстве продуктов питания. [9] [11] [12] [13] Аспартам признан безопасным для потребления человеком более чем 100 регулирующими органами в своих странах, [13] включая Агентство по пищевым стандартам Великобритании , [7] Европейское управление по безопасности пищевых продуктов (EFSA). ), [8] и Министерство здравоохранения Канады . [14]
В Соединенных Штатах Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов запретило продажу цикламата в 1969 году после того, как лабораторные испытания на крысах смеси цикламата и сахарина в соотношении 10:1 (на уровнях, сравнимых с тем, что люди потребляют 550 банок диетической газировки в день) вызвали рак мочевого пузыря. . [15] Эта информация, однако, рассматривается как «слабое» доказательство канцерогенной активности, [16] и цикламат по-прежнему широко используется во многих частях мира, включая Канаду , Европейский Союз и Россию . [17] [18]
Могрозиды , извлеченные из плодов монаха и обычно называемые луо хан го , признаны безопасными для потребления человеком и используются в коммерческих продуктах по всему миру. [19] [20] По состоянию на 2017 год он не является разрешенным подсластителем в Европейском Союзе, [21] хотя он разрешен в качестве ароматизатора в концентрациях, при которых он не действует как подсластитель. [20] В 2017 году китайская компания запросила научную проверку своего продукта могрозида в Европейском управлении по безопасности пищевых продуктов . [22] Он является основой настольного подсластителя Nectresse от McNeil Nutritionals в США и подсластителя Norbu в Австралии. [23]
Помимо сахара свинца (использовавшегося в качестве подсластителя в древности и средневековье до того, как была известна токсичность свинца), сахарин был первым искусственным подсластителем и был первоначально синтезирован в 1879 году Ремсеном и Фальбергом. Его сладкий вкус был обнаружен случайно. Он был создан в результате эксперимента с производными толуола. Процесс создания сахарина из фталевого ангидрида был разработан в 1950 году, и в настоящее время сахарин создается с помощью этого процесса, а также исходного процесса, с помощью которого он был открыт. Она в 300–500 раз слаще сахарозы и часто используется для улучшения вкуса зубных паст, диетических продуктов и диетических напитков. Горькое послевкусие сахарина часто сводится к минимуму путем его смешивания с другими подсластителями.
Страх по поводу сахарина усилился, когда исследование 1960 года показало, что высокие уровни сахарина могут вызывать рак мочевого пузыря у лабораторных крыс. В 1977 году Канада запретила сахарин в результате исследований на животных. В Соединенных Штатах FDA рассматривало возможность запрета сахарина в 1977 году, но вмешался Конгресс и наложил мораторий на такой запрет. Мораторий требовал наличия предупреждающей этикетки, а также требовал дальнейшего изучения безопасности сахарина.
Впоследствии было обнаружено, что сахарин вызывает рак у крыс-самцов по механизму, не обнаруженному у человека. В высоких дозах сахарин вызывает образование осадка в моче крыс. Этот осадок повреждает клетки, выстилающие мочевой пузырь (уротелиальная цитотоксичность мочевого пузыря), и при регенерации клеток образуется опухоль (регенеративная гиперплазия). По данным Международного агентства по исследованию рака , входящего в состав Всемирной организации здравоохранения , «Сахарин и его соли были [sic] понижены из группы 2B, возможно канцерогенной для человека, в группу 3, не поддающуюся классификации по канцерогенности для человека, несмотря на достаточную степень канцерогенности для человека». доказательства канцерогенности для животных, поскольку он канцерогенен по механизму, не реагирующему на ДНК, который не имеет отношения к человеку из-за критических межвидовых различий в составе мочи». [ нужна цитата ]
В 2001 году Соединенные Штаты отменили требование о предупредительной маркировке, а угроза запрета FDA была снята уже в 1991 году. Большинство других стран также разрешают сахарин, но ограничивают уровни использования, в то время как другие страны полностью запретили его.
Агентство по охране окружающей среды исключило сахарин и его соли из списка опасных компонентов и коммерческих химических продуктов. В сообщении от 14 декабря 2010 года Агентство по охране окружающей среды заявило, что сахарин больше не считается потенциальной опасностью для здоровья человека.
Стевия — это натуральный некалорийный подсластитель, полученный из растения Stevia rebaudiana и производимый как подсластитель. [24] Он произрастает в Южной Америке и исторически использовался в японских пищевых продуктах, хотя сейчас он распространен во всем мире. [24] В 1987 году FDA запретило стевию, поскольку она не была одобрена в качестве пищевой добавки, хотя по-прежнему оставалась доступной в качестве пищевой добавки . [25] После получения достаточных научных данных, демонстрирующих безопасность использования стевии в качестве промышленного подсластителя, такого как Cargill и Coca-Cola , FDA в декабре 2008 года присвоило компании Cargill статус «отсутствие возражений» как общепризнанный как безопасный (GRAS). за свой продукт на основе стевии Truvia за использование очищенных экстрактов стевии в виде смеси ребаудиозида А и эритрита . [26] [27] [28] В Австралии бренд Vitarium использует Natvia, подсластитель стевии, в ряде детских молочных смесей без сахара. [29]
В августе 2019 года FDA разместило предупреждение об импорте листьев и сырых экстрактов стевии, не имеющих статуса GRAS, а также продуктов питания или пищевых добавок, содержащих их, сославшись на опасения по поводу безопасности и потенциальной токсичности . [30]
Самый распространенный в мире искусственный подсластитель [17] сукралоза представляет собой хлорированный сахар, который примерно в 600 раз слаще сахара. Его получают из сахарозы, когда три атома хлора заменяют три гидроксильные группы . Он используется в напитках, замороженных десертах, жевательной резинке, выпечке и других продуктах питания. В отличие от других искусственных подсластителей, он стабилен при нагревании и поэтому может использоваться в выпечке и жареных изделиях. Обнаруженная в 1976 году сукралоза была одобрена FDA для использования в 1998 году. [31]
Большая часть споров вокруг Splenda , подсластителя сукралозы, сосредоточена не на безопасности, а на его маркетинге. Он продавался под слоганом: «Splenda сделана из сахара, поэтому по вкусу напоминает сахар». Сукралозу получают из одного из двух сахаров: сахарозы или раффинозы . В случае любого базового сахара в процессе обработки три кислородно-водородные группы в молекуле сахара заменяются тремя атомами хлора. [32] Веб-сайт «Правда о Splenda» был создан в 2005 году Сахарной ассоциацией , организацией, представляющей фермеров, выращивающих сахарную свеклу и сахарный тростник в Соединенных Штатах, [33] для того, чтобы поделиться своим мнением о сукралозе. В декабре 2004 года Ассоциация сахара подала пять отдельных исков о ложной рекламе против производителей Splenda Merisant и McNeil Nutritionals за претензии в отношении Splenda, связанные с лозунгом: «Сделано из сахара, поэтому на вкус оно похоже на сахар». Французские суды постановили, что этот лозунг больше не будет использоваться во Франции, в то время как в США дело было урегулировано в ходе судебного разбирательства, которое не разглашалось. [32]
Существует мало проблем с безопасностью сукралозы [34] , а способ метаболизма сукралозы предполагает снижение риска токсичности. Например, сукралоза крайне нерастворима в жире и поэтому не накапливается в жировых тканях; сукралоза также не расщепляется и дехлорируется только в условиях, которые не встречаются при обычном пищеварении (т. е. при воздействии высокой температуры на порошкообразную форму молекулы). [35] Только около 15% сукралозы усваивается организмом, и большая часть ее выводится из организма в неизмененном виде. [35]
В 2017 году сукралоза была наиболее распространенным заменителем сахара, используемым при производстве продуктов питания и напитков; ему принадлежало 30% мирового рынка, который, по прогнозам, к 2021 году будет оцениваться в 2,8 миллиарда долларов. [17]
Сахарные спирты, или полиолы , являются подслащивающими и наполняющими ингредиентами, используемыми при производстве пищевых продуктов и напитков, особенно конфет, печенья и жевательных резинок без сахара . [36] [37] Как заменитель сахара, они обычно менее сладкие и содержат меньше калорий (примерно на половину-одну треть меньше калорий), чем сахар. Они медленно превращаются в глюкозу и не вызывают резкого повышения уровня глюкозы в крови . [36] [37] [38]
Сорбитол , ксилит , маннит , эритрит и лактит являются примерами сахарных спиртов. [37] Они, как правило, менее сладкие, чем сахароза, но имеют аналогичные объемные свойства и могут использоваться в широком спектре пищевых продуктов. [37] Профиль сладости может быть изменен в процессе производства путем смешивания с высокоинтенсивными подсластителями.
Сахарные спирты — углеводы, биохимическая структура которых частично соответствует структуре сахара и спирта, но не содержит этанола . [37] [39] Они не полностью метаболизируются в организме человека. [39] Неабсорбированные сахарные спирты могут вызывать вздутие живота и диарею из-за их осмотического эффекта, если их употреблять в достаточных количествах. [40] Они обычно содержатся в небольших количествах в некоторых фруктах и овощах и коммерчески производятся из различных углеводов и крахмала . [37] [39] [41]
Большинство заменителей сахара, разрешенных к употреблению в пищу, представляют собой искусственно синтезированные соединения. Однако известны некоторые заменители сахара растительного происхождения , в том числе сорбит , ксилит и лактит . Поскольку извлекать эти продукты из фруктов и овощей коммерчески невыгодно, их производят путем каталитического гидрирования соответствующего редуцирующего сахара. Например, ксилоза превращается в ксилит, лактоза — в лактит, а глюкоза — в сорбит.
Заменители сахара используются вместо сахара по ряду причин, в том числе:
Углеводы и сахара обычно прилипают к зубной эмали, где бактерии питаются ими и быстро размножаются. [42] Бактерии превращают сахар в кислоты, которые разрушают зубы. Заменители сахара, в отличие от сахара, не разрушают зубы, поскольку не ферментируются микрофлорой зубного налета. Подсластителем, который может принести пользу здоровью зубов, является ксилит , который предотвращает прилипание бактерий к поверхности зубов, тем самым предотвращая образование зубного налета и, в конечном итоге, разрушение. Однако Кокрейновский обзор обнаружил лишь доказательства низкого качества того, что ксилит в различных стоматологических продуктах действительно имеет какую-либо пользу в предотвращении кариеса у взрослых и детей. [42]
Заменители сахара являются основным ингредиентом диетических напитков , подслащивающим их без добавления калорий . Кроме того, сахарные спирты , такие как эритрит , ксилит и сорбит , получают из сахаров. В США одобрены к использованию шесть высокоинтенсивных заменителей сахара: аспартам , сукралоза , неотам , ацесульфам калия (Ace-K), сахарин и адвантам . [3] Пищевые добавки должны быть одобрены FDA, [3] а безопасность подсластителей должна быть подтверждена путем предоставления производителем документа GRAS . [43] Выводы о GRAS основаны на подробном обзоре большого объема информации, включая строгие токсикологические и клинические исследования. [43] Уведомления GRAS существуют для двух высокоинтенсивных подсластителей растительного происхождения: стевиоловых гликозидов, полученных из листьев стевии ( Stevia rebaudiana ) и экстрактов Siraitia grosvenorii , также называемых luo han guo или фруктом-монахом. [3]
Многие заменители сахара в конечном продукте питания дешевле сахара. Заменители сахара часто имеют более низкую общую стоимость из-за их длительного срока хранения и высокой интенсивности подслащивания. Это позволяет использовать заменители сахара в продуктах, которые не портятся через небольшой промежуток времени. [47]
В Соединенных Штатах FDA предоставляет производителям и потребителям рекомендации относительно суточных ограничений потребления высокоинтенсивных подсластителей — меры, называемой « Приемлемое ежедневное потребление» (ADI). [3] В ходе предпродажного анализа всех высокоинтенсивных подсластителей, одобренных в качестве пищевых добавок, FDA установило ADI, определяемую как количество в миллиграммах на килограмм массы тела в день (мг/кг веса тела в сутки), что указывает на то, что высокая -интенсивный подсластитель не вызывает проблем с безопасностью, если предполагаемое ежедневное потребление ниже ADI. [48] FDA заявляет: «ADI — это количество вещества, которое считается безопасным для ежедневного потребления в течение жизни человека». Для стевии (в частности, стевиоловых гликозидов) ADI была рассчитана не FDA, а Объединенной продовольственной и сельскохозяйственной организацией/ Комитетом экспертов Всемирной организации здравоохранения по пищевым добавкам, тогда как ADI не была определена для монахов. [48]
Для подсластителей, одобренных в качестве пищевых добавок, ДСП в миллиграммах на килограмм массы тела в день составляют: [48]
Если сахароза или другой замененный сахар повлияли на текстуру продукта, то часто также необходим наполнитель. Это можно увидеть в безалкогольных напитках или сладких чаях , которые маркируются как «диетические» или «легкие», которые содержат искусственные подсластители и часто имеют заметно отличающиеся вкусовые ощущения , или в заменителях столового сахара, в которых мальтодекстрины смешиваются с интенсивным подсластителем для достижения удовлетворительного ощущения текстуры.
FDA опубликовало оценки интенсивности сладости, называемые множителем интенсивности сладости (MSI), по сравнению с столовым сахаром.
Уровни сладости и энергетическая плотность сравнимы с сахарозой.
Обзоры и специалисты-диетологи пришли к выводу, что умеренное использование некалорийных подсластителей в качестве безопасной замены сахара может помочь ограничить потребление энергии и помочь контролировать уровень глюкозы в крови и вес . [50] [51] [52] Другие обзоры показали, что связь между массой тела и использованием некалорийных подсластителей неубедительна. [45] [53] [54] Наблюдательные исследования, как правило, показывают связь с увеличением массы тела, в то время как рандомизированные контролируемые исследования вместо этого показывают небольшую причинную потерю веса. [45] [53] [54] Другие обзоры пришли к выводу, что использование некалорийных подсластителей вместо сахара снижает массу тела. [50] [51]
Существует мало доказательств того, что искусственные подсластители напрямую влияют на возникновение и механизмы ожирения , хотя употребление подслащенных продуктов связано с увеличением веса у детей. [55] [56] Некоторые предварительные исследования показывают, что потребление продуктов, изготовленных с использованием искусственных подсластителей, связано с ожирением и метаболическим синдромом , снижением чувства сытости , нарушением метаболизма глюкозы и увеличением веса, главным образом из-за увеличения общего потребления калорий, хотя многочисленные факторы, влияющие на по состоянию на 2021 год ожирение остается плохо изученным. [55] [56] [57] [58]
Многочисленные обзоры не обнаружили связи между искусственными подсластителями и риском развития рака . [45] [59] [60] [61] Ученые FDA проанализировали научные данные о безопасности аспартама и различных подсластителей в пищевых продуктах и пришли к выводу, что они безопасны для населения в целом при обычных условиях приема. [62]
По данным метаанализа 2021 года , высокое потребление искусственно подслащенных напитков было связано с повышением риска смертности от всех причин на 12% и повышением риска смертности от сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) на 23% . [63] Метаанализ 2020 года обнаружил аналогичный результат: у группы с самым высоким потреблением риск смертности от всех причин был на 13% выше, а риск смертности от сердечно-сосудистых заболеваний - на 25%. [64]
Всемирная организация здравоохранения не рекомендует использовать некалорийные подсластители для контроля веса тела, основываясь на обзоре 2022 года, который обнаружил лишь небольшое снижение количества жира в организме и отсутствие влияния на кардиометаболический риск. [65] Вместо этого рекомендуются фрукты или несладкие продукты. [66]