Заменитель сахара — это пищевая добавка , которая обеспечивает сладость , подобную сладости сахара , при этом содержит значительно меньше пищевой энергии , чем подсластители на основе сахара, что делает его бескалорийным ( непитательным ) [2] или низкокалорийным подсластителем . Искусственные подсластители могут быть получены путем производства растительных экстрактов или обработаны путем химического синтеза . Продукты-заменители сахара коммерчески доступны в различных формах, таких как небольшие таблетки, порошки и пакетики.
Распространенные заменители сахара включают аспартам , экстракт архата , сахарин , сукралозу , стевию , ацесульфам калия (ace-K) и цикламат . Эти подсластители являются основным ингредиентом диетических напитков , подслащивая их без добавления калорий . Кроме того, сахарные спирты, такие как эритрит , ксилит и сорбит , получают из сахаров.
Не было обнаружено никаких связей между одобренными искусственными подсластителями и раком у людей. Обзоры и специалисты по диетологии 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 сладости сахара , при этом содержит значительно меньше пищевой энергии , чем подсластители на основе сахара, что делает его бескалорийным ( непитательным ) [2] или низкокалорийным подсластителем. Продукты-заменители сахара коммерчески доступны в различных формах, таких как небольшие таблетки, порошки и пакетики.
Искусственные подсластители могут быть получены путем производства растительных экстрактов или обработаны методом химического синтеза .
Высокоинтенсивные подсластители – один из видов заменителей сахара – это соединения, во много раз более сладкие, чем сахароза (обычный столовый сахар). В результате требуется гораздо меньше подсластителя, а вклад энергии часто незначителен. Ощущение сладости, вызываемое этими соединениями, иногда заметно отличается от сахарозы, поэтому их часто используют в сложных смесях, которые позволяют достичь наиболее интенсивного сладкого ощущения.
В Северной Америке распространенными заменителями сахара являются аспартам , экстракт архата , сахарин , сукралоза и стевия . Цикламат запрещен к использованию в качестве подсластителя в Соединенных Штатах, но разрешен в других частях мира. [3]
Сорбит , ксилит и лактит являются примерами сахарных спиртов (также известных как полиолы). Они, как правило, менее сладкие, чем сахароза, но имеют схожие объемные свойства и могут использоваться в широком спектре пищевых продуктов. Иногда профиль сладости тонко настраивается путем смешивания с высокоинтенсивными подсластителями.
Аллюлоза — подсластитель из семейства сахаров, имеющий химическую структуру, похожую на фруктозу. 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 не метаболизируется в основном как сахар. [4] FDA признает, что аллюлоза не действует как сахар, и с 2019 года больше не требует, чтобы она указывалась вместе с сахарами на этикетках продуктов питания в США. [5] Аллюлоза примерно на 70% слаще сахара, поэтому ее иногда комбинируют с высокоинтенсивными подсластителями для производства заменителей сахара. [6]
Ацесульфам калия (Ace-K) в 200 раз слаще сахарозы (обычного сахара), такой же сладкий, как аспартам, примерно на две трети сладкий, как сахарин, и на одну треть сладкий, как сукралоза. Как и сахарин, он имеет слегка горьковатый привкус , особенно при высоких концентрациях. Kraft Foods запатентовала использование ферулата натрия для маскировки привкуса ацесульфама. Ацесульфам калия часто смешивают с другими подсластителями (обычно аспартамом или сукралозой), которые дают более сахарозоподобный вкус, при этом каждый подсластитель маскирует привкус другого, а также проявляет синергетический эффект, при котором смесь слаще своих компонентов.
В отличие от аспартама, ацесульфам калия стабилен при нагревании, даже в умеренно кислых или щелочных условиях, что позволяет использовать его в качестве пищевой добавки в выпечке или в продуктах, требующих длительного срока хранения. В газированных напитках он почти всегда используется в сочетании с другим подсластителем, таким как аспартам или сукралоза. 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 в компании GD Searle . Он работал над противоязвенным препаратом и случайно пролил немного аспартама себе на руку. Когда он облизнул палец, то заметил, что он имеет сладкий вкус. Торунн Аттераас Гарин руководил разработкой аспартама как искусственного подсластителя. Это белый кристаллический порошок без запаха, который получают из двух аминокислот аспарагиновой кислоты и фенилаланина . Он примерно в 180–200 раз слаще сахара [7] [8] и может использоваться в качестве столового подсластителя или в замороженных десертах, желатинах, 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, он может не иметь вкуса, как сахар. При употреблении в пищу аспартам метаболизируется в свои исходные аминокислоты . Поскольку он настолько сладкий, его требуется относительно немного для подслащивания пищевого продукта, и поэтому он полезен для снижения количества калорий в продукте.
Безопасность аспартама была тщательно изучена с момента его открытия с помощью исследований, которые включают исследования на животных, клинические и эпидемиологические исследования и пострегистрационный надзор, [9] причем аспартам является тщательно проверенным пищевым ингредиентом. [10] Хотя аспартам был объектом заявлений о 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 был признан безопасным для потребления человеком более чем 100 регулирующими органами в своих странах, [13] включая Агентство по пищевым стандартам Великобритании , [7] Европейское агентство по безопасности пищевых продуктов (EFSA) [8] и Министерство здравоохранения Канады . [14]
В Соединенных Штатах Управление по контролю за продуктами и лекарствами запретило продажу цикламата в 1969 году после того, как лабораторные испытания на крысах с использованием смеси цикламата и сахарина в соотношении 10:1 (на уровнях, сопоставимых с потреблением человеком 550 банок диетической газировки в день) вызвали рак мочевого пузыря . [15] Однако эта информация 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 архата (который обычно также называют luǒ hán guò ), 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, в которых он не функционирует как подсластитель. [20] В 2017 году китайская компания запросила научную экспертизу своего продукта могрозида в Европейском агентстве по безопасности пищевых продуктов . [22] Он является основой столового подсластителя Nectresse компании McNeil Nutritionals в Соединенных Штатах 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 эксперименте с производными толуола. Процесс создания сахарина из фталевого ангидрида был разработан в 1950 году, и в настоящее время сахарин создается этим процессом, а также оригинальным процессом, с помощью которого он был открыт. Он в 300–500 раз слаще сахарозы и часто используется для улучшения вкуса зубных паст, диетических продуктов и диетических напитков. Горький привкус сахарина часто сводят к минимуму, смешивая его с другими подсластителями.
Страх перед сахарином 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 Конгресс вмешался и наложил мораторий на такой запрет. Мораторий требовал предупреждающей этикетки, а также предписывал дальнейшее изучение безопасности сахарина.
Впоследствии было обнаружено, что сахарин вызывает рак у самцов крыс посредством механизма, не обнаруженного у людей. В высоких дозах сахарин вызывает образование осадка в моче крыс. Этот осадок повреждает клетки, выстилающие мочевой пузырь (уротелиальная цитотоксичность мочевого пузыря ), и опухоль образуется, когда клетки регенерируют (регенеративная гиперплазия). По данным Международного агентства по изучению рака , являющегося частью Всемирной организации здравоохранения , «Этот механизм не имеет отношения к людям из-за критических межвидовых различий в составе мочи». [24]
В 2001 году Соединенные Штаты отменили требование о размещении предупредительных надписей, тогда как угроза запрета FDA была снята еще в 1991 году. Большинство других стран также разрешают использование сахарина, но ограничивают уровни его использования, а некоторые страны полностью запретили его.
EPA исключило сахарин и его соли из списка опасных компонентов и коммерческих химических продуктов. В пресс-релизе от 14 декабря 2010 года EPA заявило, что сахарин больше не считается потенциально опасным для здоровья человека.
Стевия — это натуральный некалорийный подсластитель, получаемый из растения Stevia rebaudiana , и производится как подсластитель. [25] Он произрастает в Южной Америке и исторически использовался в японских продуктах питания, хотя в настоящее время он распространен на международном уровне. [25] В 1987 году FDA издало запрет на стевию, поскольку она не была одобрена в качестве пищевой добавки, хотя она продолжала быть доступной в качестве диетической добавки . [26] После того, как такие компании, как Cargill и Coca-Cola , предоставили достаточные научные данные, демонстрирующие безопасность использования стевии в качестве промышленного подсластителя , FDA в декабре 2008 года присвоило Cargill статус «нет возражений» как общепризнанно безопасного (GRAS) для своего продукта на основе стевии, Truvia , для использования очищенных экстрактов стевии в качестве смеси ребаудиозида А и эритрита . [27] [28] [29] В Австралии бренд Vitarium использует Natvia, подсластитель на основе стевии, в ряде детских молочных смесей без сахара. [30]
В августе 2019 года FDA разместило предупреждение об импорте листьев стевии и неочищенных экстрактов, которые не имеют статуса GRAS, а также продуктов питания или диетических добавок, содержащих их, сославшись на опасения по поводу безопасности и потенциальной токсичности . [31]
Самый распространенный в мире искусственный подсластитель, [17] сукралоза — это хлорированный сахар, который примерно в 600 раз слаще сахара. Он производится 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 продуктах. Открытая в 1976 году, FDA одобрила сукралозу для использования в 1998 году. [32]
Большая часть споров вокруг Splenda , подсластителя на основе сукралозы, сосредоточена не на безопасности, а на его маркетинге. Он был представлен на рынке под слоганом «Splenda сделан из сахара, поэтому на вкус как сахар». Сукралоза производится из двух сахаров, сахарозы или раффинозы . В любом из базовых сахаров обработка заменяет три кислородно-водородные группы в молекуле сахара тремя атомами хлора. [33] Веб-сайт «Правда о Splenda» был создан в 2005 году Сахарной ассоциацией , организацией, представляющей фермеров, выращивающих сахарную свеклу и сахарный тростник в Соединенных Штатах, [34] для предоставления своего мнения о сукралозе. В декабре 2004 года Сахарная ассоциация подала пять отдельных исков о ложной рекламе против производителей Splenda Merisant и McNeil Nutritionals за заявления о Splenda, связанные со слоганом «Сделано из сахара, поэтому на вкус как сахар». Французские суды постановили, что этот лозунг больше не должен использоваться во Франции, в то время как в США дело было урегулировано в ходе судебного разбирательства, подробности которого не разглашаются. [33]
Существует мало проблем безопасности, связанных с сукралозой [35] , и способ, которым сукралоза метаболизируется, предполагает сниженный риск токсичности. Например, сукралоза крайне нерастворима в жире и, таким образом, не накапливается в жировых тканях; сукралоза также не распадается и будет дехлорироваться только в условиях, которые не встречаются во время обычного пищеварения (т. е. при воздействии высокого тепла на порошкообразную форму молекулы). [36] Только около 15% сукралозы усваивается организмом, и большая ее часть выводится из организма в неизмененном виде. [36]
В 2017 году сукралоза была наиболее распространенным заменителем сахара, используемым в производстве продуктов питания и напитков; на ее долю приходилось 30% мирового рынка, который, по прогнозам, к 2021 году будет оцениваться в 2,8 млрд долларов. [17]
Сахарные спирты, или полиолы , являются подслащивающими и наполняющими ингредиентами, используемыми в производстве продуктов питания и напитков, в частности, конфет без сахара, печенья и жевательных резинок . [37] [38] Как заменитель сахара, они, как правило, менее сладкие и содержат меньше калорий (примерно на половину или треть меньше калорий), чем сахар. Они медленно преобразуются в глюкозу и не вызывают резких повышений уровня глюкозы в крови . [37] [38] [39]
Сорбит , ксилит , маннит , эритрит и лактит являются примерами сахарных спиртов. [38] Они, как правило, менее сладкие, чем сахароза, но имеют схожие объемные свойства и могут использоваться в широком спектре пищевых продуктов. [38] Профиль сладости может быть изменен в процессе производства путем смешивания с высокоинтенсивными подсластителями.
Сахарные спирты — это углеводы с биохимической структурой, частично соответствующей структурам сахара и спирта, хотя и не содержащей этанола . [38] [40] Они не полностью метаболизируются человеческим организмом. [40] Неабсорбированные сахарные спирты могут вызывать вздутие живота и диарею из-за их осмотического эффекта, если потребляются в достаточных количествах. [41] Они обычно встречаются в небольших количествах в некоторых фруктах и овощах и производятся в коммерческих целях из различных углеводов и крахмала . [38] [40] [42]
Большинство заменителей сахара, одобренных для использования в пищу, являются искусственно синтезированными соединениями. Однако известны некоторые массовые заменители сахара растительного происхождения , включая сорбит , ксилит и лактит . Поскольку извлечение этих продуктов из фруктов и овощей невыгодно с коммерческой точки зрения, их производят путем каталитического гидрирования соответствующего редуцирующего сахара. Например, ксилоза преобразуется 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. [43] Бактерии преобразуют сахар в кислоты, которые разрушают зубы. Заменители сахара, в отличие от сахара, не разрушают зубы, поскольку они не ферментируются микрофлорой зубного налета . Подсластитель, который может принести пользу здоровью зубов, — это ксилит , который, как правило, препятствует прикреплению бактерий к поверхности зубов, тем самым предотвращая образование налета и, в конечном итоге, кариес . Однако обзор Кокрейна обнаружил только низкокачественные доказательства того, что ксилит в различных стоматологических продуктах действительно приносит какую-либо пользу в профилактике кариеса у взрослых и детей. [43]
Заменители сахара являются основным ингредиентом диетических напитков , чтобы подсластить их, не добавляя калорий . Кроме того, сахарные спирты, такие как эритрит , ксилит и сорбит , получены из сахаров. В Соединенных Штатах были одобрены для использования шесть высокоинтенсивных заменителей сахара: аспартам , сукралоза , неотам , ацесульфам калия (Ace-K), сахарин и адвантам . [3] Пищевые добавки должны быть одобрены FDA, [3] а подсластители должны быть доказаны как безопасные посредством представления производителем документа GRAS . [44] Выводы о GRAS основаны на подробном обзоре большого объема информации, включая строгие токсикологические и клинические исследования. [44] Уведомления GRAS существуют для двух высокоинтенсивных подсластителей на растительной основе: стевиолгликозидов, полученных из листьев стевии ( Stevia rebaudiana ), и экстрактов из Siraitia grosvenorii , также называемых luo han guo или монахом. [3]
Многие заменители сахара дешевле сахара в конечном составе. Заменители сахара часто имеют более низкую общую стоимость из-за длительного срока хранения и высокой интенсивности подслащивания. Это позволяет использовать заменители сахара в продуктах, которые не портятся в течение короткого периода времени. [48]
В Соединенных Штатах FDA предоставляет производителям и потребителям рекомендации относительно суточных пределов потребления высокоинтенсивных подсластителей, мера, называемая приемлемым суточным потреблением (ADI). [3] Во время своего предпродажного обзора для всех высокоинтенсивных подсластителей, одобренных в качестве пищевых добавок, FDA установило ADI, определяемую как количество в миллиграммах на килограмм веса тела в день (мг/кг массы тела в день), что указывает на то, что высокоинтенсивный подсластитель не вызывает проблем с безопасностью, если предполагаемое суточное потребление ниже ADI. [49] FDA заявляет: «ADI — это количество вещества, которое считается безопасным для потребления каждый день в течение жизни человека». Для стевии (в частности, гликозидов стевиола) ADI была получена не FDA, а Объединенным комитетом экспертов по пищевым добавкам Продовольственной и сельскохозяйственной организации/ Всемирной организации здравоохранения , тогда как ADI не была определена для архата. [49]
Для подсластителей, одобренных в качестве пищевых добавок, допустимая суточная доза в миллиграммах на килограмм веса тела в день составляет: [49]
Если сахароза или другой заменяемый сахар повлияли на текстуру продукта, то часто также требуется 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 ощущения во рту , или в заменителях столового сахара, которые смешивают мальтодекстрины с интенсивным подсластителем для достижения удовлетворительного ощущения текстуры.
FDA опубликовало оценки интенсивности сладости, называемые коэффициентом интенсивности сладости (MSI), по сравнению со столовым сахаром.
Уровни сладости и энергетической ценности сопоставимы с показателями сахарозы.
Обзоры и специалисты по диетологии 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 . [51] [52] [53] Другие обзоры показали, что связь между массой тела и использованием некалорийных подсластителей не является окончательной. [46] [54] [55] Наблюдательные исследования, как правило, показывают связь с увеличением массы тела, в то время как рандомизированные контролируемые испытания вместо этого показывают небольшую причинную потерю веса. [46] [54] [55] Другие обзоры пришли к выводу, что использование некалорийных подсластителей вместо сахара снижает массу тела. [51] [52]
Существует мало доказательств того, что искусственные подсластители напрямую влияют на начало и механизмы ожирения , хотя употребление подслащенных продуктов связано с увеличением веса у детей. [56] [57] Некоторые предварительные исследования показывают, что потребление продуктов, изготовленных с использованием искусственных подсластителей, связано с ожирением и метаболическим синдромом , снижением сытости , нарушением метаболизма глюкозы и увеличением веса, в основном из-за увеличения общего потребления калорий, хотя многочисленные факторы, влияющие на ожирение, остаются плохо изученными по состоянию на 2021 год. [56] [57] [58] [59]
Многочисленные обзоры не обнаружили никакой связи между искусственными подсластителями и риском развития рака . [46] [60] [61] [62] Ученые FDA рассмотрели научные данные относительно безопасности аспартама и различных подсластителей в пищевых продуктах, придя к выводу, что они безопасны для населения в целом при обычных условиях потребления. [63]
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% в метаанализе 2021 года . [64] Метаанализ 2020 года показал аналогичный результат: группа с наибольшим потреблением имела на 13% более высокий риск смертности от всех причин и на 25% более высокий риск смертности от сердечно-сосудистых заболеваний. [65] Однако оба исследования также обнаружили схожее или большее увеличение смертности от всех причин при потреблении того же количества подслащенных сахаром напитков.
Всемирная организация здравоохранения не рекомендует использовать некалорийные подсластители для контроля веса тела, основываясь на обзоре 2022 года, который смог обнаружить лишь небольшое снижение жира в организме и отсутствие влияния на кардиометаболический риск. [66] Вместо этого она рекомендует фрукты или несладкие продукты. [67]
Медиа, связанные с заменителями сахара на Wikimedia Commons